計算機技術在化工智能化生產中的應用

張秀玲

（長春金融高等?？茖W?，F(xiàn)代教育中心，吉林長春 130012）

通常意義上所說的智能化生產技術，主要是以制造業(yè)為基礎，電器電子、信息、能源等領域的延伸成果為結合依據(jù)的新型經濟發(fā)展手段，貫穿于產品生產和制造的全過程，不僅具有節(jié)能和環(huán)保的鮮明優(yōu)勢，而且還能夠提高產品的質量和附加價值，構造企業(yè)的核心競爭力和市場適應能力。而把計算機技術和化工智能化生產充分結合到一起，不僅可以讓化工行業(yè)的結構得到更加優(yōu)化的調整，還能夠推動工業(yè)生產朝著智能化和遠程化的方向不斷邁進，開辟更加廣闊的市場空間和平臺。所以，這兩者的結合也理應在新時代得到更加高度的重視和關注。

1 計算機技術在化工智能化生產中應用的作用

①計算機技術的應用能夠讓企業(yè)解決化工生產中更加復雜的問題，能夠處理更加海量的信息和數(shù)據(jù)，簡化化工生產的步驟和程序，降低人力物力資源的投資成本，讓化工行業(yè)的發(fā)展擁有更加充分的利潤空間。②計算機技術的應用，可以讓化工智能化生產向著自動化與高效化的方向邁進，保證產品加工的效率和質量。③計算機技術的應用，能夠讓企業(yè)開展多種多樣的模擬實驗，并在探究的過程中提前發(fā)現(xiàn)后續(xù)生產中可能存在的問題和風險，降低科研操作的成本，排除潛在的隱患，讓化工智能化生產能夠變得更加安全穩(wěn)定。

2 計算機技術在化工智能化生產中的應用內容

智能化生產技術涉及多個領域的先進成果，不僅包括最為基本的機械和電氣設備，同時也涉及電子技術和信息傳遞等，而企業(yè)可以在技術的引導下，把這些關鍵性的科研成果匯總整理為一個體系，應用在產品的研發(fā)和生產中，讓自身的市場經營能夠凸顯出柔性化和高效化的優(yōu)勢，滿足用戶的多樣化需求和期待，提高自身的市場占有率。再加上，我國社會主義經濟體制改革本身就已然縱深發(fā)展，所以化工企業(yè)面臨的市場環(huán)境也較為復雜，競爭更加激烈，也更加多樣，企業(yè)只能根據(jù)自身的實際水平和發(fā)展狀況，保證自身的競爭地位不被市場淘汰，利用先進的計算機技術，在競爭中處于不敗之地，優(yōu)化核心競爭力。

計算機技術的應用體現(xiàn)在化工儀表和自動化系統(tǒng)的發(fā)展上，這兩部分在優(yōu)化的過程中也實現(xiàn)了有效的更新?lián)Q代，發(fā)展的歷程大致包括4個階段，首先是氣動儀表，也就是PCS， 其次是電動單位組合式模擬儀表控制系統(tǒng)，也就是ACS，這一系統(tǒng)是以電動儀表為核心載體的，然后是計算機控制系統(tǒng)，也就是DDC，這是以直接性數(shù)字控制為核心的，具有十分明顯的現(xiàn)代化特點，最后是分布式控制系統(tǒng)，也就是DCS，是以微處理器為重要輔助的。在前4代發(fā)展的引導下，過程控制系統(tǒng)也逐漸向著第5代的方向發(fā)展，無論是控制速度、控制水平還是控制性能，都有了質的飛躍。在這其中，前三代過程控制系統(tǒng)，主要涉及現(xiàn)場儀表層、控制裝置單元層、工廠層這三個最為基本的層次。而在第四代系統(tǒng)應用的時候，在前三代的基礎上增加了企業(yè)層，并拓展了原有的功能和性能，凸顯出了集成化的鮮明特點，而且也逐漸向著復合型信息平臺的方向轉化?？偟膩碚f，第4代過程控制系統(tǒng)的功能已然十分優(yōu)越，不僅能夠打破時間和空間的限制，實現(xiàn)遠程控制，而且還能夠及時采集并傳輸信息，實現(xiàn)多回路調整和智能操控，強化了過程性與邏輯性的控制。

