現(xiàn)代化工儀表及化工自動化的過程控制研究

管新峰

（盛隆化工有限公司，山東滕州 277519）

自動化技術(shù)日漸發(fā)展的今天，其技術(shù)在很多行業(yè)都得到了應(yīng)用，改變了行業(yè)發(fā)展局面，尤其是在化工領(lǐng)域，自動化技術(shù)的使用不僅提升了整體的生產(chǎn)效率和效益，更是減少了生產(chǎn)中的各種事故出現(xiàn)，給行業(yè)帶來了巨大的發(fā)展契機。在化工企業(yè)中的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)，使得該系統(tǒng)可以在生產(chǎn)的全過程中進行相應(yīng)的儀表信息采集，進而對各種現(xiàn)代化工儀表開展自動化管控，保持儀表的功能和作用實現(xiàn)，克服傳統(tǒng)控制技術(shù)的諸多不足。未來的化工行業(yè)發(fā)展中，現(xiàn)代儀表與化工自動化技術(shù)有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1.現(xiàn)代化工儀表種類及控制過程

1.1 溫度檢測裝置

對于化工生產(chǎn)而言，在生產(chǎn)工作的開展構(gòu)成中，伴隨著大量的熱量釋放，經(jīng)由對各個機組溫度的實時監(jiān)測，也就可以經(jīng)由對溫度的掌握來進行各種儀表工作狀態(tài)、性能的科學(xué)判定。對于甲醇生產(chǎn)而言，其在生產(chǎn)工作推進時，往往需在特定的溫度和壓力條件下實施，否則，將無法保障產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，甚至?xí)觿∩a(chǎn)的安全風(fēng)險[1]。因此，化工企業(yè)內(nèi)部，可通過溫度儀表的配置來進行生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)各個溫度參數(shù)的獲取，這一溫度監(jiān)測具有自動化和實時化的特征，最為常用的溫度儀表為熱電偶儀表，該儀表可以在相應(yīng)的監(jiān)控軟件輔助下，進行內(nèi)外溫度參數(shù)的獲取，但這一溫度監(jiān)測下的自動化控制是利用DCS系統(tǒng)來完成的。

1.2 壓力儀表裝置

化工生產(chǎn)中除了要進行溫度參數(shù)的控制，還需要進行壓力指標(biāo)的監(jiān)測，因為很多的產(chǎn)品生產(chǎn)工作開展時，對于壓力條件也有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)利用專業(yè)的壓力儀表裝置進行壓力參數(shù)的控制后，就可以保持正常的生產(chǎn)秩序。通過壓力儀表裝置來進行壓力指標(biāo)的獲取時，專業(yè)人員需結(jié)合化工企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)情況，將壓力傳感系統(tǒng)、測試系統(tǒng)與變送器等裝置都安裝于指定位置，進而來保障壓力參數(shù)監(jiān)測的實時性、準(zhǔn)確性[2]。部分化工企業(yè)的甲醇自動化控制中，往往需在特定的壓力條件下開展，為達(dá)到最佳的壓力控制效果，往往結(jié)合實際的生產(chǎn)裝置配置情況，來進行相應(yīng)的協(xié)調(diào)控制。在壓力參數(shù)的監(jiān)測方面，相應(yīng)的儀表還可自動進行溫度指標(biāo)、脈沖操控指標(biāo)、材料黏度、稠度等基本情況的掌握。

1.3 物位測量裝置

物位儀表也是現(xiàn)代化工儀表中的一種，在該儀表配使用時，可根據(jù)實際需求來進行原料數(shù)量的確定，并在特定的溫度和壓力條件下組織相應(yīng)的生產(chǎn)作業(yè)。技術(shù)人員在生產(chǎn)過程中，需對前期投入材料、半成品材料投入產(chǎn)出的流量開展全過程、實時性的監(jiān)控，利用自動化系統(tǒng)來獲得對應(yīng)的物位指標(biāo)。

2.化工自動化中現(xiàn)代儀表的應(yīng)用及過程控制要求

2.1 可編程過程控制

在對化工儀表和生產(chǎn)過程開展自動化控制的過程中，PLC是關(guān)鍵的控制技術(shù)，經(jīng)由PLC系統(tǒng)的配置，也就可以結(jié)合化工企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)需求，確定控制目標(biāo)，理清控制思路，并在數(shù)據(jù)統(tǒng)籌、分析與計算的基礎(chǔ)上進行有針對性的控制?？删幊踢^程控制技術(shù)的這一特點，使得在化工生產(chǎn)領(lǐng)域的邏輯電路轉(zhuǎn)換、協(xié)調(diào)更為便捷，相應(yīng)的儀表和裝置完全可以在遠(yuǎn)程控制下保持其最佳的運行狀態(tài)[3]。即使在化工生產(chǎn)中的控制模式下相對復(fù)雜，在該控制模式中的可編程過程控制技術(shù)應(yīng)用，也可以在電路控制、設(shè)計中融入PLC控制，來達(dá)到自動化控制的良好效果。

