化工自動化控制及化工儀表的研究

鄭曉華

摘要：在化工生產中廣泛地運用化工儀表，其作用越來越重要。要想對現代化工儀表及化工自動化進行研究，有必要充分地結合現代化工的實踐和理論，在此基礎之上，對控制系統展開深入地分析，掌握可編程功能、復雜控制功能、故障監督功能、記憶功能、計算功能，在實際的化工生產中，對于機械故障能夠做到及時地清除，有效地降低經濟上的損失。

關鍵詞：化工儀表;自動化;控制

中圖分類號：TQ056?文獻標識碼：A

引言

近年來，隨著國內電氣技術的快速發展，工業生產也與時俱進積極將各種自動化技術應用到各個生產環節中。正是因為現代化工儀表及其自動化的廣泛應用，才帶動了工業生產效率的大幅提升。因此，在實際生產過程中，我們必須重視對現代化儀表及其化工自動化的過程控制，只有這樣才能真正提高工業的自動化生產效率。

1現代化工自動化概念及意義認識

何為化工自動化？我們所說的化工自動化，實際上就是指化工生產過程中，積極實現自動化的生產。在進行自動化生產中，主要依賴于自動化設備而得以實現。因為在通過智能化和自動化設備的安裝之后，能夠代替人工實施操作，有效地促進化工生產的穩定運行。就當前而言，化工的地位愈來愈高，但是化工生產是在一個比較封閉的空間進行的化學藥劑的生產，其風險比較大，風險性比較高，但是生產中又需要保證其生產的環保性，也就有必要加大監督力度，保證化工的安全生產。鑒于此，積極采用現代化工自動化技術，其意義非常深遠。

2現代化工儀表及化工自動化過程控制措施

2.1集散控制技術

新型的集散控制系統結構主要涵蓋：企業管理層、單元控制、車間廠房、現場儀表。現代化工儀表在實際工作中，集散控制系統發揮著信息通道的作用，其具有實時性、全面性、系統性、準確性等優點。另一方面，集散控制系統還具有很強的人性化特點，借助自身的曲線打印、歷史描繪、報警、提供人工參數等功能，使得手動與自動切換更為便捷。比如，某化工企業在引進集散控制系統時，借助整改甲醛、甲羧酸等儀表配置，積極而充分地發揮了集散控制系統的作用，最終高效完成了企業過程控制與管理工作。我們從統計到的實踐反饋資料可以看到：新時期，化工企業在生產環節中引進集散控制系統所需要的資金在整個生產設備中占比為 10% 到 16%。在生產中用到的甲醛具有很高的危險性，對二元混合器、氧化反應器等高危設備，必須在為其安裝報警裝置、安全連鎖裝置之后才能進行施工活動。

2.2可編程邏輯控制器

可編程邏輯控制器可通過用戶存儲、邏輯瞬即、計時運算、內部計數以及 D/A、A/D 恰當地進行數字輸出與模擬輸出，實現對生產過程的靈活、嚴格控制。與傳統的單片機及繼電器相比，可編程邏輯控制器具有體積較小、可靠性高、抗干擾性能強、維護便捷、通用性好等優點。其實，可編程邏輯控制器屬于高度濃縮的小型計算機，其能對化工裝置進行精準控制，保證工業生產各個環節順利進行，其與繼電器不同，在調整工藝時，也不必重新布線，只需借助對用戶程序的更改，就可實現提高工作效率的目的，比較適合在大型工業企業中應用。當前，可編程邏輯控制器已經發展成熟，幾乎所有廠家配套的都有軟件包，涵蓋通信、組態、故障診斷、編程、調試、運動等功能。常用的可編程邏輯控制器網絡拓撲涵蓋信息層、設備及過程管理。假如設備與現場總線管理結合在一起的話，工業生產過程中的變頻器、儀表檢測、MCC 等外部裝置都能與可編程邏輯控制器連接在一起。在實際控制中，可對整個車間甚至整個企業的裝置進行控制;在信息管理過程中，可編程邏輯控制器發展到了以太網，從而實現了優化與統一信息控制的目標。在規模較大的化工企業中，可編程邏輯控制器普遍應用在生產活動的各個環節中，主要有壓縮機、自帶系統等，在實際工作中都能與集散控制技術較好地整合在一起使用，大大提高了化工企業的自動化生產水平及生產能力。

3化工儀表自動化控制功能分析

3.1計算功能

在化工儀表設計中加入微型計算機，從而實現儀表自動化計算。因此，化工儀表自動化計算實現了對復雜數據的計算，且在一定程度上保證了計算的準確性。在化工儀表實際運作過程中，自動化化工儀表計算功能的優勢就會得到體現，從而對工作程序進行了簡化，節省勞動力、提高生產效率。

3.2記憶功能

一般的傳統化工儀表應用的是硬件設備，記錄形式比較單一，基本上只能對某一階段的狀態進行記錄，不能及時保存太過復雜的實際工作狀態，下一階段新狀態進行時，之前記錄的狀態就會被刪除。在自動化儀表引入后，因計算機本身具有強大的儲存功能，設備新老狀態均會一直記錄，方便日常查看，做出相應調整。

3.3自動化故障監督功能

化工儀表顯示、記錄了整個化工生產過程中的相關數據與信息。基于現代化工自動化儀表，因其安裝有微機處理系統，可以較為精細、準確地尋找到故障數據，為故障排除、故障檢修人員帶來方便，維修、檢查時間得以節省，又提高了化工生產效率。自動化故障監督功能保證相關工作人員及時掌握現代化工過程中可能存在的問題，對其進行有效避免，以促進現代化工的安全性、穩定性，提高生產經濟效益。

4現代化工儀表及化工自動化過程控制的發展

在以往的化工生產活動中，受間歇性及小批量生產的影響，企業為了降低生產成本，一般都會選用模擬儀表及智能儀表對生產過程進行控制，由于這些儀表的自動化水平不高，因此操作起來比較麻煩。當前，現代化工儀表的精細化與自動化程度大幅提升，基于工業控制、組態、總線的模板已經在微型計算機中得以廣泛應用，從順序及程序控制到當前的優化控制、批量生產，現代化工儀表已經有了翻天覆地的變化。針對很多間歇過程缺乏固定工作點的情況，這就要求精細化生產過程必須具有優良的動態性能。由于線性工作點穩定性較差，一般的PID 調節儀表的時間與工況范圍都十分有限，因此不易保障一致性的精細化生產。如選用兩位控制，蒸汽就會完全開放，然后冷卻水也會全開，反應器的冷卻全負荷時間是 TD1，把控制環節的預定制設計為 PL，時間設置成 TD2;把溫度設置為 PID 控制模式，并讓反應器對其實施恒定控制。

結束語

總之，自動化控制是一個功能齊全、集成性高、靈活性強、精準度高的系統，其在工業生產中發揮著優化產品質量、改善生產環境等重要積極作用。因此，在化工的實際生產過程中，企業應積極引進各種先進的自動化儀表，有效提高過程控制成效、提升工作層次，為化工企業的安全、高效生產創造條件。

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（作者身份證號碼：130204197609283926）