化工儀表的自動(dòng)化控制與管理策略研究

曹駿

摘要：化工儀表是化工行業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品需要用到的輔助設(shè)備，并且隨著時(shí)代發(fā)展，大部分化工企業(yè)已落實(shí)化工儀表自動(dòng)化的工作模式，這就加大了企業(yè)對(duì)人力、物力資源的利用效益，相比以往生產(chǎn)效率得到了提升。同時(shí)，化工儀表自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用轉(zhuǎn)變了化工企業(yè)原有的管理方式，為促使化工儀表更好地發(fā)揮效能，需要提高自動(dòng)化控制和管理水平，做好日常維護(hù)工作，以此來(lái)極大地促進(jìn)化工行業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的建設(shè)。

關(guān)鍵詞：化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)管理

現(xiàn)如今我國(guó)化工行業(yè)已具備一定的發(fā)展規(guī)模，在化工儀表自動(dòng)化控制方面已有一定的造詣，就其運(yùn)用優(yōu)勢(shì)來(lái)看，化工儀表自動(dòng)化控制的出現(xiàn)促使企業(yè)生產(chǎn)效率得到提升，是企業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力，同時(shí)隨著化工自動(dòng)化生產(chǎn)建設(shè)的提升，化工儀表自動(dòng)化管理也需要加強(qiáng)，進(jìn)而突顯化工儀表在生產(chǎn)流程中的實(shí)效性。

1化工儀表自動(dòng)化控制的功能與技術(shù)

1.1化工儀表自動(dòng)化控制功能

（1）計(jì)算?，F(xiàn)階段，化工儀表在具體使用時(shí)會(huì)融入計(jì)算機(jī)技術(shù)，在這種情況下儀表的計(jì)算速率進(jìn)一步提升，同時(shí)計(jì)算準(zhǔn)確率也得到保障，通過(guò)落實(shí)化工儀表自動(dòng)化控制，可以讓其在運(yùn)作時(shí)將自身功效最大化地發(fā)揮出來(lái)。傳統(tǒng)的化工儀表管理方式已不再適用，化工人員通過(guò)運(yùn)用更科學(xué)的工作方式，很大程度地減輕了工作壓力。

（2）可編程?；x表自動(dòng)化功能的實(shí)效為生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)了很大的效益，現(xiàn)如今化工儀表的傳統(tǒng)邏輯電路已被計(jì)算機(jī)軟件所取替，像是它的控制電路，已通過(guò)自動(dòng)化軟件控制來(lái)提高對(duì)電路的掌控，以此簡(jiǎn)化了儀表自身的控制結(jié)構(gòu)。而化工儀表的運(yùn)行性能想要得到更大化的發(fā)揮，就應(yīng)注重對(duì)其傳統(tǒng)電路的優(yōu)化，加強(qiáng)對(duì)化工儀表的改造工作^[1]。

（3）記憶。傳統(tǒng)化工儀表是由一些硬件設(shè)施構(gòu)成，導(dǎo)致其自身的工作記憶有限，所能記錄的信息數(shù)據(jù)較少，一些儀表想要詳細(xì)記錄工作過(guò)程信息，需要在特定環(huán)境條件下進(jìn)行，總體而言，化工儀表記憶能力受限。而隨著化工儀表自動(dòng)化控制的出現(xiàn)，儀表的記錄和儲(chǔ)存信息功能得到強(qiáng)化，這讓儀表在信息過(guò)量或工作條件復(fù)雜的情況下也能自如應(yīng)對(duì)。

（4）故障監(jiān)督?；x表在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制后，內(nèi)部接入智能系統(tǒng)，可以在儀表微機(jī)執(zhí)行工作程序時(shí)進(jìn)行故障監(jiān)督，如果在工作階段發(fā)生故障，自動(dòng)化管理系統(tǒng)可以迅速查找故障點(diǎn)，加快化工人員的發(fā)現(xiàn)速度，不用耗費(fèi)大量時(shí)間來(lái)進(jìn)行故障排除工作，設(shè)備的失誤率降低，工作效率與生產(chǎn)管理等都有所提升。

1.2化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)

