化工自動化控制技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

胡軼哲

（烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古烏海 016000）

隨著科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的不斷發(fā)展，將化工行業(yè)與科學(xué)技術(shù)結(jié)合在一起勢在必行，也是未來發(fā)展的必然走向。如此一來可以讓化工行業(yè)的自動化程度得以有效提升。首先要確保企業(yè)的高速發(fā)展，在此基礎(chǔ)之上將先進的自動化控制技術(shù)應(yīng)用到其中，讓其與充滿動態(tài)變化的市場相互適應(yīng)。

1 自動化控制技術(shù)介紹

自動化控制技術(shù)核心內(nèi)容可以分為三個部分：首先是集中監(jiān)測技術(shù)，這項技術(shù)應(yīng)用在比較簡單的設(shè)備上，所以在安裝和維護方面相對而言比較簡單容易，并且在實際的操作過程中具有便捷性。通常情況下只有一個處理器在集中監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部，如此設(shè)計會影響處理器的運行效率。其次是檢測現(xiàn)場總線的技術(shù)，其主要作用是通過高效結(jié)合信息化技術(shù)與化工生產(chǎn)現(xiàn)場總線技術(shù)，靈活調(diào)控化工生產(chǎn)中的電氣系統(tǒng)。最后是遠(yuǎn)程檢測技術(shù)，該技術(shù)是利用傳感器、攝像頭等設(shè)備實時監(jiān)測化工裝置的運行狀態(tài)，并利用已經(jīng)收納的運行數(shù)據(jù)信息對化工裝置的狀態(tài)展開科學(xué)有效分析，及時處理突發(fā)狀況以及一些問題，控制效率大幅提升。

2 化工生產(chǎn)的特點

隨著不斷提高的社會經(jīng)濟水平，人們對于化工產(chǎn)品的需求也在與日俱增，提高生產(chǎn)效率對促進行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了舉足輕重的影響。而以人工控制為主體的傳統(tǒng)控制方法框架下，化工生產(chǎn)的效率不高，無法滿足市場需求，因此必須引入自動化控制技術(shù)來有效控制實際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

在實際的化工生產(chǎn)過程中蘊含著較大的風(fēng)險因素。由于化學(xué)工業(yè)中存在很多有毒性的生產(chǎn)原料以及產(chǎn)品，在沒有做好相應(yīng)防護措施情況下，生產(chǎn)人員直接接觸化工用品就會嚴(yán)重傷害身體健康。

如果生產(chǎn)設(shè)備的儀器參數(shù)沒有進行有效調(diào)試和檢測，就會導(dǎo)致儀器在實際的使用過程中隨著時間的推移不斷老化，進而引發(fā)各種故障的發(fā)生導(dǎo)致各類問題，嚴(yán)重情況下可能會導(dǎo)致化工原料的泄漏。如此一來，實時監(jiān)控自動化控制技術(shù)勢在必行，能夠有效降低事故的發(fā)生風(fēng)險。

3 化工生產(chǎn)中自動化控制的應(yīng)用

3.1 緊急停車系統(tǒng)自動化控制

通過配備緊急停車系統(tǒng)到化工生產(chǎn)設(shè)備中，主要作用就是一旦發(fā)生突發(fā)狀況對化工產(chǎn)品的生產(chǎn)流程及時終止。讓安全事故的風(fēng)險得以有效降低。避免造成損失和安全事故。盡最大的可能來壓制降低事故的負(fù)面影響。由于傳統(tǒng)的人工停車方式具有反應(yīng)速度緩慢的缺陷，與此同時同樣會因各種人為因素造成一系列的問題發(fā)生。如此一來利用自動化控制系統(tǒng)來控制緊急停車系統(tǒng)能夠有效增強停車效果，對其產(chǎn)生了舉足輕重的積極的影響，同樣也是提高停車效果的首要方式。

（1）通過遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)來科學(xué)合理地監(jiān)控生產(chǎn)的整個流程，當(dāng)事故發(fā)生后方便快速對其進行有效處理。

（2）結(jié)合并借助總線系統(tǒng)，讓設(shè)備以及生產(chǎn)場地周圍布置自動控制裝置，避免人為操作可能出現(xiàn)的問題，提高緊急停車效率。

