化工企業(yè)自控儀表的設(shè)計(jì)及選型探討

陳誠(chéng)

摘 要 基于當(dāng)前時(shí)代背景下，在進(jìn)行化工生產(chǎn)的時(shí)候，工業(yè)儀表的應(yīng)用率越來(lái)越高，不僅能夠起到記錄的效果，還能完成檢測(cè)。伴隨科技的發(fā)展，儀表的功能也越發(fā)完善，技術(shù)含量也得了提升。尤其是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，儀表和自動(dòng)化控制的結(jié)合越發(fā)緊密。為此，相關(guān)人員理應(yīng)做好研究工作，盡可能將其作用全部發(fā)揮出來(lái)，以此能夠有效推動(dòng)企業(yè)不斷進(jìn)步。本篇文章主要描述了自動(dòng)化儀表的作用，并對(duì)于自動(dòng)化儀表和自動(dòng)化控制技術(shù)的基本運(yùn)用方面發(fā)表一些個(gè)人的觀點(diǎn)和看法。

關(guān)鍵詞 化工企業(yè);自控儀表;設(shè)計(jì)選型

引言

自動(dòng)化生產(chǎn)極大地提高了化工行業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)也解放了大量的勞動(dòng)力。絕大多數(shù)繁重、危險(xiǎn)的機(jī)械操作都交由自控設(shè)備完成，企業(yè)員工則轉(zhuǎn)向高技術(shù)含量、富有創(chuàng)造性的工作崗位。進(jìn)入21世紀(jì)，人工智能技術(shù)不斷取得突破，化工生產(chǎn)的自動(dòng)化程度還將繼續(xù)提高。未來(lái)幾十年內(nèi)，我們將永久告別傳統(tǒng)的勞動(dòng)-資本生產(chǎn)模式，轉(zhuǎn)向新型的自動(dòng)化-創(chuàng)新研發(fā)生產(chǎn)模式[1]。

1石油化工自控儀表簡(jiǎn)介

石油化工自控儀通常是指能精確地測(cè)量出生產(chǎn)過(guò)程中的各種參數(shù)，并能夠控制關(guān)鍵參數(shù)的數(shù)值以及對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的儀表或者設(shè)備，常見(jiàn)的溫度傳感器、壓力傳感器，轉(zhuǎn)子流量計(jì)，數(shù)字顯示器等。自控儀表的自動(dòng)控制系統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)由三部分組成，分別是控制單元、檢測(cè)單元、執(zhí)行單元，其中檢測(cè)單元和執(zhí)行單元又被稱(chēng)作一次儀表，而控制單元稱(chēng)為二次儀表。例如：像執(zhí)行單元和測(cè)量變送單元這類(lèi)在現(xiàn)場(chǎng)安裝的儀表叫一次儀表，而像調(diào)節(jié)單元、轉(zhuǎn)換單元類(lèi)、顯示單元類(lèi)、輔助單元、運(yùn)算單元類(lèi)、給定單元類(lèi)這些在控制箱內(nèi)安裝的儀表叫作二次儀表。一次儀表由直流24V電源供電，其傳輸信號(hào)的額定電流范圍為直流的4～20mA，二次儀表也是由直流24V電源供電，儀表間的電信號(hào)傳輸電壓范圍是直流1～5V[1]。

2自動(dòng)化儀表主要類(lèi)型

2.1 顯示儀表

所謂顯示儀表，主要是針對(duì)被測(cè)參數(shù)展開(kāi)顯示和記錄。在實(shí)際使用的過(guò)程中，但凡有任何異常情況出現(xiàn)，都會(huì)發(fā)出高報(bào)或者低報(bào)，以此能夠起到提醒的效果。如果從顯示角度入手，能夠?qū)⑵鋭澐殖扇?lèi)，分別是模型儀表、數(shù)據(jù)儀表以及圖形儀表。

2.2 檢測(cè)儀表

檢測(cè)儀表主要是針對(duì)變量數(shù)值展開(kāi)檢測(cè)，并通過(guò)變送器，對(duì)其進(jìn)行全面轉(zhuǎn)化，以此變成一種標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。此類(lèi)信號(hào)無(wú)論是上限還是下限，均能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的狀態(tài)。

2.3 調(diào)節(jié)儀表

對(duì)于調(diào)節(jié)儀表來(lái)說(shuō)，自身能夠起到自動(dòng)控制的效果，主要依靠預(yù)先設(shè)定的程序，對(duì)被控變量展開(kāi)合理控制。單從操作方面來(lái)看，基本上全部都是在封閉空間中完成。在進(jìn)行劃分的時(shí)候，可以分成三類(lèi)，分別是微分類(lèi)、比例積分類(lèi)以及比例微分類(lèi)[2]。