（1）程序化控制技術(shù)?，F(xiàn)階段，在化工儀表的自動(dòng)化技術(shù)中引入了一種以計(jì)算機(jī)編程為操控機(jī)理的程序化技術(shù)，編程技術(shù)具有嚴(yán)謹(jǐn)性，在這個(gè)基礎(chǔ)上自動(dòng)化儀表控制的效率以及靈活性得到提高，就是基于應(yīng)用效果而言，這種自動(dòng)化控制技術(shù)讓化工儀表能夠根據(jù)程序來(lái)完成工作，進(jìn)而加強(qiáng)了儀表的智能化水準(zhǔn)。隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的出現(xiàn)，化工儀表的組成部分逐漸被軟件程序所取代，這促使儀表可能產(chǎn)生的故障概率得到降低，同時(shí)也具有自動(dòng)排查故障的功能，通過(guò)程序化控制技術(shù)在化工儀表中的應(yīng)用，使儀表的使用壽命進(jìn)一步增長(zhǎng)。

（2）人機(jī)界面控制技術(shù)。這種技術(shù)的出現(xiàn)，促使儀表管理工作更具效率，現(xiàn)階段，大多數(shù)化工廠在管理階段通常使用一對(duì)一管理的方式，從總體效率上而言，難以發(fā)揮人機(jī)界面控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，處理速度受到制約，因此化工企業(yè)基于這種情況可以考慮設(shè)置分散對(duì)應(yīng)多樣裝置，比如通過(guò)LDC和CRT來(lái)輔助工作，促使操作流程得到簡(jiǎn)化，保證管理控制的實(shí)效。

（3）分散式生產(chǎn)控制技術(shù)?，F(xiàn)階段，化工儀表在自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展中出現(xiàn)了一種分散式生產(chǎn)技術(shù)，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)工作人員的分散控制，同時(shí)是維護(hù)生產(chǎn)環(huán)境秩序與效率的重要手段，通過(guò)使用這種技術(shù)，化工企業(yè)能夠進(jìn)一步節(jié)省生產(chǎn)資源，但需要注意，在應(yīng)用此技術(shù)時(shí)操作人員要定期更新控制系統(tǒng)，健全技術(shù)功能。

（4）儀表控制系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)?，F(xiàn)階段，化工生產(chǎn)中常會(huì)受到溫度因素的影響，需要及時(shí)處理溫度變化的問(wèn)題，避免影響到生產(chǎn)質(zhì)量。而在生產(chǎn)過(guò)程溫差大的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，原位溫度計(jì)難以在其中顯現(xiàn)出較好效果，所以企業(yè)通常會(huì)使用熱電阻。化工企業(yè)的生產(chǎn)階段，需要做好儀器控制工作，通常這項(xiàng)工作有如下幾種處理方式。

其一是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行跟蹤，實(shí)時(shí)監(jiān)察溫度變化，同時(shí)及時(shí)將儀器顯示數(shù)據(jù)告知相關(guān)人員，以此提高對(duì)溫度變化的掌握力。其二則是控制產(chǎn)品液位。一些化工企業(yè)會(huì)嚴(yán)格要求液體狀態(tài)，因此通過(guò)在生產(chǎn)中獲取與液位有關(guān)的信息，就能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)可視化。其三是對(duì)生產(chǎn)的流量、壓力等參數(shù)進(jìn)行記錄，收集整個(gè)生產(chǎn)流程中的有效信息。而這些工作流程可通過(guò)儀表控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)，中國(guó)所使用的化工儀表控制系統(tǒng)是通過(guò)多個(gè)控制室而組成的，每個(gè)控制設(shè)備由單個(gè)控制室控制，這種形式導(dǎo)致資源浪費(fèi)嚴(yán)重，同時(shí)控制系統(tǒng)工作較繁瑣，難以提升工作效率。而隨著自動(dòng)化控制系統(tǒng)的加入，控制室的數(shù)量開(kāi)始縮減到一，同時(shí)相應(yīng)的處理設(shè)備都在控制室中，工作人員能夠更好地掌控^[2]。

