化工自動化儀表及控制系統(tǒng)智能化研究

程書華

[摘 ? ?要 ]化工儀表在化學(xué)生產(chǎn)中起著非常重要的作用，并且化工儀表的使用直接影響化學(xué)生產(chǎn)的質(zhì)量。為了提高化學(xué)生產(chǎn)的精度，并加強對化學(xué)生產(chǎn)的自動化控制，自動化工具主要用于現(xiàn)代化學(xué)生產(chǎn)，而智能控制則用于優(yōu)化化學(xué)生產(chǎn)?；诖?，文章探討了自動化技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]化工;自動化儀表;控制系統(tǒng);智能化;研究

[中圖分類號]TQ056 [文獻標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）06–0–02

[Abstract]Chemical instruments play a very important role in chemical production， and the use of chemical instruments directly affects the quality of chemical production. In order to improve the accuracy of chemical production and strengthen the automatic control of chemical production， automation tools are mainly used in modern chemical production， while intelligent control is used to optimize chemical production. Based on this， this article discusses the application of automation technology in modern industry.

[Keywords]chemical industry; automatic instrumentation; control system; intelligence; research

化工儀表是一種用于檢測化學(xué)產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)備信息，并顯示其運行狀態(tài)的設(shè)備。在化學(xué)生產(chǎn)自動化系統(tǒng)中收集信息的儀器程序，可以為自動化控制單元提供完整的信息，并反饋給相關(guān)生產(chǎn)管理人員，可以有效提高化工生產(chǎn)的科學(xué)性。未來，自動化儀器儀表將整合現(xiàn)有的人工智能技術(shù)，以提高儀器儀表的智能水平，為化工企業(yè)向智能控制的發(fā)展提供基礎(chǔ)條件。

1 現(xiàn)代化工儀表類型

1.1 溫度儀表

在化工企業(yè)的生產(chǎn)中，對溫度有很高的要求，許多化工產(chǎn)品需要嚴(yán)格控制溫度范圍，而溫度表是控制工作中所必需的。通過接收熱源，溫度計可以反饋實際的溫度，以便控制生產(chǎn)中的環(huán)境溫度。溫度計還可以將相關(guān)收集溫度記錄在系統(tǒng)中，以便相關(guān)使用的人們可以了解化學(xué)生產(chǎn)中的溫度變化，幫助制定后續(xù)的溫度控制措施。

1.2 壓力表

在化工企業(yè)的生產(chǎn)中，壓力表主要用于監(jiān)視生產(chǎn)中的壓力和狀態(tài)變化，因為生產(chǎn)設(shè)備會由于多種因素導(dǎo)致內(nèi)部壓力發(fā)生變化，影響生產(chǎn)效率和相關(guān)的產(chǎn)品質(zhì)量。在實際的化學(xué)生產(chǎn)中，將使用專業(yè)化特殊的壓力表來檢測化學(xué)生產(chǎn)過程中的壓力狀況，根據(jù)反饋壓力值進行相應(yīng)調(diào)整。

1.3 物位測量儀表

物位測量儀器主要用于化學(xué)生產(chǎn)過程中，以監(jiān)控相關(guān)原材料的輸入情況，可以分為回聲反射設(shè)備、導(dǎo)波雷達設(shè)備和其他類型。相關(guān)的制造單位可以根據(jù)化工廠實際精度要求進行選擇和配置。在化學(xué)生產(chǎn)中，原材料的投入對生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量有直接影響。因此，要通過物位測量裝置評估投入原材料量，從而提高相關(guān)的質(zhì)量。可以保證化學(xué)產(chǎn)品的安全性，也可以提高生產(chǎn)安全性。

1.4 流量儀表

流量儀表主要檢測液體的流量，然后根據(jù)檢測數(shù)據(jù)判斷液體的輸入量和其他相關(guān)的參數(shù)，最常見的是超聲波流量計和電磁流量計。

