化工儀表自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析

李優(yōu)澤 王強 楊玉輝

[摘 ? ?要]化工儀表自動控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，極大地提高化工生產(chǎn)的安全性和可靠性。通過儀表自動控制系統(tǒng)能夠掌握化工生產(chǎn)的相關(guān)狀態(tài)，進而完成相關(guān)控制決策，保障化工生產(chǎn)的穩(wěn)定運行。主要探索了儀表自動控制系統(tǒng)應(yīng)用的相關(guān)問題，從而更好地發(fā)揮儀表自動控制系統(tǒng)在化工企業(yè)中的作用。

[關(guān)鍵詞]化工企業(yè);儀表自動控制系統(tǒng);應(yīng)用

[中圖分類號]F426.7 [文獻標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）03–0–02

[Abstract]The automatic control system of chemical instrumentation has been widely used in chemical production， which greatly improves the safety and reliability of chemical production. Through the automatic instrument control system， the relevant status of chemical production can be grasped， and then relevant control decisions can be completed to ensure the stable operation of chemical production. Mainly explore the related problems of the application of automatic instrument control system， so as to better play the role of automatic instrument control system in chemical enterprises.

[Keywords]chemical industry; instrument automatic control system; application

信息技術(shù)應(yīng)用到自動化系統(tǒng)當(dāng)中，促進了儀表自動控制系統(tǒng)朝著智能化和數(shù)字化的方向發(fā)展，保障了化工生產(chǎn)的安全性和可靠性。合理地應(yīng)用自動化儀表自動化裝置不僅能夠開展實時監(jiān)測任務(wù)，同時還能夠保障對于相關(guān)測試測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而且隨著自動化水平不斷提高，通過儀表自動化控制系統(tǒng)能夠有效地降低工人的工作量，減少人在化工生產(chǎn)的參與度，進而提高化工生產(chǎn)效率和質(zhì)量，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1 化工自動化系統(tǒng)概述

一般化工自動化系統(tǒng)中常使用的儀表主要包括了4種，分別為溫度儀表、流量儀表、壓力儀表和液位儀表。主要是對于化工生產(chǎn)中的溫度、流量、壓力以及液位進行測量。這些參數(shù)的變化都能夠反映出化工生產(chǎn)過程中的相關(guān)狀態(tài)以及相關(guān)情況。因為化工生產(chǎn)過程中各種指標(biāo)都在一定的范圍之內(nèi)，儀表指示的數(shù)據(jù)長時間存在一個非狀態(tài)值，說明此時化工生產(chǎn)過程中存在著很大的問題。根據(jù)相關(guān)指示數(shù)據(jù)來分析化工生產(chǎn)過程存在的問題，及時進行處理，從而保障化工企業(yè)能夠正常地工作。除了相關(guān)儀器，自動化系統(tǒng)中還存在著很多系統(tǒng)，例如DCS系統(tǒng)、可編程系統(tǒng)。這些系統(tǒng)能夠?qū)τ趦x表數(shù)據(jù)進行有效搜集、分析和計算，根據(jù)分析的相關(guān)結(jié)果進行控制，通過控制相關(guān)電磁閥來對化工生產(chǎn)進行有效的控制，從而保障化工生產(chǎn)的正常進行。

2 化工自動化系統(tǒng)應(yīng)用過程中的安裝調(diào)試工作

2.1 儀表安裝調(diào)試前的準(zhǔn)備工作

在正式開始安裝化工儀表之前，需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備以及調(diào)試工作，從而保障安裝和調(diào)試工作順利進行。一般準(zhǔn)備工作主要分為兩個方面：需要根據(jù)化工自動化儀表的相關(guān)參數(shù)來繪制相應(yīng)的安裝設(shè)計圖紙;需要在開始之前全面了解到儀表的安裝過程以及需要遵守的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從而能夠?qū)τ趦x表安裝過程進行充分地優(yōu)化，提高安裝的質(zhì)量和效率。

