化工儀表中的自動化控制技術(shù)探究

尹徽

（國能蒙西華瑞化工有限公司,內(nèi)蒙古烏海016000）

1 化工儀表自動化控制技術(shù)特點(diǎn)

在傳統(tǒng)生產(chǎn)控制中，化工行業(yè)在生產(chǎn)控制方面，一般會應(yīng)用DCS控制自動化策略，這種系統(tǒng)可以達(dá)到簡化流程的目的，操作也相對簡便。當(dāng)前技術(shù)發(fā)展背景下，自動化控制技術(shù)具備較快的更新速度，智能化水平也逐漸提升。具體來說，自動化控制主要有以下方面的技術(shù)特性。

1.1 有利于技術(shù)措施的優(yōu)化

近些年來，關(guān)于自動化控制的具體措施，改進(jìn)與提升速度相對較快。聚焦于化工領(lǐng)域，應(yīng)用串級控制與單回路的情況較多。在控制器規(guī)律方面，主要以PID方式為主，相較于DCS方式，PID設(shè)置了軟件包，提高了獨(dú)立性，在此基礎(chǔ)上，強(qiáng)化了動態(tài)變量技術(shù)和軟測量技術(shù)的聯(lián)系。眾多化工企業(yè)對PID技術(shù)的價(jià)值，引起了足夠重視，以串級控制為主的儀表測控方式也逐漸推廣開來。

1.2 重視交互界面的作用

化工儀表若想實(shí)現(xiàn)自動化控制，就要重視人機(jī)交互界面的作用，借助人機(jī)交互的方式，達(dá)到顯示實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)的目的，達(dá)到集成性化工生產(chǎn)的要求。在顯示器的作用下，可以通過信號燈起到提示信息的作用，為化工操作決策提供較大參考依據(jù)。聚焦于化工儀表的發(fā)展現(xiàn)狀，人性化程度較高的交互界面也逐漸普及和推廣，這種模式人性化與直觀化的特性，體現(xiàn)得極為明顯，有利于構(gòu)建人機(jī)交互的整體框架。

1.3 提高了安全程度

化工行業(yè)通常會表現(xiàn)出較大風(fēng)險(xiǎn)性，究其原因，就是因?yàn)楹芏嗌a(chǎn)操作流程，都會存在較大安全隱患。為達(dá)到排查安全隱患，降低事故出現(xiàn)的概率的目的，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)控制生產(chǎn)流程各個(gè)階段，針對性進(jìn)行危險(xiǎn)警報(bào)的設(shè)置。自動化控制的根本目的，就在于為生產(chǎn)安全提供強(qiáng)有力保障，在避免出現(xiàn)化工安全事故，保障生產(chǎn)安全的前提下，盡可能提升經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 化工自動化儀表類型

2.1 溫度儀表

在化工生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中，溫度儀表在實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛。化工行業(yè)中常會涉及到各種化學(xué)反應(yīng)，而這種反應(yīng)往往需要在特定溫度和壓力環(huán)境中，才能達(dá)到反應(yīng)條件。在這個(gè)變化過程中，就會涉及溫度儀表的安裝，對范圍內(nèi)的溫度進(jìn)行時(shí)刻監(jiān)督，這樣才能保證工作的高效和安全。在分類方面，溫度儀表主要可分成兩類：非接觸式和接觸式。非接觸式溫度儀表盡管具備較為廣泛的測溫范圍，但是測量誤差也較大；接觸式溫度儀表較為可靠簡單，測量精度也更高，因此應(yīng)用范圍也較廣，例如熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計(jì)等。在實(shí)際化工生產(chǎn)階段，若蒸爐和和氣化爐在外表溫度方面，存在太大差異，就會產(chǎn)生高速循環(huán)的問題，此時(shí)應(yīng)用溫度儀表進(jìn)行溫度測量的情況較多?？傮w來說，在化工儀表中，溫度儀表是各類儀表的重中之重，具備較高實(shí)用性，可以達(dá)到科學(xué)控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)溫度的目的。

