化工自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展

卜偉華 胡素娥 魏紅

摘要：目前，化工自動化控制系統(tǒng)越來越普及，在化工行業(yè)發(fā)揮著極其重要的作用，可以提高化工生產(chǎn)的效率，還可以保障化工運作過程中存在風(fēng)險。文章通過分析化工自動化控制系統(tǒng)在化工行業(yè)中的應(yīng)用，了解到化工自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛，對提高化工行業(yè)起到不可或缺的作用，然后再分析化工自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展。本論文對化工從業(yè)者能起到較好理論指導(dǎo)和實踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng);化工;應(yīng)用;發(fā)展

中圖分類號：TQ437文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）06-0176-04

隨著現(xiàn)代社會的不斷進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)發(fā)生天翻地覆的變化，人們在不停的控制事物，運用這種的自動化控制系統(tǒng)，化工自動化控制系統(tǒng)就是人們不斷認(rèn)識事物改造事物的產(chǎn)物。1950年之后，人們開始思考在化工行業(yè)中運用自動化控制系統(tǒng)，將自動化控制系統(tǒng)運用到化工行業(yè)中這是第一代系統(tǒng)技術(shù)。電動模擬信號控制系統(tǒng)則是第二代系統(tǒng)技術(shù)，第三代控制系統(tǒng)就是將計算機運用到其中，運用計算機集成控制，第四代控制系統(tǒng)級就是集散式分布控制系統(tǒng)，第五代控制系統(tǒng)即是化工自動化控制現(xiàn)場總線系統(tǒng)。這些自動化控制方式在不斷地進(jìn)步發(fā)展，彌補傳統(tǒng)系統(tǒng)的缺點。化工自動化控制系統(tǒng)在化工行業(yè)發(fā)揮著重要作用，其發(fā)展趨勢將會直接影響著化工行業(yè)的進(jìn)步。本文就將具體分析化工自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展。

1 化工自動化控制系統(tǒng)的介紹

1.1化工自動化控制系統(tǒng)的含義及意義

化工自動化控制系統(tǒng)是指控制化工生產(chǎn)，通過自動化的方式控制化工生產(chǎn)過程。該系統(tǒng)能夠通過設(shè)計出準(zhǔn)確的、科學(xué)合理的控制算法，提出平衡好控制理論和控制技術(shù)矛盾的方案，即可以智能化的提出解決問題的方案。在化工生產(chǎn)的整個過程中，將自動化系統(tǒng)運用其中可以自動化、有效性的控制生產(chǎn)中的溫度、流量、壓力、大小等控制值。自動化控制系統(tǒng)在化工行業(yè)中的使用，極大的提高了化工行業(yè)的生產(chǎn)效率，尤為重要的是提高化工行業(yè)的安全性。

當(dāng)前，我國的經(jīng)濟發(fā)展相對嚴(yán)重，化工行業(yè)占據(jù)著全國經(jīng)濟的重要部分，對于提高化工行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展刻不容緩。傳統(tǒng)的化工企業(yè)都是通過人在其中進(jìn)行生產(chǎn)操作，化工行業(yè)本就是一個處處存在危險的地方，安全性比較低，人工操作極有可能存在失誤或錯誤，一個微小的失誤都可能造成大問題，所以傳統(tǒng)的化工行業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)大大小小的事故，造成了巨大的經(jīng)濟損失。然而通過使用自動化控制系統(tǒng)，可以代替人工工作，相對于企業(yè)來說可以節(jié)約勞動力，節(jié)約人工成本，最重要的是自動化的使用降低了因人工操作的失誤，極大的增加了化工行業(yè)的安全性，而且還可以提高生產(chǎn)效率，提高了企業(yè)的經(jīng)濟利潤。

1.2化工自動化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

本文總結(jié)了三種化工自動化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，這三種技術(shù)在化工中使用較多，其起到的作用也比較大，分別為監(jiān)測模型分析技術(shù)、實時儀表監(jiān)控技術(shù)和自動化檢測與修復(fù)技術(shù)。下面將依次介紹三種技術(shù)：

