化工儀表中智能自動化的應用

孟祥翀

摘 要：在化工生產(chǎn)中，時常需要各種各樣的儀表來輔助生產(chǎn)，這是為了整個化工生產(chǎn)過程的安全和生產(chǎn)的產(chǎn)品合格，儀表的使用對化工生產(chǎn)來說具有重要的意義。特別是在目前的自動化技術背景下，化工生產(chǎn)的自動化使得化工自動化儀表的普及和推廣更為深入，為化工生產(chǎn)領域做出了巨大的貢獻。儀表在化工生產(chǎn)中起著重要作用，儀表失準或故障將可能引起安全事故，智能自動化技術在化工儀表中的應用能大大提高化工生產(chǎn)安全系數(shù)。

關鍵詞：化工儀表；智能自動化；應用

一、智能自動化儀表在化工生產(chǎn)中的功能及優(yōu)勢

化工自動化儀表自身有很多優(yōu)點是傳統(tǒng)的自動化設備所無法比擬的。化工自動化儀表采用的是微電腦芯片及技術，不僅可以減少所占用的空間比例，而且其抗干擾能力比較強，能夠有效的解放生產(chǎn)力和提高生產(chǎn)效率。自動化儀表的優(yōu)勢功能具體上有以下幾個方面：

1）可編程

計算機的軟件大規(guī)模地應用于儀表是自動化儀表可編程功能的主要來源。不可否認，計算機的發(fā)展極大地改善了人們的生活，幾乎涵蓋了人們生活的方方面面，自動化儀表也是計算機發(fā)展頗為受益的一類。通過將計算機應用程序運用到儀表之中，傳統(tǒng)的順序控制被存儲控制程序所取代。另外，大量的控制、定時電路被大量節(jié)省下來。所以計算機的可編程程序是簡化自動化儀表硬件結構最大功臣。

2）可進行數(shù)據(jù)處理

在自動化儀表中，微處理器和軟件的運用貢獻著很大的力量，不僅可以提供更為豐富的處理功能，還可以分擔傳統(tǒng)測量中硬件過大的負荷問題，從而在化工生產(chǎn)時，可以最大限度地發(fā)揮檢索、優(yōu)化的作用。

3）可精確計算

快速而高效地完成信息處理是計算機的一大優(yōu)勢，精確計算是其他設備無法與之比擬的，自動化儀表內(nèi)置有計算機功能，所以可以依照事先已經(jīng)編寫好和存儲好的程序自動、高速、精確地進行信息處理，從而提高化工生產(chǎn)的社會生產(chǎn)率。

4）可記憶

計算機有存儲記憶的功能，能夠保存原始數(shù)據(jù)、中間結果、最終結果和計算程序，所以操作者可以快速地將所需要的東西查找出來。在自動化儀表中使用計算機，計算機的存儲器就可以發(fā)揮作用——記憶。并且可以將多種不同狀態(tài)下的信息進行記憶，不僅可以方便信息的調(diào)用，而且可以利用這些信息及時方便地解決化工生產(chǎn)中遇到問題。

5）可自診斷

通過通信器可以查出變送器自診斷的故障結果信息。智能儀表建立在微電子技術發(fā)展的基礎上，超大規(guī)模集成電路的嵌入，將CPU、存儲器、A/D轉換、輸入/輸出等功能集成在一塊芯片上，甚至將PID控制組件也置入其中。加之現(xiàn)場總線的應用，智能儀表與控制系統(tǒng)之間的數(shù)字通訊將替代以往的模擬傳遞，大大提高了精度和可靠性，避免了模擬信號在傳輸過程中的衰減，長期難以解決的干擾問題得到解決。此外，由于數(shù)字通訊，節(jié)省了大量電纜、安裝材料和安裝費用。

二、化工儀表中智能自動化的應用

化工儀表自動化、智能化是當前儀表發(fā)展的主流趨勢，更是時代發(fā)展和化工生產(chǎn)的必然需要。傳統(tǒng)化工儀表精確性低，已難以滿足當前化工生產(chǎn)需要。化工生產(chǎn)中若儀表出現(xiàn)故障，造成安全事故，導致化工污染或爆炸現(xiàn)象，后果不堪設想。智能自動化儀表具有自動信息監(jiān)測、轉化功能，能將輸入信號轉換成輸出信號，且這類儀表通常能夠融入到自動化系統(tǒng)當中進行應用，能大大提高生產(chǎn)效率，降低人工控制強度。化工生產(chǎn)具有一定特殊性和復雜性，對各項變量控制有著較高要求，儀表必須直觀、準確、易用，而傳統(tǒng)控制模式效率低，效果差。

智能自動化儀表應用，由計算機軟件進行控制，軟件參數(shù)可根據(jù)生產(chǎn)實際情況進行設置，所以儀表控制更具針對性，利用簡單軟件編程便可完成復雜控制功能，且能夠進行誤差修正，能把數(shù)據(jù)誤差降到最低。

