化工自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)智能化的研究

劉新利 袁濤

摘要：在我國(guó)工業(yè)行業(yè)當(dāng)中，化工生產(chǎn)非常的重要，化工儀表在化工生產(chǎn)中有著十分重要的作用，它的使用效果影響化工生產(chǎn)的質(zhì)量，因此得到了高度重視。由于化工生產(chǎn)技術(shù)的提升，化工儀表實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化?；诖耍疚尼槍?duì)化工儀表自動(dòng)化功能進(jìn)行分析，希望帶給大家參考意義。

關(guān)鍵詞： 化工生產(chǎn); 現(xiàn)代化工儀表; 自動(dòng)化控制

引言

目前，我國(guó)化工自動(dòng)化領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，在許多領(lǐng)域和行業(yè)中，自動(dòng)化技術(shù)得到了推廣和應(yīng)用。自動(dòng)化技術(shù)在化工儀表上的應(yīng)用，極大地促進(jìn)了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?；どa(chǎn)裝置的規(guī)模逐漸擴(kuò)

大，產(chǎn)品被序列化，除了生產(chǎn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，也需要測(cè)量和控制儀器和控制系統(tǒng)有更高的進(jìn)步，以保證可靠的生產(chǎn)和安全，并確保產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。

一、化工儀表及自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展

傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)儀表數(shù)量并不多，使用起來(lái)也比較簡(jiǎn)便，大多是通過(guò)工作者的經(jīng)驗(yàn)，以人為操控的方式來(lái)進(jìn)行。在上世紀(jì) 40 年代的時(shí)候，研發(fā)出了基地式儀表和繼電器控制方式的控制系統(tǒng)。而由于電學(xué)、自動(dòng)化得到了很大幅度的提升，以及全新材料、處理器的出現(xiàn)，到了上世紀(jì) 80 年代以后，PLC、DCS等控制系統(tǒng)獲得了普遍的使用。當(dāng)前國(guó)內(nèi)也正在采用全新的化工裝備技術(shù)，并且測(cè)量控制儀表和 DCS 控制系統(tǒng)已經(jīng)在我國(guó)獲得了很好的推廣效果。

由于化工生產(chǎn)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生高溫、高壓的情況，并且化學(xué)反應(yīng)以瞬間反應(yīng)為主，所以極有可能出現(xiàn)生產(chǎn)意外。而在采用自動(dòng)化儀表，并采取了相關(guān)的控制系統(tǒng)技術(shù)以后，則很好的改善了以上的問(wèn)題。利用檢測(cè)儀表能夠得到工藝物料的操作工況特性參數(shù)，然后再采用相關(guān)處理器進(jìn)行邏輯計(jì)算，最后在對(duì)控制閥門進(jìn)行變頻控制，就能夠確保工藝裝備里的工藝物理量達(dá)到規(guī)定的要求。

進(jìn)入到新世紀(jì)以后，化工行業(yè)達(dá)到了綜合化、產(chǎn)品精準(zhǔn)化的效果。生產(chǎn)裝置也得到了進(jìn)一步的提升，不過(guò)如果出現(xiàn)事故那么所導(dǎo)致的后果也會(huì)非常的嚴(yán)重。大規(guī)模的裝置具有非常多的控制點(diǎn)，工藝流程也非常繁瑣、控制精度所能夠達(dá)到的準(zhǔn)確度是傳統(tǒng)化工設(shè)備所無(wú)法比擬的。同時(shí)，DCS 系統(tǒng)在功能、性能等方面也得到了完善，從剛開始只能進(jìn)行工業(yè)控制，升級(jí)到了向下擴(kuò)展到現(xiàn)場(chǎng)的智能化測(cè)量?jī)x表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從上擴(kuò)充到了生產(chǎn)信息管理的企業(yè)全面解決方案。

2現(xiàn)代化工儀表的自動(dòng)化功能

主要有以下幾個(gè)幾種 ：

1）編程功能。編程功能是現(xiàn)代化工儀表的核心功能，通過(guò)編程可完成邏輯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)儀表的自動(dòng)化控制，這樣就能簡(jiǎn)化化工生產(chǎn)控制系統(tǒng)，提高化工儀表的智能化程度。

2）計(jì)算功能。為了提升現(xiàn)代化工儀表自動(dòng)化程度，還在其中加入了計(jì)算功能，可以對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，進(jìn)而為后續(xù)工序的簡(jiǎn)化提供幫助。計(jì)算功能是在化工儀表中加入了微型計(jì)算器，能夠根據(jù)需求直接反饋出數(shù)值，在簡(jiǎn)化生產(chǎn)的同時(shí)提高了儀表控制的準(zhǔn)確度。

3）記憶功能。在化工生產(chǎn)中，各類參數(shù)往往會(huì)不斷的變化，僅僅根據(jù)階段性的數(shù)值很難判斷出生產(chǎn)的實(shí)際情況，因此就需要化工儀表具備記憶功能，完整地記錄整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中參數(shù)的變化，這樣就能為后續(xù)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化提供幫助。通常是在化工儀表中加入信號(hào)傳感器，然后將采集到的數(shù)據(jù)反饋給中央電腦，之后可直接形成圖表，為各類決策提供依據(jù)。

