化工自動化控制及化工儀表的應用研究

程國凱

摘要：化工企業(yè)在進行生產(chǎn)運營時，所需材料大部分均具有易燃易爆、易腐蝕或有毒等特性，再加上化工生產(chǎn)車間一般都是在密閉容器或設備里，這樣的工作環(huán)境不適合人員在里面操作，面對這種現(xiàn)狀化工生產(chǎn)自動化應運而生。化工生產(chǎn)自動化在企業(yè)生產(chǎn)中的應用可以有效的代替人工操作，減小企業(yè)職工勞動強度，避免因介質(zhì)特性給工作人員帶來的身體危害，提高企業(yè)生產(chǎn)速度，增強企業(yè)整體效益。化工自動化儀表作為化工生產(chǎn)自動化的核心，它可以有效的對工作中工藝指標進行監(jiān)控，通過嚴格控制工藝指標，實現(xiàn)企業(yè)穩(wěn)定高效發(fā)展。

關鍵詞：現(xiàn)代化工儀表;化工自動化;過程控制

1現(xiàn)代化工儀表概述

工業(yè)生產(chǎn)過程中不可避免的會涉及到多種類型儀表的使用，這些儀表的總和被稱作化工儀表?；x表在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用主要是通過相互之間的配合來實現(xiàn)的，并且普遍用于工業(yè)生產(chǎn)中的過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)檢測以及化工產(chǎn)品性能測試等工作中。為了保證化工儀表在工業(yè)生產(chǎn)中的應用效果，提升產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率，提高現(xiàn)代化工自動化過程控制水平具有重要意義。一般情況下，現(xiàn)代化工儀表測量的參數(shù)涉及溫度、濕度以及密度等等，由于這些參數(shù)與產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量有著直接的關系，因此工業(yè)生產(chǎn)過程中對于儀表的性能以及實際的運行狀態(tài)均有著非常高的要求。

2 當前運用化工儀表的主要類型

2.1 化工溫度儀表

在化工生產(chǎn)流程中，由于基本原料以及最終成品存在特殊性質(zhì)，所以會對外界溫度等指標提出更高的要求。通常來說，生產(chǎn)周期需要將溫度維持在零下200℃以上，同時不能超過1800℃。分析總體化工生產(chǎn)流程來說，涉及到溫度儀器的使用時，其中最為核心的便是熱電偶和熱電阻。按照相關理論，依靠總線技術，把有關的參數(shù)資料輸送到采集設備之中，從而準確的完成溫度控制。

2.2 化工壓力儀表

除去溫度這一參數(shù)，壓力也是化工生產(chǎn)流程中較為重要的指標，一旦生產(chǎn)流程中無法有效的把控壓力指標，就可能會造成最終結(jié)果出現(xiàn)問題。此外，化工生產(chǎn)所運用的基礎裝置也同壓力指標有密切聯(lián)系。所以，壓力測定的裝置也是化工生產(chǎn)中無法忽略的一環(huán)。

2.3 化工流量儀表

化工流量儀表是通過檢測設備容積以及速度兩種方式，準確測定化工生產(chǎn)中涉及到的體積流量，也是化工生產(chǎn)中不可忽視的一部分。對于質(zhì)量流量的檢測來說，主要使用的是推導的方式來完成。從該儀表的名稱來說，包含有流量一詞，但是其與傳統(tǒng)的流速有著顯著區(qū)別。流量主要是指在有效的橫截面當中選取單位面積后實際通過的流體指標，在一些特殊周期中還會運用積算儀進行輔助測定。

2.4 化工物位儀表

物位測量在現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)自動化中具有重要的地位。隨著現(xiàn)代化工業(yè)設備規(guī)模的擴大和集中管理，特別是計算機投入運行以后，物位的測量和遠傳更加重要了。

物位測量儀表按所使用的物理原理可分為直讀式物位儀表、差壓式物位儀表（包括壓力式）、浮力式物位儀表、電測式（電阻式，電容式與電感式）物位儀表、超聲式物位儀表、核輻射式物位儀表等。各種儀表使用的介質(zhì)不同但原理基本一致，此處不再一一贅述。

3 影響控制指標的主要因素

一個自動控制系統(tǒng)可以概括成兩大部分，即工藝過程部分（被控對象）和自動化裝置部分。前者指與該自動控制系統(tǒng)有關的部分。后者指為實現(xiàn)自動控制所必需的自動化儀表設備，通常包括測量與變送裝置、控制器和執(zhí)行器等三部分。

4 化工儀表自動化控制功能

4.1 記錄功能

在過去，傳統(tǒng)的化工儀表只能夠通過人工的方式進行某一時間段或者是對某一段數(shù)據(jù)進行記錄，但是由于人工記錄可能會有著記錄不完全的情況，從而導致記錄信息不完整，降低了化工儀表的功能性。然而隨著自動化控制技術的應用，這一現(xiàn)狀得到了極大的改善，該技術有著極為強大的不間斷記錄功能，可以將化工儀表所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進行不間斷的實時記錄，并且還能夠在記錄后進行自動數(shù)據(jù)總結(jié)、歸納、儲存，為相關工作人員的日常工作提供了極大的便利和數(shù)據(jù)準確性，進而有效的促進了化工企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