（1）監(jiān)測模型分析技術(shù)就是在化工生產(chǎn)過程中監(jiān)測是否按照預(yù)先設(shè)定的要求在進(jìn)行加工，在化工生產(chǎn)過程中，該技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用，能夠控制監(jiān)測生產(chǎn)過程，還可以診斷設(shè)備是否安全運行，及時檢測設(shè)備是否出現(xiàn)故障，這樣會提高化工生產(chǎn)的安全性。監(jiān)測模型分析技術(shù)在應(yīng)用時需要結(jié)合計算機控制軟件、化工生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)等設(shè)備，從而讓監(jiān)測模型分析技術(shù)具備檢查、監(jiān)測、分析、管理等作用，給化工行業(yè)帶來更加安全有效的生產(chǎn)。

（2）實時儀表監(jiān)控技術(shù)在化工生產(chǎn)中扮演著不可或缺的作用，將會對化工生產(chǎn)的儀表進(jìn)行實時的檢查控制，化工安全生產(chǎn)離不開實時儀表監(jiān)控技術(shù)，其也是化工生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。該技術(shù)必須要求化工管理人員對化工生產(chǎn)情況有一個詳細(xì)清楚的了解，化工管理人員還要能夠?qū)x表實時數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析，有效處理不巧當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，讓化工生產(chǎn)風(fēng)險降低到標(biāo)準(zhǔn)范圍。

（3）自動化檢測與修復(fù)技術(shù)就是針對化工生產(chǎn)過程和化工設(shè)備是否出現(xiàn)危險而做出檢測與修復(fù)，可以說是保障化工生產(chǎn)安全的重要技術(shù)。該技術(shù)能夠自動的檢測到化工生產(chǎn)中的故障，從而可以提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率，進(jìn)而提高生產(chǎn)效益。

1.3化工自動化控制系統(tǒng)的作用

1.3.1化工生產(chǎn)過程的控制作用

在化工生產(chǎn)中，化工自動化控制系統(tǒng)能夠第一時間快速準(zhǔn)確的找到生產(chǎn)的問題所在，并且能夠及時準(zhǔn)確的進(jìn)行維修，提高了化工生產(chǎn)的安全性，也加大了生產(chǎn)的效率。在生產(chǎn)過程中會存在很多的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析存在一定的難度，理論上的檢測是解析模型，相對比價容易，但是在實際過程中，需要考慮的問題比較復(fù)雜，是很難建立科學(xué)的、合理的、精確的模型。所以在實際情況中，經(jīng)過多方面的分析，建立相對精確的模型，從而將其運用到化工生產(chǎn)的過程中去。自動化控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)的過程中會檢測記錄各種的數(shù)據(jù)，然后與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，如果檢測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)存在較大的誤差、波動范圍比較大，自動化控制系統(tǒng)就會發(fā)出警報，可以控制著化工生產(chǎn)的安全。

1.3.2化工生產(chǎn)質(zhì)量的控制作用

自動化控制系統(tǒng)還有一個重要作用就是保障化工生產(chǎn)的產(chǎn)品是可靠的、是安全的，其質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，即對化工生產(chǎn)質(zhì)量起到一個較好的控制作用。如果在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品質(zhì)量缺乏監(jiān)控或者監(jiān)控不到位，就會生產(chǎn)出不符合要求的次品，該次品要么沒用要么再進(jìn)行第二次加工，這都會直接影響化工企業(yè)的利潤與效率。自動化控制系統(tǒng)對產(chǎn)品質(zhì)量的控制能夠起到提高生產(chǎn)效率、降低企業(yè)成本的作用。在對問題進(jìn)行監(jiān)督、預(yù)測時，可以將問題及時制止，避免發(fā)生較大的問題，化工生產(chǎn)質(zhì)量的控制需要相關(guān)技術(shù)人員及時參與到化工生產(chǎn)中去，并對質(zhì)量保障流程十分清楚，不能出現(xiàn)操作失誤的現(xiàn)象，一般質(zhì)量的檢測工作很難通過人快速放映出來，但是通過化工自動化控制的質(zhì)量管控系統(tǒng)可以起到很好控制作用效果。

2 化工自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1自動化控制系統(tǒng)中儀表監(jiān)控與模型監(jiān)測應(yīng)用