4）故障監(jiān)督功能。在傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)中，通常是根據(jù)化工儀表的數(shù)值來(lái)判斷是否出現(xiàn)了故障，然后再采取相應(yīng)的控制措施。這種方式不僅延長(zhǎng)了故障排除的時(shí)間，而且還存在安全隱患。因此在現(xiàn)代化工儀表中增加了故障監(jiān)督的功能，能夠根據(jù)預(yù)先輸入的邏輯系統(tǒng)判斷數(shù)值是否在允許的范圍之內(nèi)，如果數(shù)值出現(xiàn)了較大偏差，儀表會(huì)直接報(bào)警提示，這樣就能為故障的診斷和排除提供極大的支持，提高了化工生產(chǎn)的安全性。

3現(xiàn)代化工儀表類型

1）溫度儀表

化工生產(chǎn)對(duì)溫度的要求較高，很多產(chǎn)品都需要嚴(yán)格的把控溫度范圍，這時(shí)就需要用到溫度儀表。通過(guò)接收熱源的信號(hào)，溫度儀表可以反饋出生產(chǎn)的實(shí)際溫度，這樣就能對(duì)化工生產(chǎn)中環(huán)境溫度進(jìn)行控制。另外，溫度儀表還可以采集溫度，并且記錄到系統(tǒng)中，方便人們了解化工生產(chǎn)中的溫度變化，對(duì)于后續(xù)溫度控制措施的制定也有著一定的幫助。

2）壓力儀表

此儀表的作用在于能夠有效的控制壓力狀態(tài)。壓力是化工生產(chǎn)期的主要變量，在環(huán)境壓力受到變動(dòng)以后，生產(chǎn)工作就可以達(dá)到高效率、高準(zhǔn)確度的需求。所以在實(shí)際生產(chǎn)期間，要采用專用的壓力儀表，一般壓力要低于 300MPa，主要的壓力儀表包括壓力傳感器、特種壓力表等，因?yàn)榛どa(chǎn)工作較為特殊，所以特種壓力表一定要具有抗腐蝕性、防高壓的效果。

2）物位測(cè)量?jī)x表

此儀表主要是對(duì)化工生產(chǎn)原料的使用情況進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，通常直讀式儀表、浮力式儀表、波雷達(dá)儀表以及磁致伸縮儀表等是物力測(cè)量?jī)x表的主要構(gòu)成部分，在這些種類的儀表當(dāng)中，波雷達(dá)儀表以及磁致伸縮儀表能夠滿足對(duì)于測(cè)量準(zhǔn)確度的要求，可以準(zhǔn)確的掌控好物料的用量，從而便可以保證化工生產(chǎn)的安全性和所生產(chǎn)的產(chǎn)品效果達(dá)到理想的要求。

3）流量?jī)x表

流量?jī)x表主要是對(duì)液體進(jìn)行流量檢測(cè)和流速檢測(cè)，然后根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)判斷液體輸入量等參數(shù)，較為常見的有超聲波流量計(jì)和電磁流量計(jì)等。

4自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代化工儀表的應(yīng)用

4.1 可編程功能的應(yīng)用

為了有效提高現(xiàn)代化工儀表智能化程度，在其中加入了可編程的功能，這樣就能將自動(dòng)化控制與化工儀表有效結(jié)合起來(lái)，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行整體的控制，實(shí)現(xiàn)了化工生產(chǎn)控制的優(yōu)化。特別是對(duì)于復(fù)雜的化學(xué)儀器而言，在其監(jiān)測(cè)儀表中加入可編程功能，能夠有效地提升其性能，同時(shí)化工儀表監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度也得到極大的提升。在現(xiàn)代化工儀表中加入可編程功能還可有效提升生產(chǎn)的效率，企業(yè)可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求預(yù)先在化工儀表中輸入相關(guān)的邏輯系統(tǒng)，這樣當(dāng)出現(xiàn)各類情況變化后，化工儀表就可直接自主判斷，然后輸出控制信號(hào)。

3.2記憶功能的控制

記憶功能是為了增強(qiáng)化工儀表的功能性，在采集數(shù)據(jù)的同時(shí)將其記錄，這樣就能保存生產(chǎn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為后續(xù)決策提供參考的依據(jù)。而且在當(dāng)前化工儀表的記憶功能方面還引入了大容量的計(jì)算機(jī)，可以采集到大量的原始數(shù)據(jù)，方便人

們了解整個(gè)生產(chǎn)的過(guò)程。在現(xiàn)代化的化工生產(chǎn)中，儀表的記憶功能十分重要，因?yàn)楹芏嗌a(chǎn)環(huán)境人工無(wú)法進(jìn)入，這時(shí)就需要依靠?jī)x表的記憶功能來(lái)了解到各類參數(shù)的變化，然后再采取相應(yīng)的控制措施。

3.3數(shù)據(jù)處理功能

在進(jìn)行化工生產(chǎn)期間，不但要精準(zhǔn)的記錄生產(chǎn)期間所形成的參數(shù)，同時(shí)也要進(jìn)行準(zhǔn)確的運(yùn)算，化工儀器要做線性化處理，比如自動(dòng)檢測(cè)和校正、工程值轉(zhuǎn)換等，外在因素能夠給化工儀表的運(yùn)行造成很大的影響，利用電腦技術(shù)、軟件控制和數(shù)據(jù)處理功能，能夠?qū)どa(chǎn)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，這樣就會(huì)提升化工生產(chǎn)的效果，如果記錄存在問(wèn)題，則要馬上掌握出現(xiàn)問(wèn)題的原因，然后制定合適的解決措施。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，化工生產(chǎn)對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常突出的作用?；どa(chǎn)儀表采取了自動(dòng)化控制改進(jìn)，引入現(xiàn)代化的技術(shù)，增強(qiáng)了儀表檢測(cè)的精度，提升化工生產(chǎn)的水平。

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