化工自動(dòng)化控制的關(guān)鍵技術(shù)和儀表控制

許小洲(中鹽安徽紅四方股份有限公司，安徽 肥東 231602)

0 引言

自動(dòng)化控制技術(shù)具有優(yōu)越的應(yīng)用性能，在多個(gè)領(lǐng)域均有應(yīng)用?；ば袠I(yè)在生產(chǎn)中往往伴隨高風(fēng)險(xiǎn)性，生產(chǎn)制造過程極易受到人為因素的影響，因此應(yīng)在該行業(yè)充分應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)。通過這種方式可以提升其技術(shù)的先進(jìn)性和安全指數(shù)，但在具體應(yīng)用中，需要抓住技術(shù)核心，加強(qiáng)儀表控制。

1 化工自動(dòng)化控制核心技術(shù)

1.1 修復(fù)與檢測(cè)

化工行業(yè)生產(chǎn)具有特殊性，在生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)性遠(yuǎn)超其他行業(yè)，因此安全生產(chǎn)成為其生產(chǎn)技術(shù)提升中的第一要義?？萍及l(fā)展帶來了化工行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，自動(dòng)化控制技術(shù)被應(yīng)用到化工生產(chǎn)中，尤其是其中的修復(fù)檢測(cè)技術(shù)，極大提升了化工生產(chǎn)的生產(chǎn)安全，保證設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，降低了故障發(fā)生的可能性，也就降低了生產(chǎn)中發(fā)生人身和財(cái)產(chǎn)損害的可能性。

在化工生產(chǎn)中利用自動(dòng)化修復(fù)與檢測(cè)技術(shù)，若生產(chǎn)用的機(jī)械設(shè)備中出現(xiàn)運(yùn)行異常，存在故障隱患，將立即被檢測(cè)系統(tǒng)察覺，從而使技術(shù)人員警醒，對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)排查。自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)還可在實(shí)時(shí)檢測(cè)同時(shí)記錄相關(guān)信息詳情，并對(duì)其實(shí)施智能化修復(fù)。技術(shù)人員利用自動(dòng)化修復(fù)檢測(cè)技術(shù)，可以及時(shí)察知相關(guān)缺陷，利用科技手段解決問題，提升排除故障的效率。在自動(dòng)化修復(fù)與檢測(cè)技術(shù)的輔助下，化工生產(chǎn)和維修所花費(fèi)的人力物力可以控制在合理范圍內(nèi)，降低了生產(chǎn)故障所造成的成本消耗，保證生產(chǎn)過程的流暢性，使化工行業(yè)的生產(chǎn)效率得到跨越式提升，并在較大程度上提升了化工生產(chǎn)的安全指數(shù)。

1.2 監(jiān)測(cè)模型分析

化工生產(chǎn)進(jìn)行時(shí)，需要對(duì)其生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，掌握其生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，方可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和安全生產(chǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的設(shè)備異常情況，此時(shí)便需要監(jiān)控模型的輔助。

通過監(jiān)控模型分析，可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障問題的精準(zhǔn)定位，做出科學(xué)的診斷，確定該故障產(chǎn)生的影響因素，從而發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的缺陷，以開展后續(xù)的設(shè)備修復(fù)和生產(chǎn)技術(shù)完善工作。監(jiān)測(cè)模型分析可詳盡分析在設(shè)備運(yùn)行中的各項(xiàng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，總結(jié)、整理和歸納相關(guān)因素，發(fā)現(xiàn)潛在的故障威脅，確保生產(chǎn)過程平穩(wěn)順暢，實(shí)現(xiàn)科技鏈條化生產(chǎn)。經(jīng)過監(jiān)測(cè)模型分析，不僅可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常因素，消除異常影響，而且可以對(duì)存貯器進(jìn)行全面的質(zhì)量監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)其中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，消除或降低風(fēng)險(xiǎn)因素帶來的危害影響，從而提升存貯器質(zhì)量，保證化工生產(chǎn)的存貯安全[1]。

1.3 儀表監(jiān)控

儀表是自動(dòng)化控制的化工生產(chǎn)中的關(guān)鍵部分，通過相關(guān)技術(shù)軟件，如中心處理器，在這些軟件的幫助下，對(duì)儀表所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)分析，獲取數(shù)據(jù)中隱含的各項(xiàng)信息。通過參數(shù)對(duì)比，可了解化工生產(chǎn)全過程，對(duì)其生產(chǎn)細(xì)節(jié)進(jìn)行把控。化工行業(yè)常用的儀表，包括渦街流量計(jì)、溫度傳感器，以及壓力變送器三種，如圖1 所示。