2.2 壓力儀表

各類化工儀表中，壓力儀表同樣是相對常見的，而且壓力儀表類型同樣較為豐富。舉例來說，壓力變送器或者特殊壓力表，應(yīng)用的壓力表主要可以檢測粉顆粒物，如果出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，還能進(jìn)一步顯示數(shù)據(jù)。在儀表中應(yīng)用自動化控制技術(shù)，壓力儀表可以借助壓力變送器，達(dá)到調(diào)節(jié)壓力的目的，還可以向集散控制系統(tǒng)中傳輸獲取的數(shù)據(jù)，起到自動測量和自動控制壓力的作用。

2.3 物位儀表

化工企業(yè)生產(chǎn)階段，不可避免會涉及眾多測量方式，當(dāng)然，具體用到何種測量方式，需要依照實(shí)際情況針對性選擇，物位儀表就是起到測量作用的一類儀表。在分類方面，物位儀表主要包括雷達(dá)儀表、浮力儀表和直讀儀表等。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用層面，雷達(dá)儀表優(yōu)勢較為明顯，不僅具備較高實(shí)用性，而且測量精度也較高，適用于各類材料的測量，因此雷達(dá)儀表在化工生產(chǎn)階段，使用范圍也相對廣泛。

3 化工自動化儀表的控制技術(shù)

3.1 自動化檢測和修復(fù)技術(shù)

化工企業(yè)在化工生產(chǎn)階段，不可避免會應(yīng)用自動化檢測和修復(fù)技術(shù)，這類技術(shù)在精準(zhǔn)性、安全性和可靠性方面，優(yōu)勢較為明顯，生產(chǎn)階段在運(yùn)行和安全方面，都能有效保障。當(dāng)前社會背景下，科技發(fā)展速度較快，自動化控制系統(tǒng)中的自動化檢測和修復(fù)技術(shù)，可以令設(shè)備出現(xiàn)的故障得到有效解決，也可以達(dá)到修復(fù)故障的目的，輔助工作人員解決各類問題。

3.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

化工生產(chǎn)階段，現(xiàn)場總控系統(tǒng)具備較強(qiáng)開放性和實(shí)操性，在未來控制系統(tǒng)的發(fā)展方面，具備主導(dǎo)性作用，發(fā)展前景相對廣闊。現(xiàn)階段現(xiàn)場總線智能儀表，在表現(xiàn)上主要呈現(xiàn)分散度良好的特點(diǎn)，這也有效增強(qiáng)了化工儀表的功能性?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)除了具備較好的適應(yīng)性，控制功能和運(yùn)行水平同樣較強(qiáng)等普通儀表不具備的優(yōu)勢，該控制系統(tǒng)可以起到分散控制的作用，可以在不同儀表中連接總線，這種方式不但降低了電線使用量，還為后續(xù)儀器的檢修和調(diào)試，帶來了較大便利性，促進(jìn)了化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

3.3 分散式生產(chǎn)控制

分散式控制技術(shù)在化工儀表中，同樣較為常見，該控制方式不但可以保證較好的生產(chǎn)環(huán)境，而且還能有效減少生產(chǎn)階段出現(xiàn)的能源和材料損耗，這也是當(dāng)前分散式控制，在化工企業(yè)日常生產(chǎn)中，應(yīng)用程度較為先進(jìn)的一個(gè)原因。但是，相應(yīng)存在的弊端也較為明顯，在應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)隨時(shí)對系統(tǒng)運(yùn)行功能的更新，引起足夠的重視。對化工企業(yè)而言，在化工儀表中應(yīng)用分散控制系統(tǒng)，其必要性不容忽視，可以保證控制系統(tǒng)整體的完整性。隨著科技水平的逐漸提升，數(shù)字化操控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用，可以很大程度上提升化工生產(chǎn)精準(zhǔn)度，減少化工生產(chǎn)中成本投入。

