化工儀表自動化及在生產(chǎn)中的應(yīng)用

張三剛

摘要：現(xiàn)如今，我國的科學(xué)技術(shù)水平在不斷提升，自動化在各行各業(yè)中都有越來越廣泛的應(yīng)用。化工行業(yè)是我國重要的經(jīng)濟支柱，在經(jīng)營生產(chǎn)中，離不開智能化儀表的有效應(yīng)用，通過自動化化工儀表的應(yīng)用可以保障化工生產(chǎn)的穩(wěn)定性及可靠性，保障生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。下面對此進行詳細(xì)的探討。

關(guān)鍵詞：化工儀表；自動化；生產(chǎn)；應(yīng)用；分析

1導(dǎo)言

當(dāng)前在經(jīng)濟不斷發(fā)展的前提下，科技水平越來越高，這也促使化工行業(yè)自動化程度的進一步提升。自動化儀表在化工生產(chǎn)當(dāng)中，逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。自動控制原理是基于人工進行調(diào)節(jié)操作的前提下逐漸演變而來的，自動控制的觀念就是模擬了人工對設(shè)備的操作程序。例如，對于某儲罐的液位進行控制時，如果采用人工操作的方法就是利用眼睛對儲罐的液位高度進行查看，在大腦中把看到液位高度與生產(chǎn)工藝要求的高度進行對比，如果觀察到儲罐的液位超出規(guī)定值，則用手把儲罐的輸出閥門的開度調(diào)大。而當(dāng)觀察到的儲罐液位低于規(guī)定的數(shù)值時，就應(yīng)用手把輸出閥門的開度調(diào)小，從而保證儲罐的液位處于規(guī)定的高度。

2現(xiàn)代化工自動化概念和意義

所謂的現(xiàn)代化工自動化生產(chǎn)，指的是在進行化工生產(chǎn)時，通過利用先進的科技設(shè)備，進行自動化生產(chǎn)。這主要是在進行化工生產(chǎn)過程中，通過自動化儀表設(shè)備來達(dá)到現(xiàn)代化快速生產(chǎn)的目的。在進行化工生產(chǎn)時，通過安裝智能生產(chǎn)設(shè)備來替代人工操作。借助這種方法，可以有效提升化工生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)穩(wěn)定性。現(xiàn)階段，我國化工行業(yè)作為重要的民生企業(yè)，保證其快速、安全、穩(wěn)定發(fā)展就變得尤為重要。但是在日常進行化工生產(chǎn)時，由于可燃和有毒物質(zhì)必須在密閉環(huán)境當(dāng)中進行生產(chǎn)，所以導(dǎo)致工作環(huán)境有一定的隱患。而若是停止化工生產(chǎn)，就會制約化工企業(yè)的發(fā)展，影響我國的經(jīng)濟建設(shè)。因此，在保證生產(chǎn)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該確保工作人員的生命安全，加強自動化儀表的研究和應(yīng)用。

3化工儀表自動化的控制原理與構(gòu)成

自動控制目標(biāo)的實現(xiàn)，是以人為調(diào)控為基礎(chǔ)上逐漸達(dá)成的，自動控制的觀念模仿了人工對設(shè)備的操作流程。比如，在對某儲罐液位調(diào)控過程中，若應(yīng)用人工操作方法，就需目測儲罐中液體的高度，在大腦中將所觀察到的液位高度和生產(chǎn)工藝相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行對照分析，若觀察發(fā)現(xiàn)儲罐的液位超過限定數(shù)值，則需通過手動方式將儲罐輸出閥門的開度向上調(diào)節(jié)，反之將輸出閥門的開度調(diào)小，進而使儲罐的液位高度符合相關(guān)規(guī)范要求。

4化工儀表及自動化

化工儀表是實現(xiàn)化工企業(yè)自動化控制的基礎(chǔ)元件，主要有測量變送儀表、顯示報警儀表等。

4.1測量變送儀表

該儀表由測量器件以及變送單元組成，是化工自動控制系統(tǒng)中對運行參數(shù)進行測量的關(guān)鍵元件，經(jīng)過變換處理之后輸送給控制器，作為控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件其測量的精準(zhǔn)程度決定著對控制對象的控制精度。該類自動化儀表可以對液位、壓力、流體、溫度等信號進行采集處理，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進行還出現(xiàn)了對物料的成分進行分析的測量儀表，可以對產(chǎn)品的質(zhì)量進行有效的管控。

4.2控制儀表

該類儀表可以作為簡單控制系統(tǒng)的控制器，可以對簡單的化工工藝進行自動化控制。檢測儀表把所采集到的各種運行參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號傳送給控制儀表，控制儀表把接收到的運行信號與設(shè)定值進行比較，判斷產(chǎn)生偏差情況，然后按著設(shè)定好的控制程序來對執(zhí)行機構(gòu)進行調(diào)整，最終使控制對象按著預(yù)定的數(shù)值來進行工作。控制儀表的輸入多為4～20m A或者1～5V的模擬信號，而電流信號可以通過250歐姆的電阻把其變換為對應(yīng)的1～5V的模擬信號，也可以利用通信端口實對測量信號的采集。控制儀表應(yīng)用最為廣泛的控制方法就是PID控制，執(zhí)行機構(gòu)的精度主要由PID內(nèi)的運行參數(shù)來確定的，對PID的參數(shù)設(shè)置應(yīng)該由專業(yè)的技術(shù)人員進行優(yōu)化和測試之后才能實際進行應(yīng)用。控制儀表應(yīng)該具備手動和自動雙重的控制方式，當(dāng)化工自動化系統(tǒng)投入應(yīng)用之后，首先應(yīng)用手動控制方式，當(dāng)系統(tǒng)進行到穩(wěn)定的狀態(tài)之后，方可改為自動控制方式。

