化工自動化儀表及控制系統智能化研究

陳天天 王楠楠 孫蔣子豪

[摘? ? 要]社會經濟的不斷進步，給我國工業建設提供了良好的發展契機，同時也促進了工業建設中各類技術的變革與創新。針對化工行業中的化工自動化儀表及控制系統而言，不僅對化工自動化控制的整體效果具有決定性的影響，同時還代表著化工行業的自動化與智能化程度。文章結合化工自動化儀表的主要類型，詳細分析了化工自動化儀表及控制系統智能化的具體功能，以期促進化工自動化儀表及控制系統智能化應用效果的顯著提升，同時為化工自動化儀表控制系統的相關研究提供部分理論參考。

[關鍵詞]化工行業;化工自動化儀表;控制系統;種類;智能化控制功能

[中圖分類號]TQ056 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–0–02

Research on Intelligentization of Chemical Automation

Instrumentation and Control System

Chen Tian-tian，Wang Nan-nan，Sun Jiang Zi-hao

[Abstract]The continuous progress of social economy provides a good development opportunity for my country's industrial construction， and at the same time promotes the transformation and innovation of various technologies in industrial construction. For the chemical automation instrument and control system in the chemical industry， it not only has a decisive influence on the overall effect of chemical automation control， but also represents the degree of automation and intelligence in the chemical industry. To this end， this article combines the main types of chemical automation instrumentation and analyzes the specific functions of chemical automation instrumentation and control system intelligence in detail， in order to promote the significant improvement of the application effect of chemical automation instrumentation and control system intelligence， and at the same time for chemical automation instrument control The related research of the system provides some theoretical references.

[Keywords]chemical industry;chemical automation instrumentation;control system;type;intelligent control function

1 化工自動化儀表的相關簡述

1.1 化工自動化的基本概述

化工自動化，其實就是指將先進的儀器設備安裝在化工生產中，由此以先進的儀器設備取代人工操作的模式，從而實現自動化生產，達到化工企業經濟效益穩步增長的根本目標。在我國的國民經濟中，化工行業占有重要的比例，保障化工行業健康穩步的發展則能推動國民經濟的可持續發展。所以，利用科學的技術與先進的設備開展化工生產，一方面能降低化工企業的成本投入，提升綜合效益;另一方面還能減少化工生產對人員的危害，提高生產過程的安全指數。所以，開展化工自動化儀表及控制系統的相關研究迫在眉睫。

1.2 化工儀表與自動化控制系統的發展

在化工行業的具體生產過程中，傳統的化工生產模式缺乏先進的儀表，并且化工儀表在結構與操作方面都相對簡單，所以大部分的運行操作都是建立在人工操作的基礎之上，并且無法達到自動化生產的目標。在20世紀中期，受科學技術不斷發展進步的影響，使得自動化控制技術獲得了明顯的變革與創新，通過將各類技術與自動化技術的科學融合與應用，使得化工自動化儀表得到了廣泛研發與應用。

由于化工行業的生產環境具有明顯的特殊性，大量設備的化學反應過程都具有較高的條件要求，所以這便直接提升了化工產品中環境控制的重要性。一旦化工產品的生產環境得不到科學有效的控制，不僅會明顯降低化工產品的生產效率與質量，同時還可能引發一系列的安全事故，給生產企業帶來嚴重的負面影響。所以，保障化工自動化儀表的科學安裝與精準運行尤為重要。將自動化技術與化工儀表進行科學的融合，能夠直接提升化工儀表運行的精準性與可靠性，確保化工設備中的實際運行情況與環境參數都能夠得到精準的捕捉與分析，從而為自動化控制系統的運行研究提供有效的數據信息支持。進入21世紀之后，由于化工生產中綜合性要求以及產品質量要求逐漸提升，所以加速了對化工裝置的優化速度，從而必將導致化工生產設備控制點的精度要求不斷提高。而自動控制系統結構的發展與應用，則實現了對化工生產中模塊發展與集成化發展的目標，直接推動著化工行業中自動化與智能化程度的不斷提升。

2 化工自動化儀表的具體類型

2.1 溫度測量儀表

化工生產是通過利用化學反應過程實現物質生產目標的生產項目。而化學反應則需要特殊的環境和溫度，尤其是在溫度條件方面，部分化學反應的溫度要求在-200～800 ℃之間，要順利達到化工生產安全有序進行的目標，則需要高度重視并科學控制化工生產設備的溫度，而這離不開溫度測量儀表的科學使用。溫度測量儀表主要是利用自動化儀表的總線技術與電子信息技術，實現科學精準測量溫度信息的目標。同時，溫度采集系統能夠及時地將系統采集的溫度信息精準地傳輸到自動化控制系統之中，從而為設備內部的調控提供參考與依據。

2.2 壓力測量儀表

壓力測量儀表主要是精準地采集設備內部運行階段的壓力狀態信息。在化工生產過程中，設備內部壓力屬于變量，如果壓力無法保持理想狀態，則會對化工產品的純度產生直接性影響。針對化工生產中的壓力設備，要利用專業的壓力儀表進行測量，才能保障壓力設備的正常運轉。主要是因為專用的壓力儀表能夠科學融合壓力傳感器和特種壓力表，從而為化工生產中壓力儀表的安全運轉提供支持與保障，同時還不會受到高壓因素與腐蝕因素的影響。