圖1 渦街流量計(jì)、溫度傳感器與壓力變送器

上述儀表對(duì)于化工生產(chǎn)而言都具有重要作用，分別能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流量、溫度以及壓力參數(shù)的監(jiān)測(cè)，通過判斷參數(shù)有無異常的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)故障的檢驗(yàn)。根據(jù)儀表類型以及型號(hào)的不同，其監(jiān)測(cè)區(qū)間同樣存在差異。

以壓力儀表為例，其可監(jiān)測(cè)壓力區(qū)間為-0.1～300MPa，根據(jù)設(shè)備應(yīng)用參數(shù)，若壓力值發(fā)生較大波動(dòng)，出現(xiàn)壓力異常問題，則應(yīng)立即對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障排查。而溫度儀表的測(cè)量區(qū)間為-200～1800℃，可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的良好溫度監(jiān)測(cè)。儀表監(jiān)控技術(shù)科實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的安全推進(jìn)，也是化工自動(dòng)化生產(chǎn)安全進(jìn)行的前提條件，關(guān)系著生成過程的每個(gè)環(huán)節(jié)。科技創(chuàng)新帶動(dòng)各行業(yè)技術(shù)更新，儀表監(jiān)控技術(shù)也日新月異，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的不斷優(yōu)化與提升，可幫助化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)化工生產(chǎn)過程的控制力度，實(shí)現(xiàn)智能化的良好控制。技術(shù)人員通過對(duì)儀表監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)施對(duì)化工生產(chǎn)過程的全程監(jiān)控。

2 儀表控制技術(shù)分析

2.1 信息技術(shù)與精度優(yōu)化

電腦芯片技術(shù)的出現(xiàn)日益優(yōu)化，使化工生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化成為可能。以該技術(shù)為基礎(chǔ)，將其應(yīng)用到儀表控制技術(shù)中，可提升相關(guān)設(shè)備的技術(shù)水平，提升其操作便捷性與安全性，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備的良好控制，提升自動(dòng)化儀表控制水平。隨著技術(shù)進(jìn)步與設(shè)備優(yōu)化，設(shè)備原本形態(tài)得到相關(guān)優(yōu)化，對(duì)物理存儲(chǔ)空間要求降低，實(shí)現(xiàn)體積方面的濃縮。在此同時(shí)，其控制的有效性得到極大提升，實(shí)現(xiàn)更精巧的客觀形態(tài)與更精妙的應(yīng)用效果之間的統(tǒng)一，提升了儀表控制精度。在儀表控制技術(shù)中，將編程功能運(yùn)用到自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，將儀表與其他軟件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)功能的進(jìn)一步融合和效能最大化。

此外，在化工自動(dòng)化設(shè)備中，必不可少的控制電路也得到了技術(shù)提升，先進(jìn)技術(shù)手段在其中應(yīng)用了接口芯片，芯片可以輕松控制整個(gè)儀表中復(fù)雜繁瑣的電路，有條不紊地進(jìn)行電路控制。傳統(tǒng)的電路控制是采用順序控制，而現(xiàn)代控制手段應(yīng)用的是通過存儲(chǔ)程序?qū)崿F(xiàn)這一控制過程，進(jìn)行輕松的軟件編程，而非應(yīng)用傳統(tǒng)的邏輯電路，從而達(dá)成儀表控制設(shè)備電路的全面綜合性優(yōu)化與提升。化工生產(chǎn)的自動(dòng)化儀表設(shè)備，需要以可靠的計(jì)算功能為運(yùn)算基礎(chǔ)，且對(duì)記憶存儲(chǔ)有較高要求，而在該設(shè)備運(yùn)行中，其存儲(chǔ)器在電路運(yùn)轉(zhuǎn)正常的狀態(tài)下，即可隨時(shí)存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)用中的多維度信息，不僅實(shí)現(xiàn)客觀記錄，而且可實(shí)現(xiàn)綜合記憶，之后再利用計(jì)算功能對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行精確計(jì)算，在很大程度上降低了設(shè)備硬件的負(fù)擔(dān)，減輕其運(yùn)行壓力，通過加強(qiáng)儀表的信息處理速度，優(yōu)化器數(shù)據(jù)處理功能，以謀求儀表控制精準(zhǔn)性的高度提升[2]。