3.2 生產(chǎn)設(shè)備儀表自動化監(jiān)測

化工生產(chǎn)裝置具有體積大，零件多的特征。通過借助于設(shè)備上各種類型的儀表來深入了解它的運行狀況。分析并記錄儀表上顯示的數(shù)據(jù)信息從而判斷它的運行狀態(tài)，促進了讓化工生產(chǎn)活動能夠平穩(wěn)長遠(yuǎn)發(fā)展。而利用自動化控制技術(shù)中的集中監(jiān)測系統(tǒng)以及強大的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，能夠構(gòu)建起一套完整的化工生產(chǎn)知識庫。在實際的生產(chǎn)過程中一旦出現(xiàn)了問題，就可以及時通過自動生成的故障報告向上級反饋，從而通過相關(guān)的知識庫進行專業(yè)解決。結(jié)合遠(yuǎn)程檢測設(shè)備與集中監(jiān)控技術(shù)可以大幅降低檢測人員的勞動強度，有效促進了儀表監(jiān)控的效率。

3.3 設(shè)備安全監(jiān)測自動化控制

通過研究分析化工生產(chǎn)事故可以得出結(jié)論，導(dǎo)致發(fā)生施工安全事故有人為因素，最主要的還是設(shè)備自身的缺陷所導(dǎo)致的。為了能夠有效確保生產(chǎn)的安全性問題，就需要嚴(yán)格管控設(shè)備的缺陷問題。

（1）利用自動化技術(shù)實時監(jiān)控設(shè)備的實際工作狀態(tài)，在發(fā)生問題以前做好相關(guān)的預(yù)防工作達(dá)到一個未雨綢繆的作用，避免將問題擴大。如果要想很好地完成這項工作，利用傳統(tǒng)的狀態(tài)綜合分析和無損探傷這些技術(shù)來系統(tǒng)全面地分析設(shè)備，通過這種方式來檢測出設(shè)備中存在的一些問題。

（2）傳統(tǒng)的技術(shù)當(dāng)中存在一定的缺陷與弊端，最明顯的缺陷就是這些技術(shù)只能在設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)的故障和問題進時行檢測，無法精準(zhǔn)探測設(shè)備的老化現(xiàn)象。為了能夠有效解決這類問題，可以通過將自動化技術(shù)應(yīng)用到其中來完成檢測。通過對于儀器以及運行參數(shù)的實時檢錄并且與知識庫中的數(shù)據(jù)模型進行對比，以此來對設(shè)備的老化情況展開有效診斷，確保維護工作的及時性以及準(zhǔn)確性。

3.4 監(jiān)測模型分析技術(shù)

在實際的化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，監(jiān)控模型在整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，在實際的操作過程中，利用監(jiān)測模型對其進行有效分析，將數(shù)據(jù)及其他各種信息呈現(xiàn)出來，相關(guān)的工作人員可以充分有效把握化工生產(chǎn)過程中的具體真實情況。

（1）對于實際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中所發(fā)生的各種故障問題，根據(jù)所呈現(xiàn)出來的有效信息對其進行合理分析和準(zhǔn)確判斷，其中的故障問題及時排查處理，保障化工生產(chǎn)的安全性和有效性。

（2）通過創(chuàng)建監(jiān)測模型的方式，可以有效掌握和了解在實際的化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的所有內(nèi)容，提升了生產(chǎn)過程的安全性和有效性。將生產(chǎn)過程中的各個細(xì)致環(huán)節(jié)展開深入科學(xué)的分析，相關(guān)的技術(shù)人員通過分析數(shù)據(jù)及時對設(shè)備中的一切安全因素進行排查和剔除。對生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的存儲器的質(zhì)量及其是否具有安全性就可以展開有效排查。

3.5 先進控制技術(shù)

（1）先進控制 APC 是一類控制技術(shù)的統(tǒng)稱，與普通的單回路控制相比差異十分明顯，對比PID 控制效果更佳。先進控制有著極強的時代特征，同時具有廣闊的發(fā)展前景，還沒有對其進行嚴(yán)格精準(zhǔn)的定義。即便如此，線控控制承擔(dān)著對應(yīng)的自身的責(zé)任與義務(wù)，在無法實現(xiàn)控制目標(biāo)以及無法高效率地控制繁雜工業(yè)過程時，通常采用線控控制。