2.3 流量測量儀表

流量測量儀表主要是對化工生產的各類管道設備中的流量進行科學精準的測量。在化工生產中，流量對化工生產環節中的物料配比具有重要的影響作用，所以流量測量是化工生產控制的主要依據和參考因素。在流量測量中，流量速度測量與流量容積測量是主要內容，主要是利用浮子流量計和電磁測量計開展測量工作，從而為化工生產控制工作提供有效的幫助。

2.4 物位測量儀表

化工產品的生產質量受多方面因素的影響，例如生產設備的精準性，原材料的配比與使用情況等。而要實現對原材料使用情況的科學控制目標，則要利用物位測量儀表對材料中的各類物位信息進行科學精準的監測分析，常用的物位測量儀表有浮力式儀表，波雷達儀表等。在眾多物位測量儀表中，波雷達儀表的測量精度較高，通過對波雷達儀表的科學利用，能夠確保化工生產中物料用量控制的科學精準性，為化工生產的有序進行提供有力的保障與支持。

3 化工自動化儀表控制系統的主要功能

3.1 系統編輯功能

在應用化工儀表的過程中，需要將計算機技術科學地融入到普通的化工儀表之中，在專業精準計算的基礎上確保化工儀表能夠對硬件的邏輯電路達到轉換的效果，從而保障化工儀表硬件系統能夠得到簡化處理。針對結構較為復雜的化工儀表而言，大部分的應用均在電路控制方面，如果將計算機技術科學融入到儀表設計之中，則能在計算機技術的支持下實現自動化軟件控制目標，從而對儀表的各類電路結構進行科學的簡化。現階段的化工儀表智能控制系統，不僅能保證化工儀表自動化程度得到科學的提升，確保化工儀表自動化設備的智能化特點與人性化特點能夠得到充分的發揮與應用，由此從本質上增強儀表運行環節的穩定性。同

時，還能對化工儀表自身的各類功能進行優化與完善，增強化工儀表自動化系統的控制效果，在保障生產過程安全便捷的基礎上為儀表的維護工作打下良好的基礎條件。

3.2 記憶功能

傳統的化工儀表由于設備的簡化程度較高，所以在應用過程中會使得化工生產的數據信息存儲僅能達到暫時性的效果。也就是說傳統的化工儀表僅能對化工儀表的簡單狀態進行相關記錄，并不能對化工儀表的各類關鍵性信息與數據進行及時保存。如果儀表的控制回路具有較高的復雜性，或者化工儀表的工作狀態處于超負荷，那么必將導致實際所收集的各類數據信息無法得到科學精準的分析判斷與分類存儲，從而導致化工生產中各類設備的控制能力直接降低。同時，如果新的數據信息傳輸到傳統的化工儀表中，則會自動覆蓋原有的信息，根本無法對歷史數據進行有效保存與分類提取。現階段在化工儀表設計中加入了自動化技術，則能明顯提升化工儀表的儲存性能與記憶性能，確保在化工生產的各個環節，化工自動化儀表都能對不同生產環節的工作狀態進行相應的顯示，并對各類數據信息進行精準的保存，后期還能對所需數據信息進行提取與利用。一方面能夠直接降低工作人員的工作強度與難度，另一方面還能保證化工企業生產效率的顯著提升，為企業健康穩步的發展提供有力的保障與推動。

3.3 數據處理功能

在化工企業的具體生產環節，不僅需要對各項生產參數進行詳細精準的保存，同時還要對各類參數進行精準的分析計算。在化工儀表的工作任務之中，對實際所接收的數據參數開展線性化處理分析則是最為重要的環節。例如在化工儀表的校正與自動監測環節，主要工作是對化工儀表的各類測量值與工程值等進行科學精準的轉換。而化工儀器的使用效果極易受外界因素的影響，在自動化方式的應用下，通過利用先進的計算機技術，軟件控制技術以及數據處理技術等，能對化工企業具體生產環節中的各類數據信息進行詳細的記錄與處理，從而保障化工企業各環節生產的有序進行。此外，化工自動化儀表還能憑借記錄中的數據信息對化工生產中的異常情況進行綜合評估，并對引發異常的原因進行系統分析，從而引導化工企業生產的優化與完善，從本質上提升數據信息處理的精準性與有效性。

3.4 計算功能

在化工儀表應用的過程中科學融入計算機技術，能直接提升化工企業的生產效率與生產質量，從而保障化工企業預期發展目標的順利實現。在化工生產過程控制與管理中，在計算機技術的保障下能夠確保化工儀表自身的計算性能得到有力的提升，同時在智能儀表控制手段的輔助作用下，不僅能夠保障系統掃描時間控制的合理性，還能確保系統反應時間得到有效的縮減，從而以優化大數據處理的方式增強化工儀表的實際應用效果。此外，計算功能則能有效確保化工儀表的精確度得到不斷提升，由此為化工企業的生產提供有力的基礎保障。在此環節則要對化工儀表的具體使用情況進行高度重視與密切關注，例如使用智能化設備對化工儀表的溫度情況，壓力情況以及精準性等進行全面的測量與合理的把控。

4 結語

綜上所述，科學技術與社會經濟的不斷進步加速了化工行業的發展，為自動化控制技術在化工行業中的應用創造了良好的契機。在化工行業的自動化體系中，自動化儀表具有重要的作用，必將引領自動化與智能化的科學融合。為此，化工企業要順利實現自身的發展目標，則要對化工自動化儀表及控制系統進行科學的應用，落實化工自動化儀表及控制系統智能化的應用與維護管理工作，增強化工自動化儀表運行的穩定性與精準性，由此才能為化工企業安全穩定的生產提供堅實的基礎保障，推動化工行業的可持續發展。

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