化工自動控制系統應用存在的問題及措施

王志昌

摘 要：目前隨著科學技術以及經濟的不斷發展，自動控制系統在化工領域得到了廣泛的應用，其不僅提高了化工行業的生產效率和質量，更進一步促進了化工行業的智能化發展。但自動控制系統在化工行業具體的應用過程中還存在諸多問題亟待解決，本文首先概述了化工自動控制系統，然后對化工自動控制系統應用存在的問題進行了分析，并提出了改善措施，最后探討了化工自動化控制系統的發展，希望對業內人士有一定的參考價值。

關鍵詞：化工；自動控制；系統；應用；問題；措施

化工行業是我國經濟結構中重要的構成部分，近年來化工行業的蓬勃發展推動了自動控制系統的廣泛應用，同時自動控制系統的應用也進一步促進了化工行業的良好發展，但不可忽視的是在應用自動控制系統的過程中還存在一些問題，需要化工企業積極采取措施對其進行完善，從而提高化工自動控制系統的運行效率，保障化工企業生產效率和質量的有效提高，為化工行業在市場經濟體制下的發展提供持續的動力，推進我國工業化發展的進程。

1 化工自動控制系統的相關論述

化工自動控制系統的應用逐步實現了化工行業生產和管理的自動化和智能化，自動控制系統在化工生產過程中的應用主要是控制化學反應爐內的溫度和監測控制整個生產工藝，其原理是在加有一定比例反應物的化學反應爐內通入蒸汽，當化學反應爐內的溫度達到一定的數值后停止加熱，此時的反應物會發生聚合反應并釋放大量的熱量，而反應物完全產生聚合反應的前提條件就是必須保證工作環境下化學反應爐內的溫度，化工自動控制系統的運用有效控制了傳統的人工操作爐內溫度的局面，極大的改善了工作人員的工作環境，同時也提高了化工行業的生產效率和質量。目前溫控系統主要的計算方式是采用的PID控制算法并采用了變速積分和抗積分飽和的處理方法進行了多次的實踐，平衡和穩定了化學反應爐內的溫度，有效的將化學反應爐內的溫度控制在了±0.5具有良好的動態性能。此外，目前我國化工行業采用的擠出吹塑成型機設備，其采用的是高精度熱電偶模塊來保持生產工藝所需的溫度，并利用編程軟件來實現系統的有效管控，采用模擬量輸入輸出擴展模塊來實現擠出壓力的自動化控制，從而依據生產要求來生產各種大小、規格、品種不同的容器制品。化工自動化控制系統的有效利用在提高生產效率和質量的同時增加了企業的經濟效益和社會效益。

2 化工自動控制系統應用時存在的問題及措施分析

2.1 熱電偶溫度檢測布線環節

目前化工行業中常用的溫度檢測元件就是熱電偶和熱電阻，檢測時使用的是控制器機柜、安全柵機柜、端子柜以及現場熱電偶原件等。化工自動控制系統的應用要注重每個細節，避免系統使用的重要線路和元件出現問題，影響系統的正常、有序運行。這里我們主要分析的是熱電偶溫度檢測布線環節，例如在熱電偶溫度檢測中DCS系統中的溫度問題，如果直接接受熱電偶元件傳送的毫伏信號，數據通過數據采集器和冷端補償之后進入端子柜，若數據采集器與端子柜之間使用的信號線是普通的，那么必須保證兩者的溫度值是一致的，不存在溫差，以此來保證溫度檢測值的精確度。但在實際的操作過程中，控制柜內的電子元件具有散熱功能，而端子柜卻沒有，這就造成數據采集器與端子柜之間的溫度值存在不一致性，二者的電勢也不相同。解決這一問題的有效措施是在數據采集器與端子柜之間設置補償導線連接。

2.2 沖程泵出口流量測量表的選用

一般在化工生產過程中需要用到沖程泵來進行某種原料的微量測量，并在沖程泵的出口處設置流量測量儀表來檢測配料的瞬時流量，從而有效監控配料的輸送量。沖程泵主要分為單頭沖程泵和雙頭沖程泵兩種，主要依靠柱塞的往復運動將原料輸送到管線當中，并通過出口處的流量測量儀表監測配料的輸送量，要特別注意流量測量儀表的選用，選型不對會導致配料輸送值的不精確，從而對整個生產過程產生嚴重的影響。例如橡膠裝置中分散劑沖程泵使用的轉子流量計，測量的數據不精準并且機械傳動部件經常損壞，導致企業的生產不能夠正常、穩定的進行，經調查分析發現是測量儀表的選型存在問題。轉子流量計中浮子飄動產生的流量信號決定了被測介質的數值，而此數值在最大值和最小值之間不斷的變動，所以此計量方式計算出的數值不精確。解決此問題的有效措施就是將轉子計量計改為質量流量計，質量流量計對20mm左右的工藝管線內徑來說出口線徑和入口線徑都是1mm，從而改變了泵體和表體之間工藝管線的作用，形成了一個介質緩沖器，提高了流量測量的連續性，保障了測出數值的精確度。

