智能自動化儀表在現(xiàn)代煤化工企業(yè)中的應(yīng)用

路勇(山東能源淄礦集團(tuán)正通煤業(yè)， 陜西 咸陽 713600)

智能自動化儀表在現(xiàn)代煤化工企業(yè)中的應(yīng)用

路勇(山東能源淄礦集團(tuán)正通煤業(yè)， 陜西 咸陽 713600)

自動化儀表的發(fā)展促進(jìn)了現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改革，提高了煤化工企業(yè)生產(chǎn)效率，保證了煤化工生產(chǎn)穩(wěn)定性和安全性。隨著儀表智能化的提出以及微型計算機(jī)技術(shù)和嵌入式技術(shù)在自動化儀表中的應(yīng)用，引發(fā)了智能自動化儀表在現(xiàn)代煤化工企業(yè)中應(yīng)用的熱潮。本文就是通過智能自動化儀表的配置過程以及其優(yōu)勢和發(fā)展的闡述，對這一熱點進(jìn)行了研究和討論。

智能；自動化儀表；煤化工企業(yè)

智能自動化儀表集合了微型計算機(jī)優(yōu)勢，在嵌入式設(shè)備中通過對系統(tǒng)的裁剪和優(yōu)化實現(xiàn)現(xiàn)場檢測和控制等多個功能。隨著智能自動化儀表的不斷進(jìn)步和發(fā)展，將其延伸到現(xiàn)代煤化工企業(yè)進(jìn)行無人值守操作檢測和控制變得越來越普遍?，F(xiàn)如今，智能自動化儀表在煤化工企業(yè)的引入不僅減少了作業(yè)中出現(xiàn)的事故，提高了生產(chǎn)效率還通過檢測煤化工作業(yè)中的設(shè)備提供了管理控制的可靠數(shù)據(jù)，為策略調(diào)整帶來了依據(jù)。因此現(xiàn)代煤化工的發(fā)展離不開智能自動化儀器在企業(yè)中的應(yīng)用。

1 智能自動化儀表概述

(1)智能儀表發(fā)展 我國儀器儀表行業(yè)在“十一五”期間發(fā)展勢態(tài)迅猛。除2009年外，其增長率均保持在20%～30%之間[1]，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球儀器儀表市場的平均水平。隨后，通過對嵌入式設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)核的裁剪和成功的移植到自動化儀表中，引發(fā)了自動化儀表結(jié)構(gòu)的根本性變革，衍生出以微型計算機(jī)為主體取代傳統(tǒng)電子線路的智能自動化儀表。傳統(tǒng)模擬式儀表通過單元電路實現(xiàn)特定功能，這樣的儀表缺乏單元之間的鏈接和調(diào)控，而以嵌入式系統(tǒng)為主體的儀表則是由硬件上的特殊模塊，軟件上的特殊應(yīng)用共同構(gòu)成來完成命令識別、數(shù)據(jù)處理和自適應(yīng)學(xué)習(xí)等功能。功能的擴(kuò)充、自我修復(fù)和自我學(xué)習(xí)的先進(jìn)性使智能儀表成為今后市場發(fā)展的主流方向。

(2)智能儀表特點 智能儀表軟件和硬件的強(qiáng)化，體現(xiàn)在產(chǎn)品集成度高、體積小、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單并且處理功能強(qiáng)大可靠性高等特點。就目前而言，智能儀表在煤化工企業(yè)的應(yīng)用而言，所表現(xiàn)出的特點主要為：①精度高。智能儀表在煤化工生產(chǎn)現(xiàn)場能夠?qū)崿F(xiàn)自動的量程切換，當(dāng)數(shù)據(jù)誤差較大時可將量程調(diào)整為較小量程進(jìn)行測量，測量范圍可根據(jù)測量目標(biāo)變化和調(diào)整保證了數(shù)據(jù)監(jiān)測的準(zhǔn)確性和實時性，同時保證了測量的高精度，這對煤化工生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集具有重大意義。②功能強(qiáng)。隨著自動化儀表趨于智能化，借助微處理器的數(shù)據(jù)計算能力可實時處理采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，機(jī)器設(shè)備根據(jù)煤化工監(jiān)測現(xiàn)場反饋回來的信息進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和修復(fù)，進(jìn)一步調(diào)整智能儀表對監(jiān)測對象的操作方案，如進(jìn)行溫度補(bǔ)償、加壓和應(yīng)急停止等操作。③遠(yuǎn)程通信。目前嵌入式設(shè)備中TCP/IP協(xié)議的引入使得嵌入式設(shè)備進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化的時代，終端智能儀表設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，即可與遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行通信，包括實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，遠(yuǎn)程控制等功能，實現(xiàn)無人值守操作，特別是在高危作業(yè)流水線上極大地提升了生產(chǎn)安全性，減少危險污染性生產(chǎn)對人帶來的損害。這也是目前智能儀表發(fā)展的重要方向。

