現代化工儀表及化工自動化的過程控制研究

管新峰

（盛隆化工有限公司，山東滕州 277519）

自動化技術日漸發展的今天，其技術在很多行業都得到了應用，改變了行業發展局面，尤其是在化工領域，自動化技術的使用不僅提升了整體的生產效率和效益，更是減少了生產中的各種事故出現，給行業帶來了巨大的發展契機。在化工企業中的自動化生產系統建設，使得該系統可以在生產的全過程中進行相應的儀表信息采集，進而對各種現代化工儀表開展自動化管控，保持儀表的功能和作用實現，克服傳統控制技術的諸多不足。未來的化工行業發展中，現代儀表與化工自動化技術有著巨大的發展潛力。

1.現代化工儀表種類及控制過程

1.1 溫度檢測裝置

對于化工生產而言，在生產工作的開展構成中，伴隨著大量的熱量釋放，經由對各個機組溫度的實時監測，也就可以經由對溫度的掌握來進行各種儀表工作狀態、性能的科學判定。對于甲醇生產而言，其在生產工作推進時，往往需在特定的溫度和壓力條件下實施，否則，將無法保障產品的生產質量，甚至會加劇生產的安全風險[1]。因此，化工企業內部，可通過溫度儀表的配置來進行生產環境內各個溫度參數的獲取，這一溫度監測具有自動化和實時化的特征，最為常用的溫度儀表為熱電偶儀表，該儀表可以在相應的監控軟件輔助下，進行內外溫度參數的獲取，但這一溫度監測下的自動化控制是利用DCS系統來完成的。

1.2 壓力儀表裝置

化工生產中除了要進行溫度參數的控制，還需要進行壓力指標的監測，因為很多的產品生產工作開展時，對于壓力條件也有著嚴格的標準，當利用專業的壓力儀表裝置進行壓力參數的控制后，就可以保持正常的生產秩序。通過壓力儀表裝置來進行壓力指標的獲取時，專業人員需結合化工企業內部的生產情況，將壓力傳感系統、測試系統與變送器等裝置都安裝于指定位置，進而來保障壓力參數監測的實時性、準確性[2]。部分化工企業的甲醇自動化控制中，往往需在特定的壓力條件下開展，為達到最佳的壓力控制效果，往往結合實際的生產裝置配置情況，來進行相應的協調控制。在壓力參數的監測方面，相應的儀表還可自動進行溫度指標、脈沖操控指標、材料黏度、稠度等基本情況的掌握。

1.3 物位測量裝置

物位儀表也是現代化工儀表中的一種，在該儀表配使用時，可根據實際需求來進行原料數量的確定，并在特定的溫度和壓力條件下組織相應的生產作業。技術人員在生產過程中，需對前期投入材料、半成品材料投入產出的流量開展全過程、實時性的監控，利用自動化系統來獲得對應的物位指標。

2.化工自動化中現代儀表的應用及過程控制要求

2.1 可編程過程控制

在對化工儀表和生產過程開展自動化控制的過程中，PLC是關鍵的控制技術，經由PLC系統的配置，也就可以結合化工企業內部的生產需求，確定控制目標，理清控制思路，并在數據統籌、分析與計算的基礎上進行有針對性的控制。可編程過程控制技術的這一特點，使得在化工生產領域的邏輯電路轉換、協調更為便捷，相應的儀表和裝置完全可以在遠程控制下保持其最佳的運行狀態[3]。即使在化工生產中的控制模式下相對復雜，在該控制模式中的可編程過程控制技術應用，也可以在電路控制、設計中融入PLC控制，來達到自動化控制的良好效果。

2.2 計算控制功能

化工行業現代化的發展趨勢下，企業內部所涉及的現代化工儀表種類越來越多，在自動化技術支持下，各種化工儀表都可以在對應的計算機終端系統內實現全面的計算與監測，這種控制模式下，化工企業的生產效率顯著提升。計算控制功能下，傳感器所采集到的全部數據和信息都可以處于全過程的統籌下，在智能化服務端口下通過云數據的計算功能，將對應的計算結果作為后續決策指令制定的依據。自動化管理中，系統中的智能化監控模塊可以發揮其邏輯運算功能，借助于制定的數據指標、計算公式來進行運行數據的處理，長時間的計算和監控下，控制掃描時間大大縮短。比如，系統可在大數據系統下自動完成邏輯分析，對各類儀表的工作狀態、參數等加以監測。

2.3 數據記憶控制

現代化工儀表同樣存在著數據記憶控制功能，在各類儀表的運行和使用過程中，數據記憶功能使得其可以自動進行相應的數據存儲，在儀表專有的數據庫內存儲和記錄對應的溫度、濕度、壓力和流量等基本參數，經由對這些數據的進一步處理，來輔助儀表的調整和控制工作。數據記憶控制功能下，儀表可根據自身需求來靈活調取數據庫中關于機組的狀態信息，在精準控制模式下進行對應的數據提取和處理[4]。當處于這一環節的工作時，如果儀表需要控制復雜的運行回路，系統可自動根據自身所掌握的信息來進行儀表負荷工作狀態的判定，一旦處于負荷狀態下，儀表的控制效率將難以保障。針對這一情況，專業的技術人員可對儀表前期所收集的數據加以對比，在記憶功能下更新數據庫中的數據，在條件允許的情況下進行ROM存儲功能的擴充，嚴格按照化工儀表的運行需求和標準，開展在線監測。

3.現代化工儀表自動化控制技術

3.1 DCS系統

化工行業在持續發展的過程中，行業內可選擇的化工儀表種類越來越多，為全面推進化工儀表在生產中的作用實現，就需要在儀表運行時，加強對自動化控制技術的應用。從化工行業內部的儀表自動化技術發展和應用現狀來看，DCS系統相對成熟（我公司選用的浙江中控ECS-700系統），在現場儀表、車間廠房、單元控制等方面的應用優勢凸顯。經由DCS系統的設計，不僅使得現代化工儀表的信息傳輸更為便捷，也使得控制的準確性得以提升，達到了實時監控、自動控制的目標，即使在現代儀表使用時出現了故障，DCS系統也可以在第一時間內進行報警和處理[5]。

3.2 SIS系統

SIS同樣是化工自動化技術中的一種，這一技術在化工企業生產的過程控制中非常有效，經由這一系統的設計和應用，使得企業生產的安全性得以提升。與DCS系統相比，SIS系統的安全等級更高（我公司選用的浙江中控TCS-900系統），即使在生產的過程中出現了對應的故障或者異常，SIS系統中的對應模塊也能夠立即開展干預，最大程度上減小安全損失。

3.3 PLC系統

在化工生產領域的PLC系統應用，同樣達到了自動化控制的目標，在利用PLC系統開展相應的控制工作時，利用的是用戶的存儲功能，通過內部計數、計時運算和邏輯順序等基本的計算原理，來對現代儀表運行中的各種數據加以處理，通過PLC系統（我公司選用的西門子S7-1500系統）中的A/D、D/A轉換和輸出，可以達到過程控制的理想效果。

4.結語

當下的化工生產領域，現代儀表的配置和使用成為了影響生產穩定性和安全性的關鍵因素，為全面發揮各類儀表的作用，需結合化工儀表的具體特點，來進行相應的自動化技術應用，提升控制精度。