（1）分別為PID流程圖、儀表安裝圖、設(shè)備布置圖以及電纜防線表等相關(guān)圖紙。

（2）為了保障安裝的質(zhì)量和效率，需要對于相關(guān)人員進行相應(yīng)的培訓(xùn)工作，保障安裝工作順利開展。

2.2 化工自動儀表安裝調(diào)試技術(shù)

在具體開展安裝過程中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)手冊和操作流程來開展化工自動化儀表的安裝調(diào)試工作。①需要結(jié)合化工企業(yè)的實際生產(chǎn)規(guī)模和實際生產(chǎn)的情況來做好規(guī)劃工作，也就是需要明確指定化工儀表的放置位置，然后指派相關(guān)人員做好設(shè)備和儀器的調(diào)試工作，比如做好構(gòu)件的調(diào)試工作。②對于自動化的線路進行合理的布置和調(diào)整，減少各種線路的交叉，尤其是電源線和信號線之間的耦合，防止線路在工作過程中出現(xiàn)電磁干擾等現(xiàn)象。③要做好電纜的安裝和調(diào)試工作，因為電纜在化工自動化儀表中發(fā)揮著極其重要的作用。要合理安排電纜的心路，將相關(guān)的障礙物和雜物進行清除，這樣能夠?qū)τ谙嚓P(guān)回路信號進行有效的屏蔽。

2.3 接地設(shè)備的安裝

在安裝化工自動儀表的過程當(dāng)中，還需要重視對于接地設(shè)備的處理問題，在接地環(huán)節(jié)需要做好準(zhǔn)備和安裝工作。在做準(zhǔn)備工作過程中需要使用獨立的系統(tǒng)來對接地網(wǎng)絡(luò)進行連接，而且需要對于經(jīng)過系統(tǒng)的電流大小進行控制，這樣能夠有效地防止電流過載的現(xiàn)象出現(xiàn)。在開展接地設(shè)備安裝過程中，需要按照相應(yīng)的安裝流程以及順序來開展施工，而且要做好信號保護，防止設(shè)備受到外來設(shè)備的干擾和影響，從而確保設(shè)備在運行過程中能夠保持通信順暢，進而能夠穩(wěn)定運行。另外還需要注意設(shè)備安裝過程中常見的一些問題，例如底線虛焊、安裝錯位、走線不規(guī)范等，這些問題地存在，特別容易對于接地設(shè)備造成損害。另外還需要保證接地線地穩(wěn)定，減少接地故障地出現(xiàn)。

3 自動化控制系統(tǒng)的調(diào)試

3.1 調(diào)試過程注意環(huán)節(jié)

自動化儀器在安裝之后，為了保障儀表能夠正常的運轉(zhuǎn)，需要對于儀表進行相應(yīng)的調(diào)試工作。在調(diào)試過程主要是通過以下幾個方面開展工作。

（1）做好校驗工作，也就是在完成系統(tǒng)組裝之后，對于整個系統(tǒng)進行調(diào)試和協(xié)調(diào)，查看系統(tǒng)中存在的問題?？梢詮碾娐芳墑e和系統(tǒng)級別來查看系統(tǒng)中是否存在一些明顯的問題。

（2）在儀表系統(tǒng)安裝完成之后，需要對于整個生產(chǎn)系統(tǒng)進行管路試壓和沖洗，判斷相關(guān)參數(shù)是否能夠達到相應(yīng)的要求。同時這在個環(huán)節(jié)，還需要檢查電纜的絕緣等級和程度。

（3）在具體開展工藝試車過程中，還需要做好一系列的測試工作，也就是在測試過程填好相應(yīng)的記錄，在調(diào)試過程中嚴(yán)格按照相應(yīng)的要求進行聯(lián)動運行。

（4）調(diào)試過程中需要按照先局部再整體的過程，也就是首先進行單機運行，保障單機正常之后，才能夠開展聯(lián)機運行，從而確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