智能自動化儀表具體應用安裝中，必須嚴格執(zhí)行工藝規(guī)范，確保安全系數(shù)。例如，有害氣體檢測儀表的應用。相關規(guī)定明確指出：可能散發(fā)可燃氣體的場所必須設置可燃氣體檢測儀表；使用或生產(chǎn)涉及甲類氣體或乙A類液體場所，必須設置監(jiān)測探頭；可能造成甲類氣體泄漏的現(xiàn)場必須設置檢測儀表；生產(chǎn)中涉及甲B類液體存儲、裝卸現(xiàn)場，必須安裝有毒氣體檢測儀表。在儀表安裝中，安裝位置應不大于釋放源十五米，若室外考慮到風向問題則不大于五米。另外，應將儀表接入網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡化儀表控制，將計算機與儀表連接起來，利用自動記錄和自動組織聯(lián)想功能來實時分析儀表數(shù)據(jù)，將示波器連接到WEB，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時調(diào)取和查看，進行遠程數(shù)據(jù)采集，并檢測臨界值，借助網(wǎng)絡化環(huán)境來進行智能測量，高效完成各項變量測量，將數(shù)據(jù)實時反饋到控制中心，傳送到需要這些信息的部門，進行自動備份上傳到服務器對數(shù)據(jù)進行保存。這些保存在服務器上的數(shù)據(jù)不易丟失，便于調(diào)用，能夠降低數(shù)據(jù)管理難度和費用。另外，這種儀表網(wǎng)絡模式，實際操作中技術人員不必親臨現(xiàn)場就能夠完成數(shù)據(jù)分析工作，數(shù)據(jù)分析效率更高，響應速度更快。但具體應用中，必須做好智能自動化儀表維護工作。

智能自動化儀表精密度較高，所處環(huán)境復雜特殊，易受到外界環(huán)境干擾和影響，若不定期對其維護，將造成儀表失靈或失準，便很難保證測量數(shù)據(jù)的準確性，甚至會導致誤操作、誤動等現(xiàn)象的發(fā)生，這十分不利于安全生產(chǎn)。因此，要及時進行維護、檢修、置換，對儀表準確性進行調(diào)試。若發(fā)現(xiàn)儀表發(fā)生故障，及時進行處理，保障生產(chǎn)安全。

三、對于智能儀表技術及其應用未來發(fā)展方向的建議

1）智能儀表的智能化程度有待進一步提高

智能儀表的智能化程度表征著其應用的廣度和深度，目前的智能儀表還只是處于一個較低水平的初級智能化階段，但某些特殊工藝及應用場合則對儀表的智能化提出了較高的要求，而當前的智能化理論，如：神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、小波理論、混沌理論等已經(jīng)具備潛在的應用基礎，這就意味著我們有必要也有能力結合具體的應用需要下大氣力開發(fā)高級智能化的儀表技術。

2）智能儀表的穩(wěn)定性、可靠性有待長期和持續(xù)的關注

儀表運行的穩(wěn)定性、可靠性是用戶首要關心的問題，智能儀表也不例外，隨著智能儀表技術的不斷拓展、新型的智能儀表也將陸續(xù)投放市場，這需要我們始終把握一個原則：每一項智能新技術的應用有待實踐的檢驗，是否用戶有信心和勇氣敢于做“第一個吃螃蟹的人”。這就需要安全性、可靠性技術的并行開發(fā)。

3）智能儀表的潛在功能應用有待最大化

目前工業(yè)自動化領域的實際應用尚未將智能儀表的功能發(fā)揮最大化，而更多的只是應用了其總體功能的半數(shù)左右，而這一應用現(xiàn)狀的主要原因是，控制系統(tǒng)的總體架構忽略了諸如現(xiàn)場總線的技術優(yōu)勢，這需要儀表廠商與用戶建立良好的合作伙伴關系，加強長期合作，以短期投資促長期效益，通過建立“智能儀表+現(xiàn)場總線”的控制系統(tǒng)架構，確立優(yōu)化的投資觀念，達成和諧共贏的目標。

結 論：在化工生產(chǎn)過程中化工儀表發(fā)揮著重要作用，是順利生產(chǎn)，保障生產(chǎn)安全的重要基礎設施。化工生產(chǎn)具有一定危險性，所使用的原料多為易燃易爆危險品，所以生產(chǎn)中對各項變量參數(shù)的準確性要求較高，顯然傳統(tǒng)儀表已難以滿足現(xiàn)代化工生產(chǎn)需求，因此化工儀表中應積極應用智能自動化技術。在化工安全生產(chǎn)過程中，通過自動化控制技術，可以有效控制液位、壓力、溫度等參數(shù)。一旦出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會自動產(chǎn)出、報警、聯(lián)鎖、緊急切斷等功能，防范事故的發(fā)生，大大的提高了化工生產(chǎn)的安全指數(shù)。

參考文獻

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