現(xiàn)代化工儀表及化工自動化的過程控制分析

顏利兵

（湖南省工業(yè)設備安裝有限公司湖南株洲412000）

現(xiàn)代化工儀表及化工自動化的過程控制分析

顏利兵

（湖南省工業(yè)設備安裝有限公司湖南株洲412000）

近年來，隨著國內電氣技術的快速發(fā)展，工業(yè)生產也與時俱進積極將各種自動化技術應用到各個生產環(huán)節(jié)中。正是因為現(xiàn)代化工儀表及其自動化的廣泛應用，才帶動了工業(yè)生產效率的大幅提升。因此，在實際生產過程中，我們必須重視對現(xiàn)代化儀表及其化工自動化的過程控制，只有這樣才能真正提高工業(yè)的自動化生產效率。

現(xiàn)代化工儀表；化工自動化；過程控制

隨著國內電氣工程技術的迅速發(fā)展，各類自動化技術被廣泛應用于各個化工生產環(huán)節(jié)之中，現(xiàn)代化工儀表與其自動化的推廣、應用，大幅提升了工業(yè)生產的效率。因此，在實際化工生產過程中，必須對現(xiàn)代化儀表與化工自動化過程控制引起高度重視。本文筆者就化工自動化概念與意義、化工儀表的自動化控制功能、過程控制技術以及自動化儀表發(fā)展前景做初步探討分析，供同業(yè)人員參考。

1 化工自動化的定義及其重要性

所謂化工自動化，就是將許多自動化設備配置在化工生產設備上，用來替代傳統(tǒng)的手工操作，最終使生產實現(xiàn)自動化。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，化學工業(yè)作為一個支柱產業(yè)，所充當?shù)淖饔貌豢苫蛉保话銇碚f，化學生產均處于在一個特定的封閉空間之中，這樣就會對人工的操作產生制約，另一方面，運行空間的封閉性與化學藥劑等特性，這些原因導致整個化工生產環(huán)節(jié)存在著危險性。為充分確保化工生產順利進行，使其不會對環(huán)境產生危害，必須嚴格監(jiān)控各項工藝指標，而要想實現(xiàn)這一目的，必須應用化工儀表自動化技術。因此，化工自動化具有非常重要的作用：①能夠在很大程度上提高工作效率；②還能夠保障生產安全。

2 化工儀表自動化控制功能分析

可編程功能在化工儀表制造時置入計算機軟件元素，實現(xiàn)硬件軟化，尤其是在控制電路中使用較復雜功能的控制軟件，對化工儀器儀表進行改造，可以使得儀表內部的控制結構大幅簡化，同時大大提高了儀表性能、運行速率。

計算功能在化工儀表設計中加入微型計算機，從而實現(xiàn)儀表自動化計算。因此，化工儀表自動化計算實現(xiàn)了對復雜數(shù)據(jù)的計算，且在一定程度上保證了計算的準確性。在化工儀表實際運作過程中，自動化化工儀表計算功能的優(yōu)勢就會得到體現(xiàn)，從而對工作程序進行了簡化，節(jié)省勞動力、提高生產效率。

記憶功能一般的傳統(tǒng)化工儀表應用的是硬件設備，記錄形式比較單一，基本上只能對某一階段的狀態(tài)進行記錄，不能及時保存太過復雜的實際工作狀態(tài)，下一階段新狀態(tài)進行時，之前記錄的狀態(tài)就會被刪除。在自動化儀表引入后，因計算機本身具有強大的儲存功能，設備新老狀態(tài)均會一直記錄，方便日常查看，做出相應調整。

復雜控制功能在化工儀表實現(xiàn)自動化操作之后，常規(guī)儀表不能完成的操作功能在自動化化工儀表中可得以完整的處理，對化工生產過程中的復雜問題進行相應的控制、運行，大幅降低了化工生產過程的故障率。

自動化故障監(jiān)督功能化工儀表顯示、記錄了整個化工生產過程中的相關數(shù)據(jù)與信息。基于現(xiàn)代化工自動化儀表，因其安裝有微機處理系統(tǒng)，可以較為精細、準確地尋找到故障數(shù)據(jù)，為故障排除、故障檢修人員帶來方便，維修、檢查時間得以節(jié)省，又提高了化工生產效率。自動化故障監(jiān)督功能保證相關工作人員及時掌握現(xiàn)代化工過程中可能存在的問題，對其進行有效避免，以促進現(xiàn)代化工的安全性、穩(wěn)定性，提高生產經(jīng)濟效益。

