現(xiàn)代化工儀表及化工自動化的過程控制分析

孟祥翀

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與科技的不斷進(jìn)步，自動化技術(shù)已經(jīng)成功投入到現(xiàn)代化工儀表的工作進(jìn)程中，自動化的應(yīng)用推動了化工儀表的發(fā)展，同時給我國化工企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。本文對化工生產(chǎn)中自動化儀表的控制進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：化工儀表 自動化 控制

一、對我國化工業(yè)常用的自動化儀表進(jìn)行分析

根據(jù)實際應(yīng)用情況，我國工業(yè)化生產(chǎn)中，常用的化工儀表自動化種類有如下幾種：

1）化工生產(chǎn)中，壓力儀表至關(guān)重要，因為沒有壓力，廠房設(shè)備和人員的安全都無從談起，生產(chǎn)的順利進(jìn)行更是無法保障。常用的壓力范圍是負(fù)壓到300Mpa，這是相對于高壓聚乙烯反應(yīng)容器而言。測量壓力的原理有多種，根據(jù)不同的測壓原理，一般選用不同種類的壓力儀表，最為常用的壓力儀表有三類，分別是彈性式、活塞式（壓力校驗儀）和液柱式。壓力儀表的應(yīng)用范圍也十分廣泛，高溫介質(zhì)、腐蝕介質(zhì)、易結(jié)晶介質(zhì)等諸多介質(zhì)都可以做壓力測量，而且測量的精度相當(dāng)高，可以達(dá)到0.1級，這是我國工業(yè)水平不斷提高的結(jié)果。

2）。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，流量儀表的應(yīng)用最為廣泛，流量測量所獲得的參數(shù)內(nèi)容豐富，所以，對流量儀表的研究是化工儀表自動化研究中的重中之重。流量指的是單位時間內(nèi)流經(jīng)有效截面的流體的體積和質(zhì)量，有的時候，甚至需要應(yīng)用流量計算儀來測量一定時間內(nèi)流體的流量和體積。測量流量原理的采用是根據(jù)流體介質(zhì)的不同而劃分的，測量流量可以分為測量體積流量和測量質(zhì)量流量。常用容積法和速度法來測量流量的體積；常用推導(dǎo)法和直接法來測量流量的質(zhì)量。

3）在化工生產(chǎn)中，對溫度的測量與監(jiān)控是不可或缺的。溫度儀表的指示范圍是-200+1800℃，工業(yè)生產(chǎn)中所用的溫度儀表無非兩種，即熱電阻和熱電偶，且采用接觸式的測量方式。溫度控制實現(xiàn)自動化是必然的趨勢，這與現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用有直接聯(lián)系。

4）在線過程分析儀是化工生產(chǎn)中實現(xiàn)控制和分析完全自動化的必要保證。和以往的化工生產(chǎn)相比，現(xiàn)代化的化工生產(chǎn)過程更注重工藝參數(shù)的自動化測量與控制，均是通過應(yīng)用在線過程分析儀來實現(xiàn)。在線過程分析儀的采用是產(chǎn)品質(zhì)量合格與否的間接保證，且應(yīng)用在線過程分析儀并不是一種儀器的使用，一般是多套儀器的配合使用，核磁、原子吸收、液相色譜等十幾種儀器多為我國化工生產(chǎn)中所采用。

5）物料儀表其主要是用于對液位的測量，測量的對象是原料、半成品或者成品。由于測量方式的不同，物料儀表種類眾多，隨著化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，石化行業(yè)對物料儀表的精度上提出更高要求，精度較高的磁致伸縮式（0.05%）、雷達(dá)式（0.3%）和矩陣渦流式（±1mm）液位計應(yīng)用廣泛。物料儀表雖種類眾多，但除浮力式儀表可以通用外，其余的皆不可通用，這是由被測物料的特性所決定的。

二、現(xiàn)代化工自動化過程控制技術(shù)

在化工生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)的化工儀表在工作過程中導(dǎo)致產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生一定的誤差，甚至出現(xiàn)一些次品等情況，對產(chǎn)品的檢測等工作也會由于員工的技術(shù)能力有限同時受主觀原因的影響而無法對產(chǎn)品的參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的測量。人工的檢測能力畢竟有限，而且員工對化工產(chǎn)品中的某些化學(xué)藥劑參與直接的檢測與生產(chǎn)存在一定的危險，在控制過程中由于儀表的運(yùn)行速度慢與運(yùn)行規(guī)律性較差而導(dǎo)致出現(xiàn)一些失誤。在儀表出現(xiàn)故障時，如果不能及時發(fā)現(xiàn)，則會出現(xiàn)一些不合格的產(chǎn)品通過檢測?；x表中投入自動化技術(shù)有效避免了以上的缺點，使化工產(chǎn)品的檢測更加智能化，在一定程度上取代了工人的勞動，同時取代了常規(guī)的化工儀表，在降低現(xiàn)代化工儀表受外界的環(huán)境因素影響的基礎(chǔ)上，對工藝的生產(chǎn)與檢測要求有了更敏感的控制，，大大提高了化工儀表的運(yùn)行速度與工作效率，使現(xiàn)代化工儀表有了更完善的體系。自動化技術(shù)在化工儀表中的應(yīng)用使工業(yè)生產(chǎn)對產(chǎn)品的參數(shù)有了更加嚴(yán)格的要求，在控制過程中能夠進(jìn)行獨(dú)立、智能地運(yùn)行，推進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1）化工自動化的可編程功能

