化工自動化的發展趨勢及先進控制的應用

呂亞成（瑞孚信江蘇藥業股份有限公司，江蘇 鹽城 224555）

化工自動化的發展趨勢及先進控制的應用

呂亞成（瑞孚信江蘇藥業股份有限公司，江蘇 鹽城 224555）

伴隨著科學技術的快速發展，化學工業也慢慢朝向集成化、大型化的方向發展，化工生產自動化控制過程中使用的技術也越來越復雜，過去使用的控制措施已經很難很難能夠滿足當前的需求，化工自動化控制正在以非常快的速度發展。本文圍繞化工自動化的發展趨勢及先進控制的應用展開研究，首先分析了化工自動化的概念，然后介紹了化工自動化當前的發展趨勢，最后闡述了化工自動化先進控制的應用。

化工；自動化；發展趨勢；先進控制

對于當前世界形勢來說，國家與國家之間的競爭越來越激烈，國家之間的競爭歸根到底就是經濟實力的競爭。目前，化學工業已經發展成為我國社會主義市場經濟中的重要支柱型的產業，而且還是一種資金集中度高、能源密集程度高以及技術密集程度高的產業。化學工業在發展過程中需要消耗大量的能源。在很長一段時間以來，我國的化學工業技術發展都是十分的落后的，這也就導致化學工業在發展過程中需要消耗大量的能源，這也在很大程度上阻礙了化學工業的快速發展。如果想要改變這一情況，最重要的突破口就是必須要提高化學工業發展的技術，走科技創新的道路，通過使用一些先進技術來改變當前落后的現狀。

1 化工自動化

化工自動化是石油與化工等領域生產過程自動化的簡要稱謂。科技是一個國家興旺發達的不竭動力，對于自動化的技術的開發與實踐也已經逐漸地成為了衡量一個國家經濟和科技發展水平的重要標準，自動化技術水平的不斷提高能夠非常有力地推動社會進步與工業生產的發展。在一些化工機械上裝置自動化裝置，改變過去以人力為主的勞動，從而讓生產能夠通過機器設備來完成，像這樣通過使用自動化裝置來控制化工生產的手段，就被稱為化工自動化。

2 化工自動化的發展趨勢

2.1 檢測儀表更加多樣化、智能化、縝密化

過程檢測控制儀表指的是在進行工業生產的時候，對各個工藝參數做出及時的檢測和記錄的儀表。伴隨著目前石油產業的快速發展，生產過程的控制需要使用到更加高質量的儀表。從目前普遍使用的儀表的性能來看，儀表更加的智能化和數字化。當前在化工自動化中使用的儀表都是以微型計算機為重要核心，能夠通過微型計算機來實現自動化的校零、線性化控制和補償環境變化等等，除此之外還具有一些非常獨特的功能，比如說可以進行模型運算，而且還能夠使用人工智能技術。一般來說，在應用這種儀表的過程中還需要使用到聲波技術、微波技術以及激光技術等等，這些技術的綜合利用能夠有效地提高儀表的檢測精度。

2.2 過程控制裝置向開放的分布式監控趨勢發展

過程控制裝置主要包括分散型控制系統、可編程序控制器以及自動化系統，這些系統目前借助微型計算機處理技術的發展也正在快速的發展之中，而且開放度更高、精準度更強，能夠更好地綜合利用軟件技術和硬件技術，呈現出了十分明顯的分布式監控系統發展趨勢。

2.3 先進控制系統快速發展

在先進系統之中，把化工技術、化工工程、計算機、儀表等技術與各種理論進行了綜合，從而形成了一種更加先進的控制系統。通過使用先進控制系統，能夠有效地增強系統的適應能力，而且能夠有效地彌補系統本身存在的一些缺陷和不足，比如說系統本身具有的非線性和波動性等等。

3 先進控制的實際應用

3.1 過程變量數據的采集，處理和軟測量技術

過程變量數據的采集主要是說和整個生產過程存在著密切聯系的產量的數值的綜合，通過使用許許多多的實際測量數據來提高先進控制的精確度，這些數據都是通過實際的測量得到的，因此這些數據具有非常高的真實性和準確性。但是，對于實際的生產過程來說，也有個別的一些變量很難能夠進行準確的測量，比如說反應熱和飽和蒸汽壓等等，所以，在先進控制的過程中，這些很難準確測量的變量就需要通過使用一些軟測量技術來獲得。

3.2 先進控制的策略

在進行先進控制的時候，必須要使用一些科學合理的技術和方法，而且應該注重選擇適宜的控制結構，只有這樣才能夠保證先進控制的有效性。在進行先進控制的過程中需要格外重視的幾個問題有：

（1）在先進控制的過程中可能會出現一些具有明顯變化的變量，為了能夠更好地控制其性能，需要采用“透明控制”這種方式；

（2）如果想要更好地解決約束變量過程經常遇到的協調控制方面的問題，需要采用多變量預測控制的方式；

（3）在進行先進控制的過程中，經常使用到的控制方法有：串級、比值以及前饋控制等方法。在進行推斷控制的過程中，經常使用的策略方法有：基于模型基礎上的多個變量的預測控制、自適應控制等等。

（4）在先進控制之中，在線檢測與處理系統主要包括：故障缺陷的檢測、預測、判斷以及解決等等。

4 結束語

伴隨著目前科學技術的飛速發展，科學技術在化學工業生產過程中得到了非常普遍的應用，從化學工業在近十年的發展情況中可以看出，其具有兩個十分明顯的特點。首先，化學工業發展的規模愈來愈大；其次，生產技術水平愈來愈高。從這兩個特點也可以看出，化學工業生產技術一直處于持續的創新與發展之中，而且自動化水平也在快速地提高。本文研究了化工自動化的定義、化工自動化的發展趨勢以及先進控制的具體應用，希望能夠為化工自動化的發展提供有效的意見和建議，促進和推動化工自動化的快速發展。

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