試論儀器儀表與化工生產(chǎn)的自動控制

李建賓

【摘?要】隨著我國經(jīng)濟以及技術(shù)的發(fā)展，我國在自動控制領(lǐng)域也是取得了較高的成就，而且該技術(shù)也是被廣泛的應用到我國的儀器儀表與傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)方式相比，通過自動控制不僅有效的提高了儀器儀表與化工生產(chǎn)的檢修和生產(chǎn)效率，同時還可以有效的降低化工生產(chǎn)的成本，提升其安全性，本文也是在此基礎(chǔ)上，對儀器儀表與化工生產(chǎn)自動控制的應用進行相關(guān)的論述，希望通過本文的論述可以為我國化工行業(yè)的自動化發(fā)展提供一定的理論基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】自動控制;儀器儀表;化工生產(chǎn);理論基礎(chǔ)

前言

現(xiàn)如今，在我國的工業(yè)二生產(chǎn)領(lǐng)域中，自動控制技術(shù)的運用越來越多，并且取得卓越的成效，而我國的儀器儀表與化工生產(chǎn)領(lǐng)域，也是廣泛的采用各種自動化控制系統(tǒng)，當然我國的自動控制系統(tǒng)發(fā)展迅猛，這就要求我國化工領(lǐng)域的相關(guān)的技術(shù)人員也能夠與時俱進，提升自身的技術(shù)積累以及水平，對接世界最新的自動化研究技術(shù)成果，同時積極的借助大數(shù)據(jù)以及云處理等數(shù)據(jù)處理手段，進行相應的問題總結(jié)以及完善，只有這樣才可進一步的優(yōu)化我國儀器儀表與化工生產(chǎn)中自動控制所存在的各種問題。從而進一步提高我國化工企業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

一、自動化技術(shù)的作用和價值

在化工生產(chǎn)中應用自動化控制系統(tǒng)，不僅可以方便管理人員有效的控制管理相關(guān)的化工電氣或者是生產(chǎn)設(shè)備，而且還可以提升相關(guān)儀器儀表操作的準確性，并且在實現(xiàn)其系統(tǒng)的自動化控制的同時還可以進行無人化操作。這樣其生產(chǎn)的效率就會更高，而且安全性也會更好。若可以充分利用這些自動化技術(shù)，在儀器儀表與化工生產(chǎn)領(lǐng)域不僅能節(jié)省難以想象的人力和物力，使其生產(chǎn)不再費時費力，而且因為這些自動控制系統(tǒng)還可以實現(xiàn)進一步的智能化鏈接運轉(zhuǎn)，這樣企業(yè)生產(chǎn)獲得的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)也會更加的嚴謹、精準、科學。當然，在儀器儀表與化工生產(chǎn)中使用大量的自動控制技術(shù)也可以簡化生產(chǎn)中相應的操作步驟，使在化工生產(chǎn)中一些難操作的設(shè)備變得更容易操作。并且自動控制系統(tǒng)也可以參與到化工生產(chǎn)儀器儀表的維護、監(jiān)控、預警中來，這樣就可以使相關(guān)的維修人員可以隨時掌控化工生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)。提升其應有的價值。并且自動控制在應對化工生產(chǎn)風險時，具有更高的及時性，反應也更加迅速，同時對于險情的控制力度也更高。

二、相關(guān)的系統(tǒng)構(gòu)成

在儀器儀表與化工生產(chǎn)中，企業(yè)想要有效的應用自動控制技術(shù)構(gòu)建相應的系統(tǒng)，那么以下幾個系統(tǒng)就必不可少，像，自動檢測、保護、操縱、控制等四個系統(tǒng)就需要針對性的架構(gòu)：本文就進行簡要的介紹。

（一）自動檢測系統(tǒng)

這一系統(tǒng)能夠通過相應的檢測器自行對化工生產(chǎn)中的各種儀器儀表的運行參數(shù)進行相應的檢測，而且通過后臺的數(shù)據(jù)對比，觀察其相應的參數(shù)變化情況，這樣就可以有效的發(fā)現(xiàn)相關(guān)的儀器儀表所存在各種故障以及異常。

（二）自動保護系統(tǒng)

當化工生產(chǎn)中的各種儀器儀表發(fā)生事故時，那么這一系統(tǒng)的作用就可以提現(xiàn)，它可以提前獲取對應的故障參數(shù)，同時進行相應的預警，這樣工作人員就可以及時的處理這些問題，故障也就得到了有效的處理。當然若未有處理相應，這一系統(tǒng)中的聯(lián)鎖系統(tǒng)也可以采取緊急措施，及時的切斷故障通路，停止生產(chǎn)。

（三）自動操縱系統(tǒng)

該系統(tǒng)需要控制人員預先設(shè)計相應的工作參數(shù)，之后就可以按照信號要求進行相應的操縱生產(chǎn)，這樣就可以保證化工生產(chǎn)的順利進行。

