化工自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)智能化研究

陳天天 王楠楠 孫蔣子豪

[摘? ? 要]社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，給我國(guó)工業(yè)建設(shè)提供了良好的發(fā)展契機(jī)，同時(shí)也促進(jìn)了工業(yè)建設(shè)中各類技術(shù)的變革與創(chuàng)新。針對(duì)化工行業(yè)中的化工自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)而言，不僅對(duì)化工自動(dòng)化控制的整體效果具有決定性的影響，同時(shí)還代表著化工行業(yè)的自動(dòng)化與智能化程度。文章結(jié)合化工自動(dòng)化儀表的主要類型，詳細(xì)分析了化工自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)智能化的具體功能，以期促進(jìn)化工自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)智能化應(yīng)用效果的顯著提升，同時(shí)為化工自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的相關(guān)研究提供部分理論參考。

[關(guān)鍵詞]化工行業(yè);化工自動(dòng)化儀表;控制系統(tǒng);種類;智能化控制功能

[中圖分類號(hào)]TQ056 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）05–0–02

Research on Intelligentization of Chemical Automation

Instrumentation and Control System

Chen Tian-tian，Wang Nan-nan，Sun Jiang Zi-hao

[Abstract]The continuous progress of social economy provides a good development opportunity for my country's industrial construction， and at the same time promotes the transformation and innovation of various technologies in industrial construction. For the chemical automation instrument and control system in the chemical industry， it not only has a decisive influence on the overall effect of chemical automation control， but also represents the degree of automation and intelligence in the chemical industry. To this end， this article combines the main types of chemical automation instrumentation and analyzes the specific functions of chemical automation instrumentation and control system intelligence in detail， in order to promote the significant improvement of the application effect of chemical automation instrumentation and control system intelligence， and at the same time for chemical automation instrument control The related research of the system provides some theoretical references.

[Keywords]chemical industry;chemical automation instrumentation;control system;type;intelligent control function

1 化工自動(dòng)化儀表的相關(guān)簡(jiǎn)述

1.1 化工自動(dòng)化的基本概述

化工自動(dòng)化，其實(shí)就是指將先進(jìn)的儀器設(shè)備安裝在化工生產(chǎn)中，由此以先進(jìn)的儀器設(shè)備取代人工操作的模式，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，達(dá)到化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益穩(wěn)步增長(zhǎng)的根本目標(biāo)。在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，化工行業(yè)占有重要的比例，保障化工行業(yè)健康穩(wěn)步的發(fā)展則能推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。所以，利用科學(xué)的技術(shù)與先進(jìn)的設(shè)備開(kāi)展化工生產(chǎn)，一方面能降低化工企業(yè)的成本投入，提升綜合效益;另一方面還能減少化工生產(chǎn)對(duì)人員的危害，提高生產(chǎn)過(guò)程的安全指數(shù)。所以，開(kāi)展化工自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)的相關(guān)研究迫在眉睫。

1.2 化工儀表與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展

在化工行業(yè)的具體生產(chǎn)過(guò)程中，傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)模式缺乏先進(jìn)的儀表，并且化工儀表在結(jié)構(gòu)與操作方面都相對(duì)簡(jiǎn)單，所以大部分的運(yùn)行操作都是建立在人工操作的基礎(chǔ)之上，并且無(wú)法達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)的目標(biāo)。在20世紀(jì)中期，受科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的影響，使得自動(dòng)化控制技術(shù)獲得了明顯的變革與創(chuàng)新，通過(guò)將各類技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的科學(xué)融合與應(yīng)用，使得化工自動(dòng)化儀表得到了廣泛研發(fā)與應(yīng)用。

