現(xiàn)代化工儀表及化工自動(dòng)化的過(guò)程控制分析

顏利兵

（湖南省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司湖南株洲412000）

現(xiàn)代化工儀表及化工自動(dòng)化的過(guò)程控制分析

顏利兵

（湖南省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司湖南株洲412000）

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)電氣技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)也與時(shí)俱進(jìn)積極將各種自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。正是因?yàn)楝F(xiàn)代化工儀表及其自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用，才帶動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)效率的大幅提升。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，我們必須重視對(duì)現(xiàn)代化儀表及其化工自動(dòng)化的過(guò)程控制，只有這樣才能真正提高工業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)效率。

現(xiàn)代化工儀表；化工自動(dòng)化；過(guò)程控制

隨著國(guó)內(nèi)電氣工程技術(shù)的迅速發(fā)展，各類(lèi)自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中，現(xiàn)代化工儀表與其自動(dòng)化的推廣、應(yīng)用，大幅提升了工業(yè)生產(chǎn)的效率。因此，在實(shí)際化工生產(chǎn)過(guò)程中，必須對(duì)現(xiàn)代化儀表與化工自動(dòng)化過(guò)程控制引起高度重視。本文筆者就化工自動(dòng)化概念與意義、化工儀表的自動(dòng)化控制功能、過(guò)程控制技術(shù)以及自動(dòng)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(dòng)化的定義及其重要性

所謂化工自動(dòng)化，就是將許多自動(dòng)化設(shè)備配置在化工生產(chǎn)設(shè)備上，用來(lái)替代傳統(tǒng)的手工操作，最終使生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，化學(xué)工業(yè)作為一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)，所充當(dāng)?shù)淖饔貌豢苫蛉?，一般?lái)說(shuō)，化學(xué)生產(chǎn)均處于在一個(gè)特定的封閉空間之中，這樣就會(huì)對(duì)人工的操作產(chǎn)生制約，另一方面，運(yùn)行空間的封閉性與化學(xué)藥劑等特性，這些原因?qū)е抡麄€(gè)化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在著危險(xiǎn)性。為充分確保化工生產(chǎn)順利進(jìn)行，使其不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害，必須嚴(yán)格監(jiān)控各項(xiàng)工藝指標(biāo)，而要想實(shí)現(xiàn)這一目的，必須應(yīng)用化工儀表自動(dòng)化技術(shù)。因此，化工自動(dòng)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(chǎn)安全。

2 化工儀表自動(dòng)化控制功能分析

可編程功能在化工儀表制造時(shí)置入計(jì)算機(jī)軟件元素，實(shí)現(xiàn)硬件軟化，尤其是在控制電路中使用較復(fù)雜功能的控制軟件，對(duì)化工儀器儀表進(jìn)行改造，可以使得儀表內(nèi)部的控制結(jié)構(gòu)大幅簡(jiǎn)化，同時(shí)大大提高了儀表性能、運(yùn)行速率。

計(jì)算功能在化工儀表設(shè)計(jì)中加入微型計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)儀表自動(dòng)化計(jì)算。因此，化工儀表自動(dòng)化計(jì)算實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)的計(jì)算，且在一定程度上保證了計(jì)算的準(zhǔn)確性。在化工儀表實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中，自動(dòng)化化工儀表計(jì)算功能的優(yōu)勢(shì)就會(huì)得到體現(xiàn)，從而對(duì)工作程序進(jìn)行了簡(jiǎn)化，節(jié)省勞動(dòng)力、提高生產(chǎn)效率。

記憶功能一般的傳統(tǒng)化工儀表應(yīng)用的是硬件設(shè)備，記錄形式比較單一，基本上只能對(duì)某一階段的狀態(tài)進(jìn)行記錄，不能及時(shí)保存太過(guò)復(fù)雜的實(shí)際工作狀態(tài)，下一階段新?tīng)顟B(tài)進(jìn)行時(shí)，之前記錄的狀態(tài)就會(huì)被刪除。在自動(dòng)化儀表引入后，因計(jì)算機(jī)本身具有強(qiáng)大的儲(chǔ)存功能，設(shè)備新老狀態(tài)均會(huì)一直記錄，方便日常查看，做出相應(yīng)調(diào)整。

復(fù)雜控制功能在化工儀表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作之后，常規(guī)儀表不能完成的操作功能在自動(dòng)化化工儀表中可得以完整的處理，對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程中的復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的控制、運(yùn)行，大幅降低了化工生產(chǎn)過(guò)程的故障率。

自動(dòng)化故障監(jiān)督功能化工儀表顯示、記錄了整個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)與信息?；诂F(xiàn)代化工自動(dòng)化儀表，因其安裝有微機(jī)處理系統(tǒng)，可以較為精細(xì)、準(zhǔn)確地尋找到故障數(shù)據(jù)，為故障排除、故障檢修人員帶來(lái)方便，維修、檢查時(shí)間得以節(jié)省，又提高了化工生產(chǎn)效率。自動(dòng)化故障監(jiān)督功能保證相關(guān)工作人員及時(shí)掌握現(xiàn)代化工過(guò)程中可能存在的問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行有效避免，以促進(jìn)現(xiàn)代化工的安全性、穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