2.2 計算控制功能

化工行業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢下，企業(yè)內(nèi)部所涉及的現(xiàn)代化工儀表種類越來越多，在自動化技術(shù)支持下，各種化工儀表都可以在對應(yīng)的計算機終端系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)全面的計算與監(jiān)測，這種控制模式下，化工企業(yè)的生產(chǎn)效率顯著提升。計算控制功能下，傳感器所采集到的全部數(shù)據(jù)和信息都可以處于全過程的統(tǒng)籌下，在智能化服務(wù)端口下通過云數(shù)據(jù)的計算功能，將對應(yīng)的計算結(jié)果作為后續(xù)決策指令制定的依據(jù)。自動化管理中，系統(tǒng)中的智能化監(jiān)控模塊可以發(fā)揮其邏輯運算功能，借助于制定的數(shù)據(jù)指標(biāo)、計算公式來進行運行數(shù)據(jù)的處理，長時間的計算和監(jiān)控下，控制掃描時間大大縮短。比如，系統(tǒng)可在大數(shù)據(jù)系統(tǒng)下自動完成邏輯分析，對各類儀表的工作狀態(tài)、參數(shù)等加以監(jiān)測。

2.3 數(shù)據(jù)記憶控制

現(xiàn)代化工儀表同樣存在著數(shù)據(jù)記憶控制功能，在各類儀表的運行和使用過程中，數(shù)據(jù)記憶功能使得其可以自動進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲，在儀表專有的數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲和記錄對應(yīng)的溫度、濕度、壓力和流量等基本參數(shù)，經(jīng)由對這些數(shù)據(jù)的進一步處理，來輔助儀表的調(diào)整和控制工作。數(shù)據(jù)記憶控制功能下，儀表可根據(jù)自身需求來靈活調(diào)取數(shù)據(jù)庫中關(guān)于機組的狀態(tài)信息，在精準(zhǔn)控制模式下進行對應(yīng)的數(shù)據(jù)提取和處理[4]。當(dāng)處于這一環(huán)節(jié)的工作時，如果儀表需要控制復(fù)雜的運行回路，系統(tǒng)可自動根據(jù)自身所掌握的信息來進行儀表負(fù)荷工作狀態(tài)的判定，一旦處于負(fù)荷狀態(tài)下，儀表的控制效率將難以保障。針對這一情況，專業(yè)的技術(shù)人員可對儀表前期所收集的數(shù)據(jù)加以對比，在記憶功能下更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，在條件允許的情況下進行ROM存儲功能的擴充，嚴(yán)格按照化工儀表的運行需求和標(biāo)準(zhǔn)，開展在線監(jiān)測。

3.現(xiàn)代化工儀表自動化控制技術(shù)

3.1 DCS系統(tǒng)

化工行業(yè)在持續(xù)發(fā)展的過程中，行業(yè)內(nèi)可選擇的化工儀表種類越來越多，為全面推進化工儀表在生產(chǎn)中的作用實現(xiàn)，就需要在儀表運行時，加強對自動化控制技術(shù)的應(yīng)用。從化工行業(yè)內(nèi)部的儀表自動化技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀來看，DCS系統(tǒng)相對成熟（我公司選用的浙江中控ECS-700系統(tǒng)），在現(xiàn)場儀表、車間廠房、單元控制等方面的應(yīng)用優(yōu)勢凸顯。經(jīng)由DCS系統(tǒng)的設(shè)計，不僅使得現(xiàn)代化工儀表的信息傳輸更為便捷，也使得控制的準(zhǔn)確性得以提升，達(dá)到了實時監(jiān)控、自動控制的目標(biāo)，即使在現(xiàn)代儀表使用時出現(xiàn)了故障，DCS系統(tǒng)也可以在第一時間內(nèi)進行報警和處理[5]。

3.2 SIS系統(tǒng)

SIS同樣是化工自動化技術(shù)中的一種，這一技術(shù)在化工企業(yè)生產(chǎn)的過程控制中非常有效，經(jīng)由這一系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用，使得企業(yè)生產(chǎn)的安全性得以提升。與DCS系統(tǒng)相比，SIS系統(tǒng)的安全等級更高（我公司選用的浙江中控TCS-900系統(tǒng)），即使在生產(chǎn)的過程中出現(xiàn)了對應(yīng)的故障或者異常，SIS系統(tǒng)中的對應(yīng)模塊也能夠立即開展干預(yù)，最大程度上減小安全損失。

3.3 PLC系統(tǒng)

在化工生產(chǎn)領(lǐng)域的PLC系統(tǒng)應(yīng)用，同樣達(dá)到了自動化控制的目標(biāo)，在利用PLC系統(tǒng)開展相應(yīng)的控制工作時，利用的是用戶的存儲功能，通過內(nèi)部計數(shù)、計時運算和邏輯順序等基本的計算原理，來對現(xiàn)代儀表運行中的各種數(shù)據(jù)加以處理，通過PLC系統(tǒng)（我公司選用的西門子S7-1500系統(tǒng)）中的A/D、D/A轉(zhuǎn)換和輸出，可以達(dá)到過程控制的理想效果。

4.結(jié)語

當(dāng)下的化工生產(chǎn)領(lǐng)域，現(xiàn)代儀表的配置和使用成為了影響生產(chǎn)穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵因素，為全面發(fā)揮各類儀表的作用，需結(jié)合化工儀表的具體特點，來進行相應(yīng)的自動化技術(shù)應(yīng)用，提升控制精度。