現(xiàn)代化工儀表及化工自動(dòng)化的過程控制探討

唐江明(烏魯木齊平安信安全技術(shù)咨詢服務(wù)有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引言

化工自動(dòng)化技術(shù)全面提升了化工生產(chǎn)的效率，原因是自動(dòng)化操作模式可在現(xiàn)代化工儀表的支持下對(duì)各類機(jī)械裝置、元件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能依據(jù)大數(shù)據(jù)分析出裝置的運(yùn)行狀態(tài)，全面提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率。另外，裝置運(yùn)行中可及時(shí)參照、對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)化的儀器運(yùn)行數(shù)據(jù)，在模擬預(yù)測(cè)的過程中評(píng)價(jià)出裝置運(yùn)行隱患，進(jìn)而降低人為操作模式對(duì)生產(chǎn)、管理的負(fù)面影響。通過監(jiān)測(cè)出化工儀表的操作過程，運(yùn)用相應(yīng)控制方式展開技術(shù)評(píng)價(jià)，有利于提高監(jiān)測(cè)控制的有效性。

1 化工生產(chǎn)中現(xiàn)代化工儀表的應(yīng)用價(jià)值

現(xiàn)代化工生產(chǎn)可在自動(dòng)化、智能化的監(jiān)控測(cè)試中進(jìn)行生產(chǎn)控制，高效得到各類機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行指標(biāo)，可依據(jù)化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式確定生產(chǎn)步驟，以期提高化工生產(chǎn)的綜合效率。因此，技術(shù)人員應(yīng)分析出各類儀器的應(yīng)用方法及應(yīng)用步驟，分析在使用過程中的注意事項(xiàng)。同時(shí)根據(jù)儀表的功能指標(biāo)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示、在線調(diào)整監(jiān)督、電動(dòng)控制以及傳動(dòng)監(jiān)測(cè)等操作。當(dāng)儀表在線運(yùn)行時(shí)，技術(shù)人員可結(jié)合儀表所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行在線測(cè)量，根據(jù)儀表的指示指標(biāo)進(jìn)行在線校驗(yàn)，可減少傳統(tǒng)人力監(jiān)控不系統(tǒng)、不精準(zhǔn)的問題。另外，現(xiàn)代化工儀表也可進(jìn)行“24 h制”的制造運(yùn)行[1]。能在敏感測(cè)試的過程中變更變量數(shù)據(jù)，可方便將指定的參數(shù)數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測(cè)軟件中，再以信號(hào)、數(shù)字、表單的形式進(jìn)行展現(xiàn)，也能根據(jù)相關(guān)操作指令進(jìn)行自動(dòng)保存。若操作過程中傳感器所反饋的數(shù)據(jù)存在異常時(shí)(超過安全閾值)，系統(tǒng)也可在聯(lián)鎖保護(hù)的支持下進(jìn)行斷路處理。

2 現(xiàn)代化工儀表種類及控制過程

2.1 溫度檢測(cè)裝置

產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，所以對(duì)各機(jī)組進(jìn)行溫度監(jiān)控，能夠評(píng)價(jià)出儀表的工作狀態(tài)及運(yùn)行性能。其中，少部分化工產(chǎn)品需要在指定的壓強(qiáng)、溫度中進(jìn)行，否則會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)失敗的情況。因此，技術(shù)人員應(yīng)利用溫度儀表對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的溫度指標(biāo)進(jìn)行在線監(jiān)控，將其控制在(-180 ℃～1 900 ℃)的區(qū)間內(nèi)，以便技術(shù)人員更全面的控制生產(chǎn)溫度。生產(chǎn)中常使用的測(cè)試儀表為熱電偶儀表，該系統(tǒng)可在監(jiān)控軟件的支持下收集裝置內(nèi)、外的溫度系數(shù)，匯總裝置內(nèi)部的實(shí)際溫度，將其控制在指定的溫度狀態(tài)下。另外，系統(tǒng)可在DCS模式的支持下自動(dòng)化將得到的溫度指標(biāo)進(jìn)行控制，進(jìn)而提高自動(dòng)化過程控制的效率。