（5）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。通常來(lái)講，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的開(kāi)放性以及數(shù)字化能力很強(qiáng)，是控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)展前景可觀。這種現(xiàn)場(chǎng)總線控制儀表帶有一定的控制分散度，能讓儀表功能得到更好的發(fā)揮。并且相比傳統(tǒng)儀表，自身適應(yīng)性、操作水平都得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)。通過(guò)使用現(xiàn)場(chǎng)總線，能夠更好地完成分散控制工作，每個(gè)總線都可接入超過(guò)站點(diǎn)1m以上的儀表中，讓企業(yè)的電纜用量得到減少，后期維護(hù)、調(diào)試的成本降低。

（6）安全儀表系統(tǒng)控制技術(shù)?，F(xiàn)階段，社會(huì)對(duì)化工生產(chǎn)的安全問(wèn)題廣泛關(guān)注，化工生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式主要通過(guò)DCS設(shè)備來(lái)落實(shí)安全保護(hù)工作，所能發(fā)生的效果具有局限性，隨著時(shí)代的發(fā)展出現(xiàn)了安全儀表控制技術(shù)，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用此技術(shù)能夠快速判斷危險(xiǎn)因素，并將信號(hào)發(fā)送到控制室，提高了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程安全問(wèn)題的重視，促使安全生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)。

2化工儀表的類(lèi)型

現(xiàn)階段，化工操作已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化工作模式，傳統(tǒng)人工體力勞動(dòng)逐漸被取代，通過(guò)在化工設(shè)備中安設(shè)自動(dòng)化裝置，連接計(jì)算機(jī)，就可以近程遠(yuǎn)程操控，來(lái)完成生產(chǎn)工作?；x表是化工實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的技術(shù)依據(jù)，而化工儀表有多種種類(lèi)，具體如下。

2.1儀表組合形式

通過(guò)儀表組合形式進(jìn)行分類(lèi)，則儀表類(lèi)型為基地式儀表以及單元組式儀表，前者功能結(jié)構(gòu)表示為多功能集合體，即測(cè)量部分、顯示部分以及控制部分等，在化工廠中可以就地安裝此類(lèi)儀表。后者是將整套儀表劃分為各功能相獨(dú)立的若干單元，同時(shí)各單元通過(guò)統(tǒng)一信號(hào)建立聯(lián)系^[3]。

2.2儀表功能

根據(jù)儀表功能屬性進(jìn)行分類(lèi)，可展示為檢測(cè)屬性、顯示屬性、控制屬性以及執(zhí)行屬性等。檢測(cè)屬性儀表在使用后，能感受生產(chǎn)過(guò)程中的物位、壓力、濕度、流量等參數(shù)，為生產(chǎn)的有序進(jìn)行提供幫助。比如，變送器將其在現(xiàn)場(chǎng)獲取到的信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)、頻率等形式，并發(fā)送信號(hào)到顯示屬性儀表或調(diào)節(jié)功能儀表中，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的記錄、顯示與調(diào)節(jié)等。顯示類(lèi)儀表主要是對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)所設(shè)計(jì)的各種參數(shù)進(jìn)行顯示、累計(jì)，并且此功能儀表可分3類(lèi)，即模擬式顯示儀表、圖像式顯示儀表、數(shù)值式顯示儀表。

控制屬性儀表可以稱(chēng)作調(diào)節(jié)器，它主要是使用比例、計(jì)分、微分等方式來(lái)對(duì)被調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，最終得到精確測(cè)量值。最后，執(zhí)行屬性儀表可以接收到調(diào)節(jié)屬性儀表發(fā)送的指令，改變介質(zhì)調(diào)節(jié)后的流量，根據(jù)范圍要求控制被調(diào)節(jié)參數(shù)，在自動(dòng)化調(diào)節(jié)體系中，執(zhí)行屬性儀表彰顯了重要作用，是組成其機(jī)構(gòu)的重要部分。

3化工儀表自動(dòng)化控制與管理的相關(guān)策略

3.1應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速重復(fù)測(cè)量

在全自動(dòng)化工儀表中融入編程技術(shù)，就能有效控制有復(fù)雜功能的儀表儀器。這其中編程功能發(fā)揮著很大的作用，能夠讓化工儀表的自動(dòng)化控制功能具備強(qiáng)大的記憶與計(jì)算能力，同時(shí)儀表儀器能夠融合相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件工作，加強(qiáng)了信息處理效率，同時(shí)可以保存工作信息，這樣一來(lái)系統(tǒng)在之后能夠得到更順暢的運(yùn)行狀態(tài)。在儀表中融入這種綜合記憶功能讓控制精度進(jìn)一步提升，由此化工儀表在自動(dòng)化生產(chǎn)中有效降低了硬件負(fù)擔(dān)，工作效率得到加強(qiáng)。