2.2 數(shù)據(jù)處理與效率提升

在自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)應(yīng)用過程中，應(yīng)加速數(shù)據(jù)處理，以確保操作過程的效率提升。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就應(yīng)進(jìn)一步提升儀表精確度，加強(qiáng)儀表控制水平。技術(shù)人員應(yīng)了解相關(guān)軟件功能，利用功能多元化的軟件，對(duì)儀表進(jìn)行技術(shù)完善與功能提升。通過軟件嵌入和功能融合，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行相關(guān)測(cè)量，并依據(jù)測(cè)量結(jié)果重復(fù)測(cè)量過程，再進(jìn)行數(shù)據(jù)平均值的計(jì)算和對(duì)比，可以在一定程度上減小誤差，或排除一些偶然性誤差。

化工自動(dòng)化設(shè)備需要進(jìn)行日常調(diào)試與定期檢查，以確保設(shè)備處于最佳應(yīng)用狀態(tài)，在進(jìn)行調(diào)試時(shí)，應(yīng)詳細(xì)記錄相關(guān)參數(shù)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的一些有參考價(jià)值的信息，也應(yīng)進(jìn)行隨時(shí)記錄與系統(tǒng)化整理，并發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)越性，對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與信息分析，從而實(shí)現(xiàn)高效操作。在設(shè)備維護(hù)中，技術(shù)人員應(yīng)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行中的各項(xiàng)參數(shù)，對(duì)比常規(guī)數(shù)據(jù)，了解設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，保證其信息存儲(chǔ)正常，并依據(jù)從此過程中收集的信息，擇定匹配度最高的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而提升儀表控制的精度，提升其數(shù)據(jù)收集與數(shù)據(jù)處理的能力，實(shí)現(xiàn)儀表控制自動(dòng)化水平的提升。

2.3 修正誤差功能強(qiáng)化

實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)自動(dòng)化，充分應(yīng)用儀表控制技術(shù)，可提升對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的控制水平，對(duì)化工生產(chǎn)過程進(jìn)行更科學(xué)有效地管理。在自動(dòng)化控制儀表應(yīng)用中，并非將儀表與設(shè)備相互連接即可一勞永逸，而是需要進(jìn)行后續(xù)的人員跟蹤，記錄相關(guān)參數(shù)信息，將這些參數(shù)信息作為重要的生產(chǎn)管理資料，對(duì)其進(jìn)行整理、分析與存儲(chǔ)，并根據(jù)其分析結(jié)果建立模擬模型，利用模型進(jìn)行設(shè)備應(yīng)用分析與生產(chǎn)管理控制。

壓力變送器屬于化工行業(yè)儀表中常見的一種，功能在于對(duì)化工器械的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及控制，將其應(yīng)用到化工生產(chǎn)中，有助于減少爆炸等風(fēng)險(xiǎn)。此外，這一類型的儀表同樣具有抗震性能良好的特點(diǎn)，能夠有效規(guī)避化工生產(chǎn)環(huán)境對(duì)儀表運(yùn)行過程的影響，在惡劣的環(huán)境中長(zhǎng)期使用。但需要注意的是，如儀表運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常，很容易導(dǎo)致其出現(xiàn)故障，因此，對(duì)儀表誤差進(jìn)行修正較為重要。以壓力變送器為例，該儀表的參數(shù)見表1。

通過表1 可以看出，壓力變送器對(duì)各項(xiàng)參數(shù)都有著明確的要求，因此在使用儀器的過程中，需要加強(qiáng)對(duì)參數(shù)控制問題的重視，一旦發(fā)現(xiàn)參數(shù)超出上述標(biāo)準(zhǔn)，必須考慮到儀表出現(xiàn)故障的可能，并及時(shí)對(duì)其進(jìn)行維修。

為提升自動(dòng)化控制水平，必須不斷優(yōu)化儀表的修整誤差功能，使其修整誤差水平符合化工生產(chǎn)要求。利用微處理器，可以對(duì)干擾因素進(jìn)行科學(xué)篩選，對(duì)相關(guān)誤差進(jìn)行合理修正，提升儀表的控制精準(zhǔn)度，提升化工生產(chǎn)自動(dòng)化質(zhì)量，提升產(chǎn)品品質(zhì)。在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，技術(shù)人員可采取分離色層手段，對(duì)化學(xué)物質(zhì)的復(fù)雜成分進(jìn)行分析，確定其中物質(zhì)成分與化學(xué)含量，同時(shí)利用反饋信息，進(jìn)行生產(chǎn)過程優(yōu)化，提升自動(dòng)化控制有效性[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，化工自動(dòng)化控制在實(shí)際生產(chǎn)制造應(yīng)用中，有一些影響比重較大的關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的改進(jìn)和優(yōu)化，提高化工自動(dòng)化控制中儀表的控制準(zhǔn)確性，通過技術(shù)提升帶動(dòng)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量的提升，增強(qiáng)行業(yè)活力，促進(jìn)化工行業(yè)的良性發(fā)展。