2.2 壓力儀表裝置

現(xiàn)代化工生產(chǎn)中，除了需要將生產(chǎn)的溫度控制在額定范圍內(nèi)，還應(yīng)控制機(jī)械裝置的壓力指標(biāo)，有利于提高整體項(xiàng)目的生產(chǎn)效率。因此，將壓力傳感系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、變送器等裝置應(yīng)用至指定測(cè)定位置，可提高控制的效率。首先，部分生產(chǎn)過程應(yīng)當(dāng)在300 MPa的環(huán)境中進(jìn)行，所以應(yīng)當(dāng)結(jié)合相應(yīng)的測(cè)量方式進(jìn)行控制與協(xié)調(diào)，確保工作裝置的持續(xù)運(yùn)行。其次，壓力參數(shù)測(cè)量中，測(cè)定裝置可自動(dòng)測(cè)試出生產(chǎn)的溫度指標(biāo)、脈動(dòng)操控指標(biāo)以及材料的黏度、稠度性能。通過將控制介質(zhì)限制在0.1級(jí)的精準(zhǔn)度后，可加快反應(yīng)速率。值得注意的是，不同壓力測(cè)試裝置的應(yīng)用場(chǎng)合也存在一定差異，其中活塞式裝置的應(yīng)用較為廣泛，裝置可運(yùn)用DCS系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，同時(shí)在平衡位移的過程中對(duì)裝置內(nèi)的壓力參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)[2]。

2.3 物位測(cè)量裝置

決定出所需使用的原料數(shù)量，同時(shí)在溫度、壓力的影響下進(jìn)行制造生產(chǎn)，這也是現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)的主要工作模式。由此可見，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)前期投入的材料、半成品材料的投入產(chǎn)出的流量展開系統(tǒng)的監(jiān)控，運(yùn)用自動(dòng)化系統(tǒng)展開浮力式測(cè)量監(jiān)控，以便在通用模式的監(jiān)控中得到物位的指標(biāo)參數(shù)。其中，技術(shù)人員可依據(jù)裝置內(nèi)的分類系統(tǒng)得到需求的數(shù)據(jù)，包括于浮力指標(biāo)、電熔指標(biāo)、超聲波信號(hào)參數(shù)、壓差值等數(shù)據(jù)，能在GPS技術(shù)及雷達(dá)式的伸縮測(cè)試中得到指定的參數(shù)系統(tǒng)。通過不斷對(duì)各項(xiàng)參數(shù)系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)控，能讓測(cè)得的精度指標(biāo)達(dá)到指定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，有利于推動(dòng)生產(chǎn)的綜合質(zhì)量。

3 化工自動(dòng)化中現(xiàn)代儀表的應(yīng)用及過程控制要求

3.1 可編程過程控制

化工生產(chǎn)中可應(yīng)用PLC系統(tǒng)決策出指定的控制目標(biāo)及控制思路，在必要的數(shù)據(jù)統(tǒng)籌、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)計(jì)算過程中分析出軟件、硬件系統(tǒng)的工作情況，這也為邏輯電路的轉(zhuǎn)換、協(xié)調(diào)及推廣應(yīng)用提供了有效的技術(shù)支持，可方便在遠(yuǎn)程端口中監(jiān)控儀表的工作狀態(tài)。從綜合的角度來講，復(fù)雜的控制模式能全面體現(xiàn)出儀表的運(yùn)行狀態(tài)，也能在電路控制、設(shè)計(jì)融入的過程中展開自動(dòng)化監(jiān)控測(cè)試，方便技術(shù)人員統(tǒng)計(jì)出電路結(jié)構(gòu)的功能性指標(biāo)。另外，技術(shù)人員可在智能系統(tǒng)的服務(wù)中得到機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，在有效的監(jiān)控中得到智能化操控模式，有利于提升各傳感、檢測(cè)裝置運(yùn)行的合理性[3]。通過逐步鞏固運(yùn)行裝置的穩(wěn)定性，確保儀表的功能性在指定范圍內(nèi)，有利于在可控的過程中對(duì)儀表的功能展開必要的測(cè)試，提升生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.2 計(jì)算控制功能