其次，PLC是較為鮮明的產品形態(tài)，可以實現(xiàn)相對獨立的運轉，是執(zhí)行直接性控制功能的系統(tǒng)。在PLC發(fā)展初期，主要是以邏輯控制為主的，小型PLC的I/O總數(shù)相對偏少，大致數(shù)量是10點，而中型PLC是由主機架和擴展機架構成的，所以總數(shù)可以達到大約500個點，大型的PLC系統(tǒng)是由多臺PLC和高速網絡共同構成的，所以總數(shù)可以達到數(shù)千點，控制功能依然十分強大。PLC和第三方人機界面，各種類型的動態(tài)軟件都能夠有機結合到一起，從而構成完整的監(jiān)控系統(tǒng)。

自20世紀90年代初期，現(xiàn)場總線技術就已經被運用在控制系統(tǒng)的延伸上，正是因為如此，第5代過程控制系統(tǒng)也獲得了發(fā)展的空間和平臺，雖然這一控制系統(tǒng)實現(xiàn)了較為廣泛的應用，但在具體實踐的過程中卻并沒有具備統(tǒng)一的標準和規(guī)范。就其構成來講，大致包括三個主要部分，首先是DCS，其次是PLC，最后是FCS。在這其中，工業(yè)數(shù)據(jù)總線是以計算機技術的發(fā)展為背景的，現(xiàn)場總線能夠有效控制智能化儀表和控制器，而且能夠彌補數(shù)字通信中的不足和弊端，發(fā)揮的作用是關鍵且不可替代的。從長期的實驗結果也可以看出，現(xiàn)場總線的應用是相對較為簡單，操作步驟并不復雜，可靠性和實用性較為突出，因此也成為眾多化工企業(yè)關注的重點。

3 計算機技術在化工智能化生產中的應用效果

1）計算機技術的應用能夠讓化工智能化生產得到有效的調節(jié)和控制，化工智能化生產本身就涉及較為復雜的步驟和工序，計算機技術可以合理把控各個階段的生產環(huán)節(jié)和流程，保證生產的連續(xù)性和有效性，縮短產品的周期，提高附加價值。而且，化工產品的生產本身就伴隨著各種高危險的物質和氣體，所以也極有可能引發(fā)氣體和火災等相關的安全事故，但在計算機技術的影響下，企業(yè)能夠有效排查現(xiàn)場潛在的風險和隱患，降低安全事故發(fā)生的概率和可能性，從根源上消除不利影響，保證產品銷售的穩(wěn)定性。

2）計算機技術的應用調節(jié)了化工智能化生產的經營和管理，化工智能化生產不僅僅涉及工藝流程的選擇，同時還包括市場的經營管理。經營管理工作的落實，能夠有效控制現(xiàn)場操作的秩序，避免出現(xiàn)系統(tǒng)混亂等不良現(xiàn)象，保證生產操作的連貫性和持續(xù)性。企業(yè)可以通過計算機技術，對現(xiàn)場的操作人員和技術人員開展針對性的培訓和教育，讓生產人員能夠掌握智能化生產的流程，積累更多的實踐經驗和技巧，并按照固定的流程去完成任務。另外，化工智能化生產需要投入較大規(guī)模的資金，只有這樣才能支撐計算機技術的有效運用，所以企業(yè)也應當緊跟時代發(fā)展的前沿，及時跟進計算機技術的研發(fā)成果，對這一領域進行經營管理，避免出現(xiàn)過大的經濟浪費，提高自身的綜合效益。

