探討現代化工儀表及化工自動化的過程控制

丁秋琴 姜盈盈（江蘇新華安全科學技術發展有限公司）

在化工生產的設備上安裝了一些可以取代人工操作的自動化設備，這樣就可以實現生產的自動化，這個過程就被稱之為化工生產過程的自動化，簡稱為化工自動化。在國民經濟的發展過程中，化學工業是我國傳統的支柱型產業之一。一般情況下，生產的過程都會在封閉的容器中進行，不便于進行人工操作。同時，化工生產具有一定的危險性，為了實現化工生產的高效和環保，就有必要對工藝指標進行嚴格控制，其中最直接的方法就是進行化工儀表的自動化。

一、化工儀表的類型

在化工自動化的生產中，化工儀表的應用范圍非常廣泛，我們可以根據它們的特點對它們進行分別，具體可以分為溫度儀表、壓力儀表、物位儀表、流量儀表和在線過程分析儀等五種。

第一種是溫度儀表。因為化工生產的特殊性，所以對溫度的要求比較高，一般需要控制在零下200℃到1800℃之間。在溫度控制儀表中，熱電阻儀表和熱電偶儀表是溫度儀表中使用頻率最高的。在總線技術的基礎上，通過電子技術，可以將接收到的信號直接錄入DCS和其他的溫度采集儀表中，實現對溫度的自動控制。第二種是壓力儀表。除了溫度之外，壓力也是化學反應中的必要因素。如果缺少壓力的保障，化學反應是不可能有效完成的。同時，壓力也會對設備產生影響，所以利用儀表來控制壓力也是非常有必要的，一般的壓力值在負壓和300兆帕之間，常用的壓力儀表主要有壓力傳感器、特種壓力表和變送器等。第三種是物位儀表。這種儀表的主要作用就是對原料量進行控制，常用的物位儀表可以分為直讀、浮力、差壓、電接觸、電容、超聲波、激光輻射等方式，其中精確度最高的就是雷達式、矩陣渦流式和磁極伸縮式。第四種是流量儀表，流量測量原理上大致分有速度法、容積法，這兩種方法可以用來測量體積流量，而直接法、推導法則可以用于質量流量的測量。最后一種就是在線過程分析儀，它通常和高精尖的分析儀器配套使用。

二、化工儀表的發展方向

隨著我國科學技術的不斷改進，化工儀表在新時代的發展過程中已經具備了很多新的功能，具體表現在以下幾個方面。

1.實現了可編程的功能

隨著計算機網絡技術的普及，化工儀表中開始應用各種軟件，取代了之前數量龐大的硬件邏輯電路，實現了硬件的軟件化。在化工儀表的控制電路中，利用其中接口芯片的位控特點，對一些比較復雜的功能進行控制，這個過程的軟件編程比較簡單。若用硬件來取代，就需要使用一套非常大的控制和定時電路。因此，在儀表中應用軟件可以實現內部硬件結構的簡化，代替原來的邏輯電路。

2.具有了記憶功能

傳統采用邏輯電路和時序電路的化工儀表只能在一些特定的時刻對一些比較簡單的狀態進行記憶，而且這種記憶方式的最大缺點就是，當對下一個狀態進行記憶時，之前狀態的記憶信息就會被清空。但是在信息化和自動化的基礎上將微型計算機引入儀表之后，利用其中的隨機儲存器，在通電模式下就可以一直保留之前狀態的記憶，而且可以實現多條狀態的同時記憶。

3.具有計算功能

現代化工儀表中含有微型計算機，所以具有計算能力，不僅可以完成復雜的計算，還能保證計算結果的精確度。具有計算功能的自動化儀表就可以完成很多復雜計算，例如除法運算，確定極大值、極小值，給定極限檢測等運算。

4.能夠對數據進行處理

化工儀表在實際的測量中會經常遇到一些線性化處理、自動檢測、自動校準、測量值和工程值的轉換等問題，除此之外，還需要抵抗外界因素的干擾。利用其中的微型計算機，就可以利用軟件來對這些問題進行處理。這種數據處理方式的優點就是為測量提供方便，不僅可以減輕硬件的負擔，還能實現數據的檢索、處理和優化。

5.提高了測量的精確度

隨著微型計算機被引入自動化儀表中，通過他對中心系統的控制，就可以在短時間內迅速完成重復測量，然后計算出平均值，這樣就可以將誤差和其他干擾因素排除在外，確保測量的精確度。同時，因為自動化儀表具有對誤差進行修復的功能，可以利用其中的微處理器來來減小誤差，對實地測量產生的誤差進行修復，這樣也提高了測量的精確度。

6.可以進行復雜控制

化工儀表實現自動化之后，就可以實現普通化工儀表不能實現的功能。例如，在氣相或者液相的色譜儀器中，可以采用色層分離法來對比較復雜的化學混合物進行分離，以此來確定其中化學成分的含量多少。

除了上述自動化儀表的發展，常規儀表也在電子技術和計算機技術推動下取得了快速發展，使得新型的數字儀表、程序控制器和調節器逐漸開始使用。目前，我國很多化工企業都可以根據實際需求來選擇合適的化工儀表。

結束語

綜上所述，化工生產的自動化是一門具有很強綜合性的技術性學科。這種技術可以通過對學科儀器進行自動控制，并在計算機理論和計算機技術的基礎上為化學工程提供服務。在現代化經濟的發展過程中，現代化工儀表和化工自動化已經成為一個整體，這樣不僅可以提高化工儀表的性能，又能提高化工生產的自動化水平。

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