現(xiàn)代化工儀表及化工自動化的過程控制分析

解俊朋 劉希武 陳陽

[摘 ? ?要]隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和時代的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化在化工生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，工業(yè)儀表的自動化發(fā)展就是典型的現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用于化工生產(chǎn)范例。儀表自動化控制的飛速發(fā)展使得化工行業(yè)的價值得到了體現(xiàn)，同時也使得化工生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量大幅提升。本文圍繞現(xiàn)代化工儀表及化工自動化的過程控制進(jìn)行綜合分析。

[關(guān)鍵詞]現(xiàn)代化工儀表;儀表自動化;化工自動化控制

[中圖分類號]TQ056 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）01–00–03

[Abstract]With the continuous development of social economy and the progress of the times， science and technology have been widely used in modern chemical production. The automation development of industrial instruments is a typical example of the application of modern technology in chemical production. The rapid development of instrument automation control not only reflects the value of the chemical industry， but also greatly improves the chemical production efficiency and production quality. This paper makes a comprehensive analysis on the process control of modern chemical instrument and chemical automation.

[Keywords]modern chemical instrument; instrument automation; chemical automation control

隨著我國化工項目的需求量不斷增大，想要維持市場經(jīng)濟(jì)體制的總體水平，就要對化工相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)合自身的管理結(jié)構(gòu)，制定出相應(yīng)的配套管理措施，同時使得化工生產(chǎn)向著自動化控制不斷邁進(jìn)。保證企業(yè)的凈利潤能夠滿足實際的工作需求，儀表自動化控制在化工工程中的發(fā)展結(jié)構(gòu)和應(yīng)用效果非常良好。這對于提升企業(yè)在經(jīng)濟(jì)市場中的競爭力有著極大的促進(jìn)作用，并使得化工工程能夠維持可持續(xù)發(fā)展。

1 現(xiàn)代化化工控制內(nèi)容

化工工程的建設(shè)環(huán)節(jié)主要分為幾個方面，在配電柜和控制器的安裝方面，在電纜橋架和架上電纜的安裝方面，鋪設(shè)架空線路和電桿上的電氣設(shè)備控制等一系列的建設(shè)目標(biāo)。整體的建設(shè)環(huán)節(jié)圍繞著動力裝置的安裝、電力裝置的安裝、線纜的安裝、線槽導(dǎo)管的安裝、電動機(jī)以及其他電力設(shè)備的安裝等，這都是化工工程的建設(shè)中的設(shè)施安裝環(huán)節(jié)，同時要對化工機(jī)械設(shè)備的安裝管理和施工技術(shù)加以統(tǒng)籌把控，這樣才能夠使得化工工程的生產(chǎn)質(zhì)量得到保證。

2 化工中儀表自動化概念及重要性分析

2.1 化工儀表自動化概念

儀表自動化控制是化工工程建設(shè)的新技術(shù)之一，儀表自動化控制中涵蓋了GPS系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)和遙感系統(tǒng)等新型的技術(shù)系統(tǒng)，同時人工自動包含語言識別和處理、自動控制、專家系統(tǒng)以及模擬人腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。

自動化儀表控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要目的是為了實現(xiàn)對設(shè)備運行的自動化控制，并及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行過程中存在的問題，讓設(shè)備在維持正常運行的情況下保證安全性和穩(wěn)定性。在自動儀表控制系統(tǒng)中增設(shè)電腦芯片不僅能夠促使系統(tǒng)構(gòu)成更為豐富，同時整個自動化儀表控制系統(tǒng)的實用性和可操作性也得到了提升。通過將PCS技術(shù)應(yīng)用到自動化儀表控制系統(tǒng)中，能夠促使該系統(tǒng)的控制工作開展精準(zhǔn)性得到大幅提升。

2.2 利用儀表自動化生產(chǎn)控制的重要性

化工自動化過程控制實質(zhì)上就是指在化工生產(chǎn)的過程中，積極實現(xiàn)全過程的自動化生產(chǎn)，并控制生產(chǎn)工藝以自動化的流程完成。在進(jìn)行化工自動化控制生產(chǎn)的過程中，需要依賴于自動化設(shè)備，在通過智能化和自動化設(shè)備安裝之后，能夠通過數(shù)據(jù)監(jiān)控對生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，從而以自動化的措施完成人工操作，這樣就能夠維持化工生產(chǎn)的穩(wěn)定運行?；どa(chǎn)的穩(wěn)定對于社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性非常重要。

