探究化工儀表及其自動化

摘要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的化學(xué)生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的需要。因此，在化工生產(chǎn)過程中使用了自動化裝置，實現(xiàn)了自動化，提高了設(shè)備的利用率。本文主要是對化工自動化儀表的涵義、種類、功能、新功能和未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析論述，希望能夠更好地了解化工自動化儀表。

關(guān)鍵詞：化工儀表;自動化儀表;發(fā)展趨勢

化工儀表及其自動化是一門利用自動控制學(xué)科、儀表儀器學(xué)科的理論和技術(shù)而服務(wù)于化學(xué)工程學(xué)科的綜合性的技術(shù)學(xué)科。而利用自動控制器儀表學(xué)科和計算機學(xué)科的理論服務(wù)于化學(xué)工程學(xué)科是目前我們研究的目標(biāo)。下文將對化工儀表及自動化的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行論述。

一、化工自動化儀表的概述

1.化工自動化儀表的涵義

化工自動化儀表是多個自動化原件共同組成的，具有相對完善的功能的自動化技術(shù)工具，一般同時具有很多種功能，比如同時實現(xiàn)測量、顯示、控制、記錄和警報等功能，自動化本身是一個系統(tǒng)，同時又是整個大型自動化系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，自動化儀表是一種信息集體，主要的功能是進(jìn)行信息形式的轉(zhuǎn)換，將輸入的信號轉(zhuǎn)化成需要的輸出信號。信號的表達(dá)可以根據(jù)時間域或者頻率范圍來表達(dá)，信號的傳輸可以調(diào)試成連續(xù)的或者斷續(xù)的模擬量和數(shù)字量的傳輸形式。

2.化工自動化儀表的種類

化工自動化儀表按原則可以分為四類：第一，檢測儀表，包括測量和變送各種參數(shù);第二，顯示儀表，包括顯示模擬量和數(shù)字量;第三，控制儀表，包括氣動、電動控制儀表以及數(shù)字式控制器;第四，物位儀表;在化工生產(chǎn)中，往往需要對原料、半成品和成品的液位進(jìn)行測量，由于測量過程與被測物料特性關(guān)系密切，所以除浮力式儀表外，物料儀表沒有通用產(chǎn)品，按測量方式分為直讀式、浮力式、靜壓式（差壓、壓力）、電接觸式、電容式、超聲波式、雷達(dá)式、重垂式、輻射式、激光式、音叉式、磁致伸縮式、矩陣渦流式等，其中雷達(dá)式（0.3%）、磁致伸縮式（0.05%）以及矩陣渦流式液位計（±1mm）精度高，在石化行業(yè)的應(yīng)用逐步普及。第五，執(zhí)行器，包括氣動、電動以及液動等執(zhí)行器。按儀表的組合形式可以分為基地式儀表、單元組合儀表以及綜合控制裝置;按照使用能源可以分為氣動儀表、電動儀表以及很少見的液動儀表;按儀表的安裝形式可以分為現(xiàn)場儀表、盤裝儀表以及架裝儀表。隨著現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，微處理機也得到了快速的發(fā)展，根據(jù)儀表中是否引入微處理器又可以分為自動化儀表和非自動化儀表。根據(jù)儀表的信號形式又可以分為模擬儀表和數(shù)字儀表等。由于儀表的覆蓋范圍比較廣，任何一種分類方法都不能將儀表分得清清楚楚，各種分類中間都互相滲透并且彼此聯(lián)系。

3.化工自動化儀表的功能

隨著化工技術(shù)的不斷進(jìn)步，化工儀表自動化技術(shù)得到了很大的發(fā)展空間，并日趨成熟。一些智能化的儀表、數(shù)字化儀器等高技術(shù)含量的化工儀表不斷涌現(xiàn)，化工儀表的功能得到了很大的提高，具備了計算能力、記憶能力、編輯能力及數(shù)據(jù)信息處理能力等。化工儀表的自動化發(fā)展，把化工生產(chǎn)變得智能化、自動化，大大的促進(jìn)了化工生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

二、化工自動化儀表的新功能

隨著計算機技術(shù)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展那，常規(guī)儀表得到快速發(fā)展，各種新型的儀表以及控制器不斷的投入使用。下文將對化工自動化儀表的功能優(yōu)勢進(jìn)行論述：

1.自動化儀表能夠處理復(fù)雜的化學(xué)成分

自動化儀表能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)儀表不能實現(xiàn)的功能，如氣相或液相色譜儀通過對復(fù)雜的化學(xué)混合物進(jìn)行色層分離來確定樣品中每一種化學(xué)成分的含量。

