試論儀器儀表與化工生產的自動控制

李建賓

【摘?要】隨著我國經濟以及技術的發展，我國在自動控制領域也是取得了較高的成就，而且該技術也是被廣泛的應用到我國的儀器儀表與傳統的化工生產方式相比，通過自動控制不僅有效的提高了儀器儀表與化工生產的檢修和生產效率，同時還可以有效的降低化工生產的成本，提升其安全性，本文也是在此基礎上，對儀器儀表與化工生產自動控制的應用進行相關的論述，希望通過本文的論述可以為我國化工行業的自動化發展提供一定的理論基礎。

【關鍵詞】自動控制;儀器儀表;化工生產;理論基礎

前言

現如今，在我國的工業二生產領域中，自動控制技術的運用越來越多，并且取得卓越的成效，而我國的儀器儀表與化工生產領域，也是廣泛的采用各種自動化控制系統，當然我國的自動控制系統發展迅猛，這就要求我國化工領域的相關的技術人員也能夠與時俱進，提升自身的技術積累以及水平，對接世界最新的自動化研究技術成果，同時積極的借助大數據以及云處理等數據處理手段，進行相應的問題總結以及完善，只有這樣才可進一步的優化我國儀器儀表與化工生產中自動控制所存在的各種問題。從而進一步提高我國化工企業的生產效率和質量。

一、自動化技術的作用和價值

在化工生產中應用自動化控制系統，不僅可以方便管理人員有效的控制管理相關的化工電氣或者是生產設備，而且還可以提升相關儀器儀表操作的準確性，并且在實現其系統的自動化控制的同時還可以進行無人化操作。這樣其生產的效率就會更高，而且安全性也會更好。若可以充分利用這些自動化技術，在儀器儀表與化工生產領域不僅能節省難以想象的人力和物力，使其生產不再費時費力，而且因為這些自動控制系統還可以實現進一步的智能化鏈接運轉，這樣企業生產獲得的相關技術數據也會更加的嚴謹、精準、科學。當然，在儀器儀表與化工生產中使用大量的自動控制技術也可以簡化生產中相應的操作步驟，使在化工生產中一些難操作的設備變得更容易操作。并且自動控制系統也可以參與到化工生產儀器儀表的維護、監控、預警中來，這樣就可以使相關的維修人員可以隨時掌控化工生產設備的狀態。提升其應有的價值。并且自動控制在應對化工生產風險時，具有更高的及時性，反應也更加迅速，同時對于險情的控制力度也更高。

二、相關的系統構成

在儀器儀表與化工生產中，企業想要有效的應用自動控制技術構建相應的系統，那么以下幾個系統就必不可少，像，自動檢測、保護、操縱、控制等四個系統就需要針對性的架構：本文就進行簡要的介紹。

（一）自動檢測系統

這一系統能夠通過相應的檢測器自行對化工生產中的各種儀器儀表的運行參數進行相應的檢測，而且通過后臺的數據對比，觀察其相應的參數變化情況，這樣就可以有效的發現相關的儀器儀表所存在各種故障以及異常。

（二）自動保護系統

當化工生產中的各種儀器儀表發生事故時，那么這一系統的作用就可以提現，它可以提前獲取對應的故障參數，同時進行相應的預警，這樣工作人員就可以及時的處理這些問題，故障也就得到了有效的處理。當然若未有處理相應，這一系統中的聯鎖系統也可以采取緊急措施，及時的切斷故障通路，停止生產。

（三）自動操縱系統

該系統需要控制人員預先設計相應的工作參數，之后就可以按照信號要求進行相應的操縱生產，這樣就可以保證化工生產的順利進行。

（四）自動控制系統

化工生產中的各種儀器儀表龐雜多樣，這就導致部分儀器儀表會因為工況的變化，而產生一些細微或者是明顯的參數變化。而如果應用相應的自動控制系統，那么就可以及時的發現這些參數異常，無需人為的干預就可以糾正這些偏差，進而保證這些儀器可以正常工作，這樣就可以有效的提生化工生產中的各種儀器儀表的生產精確度。

三、儀器儀表的選擇

（一）溫度與壓力儀表

化工生產中，溫度是需要進行嚴格管理的，這也是保證其熱交換穩定性的前提條件。就像在化工生產中，所使用的精餾塔，其對應的精餾過程就會涉及眾多的溫度測定以及控制儀器，像其進料、塔頂、轉化所需要的溫度各不相同，因此都要嚴格控制，只有這樣才可以保證精餾效率，確保產品的質量。而化工生產中的所需的溫度儀表的功能就要滿足這些生產測量以及控制的需求，并且因為生產中，液體或者是氣體他們都會產生一定的堂內壓力，因此儀器的抗壓能力也要得到保證。為確保生產儀器可以正常運行，這就需要化工生產企業合理選擇。

（二）流量與液位儀表

流量與液位儀表，也是常用儀表。前者可以有效的對相關的生產液體、氣體的流量進行準確的控制，避免儀器受損。二后者則可以對有效的檢測液體在容器中的位置，進而判斷是否滿足生產要求。流量與液位儀表是在化工生產中必不可少的檢測儀器，也是對敷料、半成品、原料量控制的核心檢測設備之一，所以也需要認真對待，確保選擇的流量與液位儀表符合生產需求。而且流量與液位儀表也是液位異常檢測預警的主要檢測設備，所以不可以馬虎大意。

四、自動控制設計與實現

（一）變量的選擇

因為在化工生產中，變量是一個需要隨時控制的過程，因此不能馬虎大意，它與生產工藝顯著相關。而化工生產單位想要使用自動控制系統對其進行有效的控制，那么就要滿足相應的恒定定律，而且這一過程中，對現場控制站進行優化設計就是相關設計建設的關鍵所在。設計時，主控制器模板要認真對待，當然通過系統的自適應控制功能，可以滿足大多數的提高生產效率及安全性的需求。

（二）元件特性的分析

這是設計自動控制系統的關鍵。通過各種常數的測量。測有效的解決生產中的熱阻，測量滯后問題。給予相應的控制。設計時，如生產條件允許，那么我們就可以通過電信號來傳遞相應的信號。

（三）確定控制規律

我國常見的控制規律有P、PI以及PID三種。前者是比例控制規律，完成這一工作需要借助系統中的比例控制器來進行實現。這是控制生產環節中，負荷變化的有效方法，PI又稱“比例-積分控制器”，是通過輸出參數的變化，完成對偏差調整的目標。而PID則在我國的化工領域應用很少。

（四）調整控制參數

當控制方案確定并且通過驗收后，那么相應的參數就成為決定生產質量的核心因素之一。一般，我們可采用理論計算方式，來完成相應的調整任務。為確保通信良好，相關的化工企業可以通過建立FB-2000NDCS站來提高信息傳輸效率，保證控制的及時性。

五、總結

隨著當今科技的進步，自動控制技術絕對可以在儀器儀表與化工生產中大放異彩，而且企業通過相關的技術建立自動化控制系統，還可以極大的提高自身生產的經濟效益，并且同步的有效降低自身生產的人力、物力，而生產的安全性以及環保效率也更高，并且在化工企業中很多的危險操作也可以通過有效的遠程操作、實時監測、故障診斷報警等實現相應的安全、及時、高效、穩定、順暢生產。所以在儀器儀表與化工生產中應用相關的自動控制技術具有極高的應用價值。

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（作者單位：西北工業大學）