就目前的社會結(jié)構(gòu)角度來看，化工產(chǎn)品在生活中應(yīng)用的范圍越來越廣泛，化工企業(yè)對于社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也越來越重要，化工的地位也就隨之提升。但是目前大多化工廠的化工生產(chǎn)是在一個相對較為狹小、封閉的空間內(nèi)進(jìn)行人工生產(chǎn)，這種生產(chǎn)流程的危險性非常大，不僅如此，當(dāng)代化工生產(chǎn)需要結(jié)合環(huán)境工程進(jìn)行綠色環(huán)保處理，因此需要多種工藝技術(shù)的革新和多方面的監(jiān)督，這樣才能夠保證化工生產(chǎn)以一種安全生產(chǎn)的方式進(jìn)行。流程控制以及綠色工藝對于化工生產(chǎn)操作人員的技能水平要求極高，因此現(xiàn)代化工生產(chǎn)在這種“脅迫”下很難實現(xiàn)長效發(fā)展。在這種背景下，現(xiàn)代自動化技術(shù)參與到化工生產(chǎn)中能夠解決大部分問題，并且能夠促使化工企業(yè)長效發(fā)展，自動化技術(shù)的加入對于化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有非凡意義。自動化技術(shù)能夠避免化工生產(chǎn)中危險工藝對技術(shù)人員安全的威脅。

在具體的化工生產(chǎn)實施中，主要是利用密封完好的器皿設(shè)施完成化學(xué)合成和分解，但是化學(xué)反應(yīng)需要在高溫高壓的條件下進(jìn)行，只有這樣才能夠改變原有物質(zhì)的屬性，這就促使化工生產(chǎn)過程容易出現(xiàn)爆炸、自燃、腐蝕等危險，從而嚴(yán)重影響到參與化工生產(chǎn)一線操作人員的生命財產(chǎn)安全。針對這些問題，將自動化過程控制技術(shù)應(yīng)用于化工工藝流程中，并利用現(xiàn)代化、自動化的儀表對各項工藝參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確控制，促使工藝參數(shù)能夠維持在合理的反應(yīng)區(qū)間內(nèi)，自動化儀表的應(yīng)用能夠直觀地體現(xiàn)出化學(xué)反應(yīng)過程中的數(shù)據(jù)變化情況，從而維持化工工藝在最佳的效果。化工工藝的良好效果能夠?qū)どa(chǎn)環(huán)節(jié)起到優(yōu)化作用。

在化工生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)中，想要實現(xiàn)自動化控制，都需要自動化儀表參與，自動化儀表能夠在短時間內(nèi)記錄相關(guān)控制數(shù)據(jù)信息，并對工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)控，對于采集到的數(shù)據(jù)能夠按照編制的程序進(jìn)行計算，從而保障化工機(jī)械設(shè)備在正常的運行環(huán)境下運行。

在化工自動化生產(chǎn)的日常工作中，經(jīng)常會出現(xiàn)設(shè)備數(shù)值與實際生產(chǎn)數(shù)值不一致現(xiàn)象，但是通過自動化儀表的數(shù)據(jù)分析比對，能夠在第一時間找出問題所在，然后通過儀表的自動化控制功能對問題參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而保障了化工生產(chǎn)的安全性。此外，自動化儀表的報警功能能夠幫助化工生產(chǎn)相關(guān)工藝操作者第一時間找到出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)和地點，從而實時及時處理，避免重大安全事故發(fā)生。從這些分析中能夠看出，現(xiàn)代化、自動化的化工儀表對于化工生產(chǎn)非常重要，并促使化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得以保證。

3 化工中的儀表自動化控制發(fā)展

儀表自動化控制主要是依賴于仿真結(jié)構(gòu)，在代替人工的基礎(chǔ)上使得勞動力得到解放，這也是儀表自動化的一種重要體現(xiàn)，化工生產(chǎn)的工作效率和工作的時效性得到全面提升。

在化工儀表自動化的應(yīng)用中，良好的工作效率使得后續(xù)工作的開展得到了保障，也使得化工工程的可持續(xù)發(fā)展能夠進(jìn)入章程，在化工工程的儀表自動化過程中要結(jié)合具體的情況對應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行分析，使得化工工程的項目向著標(biāo)準(zhǔn)化的流程開展，在實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理目標(biāo)的同時，也使得工程項目的維護(hù)得到了良好的保障，使得化工工程企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到全面優(yōu)化。

儀表自動化控制的廣泛應(yīng)用，能夠在實際的應(yīng)用過程中解決化工企業(yè)的真實需求和存在的矛盾，保證這項技術(shù)的技術(shù)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢能夠在化工機(jī)械設(shè)備中極大的體現(xiàn)，并使得維護(hù)管理的水平有所上升，使得后續(xù)工作的落實得到了保障。

