化工自動化控制及化工儀表的應用研究

張全

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;化工儀表;應用

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。

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?；ぷ詣踊瘍x表主要具備以下特點：①種類繁多。除溫度、壓力、流量和物位等熱工參數外，還有許多與產品質量有關的物性如濃度、酸度、濕度、密度、濁度、熱值以及各種混合氣體成分等參數。②條件特殊。除常溫、常壓和一般性介質外，還有高溫、高壓、深冷、劇毒、易燃、易爆、易結焦、易結晶、高黏度及強腐蝕的介質。③要求較高?；底兓话爿^緩慢，但也有不少劇烈、快速的反應過程，要求化工儀表具有快速動態響應性能。④功能強大?？梢詫すこ痰乃协h節進行控制，且能夠快速實現復雜程度較高的計算。

3石油化工企業自動化儀表控制技術

3.1DCS自動化控制技術

DCS自動化控制技術作為石油化工儀表控制系統內的常規自控技術，其原理為，基于BCS系統以及有關技術，通過對電動單元組合儀表燈的應用，通過動態操控的模式來實現對石油化工整個正常作業流程的全方位管控，將監督與管理工作分布到每一處生產細節中，從而達成對整個石化產品進行批量控制的目的，從而確保生產的方法和措施具有足夠的安全性、穩定性以及均衡性，以此為石油化工行業高效高質地進行批量化生產作業提供一定的物質與技術基礎。從技術角度方面的優點來看優，DCS自動化控制系統通常利用計算機自控及顯示技術、通信、大數據等先進技術，實現對相關數據的深度探索采集，同時，對數據進行多角度分析處理，按照生產作業的實際需求進行運作參數的調整，進而顯著增大生產監督的有效范圍。在操作界面上，系統操作流程便捷，方便操作者對石油化工生產的各個環節進行直接的管控，不斷改造升級DCS自動化控制技術和石油化工生產的具體特點，確保系統具有足夠的可靠性應對因惡劣環境引發的系統模塊損壞故障，基于系統冗余容錯的配置模塊達成對DCS自控系統的故障問題的自行處理，從而使得其安全故障發生的風險大大降低，在不久的將來，多層開放式數據接口會發揮極為重要的作用。

3.2PID先進控制技術

在國內科技水平持續提高的背景下，在石油化工領域不斷涌現出各種高新技術，特別是在石油化工儀表控制系統中的PID控制技術，此技術中的P、I、D分別代指比例把控、積分作用和微分輸出，比例把控是最重要的部分，在整個系統中占據著主導地位，能夠準確判斷出儀表設備與生產系統中存在的偏差，同時還可以對其偏差實行有效調整修正，進而提高儀表的模糊辨識水平，減輕誤差給石化生產作業所帶來的干擾。PID自動控制作用和比例函數存在正相關的關系，其控制效果直接取決于比例系數，石油化工的相關設備和儀表會隨著積分作用的引入產生同步系統波動，從而減緩其相應速度，不過，將其余差進行消除，這對于提升儀表操控準確度而言，具有較佳的輔助效果。微分輸出調節補償比例控制主要是基于對時間的調控、緩和系統波動、超調抑制等措施，來促進整個石化生產系統的穩定運作。PID控制系統能夠對石化生產制造期間的每處流程都進行動態化測量與監管，同時還能夠提高儀表的識別水平。隨著PID技術與DCS技術的誕生并應用，使得系統的控制效果獲得了大幅強化，保證了PID系統的獨立性，進而達成生產多變量和與監測流量化的目的。PID先進控制技術為有效提高儀表的精確度和生產的具體效率，通過串級控制措施幫助石油化工的操作人員加強對設備及其關聯性的識別能力。

3.3人機界面技術

在國內石化市場內，當前需求遠大于生產，人們對石油產品的質量要求也不斷提高，對于石油化工成品及其半成品的分離要求更加精確。新型分散控制系統逐漸發展成熟，人機界面處理系統與其共同發展，新型的分散控制系統滿足市場需求，人機界面處理系統主要是處理現場總線收集到的數據，并根據相應的編程系統的編寫指令進行相應的數據反映，進行儀表設備的良好人機互動，遠程操控石油化工儀表，進一步提高自動化監控和控制儀表的靈活性，有效減少了人力資源的投入。國內許多大規模的石化企業在其分站中都逐漸開始增加人機界面的服務項目的數量，并優化升級了儀表系統的管理，形成了石油化工企業生產運營的監督新格局。人機界面系統的出現有利于操作人員可以及時對儀表設備進行操控，如現場總線的溫度信號過高時，操作人員可以通過人機界面編寫的相關程序接收和控制溫度信號，及時將溫度過高的信號發給現場工人，或通過自動化系統啟動降溫設備，在第一時間有效降低儀表設備的溫度。

結束語：

綜上所述，現代化工儀表的有效應用，不僅提高了裝置運行的穩定性，還能在智能化的監控、測試、分析過程中對裝置的運行狀態進行測試。另外，技術人員也能運用PLC技術、記憶控制、過程控制等模塊高效處理運行數據，全面提高操作過程的質量及運行效率，進而鞏固化工產業的經濟效益。

參考文獻：

[1]郝衛，曲有華.化工自動化儀表及控制系統智能化的研究[J].百科論壇電子雜志，2019（004）：734.