4.2 計算功能

計算機之所以會被稱之為計算機，主要還是因為其有著人們所無法比擬的計算能力，而化工儀表自動化控制系統(tǒng)則是以計算機技術為基礎進行構(gòu)建的，因此該技術也良好的繼承了計算機的優(yōu)秀計算能力，從而對化工儀表所產(chǎn)生的諸多繁亂復雜的數(shù)據(jù)進行實時歸納、匯總、計算、處理，極大的提升的化工儀表的數(shù)據(jù)準確性和化工生產(chǎn)的工作效率。

4.3 可編程功能

傳統(tǒng)的化工儀表控制系統(tǒng)一般都是采用的硬件邏輯電路，然后在電路的控制下，利用位控技術實現(xiàn)對諸多繁雜系統(tǒng)的有效控制。但也正是因為傳統(tǒng)的化工儀表控制系統(tǒng)是采用的硬件系統(tǒng)，所以沒有太大的可編程余地。而自動化控制系統(tǒng)卻沒有這一缺點，這主要還是因為該系統(tǒng)融入了如今信息技術中的軟件元素，并且大多數(shù)的系統(tǒng)控制功能都是由軟件來讓進行控制，再加上計算機軟件有著良好的可編程性，相關人員可以根據(jù)實際情況對軟件進行編程修改，進而提高化工儀表的運行性能與生產(chǎn)工作效率。

4.4 復雜控制功能

相比較傳統(tǒng)的化工儀表來說，使用了自動化技術的化工儀表的功能性更加豐富，其可以很輕易的達成傳統(tǒng)化工儀表所無法達成的功能。以化工色譜儀器來說，在應用自動化控制系統(tǒng)以后，其可以利用色層分離技術來對化工生產(chǎn)中的復雜混合物進行分離，然后根據(jù)分離后的物質(zhì)進行實際測量，提高測量準確性，這是傳統(tǒng)化工儀表所無法做到的。

5 化工儀表中自動化控制技術應用分析

5.1 自動化控制

①利用自動化控制系統(tǒng)對溫度儀表進行不間斷的實施控制，從而密切地關注化工生產(chǎn)過程中的溫度變化，并即使將穩(wěn)定變化數(shù)據(jù)進行及時的總結(jié)、記錄、傳遞，方便相關工作人員可以根據(jù)溫度變化數(shù)據(jù)對各種生產(chǎn)情況進行及時的處理;②在化工生產(chǎn)中，很多液體化工產(chǎn)品都有著特殊的要求，因此為能夠確定各液體化工產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境是否符合產(chǎn)品的實際需求，則需要自動化控制技術對液位儀表進行實時的數(shù)據(jù)監(jiān)控與傳遞，工作人員將可以根據(jù)自動化控制系統(tǒng)所傳遞的各種數(shù)據(jù)來采取針對性的控制手段;③對于生產(chǎn)過程中的壓力值，同溫度和液位控制一樣，其也需要有著壓力儀表來進行輔助，然后自動化控制系統(tǒng)再根據(jù)壓力儀表所反饋出的諸多數(shù)據(jù)采取針對性的控制手段，提高控制效果。

5.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)再實際應用過程中可以有效促進各化工儀表的功能水平，再加上其有著極強的適應能力，因此在如今的化工生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。另外，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)還可以對不同儀表進行共同控制，因此其所需要的電纜數(shù)量也將會極大的降低，這不僅會降低現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的按照成本，還可以有效地降低后期的維護成本，對于化工企業(yè)的經(jīng)濟效益提升也有著極大的促進意義。

5.3 人機界面控制系統(tǒng)

在實際應用過程中，自動化控制系統(tǒng)則可以借助于LCD、CRT等先進顯示技術來對化工企業(yè)的控制設備結(jié)構(gòu)進行完善和補充，對過去的各種復雜的操作過程進行精簡，從而進一步的提高自動化控制系統(tǒng)的實際效果效果。

6 結(jié)束語

隨著化工自動化技術應用的日益深入及應用范圍與規(guī)模的不斷擴大，使儀表實現(xiàn)高速、高效、多功能、高機動靈活等性能，我國的化工儀器儀表產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平必將快速邁向更高階段，而化工自動化儀表的應用也將發(fā)揮其不可估量的作用。

參考文獻：

[1] ?張磊.化工自動化控制及化工儀表的應用研究[J].化工管理，2019（36）：145-146.

[2] ?周進.化工自動化控制及化工儀表的應用研究[J].化工管理，2019（25）：98-99.

[3] ?高智強.現(xiàn)代化工儀表及化工自動化的過程控制初探[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019，39（14）：177-178.

（作者單位：山東眾智工程設計有限公司）