在化工機(jī)械設(shè)備運行過程中，儀表自動化控制是重要的環(huán)節(jié)，也是管理中必須要依賴的技術(shù)措施。在化工機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用儀表自動化控制不僅能夠滿足硬性指標(biāo)，維護(hù)信息處理水平和控制效果，同時也能使得工程項目的效率和質(zhì)量得到良好的保障。在化工工程中，儀表自動化控制旨在為行業(yè)技術(shù)的有效融合做貢獻(xiàn)，并且使得維護(hù)技術(shù)模型和控制水平能夠達(dá)到良好的時效性，使得整個產(chǎn)業(yè)效率得到極大提升，保證了處理措施和管理水平的雙向發(fā)展。

此外，儀表自動化控制本身就是計算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)物之一，因此結(jié)合計算機(jī)信息化平臺來開展儀表自動化相關(guān)的工作也能夠一定程度上維護(hù)化工工程的產(chǎn)業(yè)水平，促進(jìn)了工作環(huán)境的全面升級，并使得管理效果得到加強(qiáng)。

4 化工機(jī)械設(shè)備中儀表自動化的設(shè)計原則

4.1 滿足對化工機(jī)械功能的需求

化工機(jī)械設(shè)備的儀表自動化設(shè)計體系和生產(chǎn)流程一定要滿足相關(guān)規(guī)定的具體要求，必須在保證設(shè)計的過程中擁有一個中心的性能，對信息和能量展開必要的變換之后為整個產(chǎn)業(yè)提供所需的信息和能量狀態(tài)。

化工機(jī)械設(shè)備的儀表自動化體系把機(jī)械生產(chǎn)中的商品和措施融合在一起，從策劃到生產(chǎn)到滿足性能要求，全面服從現(xiàn)代化工生產(chǎn)智能化和人性化的發(fā)展

要求。

4.2 應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)

采取各種優(yōu)越的措施是化工生產(chǎn)策劃和儀表自動化的根本保障和關(guān)鍵點，不論是化工商品還是管理體系，其所擁有的性能和措施都應(yīng)該滿足現(xiàn)代機(jī)器的智能化和人性化的要求。

（1）各種生產(chǎn)設(shè)施的設(shè)計要滿足經(jīng)過生產(chǎn)和處置的相關(guān)程序變動之前的形狀，力求增加輸出的效率和保證商品的性能。例如機(jī)床儀表、各種生產(chǎn)設(shè)施等現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備儀表。

（2）能量變換儀表。動力設(shè)備儀表的設(shè)計關(guān)鍵是以能量的變換為基礎(chǔ)進(jìn)行儀表設(shè)計。例如電動設(shè)備儀表、內(nèi)燃機(jī)儀表等。

（3）信息處理儀表。這種儀表的設(shè)計原則是力求將輸入的資料通過相關(guān)處理后得到想要的資料，最常見的資料處置儀表有計算機(jī)和一些其他的傳真設(shè)備等辦公用具。一般情況下把信息處置為主要功能的儀表稱之為信息設(shè)備，利用信息輸送的方式帶給人們所需要的直觀資料、影像文字等。

（4）其他性能的儀表。必須弄清楚儀表設(shè)計制造及其儀表自動化的關(guān)鍵性能，才能夠設(shè)計出不一樣的商品。要開拓新的思路和新的視野，把不同儀表所擁有的不同活動行為進(jìn)行歸納統(tǒng)一，然后根據(jù)數(shù)據(jù)來進(jìn)行化工儀表設(shè)備設(shè)計?；x表設(shè)備的儀表自動化前景廣闊，在化工儀表設(shè)備的設(shè)計中加入設(shè)計師的改革和策劃能夠使得儀表設(shè)備的儀表自動化更加完整，依靠有效的措施和相關(guān)的手段作為支撐，能夠做出符合當(dāng)下民眾需要的合理設(shè)計計劃。

5 儀表自動化控制與化工生產(chǎn)過程控制融合應(yīng)用

5.1 儀表自動化控制在化工廠中的應(yīng)用

化工廠是我國化工產(chǎn)品生產(chǎn)以及化工加工的重點場所，保證化工產(chǎn)品質(zhì)量，使居民能夠用到放心的日化用品都需要化工廠來完成?；S的工作性質(zhì)就是對物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)加工，使反應(yīng)后的生成物能夠滿足實際的需求。

傳統(tǒng)的化工廠生產(chǎn)危險性較高，也對相關(guān)工作人員提出了較為嚴(yán)格的技術(shù)要求，化工廠生產(chǎn)是化工工程中的重要工作環(huán)節(jié)。儀表自動化控制在化工廠中的普及使得人工工作被大幅取代，并且這種儀表自動化的生產(chǎn)方式也能夠提升化工反應(yīng)所用技術(shù)的精準(zhǔn)度，同時促進(jìn)工作效率的提升。儀表自動化控制的應(yīng)用能夠?qū)S中的實際工作情況進(jìn)行全面監(jiān)控，取代了原有的人工監(jiān)控和電磁感應(yīng)監(jiān)控，從而保證了化工廠的工作安全。

