化工自動化控制及應用

劉鶴雷

摘 要：在化工自動化控制中，可通過計算機實現自動控制，操作精準度高，實時性強，可確保化工生產的安全性。圍繞化工自動化控制技術，主要研究了其在化工生產過程控制中的應用，并具體分析了其在緊急停車系統中的應用，這對提高化工生產的安全性意義重大。

關鍵詞：化工自動化控制；操作精準度；機械設備；自動化設備

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.101

隨著計算機網絡技術的快速發展，化工自動化控制技術已成為確保化工生產安全性的重要因素之一，但仍存在操作人員的技術不成熟、對化工生產自動化控制的認識不足、對先進的機械設備的了解不足等問題。這既浪費了資金，又導致工作無法取得明顯的效果。因此，對化工自動化控制和應用進行研究有較大的現實意義。

1 化工自動化控制技術

1.1 概念

化工自動化指的是在化工生產過程中，以化工生產為主控對象，以自動化控制技術為工具，以精準、科學的控制算法和控制方案為手段協調好控制理論與控制技術的關系，將從原料加工到成品產出的全過程融合到自動化控制系統中，從而有效控制化工生產過程中的溫度、流量、壓力和液位等模擬量，真正實現化工自動化控制。

1.2 實現化工生產自動化控制的前提條件

想要實現化工生產自動化控制，僅有優秀的技術服務品質是不夠的，還需要滿足以下3個要求：①使用的技術系統必須先進，自動化設備要能有效控制溫度、流量、壓力、液位等模擬參數。②制訂實施方案時，相關人員要考慮多種突發狀況，力求周密。此外，控制平臺應具有較高的穩定性。③操作人員需要足夠專業，對自動化控制系統要有深入的了解，能科學地管理和操作自動化控制系統。

2 化工生產中的過程控制

2.1 過程檢測和故障診斷

在化工生產中，利用過程檢測和故障診斷技術有利于操作人員第一時間發現故障和及時維修設備，從而提高設備生產的安全性，使化工生產及其設備運行更加可靠。

2.1.1 過程檢測

從理論上講，為了更好地分析數據，過程檢測對象應為解析模型。然而，實際生產過程較為復雜，難以建立精確的模型。因此，在實際工作中，只能合理地組合多種簡單的模型，從而建立較為精確的解析模型用于過程檢測。

2.1.2 故障診斷

運用故障診斷有利于及時發現設備中存在的故障，具體診斷過程為：利用各種儀器測量并記錄模擬量數據，并加以統計，與標準數據比較。如果存在較大的波動，超出了正常范圍，則警報器會發出故障警報。

2.2 儀表監控

操作人員通過各類儀表可以直接測出相關數據，并將數據量化，從而有效評測化工生產的狀態，這對故障預防而言非常重要。

2.3 分布式控制系統和可編程邏輯控制器

目前，微處理器、大規模及超大規模集成電路在化工生產領域的應用非常廣泛，傳統儀表逐漸被分布式控制系統、可編程邏輯控制器替代。比如，DCS、PLC的性能優良、功能強大，數據處理能力非常強。為了完善各種功能，DCS系統引入了工控機、PC平臺系統。值得一提的是，PC平臺的軟件資源的性價比極高。此外，FCS的發展也非常迅速，實用性較強，是世界上較為先進的控制系統。FCS主要特點有以下3點：①核心是總線結構。一旦確定總線協議，相關技術、設備也會確定。②若總線控制系統開放性強，操作協調性會很好。若總線類型一定，總線協議一定，那么其操作性就強。③建立在數字智能裝置上的現場總線控制系統結構分散，用戶現場接線較為便捷，利用單個現場儀表即可實現多變量通信。值得一提的是，即使儀表的制造廠商不同，也不會影響操作。此外，現場總線控制系統還具有簡單、易維護的特點。

FCS控制系統具有的特點可有效提高控制系統的可靠性，確保其安全、穩定運行。因此，FCS在化工生產中獲得了非常廣泛的應用。

3 緊急停車系統

3.1 緊急停車

在化工生產中，緊急停車系統的運行基礎是化工自動化控制系統。如果不具備強大的化工自動化控制系統，緊急停車系統就無法有效發揮作用，化工生產的可靠性也無法得到保障，進而直接威脅著操作人員的生命安全和企業的財產安全。

在工業生產中，停車有以下3種形式：①正常停車，指在檢修生產設備時的有計劃的停車；②部分緊急停車，比如生產設備故障、電氣設備故障時導致的意外停車；③全面緊急停車，指在生產過程中遇到停水、停電、停汽時不得不緊急停車的情況。

3.2 緊急停車系統遵循的原則

緊急停車系統應遵循以下4個原則：①獨立設置原則。應防止出現設備關聯，進而影響正確執行緊急停車操作的情況。②中間環節最少原則。任何儀器、儀表都可能出現故障，中間環節越多，系統越不可靠，因此，應防止中間儀器故障，進而影響緊急停車操作。③冗余原則。應增加備用單元，提高緊急停車操作的穩定性。④故障安全原則。應周密設計檢測、執行單元。

4 結束語

綜上所述，本文圍繞化工自動化控制技術，主要研究了其在化工生產過程控制中的應用。此外，還具體分析了其在緊急停車系統中的應用，這對提高化工生產的安全性意義重大。目前，我國正在逐步提升對化工生產的安全要求，這間接推進了自動化控制技術的不斷進步。因此，我們應該投入更多的資金，加大對自動化控制系統的研究力度，不斷提高自動化控制系統的運行水平，使自動化控制系統在化工生產安全管理方面的作用更加突出，從而在保證收益的同時，最大限度地提高化工生產的安全性。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