3.2做好數(shù)據(jù)處理，提升操作效率

化工生產(chǎn)工作需要儀表做輔助工具，對(duì)其精度效果有著嚴(yán)格的要求，并且在這個(gè)基礎(chǔ)上各種操作效率也需要同步加強(qiáng)。為滿足這些要求，需要在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中嵌入相應(yīng)功能的軟件，以此達(dá)成快速重復(fù)測(cè)量，同時(shí)讓各數(shù)據(jù)平均值得到科學(xué)計(jì)算，減小發(fā)生偶然性誤差的概率。通過(guò)全自動(dòng)化工儀表精度，能夠讓具體的操作結(jié)果更富質(zhì)量與成效，同時(shí)在操作環(huán)節(jié)，需要技術(shù)人員找準(zhǔn)切入點(diǎn)，應(yīng)用合適的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)確保生產(chǎn)流程正常順利進(jìn)行，強(qiáng)化儀表搜集功能與處理信息數(shù)據(jù)的效率^[4]。

3.3增強(qiáng)化工儀表的修正誤差功能

化工儀表自動(dòng)化控制功能的運(yùn)用，可以促使化工生產(chǎn)質(zhì)量提升，并提升管理生產(chǎn)活動(dòng)的有效性，在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)，技術(shù)人員需要將全自動(dòng)化工儀表連接到設(shè)備中，之后再收集整理各種工藝與優(yōu)勢(shì)數(shù)據(jù)，同時(shí)完成資料的整理工作。在收集工作完成后進(jìn)入到處理分析環(huán)節(jié)，構(gòu)建具有科學(xué)統(tǒng)一性的數(shù)據(jù)模型，增強(qiáng)儀表帶有的誤差修正能力。通過(guò)應(yīng)用其中的微處理器能夠降低各種因素對(duì)工作的干擾，同時(shí)針對(duì)有效的修正誤差，提高儀表的精確性，保證企業(yè)能夠更好地控制化工生產(chǎn)流程。

3.4加強(qiáng)化工儀表自動(dòng)化控制設(shè)備的維護(hù)管理

首先，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化化工儀表的維護(hù)預(yù)防工作，化工儀表的控制回路主要由控制器、繼電器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電磁閥、定位儀器、供電回路等組成，并且這個(gè)環(huán)節(jié)有許多設(shè)施種類(lèi)會(huì)被應(yīng)用到，為加強(qiáng)設(shè)備的使用年限與運(yùn)行效果，應(yīng)做好維修保護(hù)措施。在實(shí)行相關(guān)管理工作過(guò)程中，需要確保每個(gè)環(huán)節(jié)、部位都被維護(hù)和保障，促使其一直保持最佳狀態(tài)。針對(duì)儀表設(shè)備的零件、設(shè)施，需要記錄使用狀態(tài)和壽命，并結(jié)合使用年限來(lái)創(chuàng)建設(shè)備維護(hù)方案。其次，化工企業(yè)應(yīng)重視自動(dòng)化控制的開(kāi)發(fā)和利用，加強(qiáng)對(duì)全自動(dòng)化工儀表的研究，即生產(chǎn)工藝、技術(shù)等，并創(chuàng)新強(qiáng)化以往的管理模式，注重管理效能的發(fā)揮^[5]。為強(qiáng)化生產(chǎn)效率與質(zhì)量，引進(jìn)和利用新的生產(chǎn)技術(shù)是很有必要的，同時(shí)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝應(yīng)得到優(yōu)化，改造以往的生產(chǎn)線流程，同時(shí)完善管理模式。并且在設(shè)備的維護(hù)過(guò)程中，自動(dòng)化儀表存在自主診斷功能，如果儀表出現(xiàn)障礙，會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟自診斷功能，及時(shí)向工作人員報(bào)警，通過(guò)提醒技術(shù)人員將對(duì)問(wèn)題進(jìn)行排查，這種方式的應(yīng)用加大了檢查的工作效率，因此化工儀表的維護(hù)工作，應(yīng)能夠?qū)﹄娔X所顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)檢查，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，迅速檢修，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)。