2.3 攪拌設備內溫度檢測套管的安裝

攪拌設備內部的溫度檢測套管也是化工行業生產過程中的重要部分，其安裝質量關系著套管的使用效率和壽命，因此應高度重視安裝質量的控制，杜絕危險事故的發生。攪拌設備內部溫度檢測套管作為溫度檢測裝置一般是熱電偶和熱電阻，為了準確的測量設備內部的溫度值要將其深入設備內部，由于攪拌機攪拌介質時會形成渦流而產生相應的動力，溫度檢測套管長時間受到這種動力的作用會發生斷裂問題，若沒有及時發現可能會導致安全事故的發生，給企業帶來巨大的損失。為了有效的解決攪拌設備內部溫度檢測套管的斷裂問題，在安裝套管時可以加裝保護套筒，這樣一來保護套筒頂端形成的反作用力會作用于渦流形成的動力而相互抵消，從而在根本上解決攪拌設備內部溫度檢測套管發生斷裂的問題，消除安全隱患，保障生產的穩定進行。另外，雖然采取加裝套筒的措施解決了套管斷裂的問題，但攪拌設備內部的溫度是化工行業生產過程中重要的控制參數，為了進一步提高生產效率和質量，化工企業還應重視溫度檢測套管的定期檢查和維護工作，真正做到安全和高效生產。

2.4 差壓計量儀表的溫壓補償

計量儀表是化工行業至關重要的儀器，計量儀表的使用涉及到化工生產的眾多環節，特別是原料進、出廠時計量儀表的利用，這直接與化工企業的經濟效益有著密切的關系。根據化工工藝介質的特點，工藝介質計量儀表有的會采用差壓流量計，差壓流量計所獲取的數值只有在平穩的工藝狀態下才會是精準的，但生產過程是不斷變化的，被檢測的介質的溫度、壓力等各個方面都會發生不同程度的變化，而被測介質的密度又會受到溫度、壓力等各方面變化的影響，尤其是氣體介質的變化會更加明顯，導致差壓流量計檢測數值的精確度不高。為了有效解決這一問題，首先要合理設計溫度和壓力的檢測點來有效測算不同介質溫度、壓力變化對被測介質密度的影響，之后在化工自動化控制系統中設置相應的溫壓補償運算，克服差壓劑量計在檢測過程中因介質溫度、壓力變化而產生的測量偏差。

3 化工自動控制系統的發展

隨著科技的不斷深入發展，自動化控制系統也取得了新突破，其中重要的表現就是分散型控制系統的應用，分散型控制系統具體來說就是一個微處理器網絡系統，其通過系統內部的軟、硬件以及控制語言實現對系統內部各部分的有效控制。同時，自動化控制系統內部的小型計算機系統設計能夠更為便捷的控制系統內的多個元件，在使用時能夠利用接線式繼電器完成工藝流程，從而優化設計整個流程。另外，智能儀表的使用相較于過去的儀表具有了更加完善的性能，同時還具有數字化、小型化等眾多優勢，逐漸受到市場的認可和歡迎，其應用也更加廣泛。自動化控制系統的研發和實踐應用充分結合了人工智能與控制理論，自動控制技術的發展也使自動化裝置的應用日益廣泛，可編程控制系統改變了傳統的工藝流程，提高了原有工藝流程的便捷化和高效性，推動了我國工業生產的高智能化和自動化，加快了我國工業化發展的步伐。

當下我國的市場經濟體制逐步完善，國際和國內市場的競爭日益激烈，化工企業應及時淘汰不適應現代社會發展的技術和設備，適時引進先進的生產工藝和技術設備，尤其是現在的計算機技術、網絡技術以及感溫材料技術等眾多高新技術的研發和應用，帶動了化工自動化控制系統的深入發展，化工企業應緊隨時代的發展步伐，加快創新研究和高新技術人才的培養，不斷完善化工自動化控制系統，滿足市場經濟發展的需求。另外，化工自動化控制系統依靠的主要是計算機網絡系統，在網絡安全風險不斷加劇的現在，化工企業還要建立全面的安全系統，保護自動化控制系統不受外部惡意的攻擊，提高化工生產的安全性。

4 結束語

總體而言，自動控制系統的應用提高了化工行業的生產效率和質量，實現了化工行業的智能化發展，針對具體應用過程中存在的問題，積極采取科學、合理的措施進行改善，保障系統的有序、安全、高效運行，促進轉型期的化工行業的健康、穩定發展。同時隨著新技術、新設備的不斷引進，化工自動控制系統將會有更為廣闊的發展空間。

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