3.2 電磁流量計和氣動閥門的調(diào)試

需要做好電磁流量計和氣動閥門的調(diào)試工作。在進行電磁流量計的調(diào)試過程當(dāng)中，需要做好一些的調(diào)試工作。

（1）檢查流量計系統(tǒng)供電是否正常，如果供電異常，則需要檢查變送器是否指示正常，如果指示正常需要使用萬用表對于電磁流量計端口進行檢測，判斷是否正常。

（2）電磁流量計安裝完成之后，如果儀表顯示數(shù)據(jù)異常，需要判斷儀表是否嚴(yán)格按照相關(guān)程序進行安裝以及線路是否和儀表匹配。在調(diào)試氣動閥門過程當(dāng)中，需要注意以下的注意事項。

①使用專業(yè)的儀器對于氣源壓力進行測試，判斷壓力是否符合相應(yīng)的規(guī)定。如果不符合相應(yīng)的規(guī)定，需要以閥門銘牌的壓力數(shù)值作為參考標(biāo)準(zhǔn)，通過調(diào)節(jié)加壓閥門調(diào)壓氣壓大小。

②調(diào)試氣路連接情況，檢查氣路的氣密性能是否良好。

③測試電磁閥的動作情況。通過控制室發(fā)送給電磁閥強信號來控制閥門的開關(guān)動作，判斷閥門是否能夠按照控制正常地開關(guān)。

4 儀表自動化控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的不斷應(yīng)用和發(fā)展，目前化工行業(yè)也逐漸朝著自動化的方向發(fā)展?；ば袠I(yè)的自動化實現(xiàn)，主要通過利用儀器儀表以及相關(guān)控制技術(shù)對于整個化工過程進行有效地控制，從而保障化工生產(chǎn)能夠自動完成。尤其隨著人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，自動化系統(tǒng)在化工企業(yè)中發(fā)揮的作用越來越大。

4.1 DCS系統(tǒng)的應(yīng)用

DCS控制系統(tǒng)是目前我國投入使用中較為先進的儀表自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括了控制單元層、現(xiàn)場儀表層等。通過DCS系統(tǒng)可以為化工生產(chǎn)提供更加準(zhǔn)備的儀表數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能夠更好地反映化學(xué)生產(chǎn)的情況，從而為各項控制任務(wù)提供數(shù)據(jù)支持。通過這個系統(tǒng)能夠?qū)⒒どa(chǎn)中的各個工序信息進行融合和傳遞，而且這套系統(tǒng)的精度較高，得到的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度較高，在實時性方面也具有很強的優(yōu)勢。很多化工企業(yè)都引用了DCS系統(tǒng)，提高化工生產(chǎn)的自動化水平。在應(yīng)用DCS系統(tǒng)之后，可以對于化工生產(chǎn)工序的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的各種物理參數(shù)進行監(jiān)控，包括了流量、物位、溫度以及壓力等參數(shù)，并且對于這些參數(shù)進行實時顯示和計算，計算相關(guān)物理量參數(shù)是否超過一定的閾值，從而及時進行報警操作。而且通過DCS系統(tǒng)，能夠更好地對相關(guān)參數(shù)進行控制，通過改變相關(guān)參數(shù)的數(shù)值改善生產(chǎn)，進而提高生產(chǎn)效率。同時，利用DCS系統(tǒng)能夠改善生產(chǎn)工藝，促進企業(yè)產(chǎn)量穩(wěn)步提升，在提高產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4.2 可編程系統(tǒng)的應(yīng)用