2 現(xiàn)代化工儀表的自動化功能

2.1 編程功能

編程功能是現(xiàn)代儀表的基本功能。通過編程可以完成相關(guān)的邏輯系統(tǒng)的設(shè)計，并可以實現(xiàn)對儀器的自動控制。這樣可以簡化化學(xué)生產(chǎn)控制系統(tǒng)，提高化工儀表的智能性。

2.2 計算功能

為了提高現(xiàn)代化學(xué)儀表自動化程度，還添加了相應(yīng)的計算功能，可以分析和收集的數(shù)據(jù)，從而有助于一些數(shù)據(jù)的簡化處理。計算功能是在化學(xué)設(shè)備上增加一臺微機，根據(jù)需要直接反饋相關(guān)信息和參數(shù)，這樣可以簡化生產(chǎn)，并且提高了設(shè)備控制的精度。

2.3 記憶功能

在化學(xué)生產(chǎn)中，各種參數(shù)經(jīng)常在不斷變化，難以根據(jù)交錯值判斷實際生產(chǎn)產(chǎn)品的情況。因此，儀表必須具有相關(guān)的分析和存儲功能，以完整記錄整個生產(chǎn)中的參數(shù)變化，詳細地記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，可以為進一步優(yōu)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)奠定基礎(chǔ)。

2.4 故障控制功能

在傳統(tǒng)的化學(xué)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，通常基于化學(xué)儀器的數(shù)值來確定是否發(fā)生生產(chǎn)錯誤，然后采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧４诉^程方法不僅增加了故障排除的相關(guān)時間，而且還具有潛在的安全隱患。因此，故障監(jiān)控功能被運用到現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)設(shè)備中，可以根據(jù)預(yù)輸入相關(guān)邏輯系統(tǒng)來確定相關(guān)數(shù)值是否在允許范圍內(nèi)，如果該值與系統(tǒng)預(yù)設(shè)值有較大偏差，則設(shè)備將直接發(fā)出警報信號，可以優(yōu)化和提高化學(xué)生產(chǎn)的安全性。

3 自動化技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備中智能化的應(yīng)用

3.1 可編程功能的應(yīng)用

在化工自動化儀表及控制系統(tǒng)中，增加可編程的智能化功能，有效地提高了現(xiàn)代化學(xué)儀器的智能性，使自動控制和相關(guān)的化學(xué)裝置可以有效地結(jié)合在一起，并使用計算機進行智能化控制，實現(xiàn)了化工生產(chǎn)控制的優(yōu)化，特別是對于復(fù)雜的化學(xué)儀器，添加可編程功能可以有效地提高其智能化應(yīng)用性能。同時，大大提高了化學(xué)儀器的精度。并且可以接收各種數(shù)據(jù)的，直接通過計算機，這不僅提高了化學(xué)生產(chǎn)的安全性，而且還確保了設(shè)備監(jiān)控的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)代工業(yè)中增加可編程功能也可以提高生產(chǎn)效率?？梢愿鶕?jù)實際生產(chǎn)需要，預(yù)先將相應(yīng)的特定的邏輯系統(tǒng)輸入到化學(xué)工具中，以便在各種情況變化時，智能化的工具可以直接自主判斷，然后輸出控制信號。由于采取了智能化的相關(guān)措施，減少了化工生產(chǎn)中的勞動力，不僅可以減少人為因素對生產(chǎn)的影響，而且可以優(yōu)化生產(chǎn)控制流程，提高公司的經(jīng)濟效益。

3.2 計算功能的實現(xiàn)

計算功能是將化工自動化儀表與計算機技術(shù)緊密結(jié)合，并通過計算機的智能化能力提高化學(xué)儀器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和速度。常規(guī)化學(xué)儀器上的數(shù)值通常相對簡單。在許多情況下，相關(guān)的工作還需要計算和判斷相關(guān)的數(shù)值。這不僅延長時間并導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下，而且有一定的安全隱患。將計算功能集成到化工自動化儀表后，可以進行實時值反饋，還可以直接反饋生產(chǎn)中所需要的數(shù)量。此外，在現(xiàn)代儀器中增加計算功能還可以提高跟蹤精度，對于生產(chǎn)控制也具有積極意義。