現(xiàn)代化工儀表能夠在計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)中進(jìn)行全面計(jì)算監(jiān)測(cè)，有利于提高化工生產(chǎn)的綜合效率。在此過程中，將傳感器所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)籌監(jiān)控，運(yùn)用智能化服務(wù)端口進(jìn)行“云數(shù)據(jù)”統(tǒng)計(jì)，有利于全面提高化工作業(yè)的質(zhì)量。其中，自動(dòng)化管理過程中，系統(tǒng)可在智能化的監(jiān)控中進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)用指定的數(shù)據(jù)指標(biāo)、計(jì)算公式控制監(jiān)控儀表的運(yùn)行數(shù)據(jù)。通過長(zhǎng)期、全面的監(jiān)控出儀表的運(yùn)行需求，有利于逐漸控制掃描過程的時(shí)間。例如系統(tǒng)可在大數(shù)據(jù)的支持下進(jìn)行邏輯分析，監(jiān)測(cè)出儀表的工作要求及工作狀態(tài)，并在反復(fù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)的過程中提高儀表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。若過程中儀表所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)存在異常情況時(shí)，技術(shù)人員可結(jié)合相關(guān)記憶控制功能快速發(fā)掘儀表故障位置，測(cè)試裝置內(nèi)的各項(xiàng)基本指標(biāo)的數(shù)據(jù)參數(shù)，有利于提高生產(chǎn)管理的質(zhì)量。

3.3 數(shù)據(jù)記憶控制

自動(dòng)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記憶過程中，化工儀表可借助數(shù)據(jù)庫收集所得到的溫濕度、壓力、流量參數(shù)等指標(biāo)，在簡(jiǎn)約的處理控制中提高裝置運(yùn)行質(zhì)量。因此，儀表可調(diào)取數(shù)據(jù)庫中機(jī)組運(yùn)行的狀態(tài)要求及運(yùn)行要求，同時(shí)在簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)地控制支持下處理關(guān)鍵性數(shù)據(jù)。在此過程中，儀表需要控制復(fù)雜的運(yùn)行回路時(shí)，系統(tǒng)可分析出裝置是否處于負(fù)荷工作狀態(tài)。若處于負(fù)荷狀態(tài)下，可能會(huì)降低裝置的控制效率。因此，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比存儲(chǔ)，在必要的記憶對(duì)比中更新現(xiàn)有數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)更新，可方便技術(shù)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)提取控制。另外，技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)及時(shí)擴(kuò)充ROM存儲(chǔ)功能，依據(jù)化工儀表的運(yùn)行要求進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，確保裝置的各個(gè)生產(chǎn)階段均能在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)中進(jìn)行?？傊?，通過進(jìn)行在線數(shù)據(jù)分析工作，并對(duì)現(xiàn)有的信息進(jìn)行登記存儲(chǔ)，可定期記錄出各類監(jiān)測(cè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值，所以這個(gè)過程能夠降低傳統(tǒng)化工生產(chǎn)的檢查、維修、監(jiān)控方面的壓力，也能在提升系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的同時(shí)控制主體項(xiàng)目的投入[4]。