2.4 執(zhí)行儀表

對(duì)于終端控制來(lái)說(shuō)，執(zhí)行器可以看作是其中非常重要的基本元件。在日常生產(chǎn)的時(shí)候，主要能夠基于調(diào)節(jié)器本身，將信號(hào)發(fā)送出來(lái)。通過(guò)正向通路，對(duì)物料進(jìn)行調(diào)整，包括給定量或者節(jié)能量。這樣一來(lái)，無(wú)論是溫度、流量、壓力還是液位，所有參數(shù)都能夠展開(kāi)調(diào)節(jié)。而具體構(gòu)造方面，主要分成兩個(gè)部分，分別是調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

3自控儀表設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 DCS自動(dòng)化控制技術(shù)

DCS自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以監(jiān)督石油化工生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而保證石油生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性，為石油化工產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)提供物質(zhì)基礎(chǔ)，從技術(shù)特點(diǎn)上看，DCS自動(dòng)化控制系統(tǒng)，大量利用了計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的迅速處理，在操作界面上，該系統(tǒng)操作流程便捷，可以方便工作人員直接管控石油化工生產(chǎn)的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。DCS自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及石油化工生產(chǎn)的具體特點(diǎn)不斷進(jìn)行改造升級(jí)，提高了其運(yùn)行可靠性，應(yīng)對(duì)了可能存在的安全隱患。通過(guò)系統(tǒng)化的配置模塊，DCS自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了故障的自我清理，可以一定程度上降低事故發(fā)生的可能。多層開(kāi)放型數(shù)據(jù)接口在未來(lái)技術(shù)擴(kuò)展上將發(fā)揮重要作用[3]。

3.2 明確各項(xiàng)要求，制定施工計(jì)劃

①自控儀器電控柜的安裝，必須要有足夠以及電氣間隙，才可以保證電控柜設(shè)備能夠更穩(wěn)定安全地進(jìn)行工作。②關(guān)于組裝板的安裝結(jié)構(gòu)以及電氣元件的安裝結(jié)構(gòu)，都應(yīng)該盡可能的考慮從正面拆裝。③在可以的情況下，相關(guān)元件的安裝緊固件應(yīng)該制作成可以在正面松托以及緊固的狀態(tài)。④金屬和緊固部件的安裝，要注意添加防護(hù)層，如果其表面有毛刺或者尖突的部分，應(yīng)該打磨處理后再敷導(dǎo)電膏。⑤對(duì)于螺栓的緊固應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)墓ぞ?，不得破壞緊固件的防護(hù)層，并注意相應(yīng)的扭矩。⑥安裝完畢后，要進(jìn)行檢查確認(rèn)[4]。

3.3 自適應(yīng)控制

隨著時(shí)間的不斷推移，在操作過(guò)程中，反應(yīng)器內(nèi)部環(huán)境還會(huì)出現(xiàn)突發(fā)改變，使得原有的算法不能正常發(fā)揮作用。因此，傳統(tǒng)的程序控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中必須要求工作人員不斷對(duì)算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，一旦調(diào)節(jié)不及時(shí)，就會(huì)造成大量的原材料損失乃至設(shè)備損壞。自適應(yīng)控制系統(tǒng)則可以較好地解決這一問(wèn)題。自適應(yīng)控制系統(tǒng)在傳統(tǒng)的程序控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加了環(huán)境評(píng)估和決策控制程序，系統(tǒng)通過(guò)儀表對(duì)反應(yīng)器中的環(huán)境進(jìn)行綜合評(píng)估，再經(jīng)由決策程序產(chǎn)生控制決策，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)算法[5]。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)石油化工行業(yè)不斷進(jìn)行變革，當(dāng)前我國(guó)石油化工產(chǎn)品的缺口越來(lái)越大，但對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，因此石油化工企業(yè)，必須將自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用于日常生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，并且在實(shí)踐過(guò)程中不斷進(jìn)行改革，積累經(jīng)驗(yàn)，提高石油化工產(chǎn)品的質(zhì)量以及服務(wù)效率。

參考文獻(xiàn)

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[3] 柳超.淺談DCS自控儀表系統(tǒng)的運(yùn)行管理[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018（24）：20-21.

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[5] 張黨偉.DCS自控儀表系統(tǒng)的運(yùn)行管理[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2018，44（5）：132.