由于化工行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境具有明顯的特殊性，大量設(shè)備的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程都具有較高的條件要求，所以這便直接提升了化工產(chǎn)品中環(huán)境控制的重要性。一旦化工產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境得不到科學(xué)有效的控制，不僅會(huì)明顯降低化工產(chǎn)品的生產(chǎn)效率與質(zhì)量，同時(shí)還可能引發(fā)一系列的安全事故，給生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響。所以，保障化工自動(dòng)化儀表的科學(xué)安裝與精準(zhǔn)運(yùn)行尤為重要。將自動(dòng)化技術(shù)與化工儀表進(jìn)行科學(xué)的融合，能夠直接提升化工儀表運(yùn)行的精準(zhǔn)性與可靠性，確?；ぴO(shè)備中的實(shí)際運(yùn)行情況與環(huán)境參數(shù)都能夠得到精準(zhǔn)的捕捉與分析，從而為自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行研究提供有效的數(shù)據(jù)信息支持。進(jìn)入21世紀(jì)之后，由于化工生產(chǎn)中綜合性要求以及產(chǎn)品質(zhì)量要求逐漸提升，所以加速了對(duì)化工裝置的優(yōu)化速度，從而必將導(dǎo)致化工生產(chǎn)設(shè)備控制點(diǎn)的精度要求不斷提高。而自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用，則實(shí)現(xiàn)了對(duì)化工生產(chǎn)中模塊發(fā)展與集成化發(fā)展的目標(biāo)，直接推動(dòng)著化工行業(yè)中自動(dòng)化與智能化程度的不斷提升。

2 化工自動(dòng)化儀表的具體類型

2.1 溫度測(cè)量?jī)x表

化工生產(chǎn)是通過(guò)利用化學(xué)反應(yīng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)物質(zhì)生產(chǎn)目標(biāo)的生產(chǎn)項(xiàng)目。而化學(xué)反應(yīng)則需要特殊的環(huán)境和溫度，尤其是在溫度條件方面，部分化學(xué)反應(yīng)的溫度要求在-200～800 ℃之間，要順利達(dá)到化工生產(chǎn)安全有序進(jìn)行的目標(biāo)，則需要高度重視并科學(xué)控制化工生產(chǎn)設(shè)備的溫度，而這離不開(kāi)溫度測(cè)量?jī)x表的科學(xué)使用。溫度測(cè)量?jī)x表主要是利用自動(dòng)化儀表的總線技術(shù)與電子信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)精準(zhǔn)測(cè)量溫度信息的目標(biāo)。同時(shí)，溫度采集系統(tǒng)能夠及時(shí)地將系統(tǒng)采集的溫度信息精準(zhǔn)地傳輸?shù)阶詣?dòng)化控制系統(tǒng)之中，從而為設(shè)備內(nèi)部的調(diào)控提供參考與依據(jù)。

2.2 壓力測(cè)量?jī)x表

壓力測(cè)量?jī)x表主要是精準(zhǔn)地采集設(shè)備內(nèi)部運(yùn)行階段的壓力狀態(tài)信息。在化工生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備內(nèi)部壓力屬于變量，如果壓力無(wú)法保持理想狀態(tài)，則會(huì)對(duì)化工產(chǎn)品的純度產(chǎn)生直接性影響。針對(duì)化工生產(chǎn)中的壓力設(shè)備，要利用專業(yè)的壓力儀表進(jìn)行測(cè)量，才能保障壓力設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。主要是因?yàn)閷Ｓ玫膲毫x表能夠科學(xué)融合壓力傳感器和特種壓力表，從而為化工生產(chǎn)中壓力儀表的安全運(yùn)轉(zhuǎn)提供支持與保障，同時(shí)還不會(huì)受到高壓因素與腐蝕因素的影響。

2.3 流量測(cè)量?jī)x表

流量測(cè)量?jī)x表主要是對(duì)化工生產(chǎn)的各類管道設(shè)備中的流量進(jìn)行科學(xué)精準(zhǔn)的測(cè)量。在化工生產(chǎn)中，流量對(duì)化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的物料配比具有重要的影響作用，所以流量測(cè)量是化工生產(chǎn)控制的主要依據(jù)和參考因素。在流量測(cè)量中，流量速度測(cè)量與流量容積測(cè)量是主要內(nèi)容，主要是利用浮子流量計(jì)和電磁測(cè)量計(jì)開(kāi)展測(cè)量工作，從而為化工生產(chǎn)控制工作提供有效的幫助。