現(xiàn)代化工儀表的生產(chǎn)過程中引入了計算機(jī)技術(shù)，使儀表的運(yùn)行狀態(tài)更容易掌控，化工儀表的自動化運(yùn)行可通過編程來進(jìn)行控制，將相應(yīng)的運(yùn)行程序輸入到控制電路中，來為儀表的動作提供依據(jù)，在一定程度上降低了化工儀表控制的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的化工儀表的控制過程非常復(fù)雜，需要經(jīng)過多方面儀器的共同合作來完成，現(xiàn)代化工儀表的自動化過程中的可編程功能在一定程度上取代了復(fù)雜的電路，節(jié)省了一定的空間，同時提高了化工儀表檢測運(yùn)行過程的準(zhǔn)確性，使儀表的控制性能得到了一定的優(yōu)化。

2）化工自動化的計算功能

化工儀表在工作過程中需要對工藝的某些參數(shù)進(jìn)行檢測，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來判斷產(chǎn)品的合格與否，但在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中，人工的計算能力有限，對復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析很難得到明確的結(jié)果而且所得到的結(jié)果很容易出現(xiàn)錯誤，自動化技術(shù)的引用使化工生產(chǎn)過程中的計算功能得到了一定的改善，通過運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)，將大量的數(shù)據(jù)輸入到計算機(jī)中，通過使用專業(yè)的計算軟件來對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，化工儀表在運(yùn)行過程中需要乘或除一個定制來確定最大值和最小值，通過化工儀表中的計算功能大大節(jié)省了勞動力和計算所需的時間，同時還能對處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行長時間地保存，以便以后的查閱，提高化工儀表運(yùn)行的準(zhǔn)確性，充分體現(xiàn)了化工自動化的優(yōu)越性。

3）化工自動化的執(zhí)行功能

傳統(tǒng)的化工儀表控制過程中需要人為的對儀表進(jìn)行操作，由于員工的主觀原因以及不同工藝產(chǎn)品的不同要求會對化工儀表的控制過程造成一定的影響，化工生產(chǎn)中的某些化學(xué)藥品具有一定的腐蝕性或危害，需要在密閉的空間進(jìn)行檢測，在對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢測時，可能會由于員工疏忽而造成一定的后果，通過編程對化工儀表的運(yùn)行進(jìn)行控制，進(jìn)而執(zhí)行相應(yīng)的工作任務(wù)，其執(zhí)行功能能夠降低員工在工作中的危險，在較復(fù)雜的過程控制中還可以降低工作人員的勞動力，對化工產(chǎn)品的溫度、壓力、物位以及流量做出精準(zhǔn)的判斷，對于不符合要求的工藝做出及時和準(zhǔn)確的反應(yīng)，當(dāng)化工儀表在工作過程中一旦發(fā)生故障，通過化工自動化的執(zhí)行功能，可對其進(jìn)行及時的判斷，并發(fā)出停止儀表的不正常運(yùn)行命令，提高對工藝產(chǎn)品參數(shù)的檢測準(zhǔn)確性。

三、自動化儀表在化工生產(chǎn)中的發(fā)展趨勢

以計算機(jī)在自動化控制為例，現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)中，已經(jīng)越來越普遍地運(yùn)用計算機(jī)對連續(xù)工作的對象進(jìn)行自動控制，計算機(jī)不僅能對被控對象及時采集信號，進(jìn)行計算處理，動態(tài)地發(fā)布命令，并且可精確地在允許的時間范圍內(nèi)完成對被控對象的自動調(diào)節(jié)。此外，用計算機(jī)實現(xiàn)實時控制，不僅可以提高控制的準(zhǔn)確性，降低生產(chǎn)成本，還可大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。未來化學(xué)工業(yè)中自動化儀表的發(fā)展離不開計算機(jī)信息技術(shù)的支持，只有把計算機(jī)數(shù)字化技術(shù)充分運(yùn)用到自動化工業(yè)儀表中，才能使自動化工業(yè)儀表朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、總線化、開放性的方向進(jìn)一步發(fā)展。

結(jié) 論：隨著自動化技術(shù)在現(xiàn)代化工儀表中的滲入，使化工生產(chǎn)過程控制中設(shè)計到的各個模塊都變得更加智能化，這在一定程度上不但減小了工人的體力勞動，為員工的健康和安全提供一定的保障，現(xiàn)代自動化儀表設(shè)備還取代一些功能單一的簡單邏輯電路，節(jié)省出大量的空間，通過使用計算機(jī)進(jìn)行編程和分析，大大提高了化工生產(chǎn)的效率，在原有的基礎(chǔ)上提高了化工儀表的執(zhí)行能力，當(dāng)儀表發(fā)生故障時做出準(zhǔn)確的判斷和正確的反應(yīng)，使現(xiàn)代化工儀表的運(yùn)行環(huán)境更加安全，同時也為我國的經(jīng)濟(jì)帶來巨大的效益。

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