化工自動化控制及化工儀表的應(yīng)用研究

于向紅 邵胤嘯

杭州制氧機集團股份有限公司 浙江 杭州 310000

引言

科技的發(fā)展推動了產(chǎn)業(yè)的進步，基于科學技術(shù)，自動化技術(shù)得到了廣泛的推廣，尤其在化工行業(yè)的生產(chǎn)中實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。當今的化工行業(yè)，自動化控制是最重要的操作環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的化學儀表已無法跟上化工自動化控制的腳步，因此，實現(xiàn)化工儀表的自動化控制是十分有必要的。新時期下，化工行業(yè)要不斷革新技術(shù)，實現(xiàn)化工儀表的自動化控制。

1 化工自動化控制的概念及重要性

自動化控制技術(shù)現(xiàn)已廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學研究、交通運輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。化工自動化控制是指對化工生產(chǎn)過程中的各種工藝參數(shù)實行自動檢測、調(diào)節(jié)和對整個生產(chǎn)過程進行最優(yōu)控制和管理。機器設(shè)備、系統(tǒng)或過程在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經(jīng)過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現(xiàn)預(yù)期的目標的過程。采用化工自動化控制技術(shù)不僅可以加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，還可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴展人的器官功能，極大地提高勞動生產(chǎn)率，增強人類認識世界和改造世界的能力[1]。

2 化工儀表的分類

（1）溫度儀表。從溫度測量方面考慮，一般情況下石油化工行業(yè)在生產(chǎn)工藝時所需要的溫度是-200℃至1800℃，以往的溫度測量工作是使用傳統(tǒng)的玻璃式溫度計測量，此方法的可測范圍遠遠達不到生產(chǎn)工況要求，且測量工作主要由人工把握，數(shù)據(jù)易出現(xiàn)誤差，采集溫度的速度低，工作效率大大降低，數(shù)據(jù)沒有時效性，不能成為準確的數(shù)據(jù)考量，對工藝生產(chǎn)工作造成影響。如今，石油化工行業(yè)采用自動化溫度儀測量溫度，自動化溫度儀是一種雙金屬溫度儀，主要由熱電阻或者熱電偶溫度隔離器組成，其有著造價低、數(shù)據(jù)測量范圍廣、工作效率高、數(shù)據(jù)采集準確的特點，通過自身組成特性可以將有效的數(shù)據(jù)傳遞給溫度采集儀，較傳統(tǒng)溫度表更加適合溫度測量工作。

（2）壓力儀表。實際生產(chǎn)中最常見的壓力儀表主要有彈簧管壓力表、膜盒壓力表及一體化壓力變送器等。彈簧管壓力表通過表內(nèi)的敏感元件的彈性形變，引起指針轉(zhuǎn)動來顯示壓力。膜盒壓力表是在被測介質(zhì)壓力作用下，膜盒發(fā)生彈性變形，帶動傳動機構(gòu)使指針軸偏轉(zhuǎn)，指針在刻度標尺上指示出壓力值。

（3）物位儀表。除了以上對溫度和壓力的考量，對于石油化工產(chǎn)業(yè)中原料、半成品、成品中的液位的測量也極為重要，液位的測量涉及物位儀的使用，在生產(chǎn)過程中原料、半成品、成品的物料成分不一，物位儀不能滿足同時測量的要求，而傳統(tǒng)的物位儀也無法滿足這一要求，傳統(tǒng)的物位儀主要是對某一特定的物料進行測量，而無法測量各種物料。相比之下，自動化的物位儀可以彌補以往物位儀的缺點，它能夠通過編程來確定各種物料的液位，主要是使用現(xiàn)代信息技術(shù)，能夠更加符合當下石油化工生產(chǎn)特性，通過對上下閾值的設(shè)定，來控制物料的位移，使石油化工生產(chǎn)過程更加安全可靠[2]。

3 化工生產(chǎn)所使用化工儀表的自動化應(yīng)用研究

（1）儀表安全控制以及故障診斷。在現(xiàn)如今，化工企業(yè)正處于快速發(fā)展的良好形勢下，人們也是對于化工生產(chǎn)自動化控制裝置的要求越來越高，在化工生產(chǎn)中，通過對于自動化控制裝置的應(yīng)用，在提高生產(chǎn)效率的同時，還能夠?qū)どa(chǎn)的安全性有所保障。在化工生產(chǎn)的自動化控制當中，所使用的最主要技術(shù)為人機界面技術(shù)，在現(xiàn)階段，由于受到我們國家社會經(jīng)濟發(fā)展的影響，化工生產(chǎn)中的自動化控制目前已經(jīng)實現(xiàn)多個裝置對于一個控制室的模式，這是對傳統(tǒng)控制模式的突破，在這些控制室當中，都是采用了LCD顯示屏，然后利用鼠標以及鍵盤進行操作，觸屏和旋鈕用于輔助操作，并且通過利用專用屏幕來將化工生產(chǎn)自動化生產(chǎn)的過程直接顯示出來，在進行整個的操控過程當中，自動化控制和人機界面是一直處于密切聯(lián)系狀態(tài)的。通過對于人機界面技術(shù)的高效應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對化工儀表自動化控制效果的有效增強，而且能夠為化工生產(chǎn)的安全順利進行提供有效的保障。在進行化工儀表的維護工作當中，主要是依靠系統(tǒng)診斷以及故障修復(fù)技術(shù)來實現(xiàn)的，通過利用這兩項技術(shù)，能夠有效處理出現(xiàn)的故障問題，確保生產(chǎn)工作的順利進行。

（2）化工儀表計算自動化控制應(yīng)用研究。傳統(tǒng)使用化工儀表，需要對儀表的每一個參數(shù)進行測試，以此來判斷所生產(chǎn)化工產(chǎn)品是否合格。而化工實際生產(chǎn)通常會涉及數(shù)量龐大的計算數(shù)據(jù)，使用人工對數(shù)據(jù)進行計算和測試會存在很大大難度，且計算結(jié)果的精確性也得不到保證，會使得后續(xù)的生產(chǎn)工作無法正常進行。故使用自動化技術(shù)過程中要將計算機技術(shù)應(yīng)用其中，使用計算機技術(shù)對儀表的數(shù)據(jù)進行收集，在收集完成后還要使用計算機軟件對數(shù)據(jù)進行分析和處理，通過對計算機軟件的化工計量定制來實現(xiàn)對儀表數(shù)據(jù)的精確化分析。使用計算機技術(shù)對儀表數(shù)據(jù)進行分析不僅可減少工作人員的工作量，還可保證數(shù)據(jù)處理結(jié)果的準確性，使得儀表數(shù)據(jù)處理自動化水平得到不斷提升。

4 結(jié)束語

總結(jié)可得，化工自動化控制及化工儀表的應(yīng)用研究具有較為重要的意義和作用，不僅可對已有的化工自動化控制技術(shù)進行總結(jié)分析，還可對自動化技術(shù)在化工儀表中的應(yīng)用進行合理化探究。現(xiàn)今所使用儀表分類包括溫度儀表、壓力儀表、物位儀表、流量儀表；化工生產(chǎn)所使用化工儀表的自動化應(yīng)用主要包含：可編程自動化控制應(yīng)用、記憶自動化控制應(yīng)用、故障監(jiān)督、數(shù)據(jù)處理、計算及復(fù)雜功能等方面；化工儀表自動化應(yīng)用控制技術(shù)包括：自動化故障控制技術(shù)、分散控制技術(shù)、現(xiàn)場總控技術(shù)等。