2.4 物位測(cè)量?jī)x表

化工產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量受多方面因素的影響，例如生產(chǎn)設(shè)備的精準(zhǔn)性，原材料的配比與使用情況等。而要實(shí)現(xiàn)對(duì)原材料使用情況的科學(xué)控制目標(biāo)，則要利用物位測(cè)量?jī)x表對(duì)材料中的各類物位信息進(jìn)行科學(xué)精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)分析，常用的物位測(cè)量?jī)x表有浮力式儀表，波雷達(dá)儀表等。在眾多物位測(cè)量?jī)x表中，波雷達(dá)儀表的測(cè)量精度較高，通過(guò)對(duì)波雷達(dá)儀表的科學(xué)利用，能夠確?；どa(chǎn)中物料用量控制的科學(xué)精準(zhǔn)性，為化工生產(chǎn)的有序進(jìn)行提供有力的保障與支持。

3 化工自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的主要功能

3.1 系統(tǒng)編輯功能

在應(yīng)用化工儀表的過(guò)程中，需要將計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)地融入到普通的化工儀表之中，在專業(yè)精準(zhǔn)計(jì)算的基礎(chǔ)上確保化工儀表能夠?qū)τ布倪壿嬰娐愤_(dá)到轉(zhuǎn)換的效果，從而保障化工儀表硬件系統(tǒng)能夠得到簡(jiǎn)化處理。針對(duì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的化工儀表而言，大部分的應(yīng)用均在電路控制方面，如果將計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)融入到儀表設(shè)計(jì)之中，則能在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化軟件控制目標(biāo)，從而對(duì)儀表的各類電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的簡(jiǎn)化?，F(xiàn)階段的化工儀表智能控制系統(tǒng)，不僅能保證化工儀表自動(dòng)化程度得到科學(xué)的提升，確?；x表自動(dòng)化設(shè)備的智能化特點(diǎn)與人性化特點(diǎn)能夠得到充分的發(fā)揮與應(yīng)用，由此從本質(zhì)上增強(qiáng)儀表運(yùn)行環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性。同

時(shí)，還能對(duì)化工儀表自身的各類功能進(jìn)行優(yōu)化與完善，增強(qiáng)化工儀表自動(dòng)化系統(tǒng)的控制效果，在保障生產(chǎn)過(guò)程安全便捷的基礎(chǔ)上為儀表的維護(hù)工作打下良好的基礎(chǔ)條件。

3.2 記憶功能

傳統(tǒng)的化工儀表由于設(shè)備的簡(jiǎn)化程度較高，所以在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)使得化工生產(chǎn)的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)僅能達(dá)到暫時(shí)性的效果。也就是說(shuō)傳統(tǒng)的化工儀表僅能對(duì)化工儀表的簡(jiǎn)單狀態(tài)進(jìn)行相關(guān)記錄，并不能對(duì)化工儀表的各類關(guān)鍵性信息與數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)保存。如果儀表的控制回路具有較高的復(fù)雜性，或者化工儀表的工作狀態(tài)處于超負(fù)荷，那么必將導(dǎo)致實(shí)際所收集的各類數(shù)據(jù)信息無(wú)法得到科學(xué)精準(zhǔn)的分析判斷與分類存儲(chǔ)，從而導(dǎo)致化工生產(chǎn)中各類設(shè)備的控制能力直接降低。同時(shí)，如果新的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)絺鹘y(tǒng)的化工儀表中，則會(huì)自動(dòng)覆蓋原有的信息，根本無(wú)法對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行有效保存與分類提取。現(xiàn)階段在化工儀表設(shè)計(jì)中加入了自動(dòng)化技術(shù)，則能明顯提升化工儀表的儲(chǔ)存性能與記憶性能，確保在化工生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，化工自動(dòng)化儀表都能對(duì)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的顯示，并對(duì)各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行精準(zhǔn)的保存，后期還能對(duì)所需數(shù)據(jù)信息進(jìn)行提取與利用。一方面能夠直接降低工作人員的工作強(qiáng)度與難度，另一方面還能保證化工企業(yè)生產(chǎn)效率的顯著提升，為企業(yè)健康穩(wěn)步的發(fā)展提供有力的保障與推動(dòng)。