3.4 復(fù)雜功能過程控制

傳統(tǒng)化工生產(chǎn)無法進(jìn)行精密數(shù)據(jù)的計(jì)算，因此在自動(dòng)化處理過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及數(shù)據(jù)處理，有利于提高數(shù)據(jù)處理的有效性。在此過程中，技術(shù)人員可在PLC系統(tǒng)地支持下確定繁瑣的控制流程，設(shè)定相關(guān)控制思路及控制方法，并結(jié)合相應(yīng)的傳感控制得到裝置的運(yùn)行狀態(tài)。另外，系統(tǒng)也能標(biāo)識(shí)出控制的風(fēng)險(xiǎn)問題，評(píng)價(jià)出裝置運(yùn)行、生產(chǎn)制造與運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系，同時(shí)有必要展開分析判斷，有利于消除風(fēng)險(xiǎn)對(duì)化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的負(fù)面影響。最后，在儀表數(shù)據(jù)處理過程中，裝置可自行生成指定的參數(shù)指標(biāo)，并以表格、統(tǒng)計(jì)圖的形式呈現(xiàn)出生產(chǎn)運(yùn)行的變化趨勢(shì)，以便在自主修正、自主更新測(cè)試得到的儀表數(shù)據(jù)后進(jìn)行個(gè)性化的統(tǒng)籌分析。例如系統(tǒng)可自行進(jìn)行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)服務(wù)，依據(jù)所得到的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和協(xié)調(diào)，能鞏固裝置的運(yùn)行狀態(tài)。值得注意的是，智能化系統(tǒng)也可統(tǒng)計(jì)出環(huán)境、生態(tài)、裝置功能對(duì)生產(chǎn)的影響情況，再結(jié)合已有的分析軟件、數(shù)據(jù)統(tǒng)籌軟件以及硬件系統(tǒng)得到控制邏輯。通過主動(dòng)、全面評(píng)估出化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)狀態(tài)及產(chǎn)量指標(biāo)，能及時(shí)標(biāo)記出系統(tǒng)的異常運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)在合理評(píng)估、優(yōu)化、改進(jìn)的過程中提高整體服務(wù)數(shù)據(jù)源的精準(zhǔn)度，方便發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)生產(chǎn)流程的進(jìn)展?fàn)顩r。

3.5 故障監(jiān)控系統(tǒng)

科學(xué)處理自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的故障指標(biāo)，利用智能監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)、定位，能方便技術(shù)人員快速解決生產(chǎn)問題。其中，系統(tǒng)可自行進(jìn)行描點(diǎn)測(cè)試，給予故障點(diǎn)位模擬復(fù)盤，再結(jié)合模擬運(yùn)行的模式分析裝置故障的負(fù)面影響。通過得到故障方案和故障數(shù)據(jù)后，鞏固儀器裝置的運(yùn)行效率，也能在可視化的滲透、控制下消除裝置運(yùn)行隱患。其中，系統(tǒng)可在SIS的服務(wù)控制下進(jìn)行安全評(píng)估，結(jié)合信號(hào)優(yōu)化、數(shù)據(jù)處理的過程中發(fā)掘故障問題，以便技術(shù)人員第一時(shí)間進(jìn)行問題分析及干預(yù)，有利于降低生產(chǎn)的隱患問題。值得注意的是，SIS系統(tǒng)能夠?qū)v史數(shù)據(jù)源進(jìn)行匯總，同時(shí)在對(duì)比、控制、優(yōu)化的過程中消除數(shù)據(jù)隱患，可幫助技術(shù)人員快速檢索到已有的數(shù)據(jù)源及參數(shù)指標(biāo)。通過在電子存儲(chǔ)技術(shù)的支持下對(duì)不同時(shí)間段裝置的生產(chǎn)情況及生產(chǎn)模式進(jìn)行保留處理，再以圖像的形式進(jìn)行呈現(xiàn)，能夠第一時(shí)間呈現(xiàn)需求的表單、數(shù)據(jù)以及圖表。此時(shí)，技術(shù)人員可依據(jù)故障的原因、故障點(diǎn)位、故障影響展開系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，設(shè)立必要的修正及優(yōu)化技術(shù)，以便提升各工藝的運(yùn)行質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代化工儀表的有效應(yīng)用，不僅提高了裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性，還能在智能化的監(jiān)控、測(cè)試、分析過程中對(duì)裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試。另外，技術(shù)人員也能運(yùn)用PLC技術(shù)、記憶控制、過程控制等模塊高效處理運(yùn)行數(shù)據(jù)，全面提高操作過程的質(zhì)量及運(yùn)行效率，進(jìn)而鞏固化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。