3.4 人機(jī)界面與操作模式

新型自動化系統(tǒng)先進(jìn)程度較高，除了過程變量之外，智能設(shè)備可以完成設(shè)備診斷、校準(zhǔn)信息的任務(wù)。新型自動化系統(tǒng)可以向特定設(shè)備傳輸有關(guān)命令，執(zhí)行校準(zhǔn)與其他類型的操作，在集成APC第三方應(yīng)用程序方面也更加便利，用戶可以借助任意瀏覽器，對自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，不用在個(gè)人設(shè)備或者移動終端上安裝軟件。

4 化工自動化控制中儀表控制的策略

4.1 提高設(shè)計(jì)化工自動化儀表測量的科學(xué)性

計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，使測量和處理工序速度更快，這不僅對減小儀表設(shè)備體積有一定好處，還能進(jìn)一步改善儀表設(shè)備運(yùn)行功能和控制技術(shù)，達(dá)到提高化工自動化儀表控制精度的目的。在實(shí)現(xiàn)方法方面，首先在設(shè)置化工自動化儀表的環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)借助計(jì)算機(jī)編程技術(shù)，令儀表可以更好結(jié)合不同類型的軟件系統(tǒng)，促進(jìn)軟件在芯片、儀表電路控制水平的提升；其次，應(yīng)基于計(jì)算機(jī)編程，應(yīng)用存儲控制程序，達(dá)到有關(guān)自動化儀表的控制目的，進(jìn)而起到綜合控制儀表電路的效果；最后，應(yīng)當(dāng)將隨機(jī)存儲器作用發(fā)揮至最大，計(jì)算并記憶儀表測量數(shù)據(jù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)處理有關(guān)工作，打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4.2 強(qiáng)化化工自動化儀表數(shù)據(jù)的收集和分析

欲強(qiáng)化石油化工自動化儀表有關(guān)數(shù)據(jù)的收集和處理，首先要借助信息技術(shù)，提高計(jì)算機(jī)對自動控制儀表的控制信息化水準(zhǔn)；其次，應(yīng)當(dāng)在達(dá)到信息化控制目的的基礎(chǔ)上，將收集數(shù)據(jù)有關(guān)的軟件系統(tǒng)，在進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)上內(nèi)嵌，通過重復(fù)與快速的測量，實(shí)現(xiàn)儀表數(shù)據(jù)準(zhǔn)確程度的提升；最后，應(yīng)當(dāng)在保證數(shù)據(jù)收集準(zhǔn)確性的同時(shí)，借助計(jì)算機(jī)工業(yè)軟件分析并處理有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算相關(guān)結(jié)果。

4.3 建立化工自動化儀表誤差糾正體系

欲建立化工自動化儀表誤差糾正體系，首先，應(yīng)當(dāng)重視計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的作用，借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對化工生產(chǎn)工藝參數(shù)、被控對象和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和處理，構(gòu)建對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型；其次，應(yīng)利用計(jì)算機(jī)或儀表，切除小信號或排除擾動，減少測量誤差，促進(jìn)化工儀表精度的提升。

4.4 執(zhí)行儀表控制系統(tǒng)有效方案

當(dāng)前社會背景下，我國化工企業(yè)各項(xiàng)工作中，化工儀表控制有效方案的執(zhí)行，占有舉足輕重的地位。傳統(tǒng)的化工企業(yè)控制系統(tǒng)，在組成方式上，是由各種控制室組合成的，每個(gè)設(shè)備都在不同控制室，無形中平添了更多工作量，也容易出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況。因此，如果同一個(gè)控制室便能容納所有設(shè)備，就會顯著降低工作人員的工作量，在控制系統(tǒng)操作方面便利性更強(qiáng)。我國化工企業(yè)應(yīng)用自動化控制儀表的方式，不但促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)效益的提升，而且給予了更多安全保障，符合科學(xué)技術(shù)在化工企業(yè)中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，當(dāng)前化工儀表在化工企業(yè)發(fā)展中，其重要性不言而喻。我國化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)在保證安全生產(chǎn)的前提條件下，適當(dāng)摒棄傳統(tǒng)控制手段，未來的發(fā)展方向，應(yīng)著力提高化工儀表的自動化程度，彰顯自動化控制系統(tǒng)優(yōu)勢，促進(jìn)化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升，全面強(qiáng)化化工企業(yè)的市場競爭力。