3.3 數(shù)據(jù)處理功能

在化工企業(yè)的具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)，不僅需要對(duì)各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)精準(zhǔn)的保存，同時(shí)還要對(duì)各類參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的分析計(jì)算。在化工儀表的工作任務(wù)之中，對(duì)實(shí)際所接收的數(shù)據(jù)參數(shù)開(kāi)展線性化處理分析則是最為重要的環(huán)節(jié)。例如在化工儀表的校正與自動(dòng)監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，主要工作是對(duì)化工儀表的各類測(cè)量值與工程值等進(jìn)行科學(xué)精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換。而化工儀器的使用效果極易受外界因素的影響，在自動(dòng)化方式的應(yīng)用下，通過(guò)利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，軟件控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)等，能對(duì)化工企業(yè)具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行詳細(xì)的記錄與處理，從而保障化工企業(yè)各環(huán)節(jié)生產(chǎn)的有序進(jìn)行。此外，化工自動(dòng)化儀表還能憑借記錄中的數(shù)據(jù)信息對(duì)化工生產(chǎn)中的異常情況進(jìn)行綜合評(píng)估，并對(duì)引發(fā)異常的原因進(jìn)行系統(tǒng)分析，從而引導(dǎo)化工企業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)化與完善，從本質(zhì)上提升數(shù)據(jù)信息處理的精準(zhǔn)性與有效性。

3.4 計(jì)算功能

在化工儀表應(yīng)用的過(guò)程中科學(xué)融入計(jì)算機(jī)技術(shù)，能直接提升化工企業(yè)的生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量，從而保障化工企業(yè)預(yù)期發(fā)展目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。在化工生產(chǎn)過(guò)程控制與管理中，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的保障下能夠確?；x表自身的計(jì)算性能得到有力的提升，同時(shí)在智能儀表控制手段的輔助作用下，不僅能夠保障系統(tǒng)掃描時(shí)間控制的合理性，還能確保系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間得到有效的縮減，從而以優(yōu)化大數(shù)據(jù)處理的方式增強(qiáng)化工儀表的實(shí)際應(yīng)用效果。此外，計(jì)算功能則能有效確?；x表的精確度得到不斷提升，由此為化工企業(yè)的生產(chǎn)提供有力的基礎(chǔ)保障。在此環(huán)節(jié)則要對(duì)化工儀表的具體使用情況進(jìn)行高度重視與密切關(guān)注，例如使用智能化設(shè)備對(duì)化工儀表的溫度情況，壓力情況以及精準(zhǔn)性等進(jìn)行全面的測(cè)量與合理的把控。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，科學(xué)技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步加速了化工行業(yè)的發(fā)展，為自動(dòng)化控制技術(shù)在化工行業(yè)中的應(yīng)用創(chuàng)造了良好的契機(jī)。在化工行業(yè)的自動(dòng)化體系中，自動(dòng)化儀表具有重要的作用，必將引領(lǐng)自動(dòng)化與智能化的科學(xué)融合。為此，化工企業(yè)要順利實(shí)現(xiàn)自身的發(fā)展目標(biāo)，則要對(duì)化工自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的應(yīng)用，落實(shí)化工自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)智能化的應(yīng)用與維護(hù)管理工作，增強(qiáng)化工自動(dòng)化儀表運(yùn)行的穩(wěn)定性與精準(zhǔn)性，由此才能為化工企業(yè)安全穩(wěn)定的生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保障，推動(dòng)化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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