可編程系統(tǒng)是實現(xiàn)自動控制和智能控制的關(guān)鍵組件，通過相關(guān)控制算法能夠完成對于化工生產(chǎn)工序的控制，從而保障化工生產(chǎn)的正常開展?？删幊炭刂葡到y(tǒng)的功能類似于微型計算機，針對不同的任務(wù)設(shè)置不同的控制程序。而且在可編程控制系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置有相關(guān)的儲存器，可以將相關(guān)控制程序儲存在其中，這樣就可以針對不同任務(wù)完成不同的控制。而且可編程系統(tǒng)是圖像化編程界面，只需要考慮到控制的邏輯關(guān)系，不必過分專注于底層的實現(xiàn)和開發(fā)，這樣便于開發(fā)和管理。而且可編程系統(tǒng)具有編程簡單、基于實現(xiàn)和維護、低功耗、可靠性高等優(yōu)勢?？删幊滔到y(tǒng)（常見的如PLC系統(tǒng)）已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到化工企業(yè)當(dāng)中，保障了化工生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可靠性，而且使得化工生產(chǎn)智能化水平顯著提高。而且隨著可編程控制算法和控制設(shè)備的不斷發(fā)展，目前可編程系統(tǒng)已經(jīng)將儀表控制、操作界面以及編程軟件有機結(jié)合在一起，使得操作和控制更加方便和簡潔?？删幊滔到y(tǒng)可以作為自動化控制系統(tǒng)中的獨立系統(tǒng)，針對不同的工藝流程進行相應(yīng)的調(diào)整，從而更好地完成對于工藝的控制和操作。在傳統(tǒng)的化工工藝中，在更新新的工序過程中，需要進行重新布線，這樣效率不高，而且增加改造成本，但是采用可編程控制系統(tǒng)，可以重新書寫系統(tǒng)即可，對于系統(tǒng)改造較小，不僅提高效率，而且減少不必要的成本支出。新時期下，化工企業(yè)要重視可編程系統(tǒng)的應(yīng)用，對于企業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

4.3 熱電偶儀表的應(yīng)用

溫度是化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中一個最重要的物理參數(shù)。通過熱電偶儀表可以對溫度進行有效的檢測和控制，掌握溫度數(shù)值大小。熱電偶儀表主要包括熱電偶、端子機、熱電阻和熱電偶等。傳感器裝置可以將相關(guān)信號錄入到采集模板當(dāng)中，進而將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)讲杉b置當(dāng)中，然后通過采集裝置將數(shù)據(jù)錄入到計算機系統(tǒng)當(dāng)中，從而對于溫度數(shù)值進行相關(guān)處理計算，判斷溫度數(shù)值是否在正常范圍。

4.4 電磁閥的應(yīng)用

電磁閥在相關(guān)控制器的作用下，能夠?qū)τ陔姶砰y閥門進行關(guān)閉和開啟的控制。電磁閥是化工工藝中一個最為常用的控制設(shè)備，很多物理量的控制都是通過電磁閥完成地，例如溫度參數(shù)、流量參數(shù)，都可以利用電磁閥進行控制調(diào)節(jié)。電磁閥的內(nèi)部有兩塊磁鐵和一個閥門，通過控制線圈中的通電電流，進而控制電磁閥的閥門。但是在實際的生產(chǎn)當(dāng)中，化工環(huán)境存在著很大危險，例如毒氣、易燃、易爆氣體等，需要對于電磁閥進行相應(yīng)的處理，盡可能提高其安全等級，有的甚至需要進行防爆處理，進而提高化工生產(chǎn)的安全性和可靠性。

5 結(jié)束語

化工儀表自動控制系統(tǒng)應(yīng)用到化工生產(chǎn)當(dāng)中，極大地提高化工生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。但是在應(yīng)用過程當(dāng)中還需要做好儀表自動控制系統(tǒng)的安裝以及調(diào)試工作，通過加強對于操作人員的培訓(xùn)工作，熟悉安裝調(diào)試的具體流程，保障設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

參考文獻

[1] 張井柱.化工儀表常見的外部干擾問題及處理措施[J].南方農(nóng)機，2015，46（5）：68，70.

[2] 齊智濤，田忠，齊錦.化工儀表及自動控制實驗系統(tǒng)的研制[J].實驗技術(shù)與管理，2007（10）：62-64.

[3] 黨學(xué)坤.化工行業(yè)自動化儀表的常見種類與功能分析[J].工程技術(shù)研究，2017（4）：133，136.