3）計算機技術的應用能夠讓化工智能化生產變得更加穩(wěn)定，這里所說的穩(wěn)定主要針對的是智能化的生產體系，化工智能化生產系統(tǒng)的質量在很大程度上影響，甚至決定著產品質量的好壞。對此，企業(yè)就更應充分利用計算機技術，來維持生產系統(tǒng)的安全和可靠。在具體實踐的過程中，企業(yè)應當把計算機技術和協(xié)調區(qū)域結合到一起，把握好協(xié)調區(qū)域這一關鍵的生產運營環(huán)節(jié)，并進行合理的調節(jié)和管控。另外，企業(yè)需要對生產中出現(xiàn)的各種問題，來安排自身工作項目的調度，合理把控化工生產中的不確定性因素和變量。同時，化工產品的生產本身就容易受到外界主客觀因素的影響，所以企業(yè)需要利用計算機技術來及時分析市場發(fā)展的動態(tài)，調整內部生產的計劃和方針，促進內外運行的相互協(xié)調，讓產品的市場銷售能夠靈活應對各種特殊狀況，保證操作人員的安全。而且，計算機技術的應用，可以讓化工生產企業(yè)，靈活分析市場上化工產品的銷售狀況，把握銷售熱點，并緊跟產品發(fā)展的前沿，以此來總結自身生產中存在的問題和不足，根據(jù)市場需求的變化，隨時調整銷售方案，提高銷售的靈活性和針對性。

4 計算機技術在化工智能化生產中的應用趨勢

當下，化工智能化生產總體朝著智能化儀表、自動化儀表、現(xiàn)場總線等技術化的方向邁進，在這其中，自動化儀表的生產會更加凸顯出智能化與數(shù)字化的特點，而現(xiàn)場總線的技術發(fā)展主流仍舊是測量信息的智能化和數(shù)字化，化工儀器儀表也會向著一體化和集成化的方向發(fā)展。未來，化工產品會涉及傳感、執(zhí)行、通信等多個領域的熱點話題。

從本質上來講，化工智能化生產的進步，也是微型智能傳感器功能的多元化拓展，在這一態(tài)勢的推動下，材料與設備都會顯露出智能性的特征，而且可以實現(xiàn)持續(xù)性的全天候監(jiān)測，拓展監(jiān)測的范圍和事業(yè)，能夠涵蓋全部的參數(shù)。另外，微型智能傳感器還具備警告功能，能夠在監(jiān)督化工生產的過程中，分析設備出現(xiàn)損壞的具體位置，并引導技術人員分析故障產生的原因，以便采取后續(xù)的解決措施和方法。同時，自動化修復與診斷功能，也是化工智能化生產的發(fā)展方向，這兩種功能能夠降低安全事故的發(fā)生概率，避免生產加工的中斷和停止。在未來，化工企業(yè)會更加以市場需求為導向，并根據(jù)客戶的需求變化，引進更加先進的技術，以檢測與控制技術最為突出，目的是為了對加工和生產過程進行優(yōu)化控制，推動經營管理向著一體化的方向發(fā)展，凸顯出自身智能化生產的優(yōu)勢和特色。

另外，化工企業(yè)生產過程執(zhí)行系統(tǒng)，始終是企業(yè)管理應用軟件的重要組成部分，起初，生產過程執(zhí)行系統(tǒng)是以離散工業(yè)為基本點的，在應用的過程中逐漸延伸到流程工業(yè)。直到過程控制系統(tǒng)得到大范圍普及以后，其自身與生產過程執(zhí)行系統(tǒng)之間的聯(lián)系也依舊較為薄弱，特別是在接口的連接上，所以，企業(yè)也將會在未來的執(zhí)行系統(tǒng)中引入PIMS，以便隨時接收控制系統(tǒng)的相關信息。

除此之外，過程執(zhí)行系統(tǒng)在未來也會向著整體性模塊的方向發(fā)展，打破單一視功能的局限和束縛，在這其中，主要涉及價值鏈計劃，計劃優(yōu)化與調度，KPI績效考核，生產管理，調和與庫存管理等關鍵環(huán)節(jié)，這些都是生產信息集成平臺的重要組成部分。

5 結束語

持續(xù)性推動計算機技術在化工智能化生產中的應用是合理且必要的舉動，是優(yōu)化企業(yè)市場銷售結構的應有之策，也是提高企業(yè)附加價值的有效措施。通過產品生產的控制，生產的經營管理，體系的穩(wěn)定運轉這三個角度論述了計算機技術發(fā)揮的重要作用，充分結合化工智能化生產自身的特點，具有理論上的合理性與實踐上的可行性，能夠作為企業(yè)發(fā)展的參考依據(jù)。但在實踐的過程中應當如何抉擇，仍舊需要企業(yè)根據(jù)實際情況科學取舍。