2.自動化儀表能夠保持記憶

當(dāng)在儀表中引入微機以后，由于微機中的隨機存儲器能夠記憶遷移狀態(tài)的信息，并且在通電的情況下會一直保持記憶，最重要的是可以同時記憶多條狀態(tài)信息進(jìn)行重現(xiàn)或處理。

3.自動化儀表能夠減少誤差，提高測量的精確度

實時修正測量值誤差是一個比較復(fù)雜的功能，但是在儀表中裝入微處理器除了可以減少誤差以外，依靠限制干擾能提高其測量值的精度。

4.儀表可以實現(xiàn)編程

將計算機軟件移入到儀表中取代大量的硬件邏輯電路，即實現(xiàn)硬件的軟化，就可以簡化其編程，尤其是當(dāng)控制一個特別復(fù)雜的功能時，將存儲控制程序代替原來的順序控制，采用軟件編程就會使控制變得簡單。因此，在儀器儀表中植入軟件就可以代替常規(guī)的邏輯電路從而大大簡化硬件的結(jié)構(gòu)。

5.自動化儀表能夠進(jìn)行復(fù)雜計算

植入微機的自動化儀表可以進(jìn)行很多復(fù)雜的計算，并且計算的結(jié)果具有很高的精度。在自動化儀表中可經(jīng)常進(jìn)行諸如乘除一個常數(shù)、確定極大和極小值、被測量的給定極限檢測等多方面的運算和比較。

6.自動化儀表能夠處理數(shù)據(jù)，檢索和優(yōu)化工作

應(yīng)用微處理器和軟件的儀表可以快速地處理在測量中遇到的線性化處理、自檢自校以及轉(zhuǎn)換測量值和工程值和抗干擾等問題。應(yīng)用微處理器以及軟件除了減輕硬件負(fù)擔(dān)以外，由于增加了豐富的處理功能，自動化儀表還可以進(jìn)行檢索以及優(yōu)化等工作。

總之，電子技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了常規(guī)儀表的發(fā)展，新型的數(shù)字儀表，智能化儀表，程序控制器，調(diào)節(jié)器等也不斷投入使用。現(xiàn)在我國大、中、小型企業(yè)以及廣大鄉(xiāng)、鎮(zhèn)企業(yè)依據(jù)不同的生產(chǎn)實際和需求，氣動儀表、電動儀表、模擬儀表、數(shù)字儀表以及各種智能化儀表，計算機等都在進(jìn)行使用，形成了氣電結(jié)合、模數(shù)共存、取長補短，協(xié)同發(fā)展的局面。它們構(gòu)成的各種自動化控制系統(tǒng)極大地推動著我們的現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)。

三、未來化工自動化儀表的發(fā)展趨勢

化工自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化化工儀表各方面得到了很大的提高，面對化工儀表自動化的發(fā)展趨勢，對自動化化工儀表有了以下的展望。

1.化工儀表向著簡單化的方向發(fā)展

先進(jìn)的化工儀表向著簡單便捷的方向發(fā)展，超聲、電磁、科氏等化工儀表的結(jié)構(gòu)非常的簡單，這些化工儀表內(nèi)沒有設(shè)置任何的節(jié)流器和轉(zhuǎn)動器，簡單輕巧。計算機軟件代替了原有的硬件，減少了硬件的負(fù)擔(dān)，使得化工儀表日益簡單化。

2.化工儀表向著程序安裝日簡單化的方向發(fā)展

化工儀表的自動化技術(shù)使得化工生產(chǎn)開始向自動化發(fā)展，而化工儀表程序安裝的簡單化，使得儀表使用簡單、安裝方便。所以檢查的插入型的儀表收到了化工檢測人員的追捧。

3.化工自動化儀表向著功能日益提高的方向發(fā)展

隨著計算機技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，自動化化工儀表的功能得到不斷的提高。計算機技術(shù)和化工儀表的結(jié)合促進(jìn)了智能化電磁流量檢測器的形成，電磁流量檢測器能檢測出流體密度和熱能。自動化化工儀表的功能在不斷的提高中，加快了化工生產(chǎn)發(fā)展。

四、結(jié)束語

總之，化工自動化是利用自動控制學(xué)科儀器、儀表學(xué)科，以及計算機學(xué)科的理論與技術(shù)，服務(wù)于化學(xué)工程學(xué)科的。現(xiàn)代化工工藝及設(shè)備與自動化裝置已經(jīng)構(gòu)成了有機的整體，使儀表實現(xiàn)高速、高效、多功能、高機動靈活等性能，使化工生產(chǎn)自動化水平不斷提高。

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