在配置管理方式時(shí)，企業(yè)需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況以及對(duì)自動(dòng)化儀表控制的應(yīng)用來(lái)考慮，通過(guò)加大資金投入到生產(chǎn)自動(dòng)化水平建設(shè)中，化工生產(chǎn)的相關(guān)自動(dòng)化設(shè)備以及儀表都能得到更好的功能強(qiáng)化，最大化發(fā)揮自身作用。為了提高管理效率和自動(dòng)化設(shè)備養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，應(yīng)建立相應(yīng)的預(yù)防機(jī)制，并執(zhí)行分級(jí)管理模式。化工企業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)對(duì)自動(dòng)化儀表設(shè)備的應(yīng)用，因此強(qiáng)化化工儀表管理工作是很有必要的，同時(shí)管理流程要保證科學(xué)合理。管理質(zhì)量的提升可通過(guò)組織培訓(xùn)教育工作來(lái)實(shí)現(xiàn)，確保工作人員在學(xué)習(xí)后能夠提升工作素質(zhì)，操作化工儀表時(shí)更科學(xué)準(zhǔn)確。通過(guò)分析數(shù)據(jù)，可以采取分級(jí)管理方式來(lái)維護(hù)自動(dòng)化化工儀表設(shè)備，不同類(lèi)型的設(shè)備特性不同，如果采用統(tǒng)一管理方式難以細(xì)致處理不同問(wèn)題，操作人員應(yīng)定期對(duì)全自動(dòng)化工儀表進(jìn)行全面檢查，并在日常做好維護(hù)管理工作，確保儀表功能正常運(yùn)行^[6]。

3.5完善安全管理制度，落實(shí)安全巡查機(jī)制

根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)流程建立安全管理制度，主要是為加強(qiáng)儀表管理工作的質(zhì)量建設(shè)而存在的，確?；x表在工作中得以安全運(yùn)行，比如說(shuō)對(duì)化工儀表進(jìn)行維修、保養(yǎng)工作時(shí)，化工人員根據(jù)安全管理制度的規(guī)定來(lái)開(kāi)展工作，同時(shí)對(duì)自己的行為進(jìn)行約束。而在使用儀表的環(huán)節(jié)中，制度內(nèi)容中將規(guī)定使用儀表的相關(guān)操作，提高使用的科學(xué)性，同時(shí)也能讓化工人員更快速地發(fā)現(xiàn)儀表運(yùn)行問(wèn)題，這一定程度上提高了化工廠的整體生產(chǎn)效率，同時(shí)降低了儀表?yè)p壞的概率，為工作流程提供安全保障^[6]。平時(shí)在對(duì)自動(dòng)化儀表進(jìn)行保養(yǎng)管控的工作時(shí)，需要做好巡查管理，結(jié)合自動(dòng)化設(shè)備管控機(jī)制以及工作實(shí)際，制定相應(yīng)的巡檢方案，明確巡檢范圍、流程、內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上設(shè)定每個(gè)巡查路線的時(shí)間，保證效率以及時(shí)效性滿足工作需求。針對(duì)每項(xiàng)巡檢工作名列管控計(jì)劃，并有效落實(shí)巡查體制。比如，壓力變動(dòng)器經(jīng)常在一定時(shí)間會(huì)堆積到許多灰塵，為此要做好防護(hù)計(jì)劃，而電磁調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)儀器等需要做好冬季保暖計(jì)劃^[7]。

4結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，推動(dòng)了化工行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)各類(lèi)型的化工產(chǎn)品也被越來(lái)越多的領(lǐng)域所需要，在這個(gè)基礎(chǔ)上，化工生產(chǎn)的有效性需要企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中不斷建設(shè)和加強(qiáng)，化工儀表自動(dòng)化控制在其中有著重要作用，通過(guò)提高儀表自動(dòng)化技術(shù)，提高管理水平，能夠促使化工生產(chǎn)的產(chǎn)品更具質(zhì)量，并為安全生產(chǎn)提供保障。

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