化工自動化控制系統(tǒng)采用儀表監(jiān)控和模型監(jiān)測能夠準(zhǔn)確的對化工生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過程進(jìn)行了解和監(jiān)察，可以觀測到生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，從而對存在安全隱患的問題進(jìn)行監(jiān)督和控制，避免發(fā)生問題?；ぷ詣踊刂葡到y(tǒng)在化工生產(chǎn)中的作用可以通過儀表來精確表達(dá)出來，在對化工生產(chǎn)過程中實行監(jiān)督，需要通過生產(chǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了解然后建立相應(yīng)模型，放人模型系統(tǒng)中進(jìn)行綜合分析化工生產(chǎn)是否存在障礙，自動化技術(shù)的使用，可以幫助我們建立一個相對完整的專家知識庫，它的作用在于化工生產(chǎn)中會存在很多信息數(shù)據(jù)，可以將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行及時反饋監(jiān)督，當(dāng)出現(xiàn)問題時，可以及時采取相應(yīng)措施處理問題，從而達(dá)到化工生產(chǎn)過程中監(jiān)督的作用。舉例說明，某企業(yè)生產(chǎn)一些化學(xué)產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中需要用到大量的泵，比如尾氣循環(huán)泵、水循環(huán)泵等等，像這種用到大量的設(shè)備時，可以通過自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行管理，管理每個泵的工作情況，并對每個泵進(jìn)行實時監(jiān)控，因為當(dāng)用一個泵出現(xiàn)問題將會影響整個生產(chǎn)過程，自動化控制系統(tǒng)的使用，可以增加化工生產(chǎn)的安全性和高效率性。

2.2自動化控制系統(tǒng)中安全自動化裝置的應(yīng)用

化工企業(yè)中生產(chǎn)產(chǎn)品的過程包含很多化學(xué)物質(zhì)，很多化學(xué)物質(zhì)具有危險性，而且在化工生產(chǎn)過程中也會存在很多極其危險的加工過程，所以化工生產(chǎn)是一個危險程度相當(dāng)高的活動。當(dāng)化工生產(chǎn)的某個環(huán)節(jié)沒有處理好時，即使是一個比較小的問題，如果沒有及時的針對問題進(jìn)行處理，嚴(yán)重的會給工作人員造成不可磨滅的影響，輕微的也會導(dǎo)致生產(chǎn)效率變低或者化工設(shè)備損壞。將自動化控制系統(tǒng)運用到化工行業(yè)中，可以自動管理化工設(shè)備和化工生產(chǎn)運作，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時，自動化裝置可以將問題形成信息反映到裝置中，然后自動分析存在問題，形成總結(jié)，最后及時的將存在的危險控制在可控制范圍內(nèi)，即完成了發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的作用，保證了生產(chǎn)的有效完成。自動化控制系統(tǒng)中的安全自動化裝置還可以在滅火活動中起到很好的應(yīng)用，因為在化工生產(chǎn)中，會存在很多的可燃性化學(xué)材料，當(dāng)材料處理不當(dāng)時會產(chǎn)生明火，如果沒有發(fā)現(xiàn)這種燃燒問題，或者現(xiàn)場人員沒有及時的滅火，就會進(jìn)一步導(dǎo)致火災(zāi)的形成，從而造成嚴(yán)重的人員損失和經(jīng)濟損失，安全自動化裝置可以對周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)督，如若發(fā)現(xiàn)火星，就會快速的實行滅火行動，從而將起到防火災(zāi)的作用。

2.3自動化控制系統(tǒng)中緊急停車系統(tǒng)的應(yīng)用

將緊急剎車系統(tǒng)運用到自動化控制系統(tǒng)中去，可以讓化工生產(chǎn)達(dá)到更好的作用和性能，就是當(dāng)設(shè)別出現(xiàn)一個問題時，就會直接將整個工作停止運行，這將會減少化工企業(yè)的帶來更加嚴(yán)重的后果。而且化工生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)時十分緊密的，當(dāng)一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時，如果通過人工要將生產(chǎn)停止會花費比較長的時間，這樣就會造成更大的損失，所以講自動化控制系統(tǒng)中緊急停車系統(tǒng)運用到化工生產(chǎn)中可以降低傷害、減少企業(yè)損失。

3 化工自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展

我國化工行業(yè)的發(fā)展在不斷地向前進(jìn)步，很多程度上在于將自動化控制系統(tǒng)運用到化工生產(chǎn)中去，因為自動化控制系統(tǒng)的運用保證了化工生產(chǎn)的安全性和高效率性，從而可以提高企業(yè)效率。化工自動化控制系統(tǒng)主要由三個方面組成，分別為硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和控制人員。對于化工自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展也需要從這三個方面進(jìn)行分析。