5.2 儀表自動化控制在電氣設(shè)備故障檢測中的應(yīng)用

化工行業(yè)在實際工作中經(jīng)常會出現(xiàn)設(shè)備故障的問題，通常因為機(jī)械長時間的運轉(zhuǎn)，保養(yǎng)的不及時而導(dǎo)致機(jī)械老化磨損，內(nèi)部部件出現(xiàn)問題，這就會導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障。相較于傳統(tǒng)的電氣設(shè)備維護(hù)，儀表自動化控制能夠通過監(jiān)控系統(tǒng)對整個化工工程中的各個工作環(huán)節(jié)進(jìn)行實時監(jiān)控，如果在某個工作環(huán)節(jié)中出現(xiàn)了設(shè)備故障，監(jiān)控系統(tǒng)會及時對故障設(shè)備進(jìn)行停機(jī)并把問題顯示給工作人員，這樣工作人員就可以通過儀表自動化的問題檢測結(jié)果而了解到故障發(fā)生的位置，及時地進(jìn)行故障檢修工作，從而極大地提高了工作效率。

5.3 儀表自動化控制在化工機(jī)械自動化領(lǐng)域的應(yīng)用

儀表自動化在實際運行中都是依靠計算機(jī)完成的。計算機(jī)進(jìn)行嵌入式編程然后構(gòu)建整體的使用規(guī)則，把計算機(jī)程序和化工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行功能上的關(guān)聯(lián)和整合，從而達(dá)到一鍵生產(chǎn)，機(jī)器自主自動生產(chǎn)的效果，這樣就極大地降低了人力的勞動成本并且提高了效率。

目前對于化工機(jī)械設(shè)備的儀表自動化的要求就是要實現(xiàn)化工工程的智能化，儀表自動化操控整個工作的生產(chǎn)流程，由于機(jī)械加工隸屬于工業(yè)范疇，因此有可能在下一步的發(fā)展中模擬人腦進(jìn)行人工自動編程，使整個機(jī)械生產(chǎn)流程更加有規(guī)律且效率更高。我國目前的儀表自動化控制已經(jīng)得到了一部分實現(xiàn)，并且一部分自動技術(shù)處在研發(fā)中，化工工藝應(yīng)急報警就屬于儀表自動化控制的一種體現(xiàn)。而要將儀表自動化控制全面地落實到化工工程中，就需要科技的進(jìn)一步發(fā)展和生產(chǎn)制造流程的進(jìn)一步優(yōu)化。

儀表自動化的生產(chǎn)流程能夠極大地節(jié)省財力和物力，儀表自動化發(fā)展的最終結(jié)果就是無人生產(chǎn)，整個流水線全部由機(jī)械自主完成，這個目標(biāo)看似遠(yuǎn)大，實則在科技高速發(fā)展的今天一部分化工廠已經(jīng)開始

使用。

5.4 儀表監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用

化工機(jī)械設(shè)備設(shè)廠屬于一個較為復(fù)雜的過程，其中要對每個生產(chǎn)工序做分析和處理，以此來保障化工生產(chǎn)的穩(wěn)定運行。為了實現(xiàn)這種分析和處理，需要對精密儀表進(jìn)行實時監(jiān)控，同時因為化工方向的機(jī)械設(shè)備中有很多較為微小的工序，因此只有使用緊密型極高的儀表才能做到對整個化工工序的監(jiān)控及檢測。為了保證后期的監(jiān)管工作能夠穩(wěn)定運行，需要在化工機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用電氣儀表自動化控制技術(shù)來保證監(jiān)督的高效運行。使用集成化處理技術(shù)、信息通信技術(shù)、微處理技術(shù)等對監(jiān)控進(jìn)行全面優(yōu)化，從而使得關(guān)鍵的化工工藝能夠發(fā)揮出最大的效能。

6 結(jié)束語

就化工工程的儀表自動化進(jìn)行了闡述，對化工自動化過程控制的細(xì)節(jié)進(jìn)行了列舉，并分析了儀表自動化控制的運行原理。儀表自動化控制是計算機(jī)技術(shù)發(fā)展中的必然產(chǎn)物，并且是計算機(jī)信息化技術(shù)的重要分支，對于儀表自動化控制主要涵蓋的幾個方面進(jìn)行了分析。在儀表自動化控制的實際運用中，為整個化工工程的建設(shè)提供了技術(shù)支持，并且協(xié)助項目中的設(shè)備完成儀表自動化的運行，從運行、控制、管理等多個方面提升化工機(jī)械設(shè)備的可靠性，從而保證了這項工程項目的運行效率?，F(xiàn)代化化工儀表促使化工自動化過程控制更上一層樓。

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