3.3 檢查記憶功能

存儲功能是為了增強化工自動化儀表的功能，并在收集相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)時保存數(shù)據(jù)，以便可以記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并為以后的決策提供參考?，F(xiàn)有化學(xué)儀器的存儲功能中增加了大容量計算機，該計算機可以收集大量數(shù)據(jù)，從而使相關(guān)的工作人員可以了解整個生產(chǎn)過程?；ぷ詣踊瘍x表的功能逐漸變化，可以滿足生產(chǎn)的個性化需求，特別是化學(xué)儀器與計算機的結(jié)合，有效地開發(fā)了化學(xué)儀器的智能化功能，對提高化學(xué)的生產(chǎn)效率具有積極的影響。因此，在后續(xù)發(fā)展中，通過將現(xiàn)代化智能技術(shù)與化學(xué)儀器有效結(jié)合，有助于化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)水平的優(yōu)化，進一步優(yōu)化化學(xué)儀器的功能。

3.4 保障儀表足夠精準(zhǔn)

當(dāng)前，在化工行業(yè)中使用儀表控制系統(tǒng)的是總線控制系統(tǒng)，可以在生產(chǎn)中發(fā)揮直接作用。主要特點是內(nèi)容簡潔、易于處理相關(guān)數(shù)據(jù)且相關(guān)性強。其應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)中很普遍，由于石化工業(yè)中生產(chǎn)的規(guī)模較大，因此許多產(chǎn)品必須非常精確地使用。測量的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，會直接影響公司的成本。提高設(shè)備的精度可以確保其管理控制水平的提高，并且可以將錯誤降到最低，從而保留了財務(wù)利益。與傳統(tǒng)的工具相比，使用化工自動化儀表可以有效地提高精度。在監(jiān)控整個生產(chǎn)過程的同時，使用計算機技術(shù)執(zhí)行相關(guān)必要參數(shù)的控制。

3.5 提高智能化和信息化水平

在現(xiàn)代化工企業(yè)的發(fā)展中，自動化水平和智能化技術(shù)是當(dāng)今行業(yè)的未來發(fā)展趨勢，也是可持續(xù)發(fā)展的基本要求。在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，使用特定的設(shè)備來幫助高效生產(chǎn)效益，可以將行業(yè)的穩(wěn)定性與更智能系統(tǒng)集成在一起。另外，在應(yīng)用控制系統(tǒng)時，要確保信息管理的集成化，并確保信息源的準(zhǔn)確性。利用現(xiàn)代化智能系統(tǒng)的發(fā)展趨勢進行具體的預(yù)測分析，幫助公司做出更加科學(xué)合理的決策，可以使化學(xué)生產(chǎn)控制系統(tǒng)的應(yīng)用功能更加全面，促進化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.6 建立安全保障體系，提高人員素質(zhì)

在化工企業(yè)建立安全保護系統(tǒng)時，在相關(guān)人員操作儀器控制系統(tǒng)時，應(yīng)將安全保護系統(tǒng)設(shè)置為實際操作的基礎(chǔ)。如果設(shè)備出現(xiàn)故障或參數(shù)不正確，則會發(fā)生安全事故。因此，需要制定相關(guān)的保護機制，以確保絕對的系統(tǒng)安全，并防止設(shè)備故障引起的生產(chǎn)安全事故，檢測可能發(fā)生的故障可以科學(xué)合理地使用化工自動化儀表。此外，公司必須提高員工的整體素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)水平，并儲備能夠熟練使用化工自動化儀表的人才。只有這樣，才能更加合理地控制和操作化工自動化儀表，并確?；I(yè)務(wù)的可持續(xù)發(fā)展。