（四）自動控制系統(tǒng)

化工生產(chǎn)中的各種儀器儀表龐雜多樣，這就導致部分儀器儀表會因為工況的變化，而產(chǎn)生一些細微或者是明顯的參數(shù)變化。而如果應用相應的自動控制系統(tǒng)，那么就可以及時的發(fā)現(xiàn)這些參數(shù)異常，無需人為的干預就可以糾正這些偏差，進而保證這些儀器可以正常工作，這樣就可以有效的提生化工生產(chǎn)中的各種儀器儀表的生產(chǎn)精確度。

三、儀器儀表的選擇

（一）溫度與壓力儀表

化工生產(chǎn)中，溫度是需要進行嚴格管理的，這也是保證其熱交換穩(wěn)定性的前提條件。就像在化工生產(chǎn)中，所使用的精餾塔，其對應的精餾過程就會涉及眾多的溫度測定以及控制儀器，像其進料、塔頂、轉(zhuǎn)化所需要的溫度各不相同，因此都要嚴格控制，只有這樣才可以保證精餾效率，確保產(chǎn)品的質(zhì)量。而化工生產(chǎn)中的所需的溫度儀表的功能就要滿足這些生產(chǎn)測量以及控制的需求，并且因為生產(chǎn)中，液體或者是氣體他們都會產(chǎn)生一定的堂內(nèi)壓力，因此儀器的抗壓能力也要得到保證。為確保生產(chǎn)儀器可以正常運行，這就需要化工生產(chǎn)企業(yè)合理選擇。

（二）流量與液位儀表

流量與液位儀表，也是常用儀表。前者可以有效的對相關(guān)的生產(chǎn)液體、氣體的流量進行準確的控制，避免儀器受損。二后者則可以對有效的檢測液體在容器中的位置，進而判斷是否滿足生產(chǎn)要求。流量與液位儀表是在化工生產(chǎn)中必不可少的檢測儀器，也是對敷料、半成品、原料量控制的核心檢測設(shè)備之一，所以也需要認真對待，確保選擇的流量與液位儀表符合生產(chǎn)需求。而且流量與液位儀表也是液位異常檢測預警的主要檢測設(shè)備，所以不可以馬虎大意。

四、自動控制設(shè)計與實現(xiàn)

（一）變量的選擇

因為在化工生產(chǎn)中，變量是一個需要隨時控制的過程，因此不能馬虎大意，它與生產(chǎn)工藝顯著相關(guān)。而化工生產(chǎn)單位想要使用自動控制系統(tǒng)對其進行有效的控制，那么就要滿足相應的恒定定律，而且這一過程中，對現(xiàn)場控制站進行優(yōu)化設(shè)計就是相關(guān)設(shè)計建設(shè)的關(guān)鍵所在。設(shè)計時，主控制器模板要認真對待，當然通過系統(tǒng)的自適應控制功能，可以滿足大多數(shù)的提高生產(chǎn)效率及安全性的需求。

（二）元件特性的分析

這是設(shè)計自動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。通過各種常數(shù)的測量。測有效的解決生產(chǎn)中的熱阻，測量滯后問題。給予相應的控制。設(shè)計時，如生產(chǎn)條件允許，那么我們就可以通過電信號來傳遞相應的信號。

（三）確定控制規(guī)律

我國常見的控制規(guī)律有P、PI以及PID三種。前者是比例控制規(guī)律，完成這一工作需要借助系統(tǒng)中的比例控制器來進行實現(xiàn)。這是控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，負荷變化的有效方法，PI又稱“比例-積分控制器”，是通過輸出參數(shù)的變化，完成對偏差調(diào)整的目標。而PID則在我國的化工領(lǐng)域應用很少。

（四）調(diào)整控制參數(shù)

當控制方案確定并且通過驗收后，那么相應的參數(shù)就成為決定生產(chǎn)質(zhì)量的核心因素之一。一般，我們可采用理論計算方式，來完成相應的調(diào)整任務。為確保通信良好，相關(guān)的化工企業(yè)可以通過建立FB-2000NDCS站來提高信息傳輸效率，保證控制的及時性。

五、總結(jié)

隨著當今科技的進步，自動控制技術(shù)絕對可以在儀器儀表與化工生產(chǎn)中大放異彩，而且企業(yè)通過相關(guān)的技術(shù)建立自動化控制系統(tǒng)，還可以極大的提高自身生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，并且同步的有效降低自身生產(chǎn)的人力、物力，而生產(chǎn)的安全性以及環(huán)保效率也更高，并且在化工企業(yè)中很多的危險操作也可以通過有效的遠程操作、實時監(jiān)測、故障診斷報警等實現(xiàn)相應的安全、及時、高效、穩(wěn)定、順暢生產(chǎn)。所以在儀器儀表與化工生產(chǎn)中應用相關(guān)的自動控制技術(shù)具有極高的應用價值。

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（作者單位：西北工業(yè)大學）