3.1化工自動化控制系統(tǒng)中硬件系統(tǒng)的升級

隨著計算機的迅猛發(fā)展，其技術(shù)應(yīng)用讓化工自動化控制系統(tǒng)變得更加可行，計算機的使用可以將對化工生產(chǎn)的化工控制過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后監(jiān)督問題、調(diào)節(jié)技術(shù)，還對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，這些工作都會系統(tǒng)化自動的完成，這樣一個集成化控制就可以通過一個平臺來完成。在自動化控制系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)中，化工自動化控制系統(tǒng)中硬件用的設(shè)備和系統(tǒng)不一致，所以很難對這些化工資源進(jìn)行整合時，我們需要將硬件系統(tǒng)放在一個可以與系統(tǒng)兼容的區(qū)域，然而，在實際情況中這種區(qū)域是不存在的，所以為了這樣一個可以達(dá)到集成化管理的作用，化工自動化控制系統(tǒng)將來可能會往這個方向發(fā)展，創(chuàng)造一個可以達(dá)到統(tǒng)一兼容的區(qū)域。在未來的發(fā)展中，化工自動化控制系統(tǒng)才可以更好的發(fā)展，才能更好的滿足時代的發(fā)展要求，提高化工行業(yè)的發(fā)展。

3.2化工自動化控制系統(tǒng)中軟件系統(tǒng)的編輯和管理

化工自動化控制系統(tǒng)中的軟件系統(tǒng)主要有數(shù)據(jù)和程序組成，數(shù)據(jù)就是在進(jìn)行化工生產(chǎn)控制過程信息的分析和調(diào)取而來的，程序就是編程人員編出來的，用來控制化工設(shè)備和生產(chǎn)過程的。在現(xiàn)實社會中，我國的化工自動化控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)，其生產(chǎn)模式是流程式的管理模式。這種模式對于化工生產(chǎn)效率可以起到很好的作用，但是其也有缺陷，就是當(dāng)其中一個步驟出現(xiàn)問題時，就會造成整個流程出現(xiàn)問題，就像電路的串聯(lián)一樣，一節(jié)線上出現(xiàn)問題，整個電路都癱瘓。化工自動化控制系統(tǒng)中資源集成和共享，而且資源數(shù)據(jù)太大，會造成資源管理時軟件系統(tǒng)由于數(shù)據(jù)太大出現(xiàn)卡殼甚至死機，所以化工自動化控制系統(tǒng)將來為了解決這種問題必須要提高系統(tǒng)的容量和兼容性，能將重復(fù)的信息自動刪除，能填系統(tǒng)漏洞。

3.3化工自動化控制系統(tǒng)對操作人員的要求

就目前來看，化工自動化控制系統(tǒng)的工作人員存在的缺陷就是對控制系統(tǒng)的操作原理不了解，工作經(jīng)驗相對而言較為豐富，在工作的過程中就會出現(xiàn)通過經(jīng)驗的方法對問題進(jìn)行判斷并解決。但是對于技術(shù)人員來講，首先要講理論知識學(xué)透徹，增加自己的基本常識，化工企業(yè)可以定期不定期的對技術(shù)員工進(jìn)行培訓(xùn)，技術(shù)人員經(jīng)過主動參與到培訓(xùn)中，企業(yè)并通過績效考核的方式對技術(shù)人員進(jìn)行審核，對成績優(yōu)秀者進(jìn)行物質(zhì)獎勵。這樣就會提高員工的技術(shù)能力和競爭力，對操作人員的要求來提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，從而提高化工行業(yè)的快速發(fā)展。

4 結(jié)論

通過上文的分析，可知化工自動化控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的意義十分重要，將來，隨著社會的進(jìn)步與科技的發(fā)展，化工自動化控制系統(tǒng)將會越來越重要，化工自動化控制系統(tǒng)的在化工行業(yè)中應(yīng)用也會越來越突出，所以新時代的化工企業(yè)著要不斷的思考化工自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，采用監(jiān)測模型分析、實時儀表監(jiān)控、自動化檢測與修復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)化工生產(chǎn)的高效率和高安全性。盡管化工自動化控制系統(tǒng)的作用十分強大，應(yīng)用較為廣泛，但是也存在一些缺陷，將來的化工自動化控制系統(tǒng)將會向著更大、更快、更強方向發(fā)展，該系統(tǒng)的發(fā)展會越來越成熟，對化工行業(yè)的發(fā)展也將會起到越來越大的作用。