4.3執(zhí)行儀表

執(zhí)行儀表也就是自動控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機構(gòu)，它接受來自控制器的運行指令來對控制對象進行不同的操作，比如，調(diào)節(jié)控制閥門的開度就可以改變管道中的流量大小，可以讓其按著預(yù)定的流量進行輸送物料。執(zhí)行機構(gòu)可以采用電動、氣動或液壓三種主要的方式。根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同來確定不同的執(zhí)行機構(gòu)，由于化工企業(yè)要求執(zhí)行機構(gòu)可以較快的動作，在不同的環(huán)境下可以安全的運行，大多采用氣動的執(zhí)行元件。

4.4顯示報警儀表

該類儀表是信號的聯(lián)鎖自動保護控制系統(tǒng)，是化工企業(yè)為了保證生產(chǎn)運行安全而設(shè)置的，別的控制領(lǐng)域也有所應(yīng)用。它不是自動化控制系統(tǒng)的組成部分，在生產(chǎn)運行當(dāng)中是不可或缺的重要單元，通利測量儀表傳送過來的信號，與設(shè)定的數(shù)值進行對比，對產(chǎn)生的偏差進行邏輯判斷以后確定是否實現(xiàn)安全保護、發(fā)出報警信號。

5提升化工自動化儀表的管理水平

5.1做好化工儀表設(shè)備的前期管理工作

通過以上分析可以明確化工生產(chǎn)中化工自動化儀表有廣泛的應(yīng)用，通過化工自動化儀表的應(yīng)用極大的提升了化工生產(chǎn)水平，因此為了保障化工自動化儀表運行的穩(wěn)定性以及可靠性，必須做好化工自動化儀表的管理工作。首先，做好化工儀表設(shè)備的前期準(zhǔn)備工作，設(shè)備采購人員一定要精心選擇化工儀表，選擇質(zhì)量可靠，性價比高的設(shè)備，強化設(shè)備的驗收工作；化工企業(yè)還應(yīng)該結(jié)合自身生產(chǎn)實際，從安全角度考慮，做好儀表設(shè)備的規(guī)劃工作，控制化工儀表設(shè)備的檢查工作，保障化工儀表的安全可靠性；儀表的調(diào)試安裝操作，保障化工儀表設(shè)備安裝的規(guī)范性，定期進行設(shè)備的檢查和維修，防止有不必要運行危險的出現(xiàn)。

5.2做好可編程功能的控制工作

做好可編程功能的控制工作，特別是對電路控制復(fù)雜的化工儀表，一定要融入計算機技術(shù)，保障自動化軟件有效控制，同時將化工儀表中的電路結(jié)構(gòu)進一步簡化。充分利用智能化系統(tǒng)，將化工儀表的自動化水平不斷提升，使其更符合現(xiàn)代化工生產(chǎn)的需要，更加智能化，更加人性化，發(fā)揮化工自動化儀表的生產(chǎn)促進優(yōu)勢。

5.3計算功能的控制

計算功能的控制，保障化工儀表生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)可編程功能控制在極大程度上提升了化工儀表生產(chǎn)的穩(wěn)定性，促進生產(chǎn)精確性的提升。計算機技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)編程操作，還能夠?qū)崿F(xiàn)計算功能，提升化工儀表生產(chǎn)的精確性。將計算機技術(shù)和自動化儀表結(jié)合起來，極大的增強了化工儀表的計算水平，減少了反應(yīng)時間，將化工儀表的大數(shù)據(jù)處理水平極大的提升。

6結(jié)論

綜上所述，化工自動化儀表在現(xiàn)代化工生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮化工自動化儀表的生產(chǎn)優(yōu)勢，必須做好相應(yīng)的管理工作，提升管理水平，應(yīng)用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)不斷提升化工儀表的自動化水平。化工儀表自動化技術(shù)是提升化工生產(chǎn)效率的要素之一，其能明顯增強對設(shè)備的控制水平。在應(yīng)用現(xiàn)代化儀表的生產(chǎn)實踐中，需結(jié)合生產(chǎn)工藝需求不斷對其進行完善，最大限度地將其實用價值在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中體現(xiàn)出來，為化工自動化水平提升、工業(yè)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)貢獻(xiàn)更大力量。

參考文獻(xiàn)

[1]王龍偉.提高化工儀表自動化管理水平的措施[J].化工設(shè)計通訊，2019，45（01）：187.

[2]郝剛.試論石油化工儀表自動化設(shè)備的維護措施[J].中國設(shè)備工程，2019（02）：39-40.

[3]卓越.化工儀表自動化現(xiàn)狀及改進措施[J].技術(shù)與市場，2019，26（01）：123+125.

[4]祁天軍.石油化工儀表自動化設(shè)備日常維護舉措研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39（01）：47-48.

[5]韓憲良.石油化工儀表中的自動化控制技術(shù)[J].化工設(shè)計通訊，2018，44（12）：99+132.

（作者單位：天津聯(lián)維乙烯工程有限公司）