3 現(xiàn)代化工儀表及化工自動化過程控制措施

由于化工生產多在封閉容器中完成，很難進行人工操作，再加上化工生產通常都具有較高的危險性，因此，為了實現(xiàn)化工生產的高效、安全進行，就對其各種工藝進行合理、科學控制。而現(xiàn)代化工儀表及其自動化的出現(xiàn)，為實現(xiàn)高效而安全的生產活動創(chuàng)造了可能。在實際生產活動中，現(xiàn)代化工儀表及化工自動化的過程控制情況如何，直接決定了生產活動安全性與效率的高低。筆者將現(xiàn)代化工儀表及化工自動化的過程控制技術詳細分析如下：

3.1 集散控制技術

當前的新型集散控制系統(tǒng)結構覆蓋了企業(yè)管理層、車間廠房、單元控制、現(xiàn)場儀表。在實際工作過程中，集散控制系統(tǒng)作為信息通道，具有系統(tǒng)性、全面性、準確性以及實時性等優(yōu)點。集散控制系統(tǒng)能夠依靠于本身具有的歷史描繪、報警、提供人工參數(shù)、曲線打印等功能，體現(xiàn)手動與自動切換的人性化特點。從相關的統(tǒng)計與實踐反饋的資料顯示出化工企業(yè)在生產環(huán)節(jié)中引進集散控制系統(tǒng)所需要的資金在整個生產設備中占據(jù)到10～16%。在化工生產中應用的甲醛危險性較高，對氧化反應器、二元混合器等高危設備，必須安裝安全連鎖裝置、報警裝置后方可進行生產活動。

圖1

3.2 可編程邏輯控制器

可編程邏輯控制器能夠經(jīng)用戶存儲、邏輯瞬即、計時運算、內部計數(shù)與D/A、A/D恰當?shù)剡M行數(shù)字輸出以及模擬輸出，對化工生產過程實現(xiàn)嚴格、靈活控制。對比傳統(tǒng)繼電器及單片機，可編程邏輯控制器具有體積小、抗干擾性能強、可靠性較高、通用性好以及維護便捷等優(yōu)點。作為高濃縮小型計算機的可編程邏輯控制器，能夠對化工裝置實現(xiàn)精確、有效控制，以保證化工工業(yè)生產各環(huán)節(jié)順利開展。與傳統(tǒng)繼電器的差別是在進行工藝調整時，不需要重新進行布線，只需要更改用戶程序，就可以提高工作效率。現(xiàn)階段，可編程邏輯控制器的發(fā)展相對成熟，多數(shù)生產廠家均配套有軟件包，覆蓋了通信、組態(tài)、編程、調試、運動以及故障診斷等功能。常用的可編程邏輯控制器網(wǎng)絡拓撲涵蓋了信息層、設備以及過程管理。在實際的過程控制中，可以對整個車間或者整個企業(yè)裝置進行控制；應用于規(guī)模較大的化工企業(yè)，可編程邏輯控制器已普遍應用于化工生產的各個環(huán)節(jié)，主要有自帶系統(tǒng)、壓縮機等。在實際生產工作中，均能與集散控制技術有較好地整合，且在一起配合使用，大幅提升了化工企業(yè)的自動化水平、生產能力以及生產效率。

4 發(fā)展前景分析

現(xiàn)代化自動化儀表引入到化工生產中，主要是為了使生產安全、順利進行，因此，記錄、調控生產過程中涉及到的各項數(shù)據(jù)，這是非常有必要的一件事情，由于經(jīng)濟的日益發(fā)展以及科技的更新?lián)Q代，更多的化工新型設備被研發(fā)出來，同時化工設備相互間的連接途徑變得愈發(fā)繁瑣，為充分保障相關設備處于安全運行狀態(tài)之中，有關機構加大投入力度，從資金以及人力等方面加強投入，在生產中應用自動化儀表技術與原理，以此來控制整個生產過程。從而為推動現(xiàn)代化工自動化儀表不斷發(fā)展創(chuàng)造條件。加上科技的不斷發(fā)展，化工自動化技術的應用肯定會更加廣泛，將會發(fā)揮更大的作用。

5 結論

隨著化工儀表的廣泛應用，加強現(xiàn)代化工儀表及化工自動化過程控制越來越重要，要想進行此研究，必須在實現(xiàn)現(xiàn)代化工理論和實踐應用有效結合的基礎上，加強對過程控制系統(tǒng)的深人分析，不僅要加強對主站系統(tǒng)的深人分析，還要加強對自動化設備和裝置的深人分析，另外還要在結合化工機械運行情況的基礎上進行研究阱。在現(xiàn)代化工生產故障產生后，通過實現(xiàn)化工儀表自動化，增加全微機化設備，可以從根本上提升故障清除率，大大降低經(jīng)濟損失。

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TQ056

A

1004-7344（2016）30-0237-02）

2016-9-16

顏利兵（1979-），男，工程師，主要從事工程項目管理工作。