（2）常見的先進的控制技術(shù)，為多變量預(yù)估控制技術(shù)。它和普通控制不同點在于多變量控制以及相對偏低的數(shù)學(xué)模型精準(zhǔn)程度需求。這項技術(shù)主要是利用反應(yīng)器相似的被控目標(biāo)達(dá)到控制相應(yīng)的多變量，而不是通過簡單的單回路的方式進行有效控制，變量不僅限制在流量、液位、溫度以及壓力等方面，而是利用產(chǎn)品具有哪些屬性和設(shè)備負(fù)荷來有效提升設(shè)備的穩(wěn)定性。

（3）利用創(chuàng)設(shè)優(yōu)質(zhì)的環(huán)境讓生產(chǎn)的效率得以提高，進而大幅提升了經(jīng)濟效益。實際的化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)極其復(fù)雜多變，通過引入預(yù)估控制技術(shù)對于數(shù)學(xué)模型的精準(zhǔn)程度沒有較高的需求。

4 化工自動化控制技術(shù)的未來發(fā)展

4.1 集成自動化系統(tǒng)

集成自動化的系統(tǒng)很大程度上促進了全球大型化工企業(yè)的制造與發(fā)展，為了更好地對全球范圍內(nèi)的激烈競爭進行有效應(yīng)對，化工企業(yè)應(yīng)該對創(chuàng)設(shè)信息化的模式產(chǎn)生高度重視。

（1）在未來的自動化技術(shù)發(fā)展的趨勢中，利用系統(tǒng)集成的方式實現(xiàn)整體性的集中操縱、調(diào)控以及管理等。

（2）目前來看規(guī)模比較大的石化公司在實際的生產(chǎn)過程中，由于大規(guī)模的設(shè)備并且實施的是同步運行方式，其中達(dá)到幾萬點的控制規(guī)模。若想實現(xiàn)整個工廠控制系統(tǒng)間的集成，需要嚴(yán)格要求自動化系統(tǒng)的集成。伴隨計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等在自動化系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用與滲透，化工行業(yè)自動化未來主要發(fā)展趨勢必然是集成化，大規(guī)?；南到y(tǒng)。

4.2 管理自動化

企業(yè)未來的發(fā)展方向必須遵從化工企業(yè)的實際有效的管理內(nèi)容、方向、屬性以及模型各種對應(yīng)的原因，不斷地對管理思想進行創(chuàng)新，不斷投奔于自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)，科學(xué)使用專家系統(tǒng)，應(yīng)用系統(tǒng)工程方式進行創(chuàng)建，科學(xué)有效地對人類的決策過程進行有效合理的模仿，不斷推動信息化系統(tǒng)在化工行業(yè)加工與管理過程中的運用。

4.3 設(shè)施的更新?lián)Q代

就儀表角度而言，液動與電動將會成為未來發(fā)展的必然走向，最終走向自動化。從加工設(shè)備角度來看，尤其是美國微軟所開發(fā)的操作系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在我國化工行業(yè)當(dāng)中，未來的發(fā)展趨勢與走向會朝著美國的化工行業(yè)的形式發(fā)展。

（1）我國的化工公司必然會逐漸將 CIPS 與 DCS 系統(tǒng)的管理層、調(diào)度層以及決策層三者間無縫銜接的技術(shù)手段充分運用。同時在化工自動化控制技術(shù)的應(yīng)用方面來看，有必要針對性地創(chuàng)新現(xiàn)有控制技術(shù)，與此同時還要創(chuàng)設(shè)不同的控制平臺，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，真正實現(xiàn)管控一體化。

（2）在未來發(fā)展走向中，化工企業(yè)將會不斷創(chuàng)新與改革自己的硬件設(shè)備，從而達(dá)到全方位、全過程、全時間地運用化工自動化控制技術(shù)，促進化工企業(yè)更加平穩(wěn)長遠(yuǎn)地發(fā)展，讓化工企業(yè)在激烈的市場競爭中找到自己的立足之地。

5 結(jié)束語

伴隨著社會經(jīng)濟水平不斷提升，造就了科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，化工自動化技術(shù)勢必會隨著時代的步伐不斷發(fā)展壯大，如此一來，相關(guān)的工作人員需要不斷加深對技術(shù)的更新與實踐，杜絕故步自封，不應(yīng)該停留在傳統(tǒng)的技術(shù)理念當(dāng)中，應(yīng)該汲取國內(nèi)外先進的技術(shù)理念，勇于創(chuàng)新，敢于探索，不斷完善與優(yōu)化自動化技術(shù)，從而推動化工行業(yè)平穩(wěn)科學(xué)地發(fā)展，帶來更多的經(jīng)濟效益和社會價值。