化工企業中自動化儀表的設計探究

鞠偉亞

摘 要：化工企業的生產運營環境多是高壓、高溫、真空等特殊環境，而在這種特殊環境中，自動化儀表發揮著非常重要的作用。因此，必須做好化工企業的自動化儀表設計工作，提高自動化儀表的穩定性和可靠性。通過分析常見的化工企業自動化儀表分類和儀表設計選型，闡述了化工企業自動化儀表設計技術，以供參考。

關鍵詞：化工企業；自動化儀表；物位儀表；壓力儀表

中圖分類號：TH216 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.107

近年來，自動化儀表在化工企業中的應用越來越廣泛，極大地降低了化工企業的事故率，自動化儀表設計逐漸成為化工企業的重點研究項目?；て髽I自動化儀表設計具有較強的專業性和附屬性，相關設計人員應結合化工企業的實際生產、運營需求，積極采用先進的科學技術，不斷提高自動化儀表設計水平，推動化工企業的可持續發展。

1 常見的化工企業自動化儀表分類

1.1 物位儀表

化工企業生產運營過程中需要進行大量的液位測量工作。測量時，必須全面考慮被測物料的化學特性和物理特性，因此，在設計過程中，應重點考慮自動化儀表的設備型號。根據不同的測量方式，可將物位儀表分為直讀式、浮力式、靜電式、電接觸式、電容式、超聲波式、雷達式、重錘式、輻射式、激光式和矩陣渦流式等儀表。在自動化儀表的實際應用中，電接觸式、雷達式和矩陣渦流式物位儀表的測量精度較高。

1.2 壓力儀表

壓力儀表在化工企業中發揮著不可替代的重要作用。常見的壓力傳感器、變送器、特種壓力儀表可用于高溫介質、脈動介質、黏稠狀介質以及粉狀和易結晶介質的壓力測量中，測量精度可達0.1級。常見的化工企業壓力儀表主要有液柱式、彈性式和活塞式儀表。

1.3 溫度儀表

在化工企業中，溫度儀表主要用于控制化工管道或者設備的顯示溫度。最常見的溫度儀表是接觸式溫度測量儀表。此外，熱電阻、熱電偶、雙金屬溫度計的應用范圍也比較廣泛。

2 化工企業自動化儀表設計選型

2.1 滿足統一選型要求

化工企業的一些大型生產線項目可能由不同的設計單位負責，這就導致化工企業采用的自動化儀表可能來自不同的生產廠家，儀表的質量必然存在較大的差異。為了降低后期的管理和維護成本，在自動化儀表設計初期，必須滿足統一選型要求，結合化工企業不同監測點的實際情況，將自動化儀表分為不同的檔次。對于同一檔次的儀表設備，應盡量選擇同一個生產廠家的產品。

2.2 符合工藝標準

自動化儀表主要用于化工企業的生產工藝中。結合化工企業生產、運營環境情況，化工管道材質和管徑，用戶端工藝介質和工藝參數等因素，選擇合適的自動化儀表，將先進性和經濟性統一起來，降低自動化儀表設計選型成本，不斷提高化工企業自動化儀表的設計水平。

3 化工企業中自動化儀表設計技術

3.1 電磁兼容性設計技術

為了充分發揮自動化儀表在化工企業中的作用，提高自動化儀表的穩定性和安全性，化工企業在設計自動化儀表時，應充分考慮電磁干擾對自動化儀表的以下影響渠道：有一定的干擾源、傳輸媒介、自動化儀表內部零器件比較敏感?；て髽I在設計自動化儀表時，可采用電磁兼容性設計技術，對自動化儀表裝置適當采取減弱干擾源或者消除措施，將公共地線和自動化儀表地線有效結合起來，最大限度地降低寄生耦合對自動化儀表的影響。

3.2 溫度補償設計技術

化工企業自動化設計在實際應用中容易受到外界自然因素的影響，特別是夏季和冬季溫差很大，并且有時溫度變化呈現不規則性，這在一定程度上影響了自動化儀表的可靠性和穩定性。為了進一步提高化工企業自動化儀表設計水平，必須考慮到溫度變化因素。為此，設計人員可采用溫度補償設計技術，改善化工企業自動化儀表的不可靠、不穩定狀態，降低溫度因素對自動化儀表的影響。依據不同的溫度敏感性，溫度補償設計技術可分為并聯式溫度補償技術和反饋式溫度補償技術。在實際應用中，如果自動化儀表的溫度敏感系數比較復雜，最好運用反饋式溫度補償技術。這種補償技術可最大限度地降低溫度因素對自動化儀表的影響。如果自動化儀表的溫度敏感系數相對單一，應盡量運用并聯式溫度補償技術。

3.3 自動化儀表熱設計技術

在運行過程中，化工企業自動化儀表需消耗大量熱能，而隨著運行時間的增長，自動化儀表內部零器件的溫度會不斷升高。在設計自動化儀表時，采用熱設計技術可以有效控制自動化儀表設備的溫度，采用散熱、制冷等先進技術，使自動化儀表設備的內部零器件溫度處于正常的范圍內，從而提高化工企業自動化儀表的穩定性和可靠性。同時，結合化工企業的生產、運營需要，將溫度傳感器安裝在自動化儀表內部的通訊卡上，實時監測自動化儀表的溫度。一旦自動化儀表溫度較高，傳感器可自動向軟件系統發送預警信號，啟動相應的散熱裝置或者直接切斷電源，確?；て髽I自動化儀表的安全性和穩定性。

3.4 可靠性設計技術

在設計自動化儀表時，為了進一步提高儀表的穩定性和可靠性，可采用可靠性設計技術，采取可靠性預計、分配等措施，消除自動化儀表故障隱患。在運用自動化儀表可靠性設計技術時，設計人員主要是進行結構式程序設計，簡化、分析自動化儀表設計的各個模塊，采用元件選擇和控制技術、冗余設計技術、故障設計技術、維修設計技術、耐環境設計技術等，提升自動化儀表的可讀性和可維修性。同時，采用先進的技術設計方法，最大限地減少自動化儀表設計錯誤，提高自動化儀表運行的可靠性和設計的精確性，簡化復雜的程序設計。當前，化工企業應將自動化儀表可靠性設計的重點放在差錯設計、改錯設計和容錯設計等環節，從而提高自動化儀表的運行性能。

4 結束語

隨著現代化科學技術的快速發展，自動化儀表在各個領域和行業的應用越來越廣泛，充分發揮了其自動化監測的優勢?；て髽I自動化儀表設計應結合企業的實際生產、運營需求，做好自動化儀表設計選型，采用先進的設計技術，不斷提高自動化儀表的可靠性和穩定性，從而提升化工企業的生產效率。

參考文獻

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[2]涂沖，王睿，梁雨辰.淺析化工企業中自動化儀表的設計[J].黑龍江科技信息，2012（24）：72.

〔編輯：劉曉芳〕