2 煤化工企業(yè)智能自動化儀表應(yīng)用

目前，智能儀表已經(jīng)在現(xiàn)代煤化工企業(yè)有廣泛的應(yīng)用，基于智能自動化儀表的特點，其應(yīng)用主要集中在對煤化工現(xiàn)場作業(yè)的智能檢測、對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行實時傳輸、對作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行實時控制和監(jiān)測以及對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制等方面。

(1)智能檢測 目前煤化企業(yè)自動化儀表所覆蓋的范圍包括DAS、MCS、SCS、FSSS、DEH(MEH)在內(nèi)的單元機(jī)組6大控制功能[2]。通過將單元機(jī)組的各模塊和功能整合在一起，可以實現(xiàn)對機(jī)組進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測、過流控制、設(shè)備保護(hù)和預(yù)警控制等功能，功能一體化保證了系統(tǒng)簡化可靠，提升了自動化水平。利用智能化儀表嵌入的微處理器，對生產(chǎn)線進(jìn)行檢測時通過編寫好的檢測程序，設(shè)置強(qiáng)度、溫度和濕度等條件定點取樣，既保證了檢測精度又可實現(xiàn)無人值守，提高生產(chǎn)效率。對污水處理、煤渣、煤灰的處理以及吹灰系統(tǒng)等都可根據(jù)實際需求進(jìn)行智能檢測。

(2)數(shù)據(jù)傳輸 智能自動化儀表的特點是通信網(wǎng)絡(luò)的引用。智能化儀表所檢測的數(shù)據(jù)存儲于本地后，由于本身儀表存儲量有限，無法積累大數(shù)據(jù)，而當(dāng)嵌入式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)功能完善后可將檢測到的數(shù)據(jù)實時通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到控制終端對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和分析，比如污水處理過程中，檢測到水質(zhì)成分后，將成分?jǐn)?shù)據(jù)通過通信協(xié)議傳輸?shù)娇刂平K端或顯示終端，只要是在局域網(wǎng)內(nèi)處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)即可獲取污水金屬離子含量，達(dá)到實時監(jiān)控目的。

(3)現(xiàn)場控制 現(xiàn)代大型煤化工企業(yè)多采用在4～20mA信號上疊加HART通訊做為控制系統(tǒng)儀表信號的模式[3]，針對煤化工企業(yè)高危性作業(yè)較多，比如含有一氧化碳、硫化氫、二氧化硫等有毒有害氣體，人工控制檢測設(shè)備危險系數(shù)高，而將智能自動化儀表裝置在檢測現(xiàn)場，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的有效處理，通過反饋系統(tǒng)改變檢測策略，調(diào)整檢測狀態(tài)即可完成現(xiàn)場檢測的控制，減少了煤化工企業(yè)生產(chǎn)事故。

(4)遠(yuǎn)程監(jiān)控 當(dāng)智能自動化儀表出現(xiàn)故障時，設(shè)備進(jìn)行報警處理和問題反饋，通過網(wǎng)絡(luò)向總控端發(fā)送預(yù)警，總控端通過圖像、視頻以及設(shè)備運行數(shù)據(jù)的監(jiān)測即可了解現(xiàn)場設(shè)備所出現(xiàn)的故障，這也是煤化工企業(yè)中智能儀表的常見應(yīng)用。遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的強(qiáng)化避免了因為設(shè)備老化和損壞造成的監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)和煤渣、廢氣、廢水的嚴(yán)重泄露，實現(xiàn)了終端安全易操作的功能。

3 結(jié)語

智能儀表的發(fā)展必然帶動著整個煤化工企業(yè)向更加現(xiàn)代化的方向發(fā)展，煤化工產(chǎn)業(yè)對其工藝和應(yīng)用場合的要求也與日俱增，這就要求智能儀表需要在不斷發(fā)展的智能化理論基礎(chǔ)上向高級智能化儀表的研究開發(fā)。此外煤化工產(chǎn)業(yè)對智能化儀表的穩(wěn)定性要求較高，保證可靠性是批量生產(chǎn)和投放市場的關(guān)鍵。智能儀表在煤化工企業(yè)的應(yīng)用功能還有很大的開發(fā)潛力，與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合必然成為煤化工智能儀表發(fā)展的趨勢和方向。

[1]王曉峰.淺談自動化儀表在工業(yè)生產(chǎn)中的發(fā)展與應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2015.

[2]駱廷勇.現(xiàn)代煤氣化與自動化儀表[J].低碳世界,2014,(1):116-117.

[3]關(guān)小會,彭磊.現(xiàn)代煤化工企業(yè)儀表自動化系統(tǒng)工程設(shè)計[J].河南化工,2012,29(Z3):24-25.