3 現(xiàn)代化工儀表及化工自動(dòng)化過(guò)程控制措施

由于化工生產(chǎn)多在封閉容器中完成，很難進(jìn)行人工操作，再加上化工生產(chǎn)通常都具有較高的危險(xiǎn)性，因此，為了實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的高效、安全進(jìn)行，就對(duì)其各種工藝進(jìn)行合理、科學(xué)控制。而現(xiàn)代化工儀表及其自動(dòng)化的出現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)高效而安全的生產(chǎn)活動(dòng)創(chuàng)造了可能。在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中，現(xiàn)代化工儀表及化工自動(dòng)化的過(guò)程控制情況如何，直接決定了生產(chǎn)活動(dòng)安全性與效率的高低。筆者將現(xiàn)代化工儀表及化工自動(dòng)化的過(guò)程控制技術(shù)詳細(xì)分析如下：

3.1 集散控制技術(shù)

當(dāng)前的新型集散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)覆蓋了企業(yè)管理層、車(chē)間廠房、單元控制、現(xiàn)場(chǎng)儀表。在實(shí)際工作過(guò)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(zhǔn)確性以及實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)。集散控制系統(tǒng)能夠依靠于本身具有的歷史描繪、報(bào)警、提供人工參數(shù)、曲線打印等功能，體現(xiàn)手動(dòng)與自動(dòng)切換的人性化特點(diǎn)。從相關(guān)的統(tǒng)計(jì)與實(shí)踐反饋的資料顯示出化工企業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中引進(jìn)集散控制系統(tǒng)所需要的資金在整個(gè)生產(chǎn)設(shè)備中占據(jù)到10～16%。在化工生產(chǎn)中應(yīng)用的甲醛危險(xiǎn)性較高，對(duì)氧化反應(yīng)器、二元混合器等高危設(shè)備，必須安裝安全連鎖裝置、報(bào)警裝置后方可進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)。

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(chǔ)、邏輯瞬即、計(jì)時(shí)運(yùn)算、內(nèi)部計(jì)數(shù)與D/A、A/D恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行數(shù)字輸出以及模擬輸出，對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格、靈活控制。對(duì)比傳統(tǒng)繼電器及單片機(jī)，可編程邏輯控制器具有體積小、抗干擾性能強(qiáng)、可靠性較高、通用性好以及維護(hù)便捷等優(yōu)點(diǎn)。作為高濃縮小型計(jì)算機(jī)的可編程邏輯控制器，能夠?qū)ぱb置實(shí)現(xiàn)精確、有效控制，以保證化工工業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)順利開(kāi)展。與傳統(tǒng)繼電器的差別是在進(jìn)行工藝調(diào)整時(shí)，不需要重新進(jìn)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(duì)成熟，多數(shù)生產(chǎn)廠家均配套有軟件包，覆蓋了通信、組態(tài)、編程、調(diào)試、運(yùn)動(dòng)以及故障診斷等功能。常用的可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜w了信息層、設(shè)備以及過(guò)程管理。在實(shí)際的過(guò)程控制中，可以對(duì)整個(gè)車(chē)間或者整個(gè)企業(yè)裝置進(jìn)行控制；應(yīng)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(yīng)用于化工生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，主要有自帶系統(tǒng)、壓縮機(jī)等。在實(shí)際生產(chǎn)工作中，均能與集散控制技術(shù)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(dòng)化水平、生產(chǎn)能力以及生產(chǎn)效率。

4 發(fā)展前景分析

現(xiàn)代化自動(dòng)化儀表引入到化工生產(chǎn)中，主要是為了使生產(chǎn)安全、順利進(jìn)行，因此，記錄、調(diào)控生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，這是非常有必要的一件事情，由于經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展以及科技的更新?lián)Q代，更多的化工新型設(shè)備被研發(fā)出來(lái)，同時(shí)化工設(shè)備相互間的連接途徑變得愈發(fā)繁瑣，為充分保障相關(guān)設(shè)備處于安全運(yùn)行狀態(tài)之中，有關(guān)機(jī)構(gòu)加大投入力度，從資金以及人力等方面加強(qiáng)投入，在生產(chǎn)中應(yīng)用自動(dòng)化儀表技術(shù)與原理，以此來(lái)控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。從而為推動(dòng)現(xiàn)代化工自動(dòng)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(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用肯定會(huì)更加廣泛，將會(huì)發(fā)揮更大的作用。

5 結(jié)論

隨著化工儀表的廣泛應(yīng)用，加強(qiáng)現(xiàn)代化工儀表及化工自動(dòng)化過(guò)程控制越來(lái)越重要，要想進(jìn)行此研究，必須在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化工理論和實(shí)踐應(yīng)用有效結(jié)合的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)的深人分析，不僅要加強(qiáng)對(duì)主站系統(tǒng)的深人分析，還要加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備和裝置的深人分析，另外還要在結(jié)合化工機(jī)械運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究阱。在現(xiàn)代化工生產(chǎn)故障產(chǎn)生后，通過(guò)實(shí)現(xiàn)化工儀表自動(dòng)化，增加全微機(jī)化設(shè)備，可以從根本上提升故障清除率，大大降低經(jīng)濟(jì)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(xiàng)目管理工作。