化工自動化儀表與自動化控制技術分析

汪漫

摘要：化工儀表是對化工過程工藝參數實現檢測和控制的自動化技術工具，能夠準確而及時地檢測出各種工藝參數的變化，并控制其中的主要參數，保持給定的數值或規律，從而有效地進行生產操作和實現生產過程自動化。隨著自動控制技術的更新發展，化工儀表控制逐步向著自動化的方向發展，促使化工儀表的工作效率與質量提升。因此，探究化工儀表自動化控制技術具有極高的現實價值。

關鍵詞：化工;自動化;儀表

1 化工儀表的類型與特點

1.1 化工儀表的常見類型

1）壓力儀表。

包括特種壓力表、壓力傳感器、壓力變送器等，主要依托壓力變送器向著集散控制系統完成采集數據信息的傳遞，并在此基礎上實現對壓力的自動化測量與控制。

2）溫度儀表。

在實際的化工生產中，應用的多數化學反應均需要具備固定的溫度條件，此時必須要引入溫度儀表，實現對化學反應過程中溫度變化情況的監測與控制。

3）流量儀表。

主要用于化工生產過程中對體積流量、質量流量等流量參數的測量。主要包括節流式、差壓式、速度式3種類型。

4）物位儀表。

主要包括浮力式、雷達式、差壓式、直讀式4種類型，承擔著化工生產過程中液位、固體顆粒和粉粒位，以及液-液、液-固相界面位置的測量任務。

1.2 化工自動化儀表的特點

化工自動化儀表是具有較完善功能的自動化技術工具，一般具有數種功能，包括測量、顯示、記錄或測量、控制、報警等。同時，化工自動化儀表本身是一個系統，也是整個自動化系統中的一個子系統。

2 化工儀表自動化控制的主要流程

2.1 儀表的選擇與控制技術

儀表選取的合理程度直接關系著化工儀表自動化控制的效率效果。例如在需要嚴格控制溫度的化工生產實踐中，必須引入溫度儀表進行生產溫度數據的測量，避免由于溫度過高/過低所導致生產安全事故、化學反應不完全等問題的發生。在這樣的情況下，應當選用精準程度更高的雙金屬溫度計，保證溫度數據采集的準確性。在進行物位測量時，要參考生產中的物料狀態完成測量機構的選定，還要加設不同功能的物位儀表。

2.2 現場自動化線路布設

化工生產中應用的自動化控制系統需要現場自動化線路的支持，布設過程中不僅要敷設實體線路，還要完成信息化網絡線路的規劃。現場自動化線路布設的要點如下：著重確保自動化線路可以實現所有化工儀表運行數據信息的采集，且能夠與人機界面、計算機系統保持暢通連接狀態;若引入FCS現場總線控制系統，則可以在現場總線控制系統以及控制回路中加入化工儀表以及化工生產儀器。通過這樣的方式，能夠促使化工儀表運行數據迅速、準確地傳遞至人機界面中，提升相應數據信息的利用率，并保證化工儀表自動化控制的科學性與實效性。

3 化工儀表自動化控制中的關鍵技術

3.1 分散式控制技術

在實際的化工生產過程中，所涉及到的控制內容包括半成品材料、成品，其控制條件存在差異，因此使用分散式控制技術更為合適。在分散式控制技術的支持下，化工生產中各個流程的實際情況得到有效監控，實現實時性、真實性生產運行數據信息的提取，為化工生產所有流程的可控提供保障。

3.2 PID先進控制技術

PID先進控制技術（多項變量控制技術）的形成與應用將化工生產推向了新高度，自動化控制技術的先進性更為凸顯。對于PID先進控制技術而言，其主要在實際的化工生產中應用最為廣泛的調節器控制規律如比例、積分、微分控制，控制穩定性更強，且調整操作相對簡單。在化工生產中，若是無法完全掌握被控對象的結構和參數，或不能獲取精確的數學模型時，又難以使用其他技術進行控制，這種情況下，系統控制器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定，此時應用PID先進控制技術最為適宜。

3.3 基于微機的局部優化控制技術

在現代化控制理論的支持下，自動化控制技術實現了智能算法的多樣化。實踐中，依托對接口芯片位置的調整，即可達到控制復雜功能的效果。模型辨識技術、多變量動態軟件測量技術等均具備著簡化的控制流程，還可以達到提升自動化控制效率效果的目標，進一步提高化工儀表自動化控制的可靠性。

3.4 人機界面控制技術

出于對運行數據信息可視化的考量，在化工生產儀表自動化控制中引入人機界面控制技術是必然選擇。在人機界面的支持下，相關人員獲取儀表設備運行信息、故障信息等成為現實，且可以利用人機界面中提供的多種操作功能鍵，完成對化工生產儀表與設備的控制。為了進一步提升控制的效率效果，應當將原有的一對一管理模式轉變為一對多管理模式（單一控制室實施多個儀表裝置的控制），結合對CRT、LED先進顯示模式的應用，促使化工生產儀表及設備結構的進一步完善。

3.5 程序化控制技術

通過在化工儀表控制中引入計算機技術，儀表自動化控制的性能、速度、精準程度均有所提升，結合計算機編程控制模式的應用，使化工生產儀表自動化控制的靈活性、效率效果大幅增加。實踐中，依托程序化控制技術，可以實現的性能包括：推動化工儀表與生產設備控制向著智能化的方向發展;將機械與電子部件替換為軟件程序，使化工儀表發生故障問題的概率明顯下降，也一定程度減輕了故障排除與檢修的難度;達到提升化工儀表使用年限的效果。

4 結語

在明確化工儀表自動化控制主要流程的基礎上，通過分散式控制技術、PID先進控制技術、基于微機的局部優化控制技術、人機界面控制技術、程序化控制技術、自動化檢測與修復技術、在線自動監測技術的應用，推動了化工儀表控制不斷向著自動化、智能化的方向發展，提升了化工生產以及化工儀表控制的效率效果，更好地維護了化工生產的安全性與可靠性，實現了化工生產的升級。

參考文獻

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