4 化工自動化控制技術(shù)向智能化發(fā)展的趨勢

4.1 化工自動化測控裝置的未來發(fā)展

智能數(shù)字測量和數(shù)據(jù)分析以及對化工自動化儀表控制功能的可靠性發(fā)展，構(gòu)成了精確自動控制和測量的基礎(chǔ)，科學(xué)傳感器是測量的前提。因此，數(shù)字傳感器是業(yè)界關(guān)注的問題。DSP數(shù)字處理和信息微處理器技術(shù)不斷發(fā)展，為化學(xué)傳感設(shè)備的傳感器和智能傳感器的研發(fā)提供幫助。智能傳感器可以實現(xiàn)準(zhǔn)確地測量，并且具有穩(wěn)定的測量效果，并配備了高性能的微控制器技術(shù)。利用數(shù)字技術(shù)將傳統(tǒng)傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂锌垢蓴_能力和響應(yīng)時間短的智能傳感器，并且可以執(zhí)行數(shù)據(jù)分析功能，因此不能該傳感器的操作運用具有一定的科學(xué)優(yōu)勢。智能傳感器在化學(xué)生產(chǎn)中的優(yōu)勢也非常明顯，因為常規(guī)傳感器無法快速測量特定化學(xué)品的質(zhì)量，但是配備了信息技術(shù)集成的智能診斷程序和相關(guān)的功能模塊。該傳感器可以快速地直接測量化學(xué)品的質(zhì)量參數(shù)，并全面分析具有聯(lián)系的某些數(shù)據(jù)，然后結(jié)合其自身的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，來創(chuàng)建數(shù)學(xué)分析模型，以確定化學(xué)品的質(zhì)量。如今，自動化技術(shù)已與智能技術(shù)相結(jié)合，智能傳感器還集成了數(shù)字和智能等高科技模塊，傳感器功能非常強大。自動化控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器根據(jù)邏輯控制接收到的控制命令，來響應(yīng)受控對象，調(diào)整受控環(huán)境的流量，然后將變量調(diào)整到滿足化學(xué)生產(chǎn)需求的范圍。執(zhí)行器在自動化儀表中是非常重要的結(jié)構(gòu)。采用單獨的微處理器控制，可以共享DCS所需的控制操作，并且可以與DCS共享數(shù)據(jù)，具有更大的靈活性和可靠性。智能計量與控制設(shè)備具有模擬2種輸出網(wǎng)絡(luò)模式，預(yù)警和智能維護功能節(jié)省了運營成本，減少了維護時間，并確保了生產(chǎn)效率。

4.2 自動化控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展趨勢

智能數(shù)據(jù)分析是整個化工廠的核心，通過主動的維護相關(guān)化工自動化儀表系統(tǒng)，現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)的收集和計算，進行單元的調(diào)整和控制。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)，計算機技術(shù)和現(xiàn)場總線控制技術(shù)的飛速發(fā)展，帶有微處理器的智能傳感器和智能執(zhí)行器的應(yīng)用已經(jīng)分擔(dān)了計算機常規(guī)控制所需要的計算任務(wù)?，F(xiàn)場測量和控制儀器，與現(xiàn)場測量處理器的數(shù)據(jù)交換，操作數(shù)據(jù)信息，使相關(guān)的過程計劃的優(yōu)化，對于故障預(yù)警和維護保養(yǎng)等，形成以智能控制系統(tǒng)為處理核心，并且可以在測控功能下的分工協(xié)作網(wǎng)絡(luò)模式。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國化工企業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多的儀表控制系統(tǒng)在我國化工企業(yè)中得到了廣泛地應(yīng)用，促進了自動化儀表控制系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展?；ぷ詣踊瘍x表系統(tǒng)在化工行業(yè)的生產(chǎn)和總體發(fā)展中起著重要的作用。可以有效地提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率，確保了企業(yè)業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性，并為企業(yè)提供一定的經(jīng)濟效益。作為一項非常復(fù)雜的技術(shù)，在設(shè)置特定的系統(tǒng)時，要求化工企業(yè)的員工對操作技術(shù)更加熟悉，以便化工自動化儀表設(shè)備控制系統(tǒng)可以更廣泛地使用。

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