化工儀表自動化管理水平的提升路徑

許又滟潔 XU Youyanjie

（安徽實華工程技術股份有限公司，安慶 264000）

0 引言

隨著時代的發展，我國農業、交通、紡織等行業對化工產品的應用頻率逐漸增大，作為一種基礎性工業，化工生產發揮著重要作用。而化工儀表在其中發揮著監視作用，通過將工藝參數控制在合理范圍，能夠促使生產設備的使用時間延長，并對員工安全提供保障。本文針對化工儀表自動化管理提出了幾點建議，以此提高管理水平，促進化工行業的穩定發展。

1 自動化儀表的作用與功能

1.1 自動化儀表的作用

在現實生活的過程當中，我們使用自動化儀表的主要的目的就是為了有效地提升企業的生產力。相較于企業的傳統生長過程來說，如果我們使用了自動化的儀表，其生產效率是必須要比傳統的企業更好的，而且在一定程度上還能夠有效的節省一些不必要浪費的人力成本，在生產的過程當中也會變得更加的有效，更安全。在自動化儀表的實際使用的時候，工作人員將原有的主導地位轉變為輔助地位，因此，工作人員可以充分借助機械設備自動化技能，從而避免過程中的人工工作失誤，通過自動化儀表的智能化特性，也能夠確保工作的安全可靠。從另一個角度考慮，自動化儀表的應用也大幅提升了工作的效率，壓縮了工作的時間，為企業節省了大量的財力物力人力。工業智能化技術的工藝現在已經越來越完善了，其應用的范圍也非常的廣泛，而且現在的市場競爭非常的激烈。在這一背景下，工業行業對于智能化技術的要求也愈發嚴格，而自動化儀表技術也是時代下應運而生的技術手段，不僅能夠保障產品的質量，同時其在工作中良好的應用效果和為企業帶來更多的經濟效益這些優點也愈發凸顯。

1.2 化工儀表自動化管理的主要功能

化工企業生產中常用的自動化儀表為了實現自動化運行，離不開計算機技術的重要支持。目前的化工生產企業為了提升化工生產的安全性和效率，大量應用了自動化化工儀表。化工儀表自動化管理能夠幫助企業對化工生產過程進行自動化管理，主要便是依靠以下幾種功能。

首先是編程功能。借助計算機編程技術，化工儀表在自動化應用方面取得了重大的進步，自動化管理功能得以實現。自動化儀表通過編程軟件改變了其控制方式，由順序控制變為儲存控制，借助編程功能，化工儀表的硬件結構獲得了一定程度的簡化。

其次是數據處理功能。在化工自動化儀表應用的過程中，其數據處理功能主要是通過微處理器和軟件來實現的。化工儀表的數據處理可以有效節省人力，并降低數據測量和處理所造成的硬件負荷。

第三是精確計算功能。由于化工儀表使用了微型計算機，因此儀表可以根據所編寫的程序自動進行數據的計算和處理，且這一過程更加高效、精確，從而促進了化工生產能力的提升。

第四是數據記憶功能。由于化工自動化儀表中安裝有計算機儲存器，因而可以將各種程序、算法和生產信息儲存其中，并可以根據生產需要隨時調用儲存的信息數據。

2 自動化控制技術

2.1 自動化控制的原理

自動化控制可以分成半自動化和全自動化。比方說，機器跟設備都可以根據事先規定好的生產規劃來實現半自動運轉，或者是全自動運轉。如果是全自動化控制的話，工作人員只需要進行簡單的操作，讓生產能夠按照確定好的程序來執行。在這個過程當中，是不需要工作人員直接參與到生產當中的。半自動化控制則需要人力通過設備，機械或者是儀器等參與到生產的過程當中。現如今，自動化控制技術在工業以及其他的領域有著非常好的發展優勢。全自動化控制能夠幫助人們從繁重的勞動當中解脫出來，可以讓人們擺脫那些片面的勞動跟不合理的分工，有效地提升了社會的生產力，并且也節省了人力資源，能夠為企業在發展的過程當中創造更多的價值。避免了在工作的過程當中，因為員工的個人因素對整個生產過程造成干擾或者是影響。自動化控制技術應該應用在更大的范圍當中，因為這樣更加有利于改造我國的傳統的落后行業的生產制造方式，能夠加快淘汰一些比較落后的產能，加快我國的轉型與升級，提升企業的生產與制造水平。自動化控制技術會涉及到一些數字圖像應用的部分，在全面檢測的精度方面可以更好的提升器械的應用準確度，保障機械在使用過程當中的質量，能夠更好的應用自動化控制這種新的技術，實現整個生產過程當中的智能化。在現代化的生產當中，生產自動化程度被認為是整個現代化發展的一個非常重要的標志。

2.2 自動控制的應用

在現代化的石油煉制過程當中，我們可以通過使用自動化控制，在生產過程當中減少這些有害的物質對于人體造成傷害，一般情況下，自動化的控制系統主要包括三個部分，分別為計算機、調節器以及檢測儀表。通過自動化控制，可以對整個石油煉制的流程進行最佳的控制，在生產的時候可以有效的反饋整個生產過程當中的一些問題，將整個生產控制在最優狀態。除此之外，自動控制也可以應用在機械制造當中。機械制造的自動化有著非常長的發展歷史，在最初階段是比較簡單的自動化的生產線，自從上個世紀60年代開始，伴隨著計算機技術的不斷發展，數控機床、機器人等隨之出現，除此之外還有各種各樣的產品。自動化的生產車間，主要使用計算機以及自動化的控制系統來完成廠內的自動控制。機械制造的自動化主要是以柔性制造系統作為發展的基礎，并且在此之上進行信息化的管理以及生產智能化管理。

3 化工儀表自動化的故障

①流量控制錯誤。

檢查儀進行流量監控，在處理與分析其流量指示，如果流量指示偏于或低于正常流量控制水平時，會造成流量控制儀表流量指示值的波動較大，對儀表自動化設備的功能使用產生一定的影響。

②儀表無為檢查故障，儀表自動化設備的壓差式變送器控制系統指示與現場就地式儀器指示存在差異，導致液位控制儀指示值存在差異，液位控制儀的指示值波動頻繁。

③儀表自動化故障產生的原因分析。

針對①的問題，經過分析發現與系統壓力，導管堵塞、變送器正壓室泄露及流量記齒輪卡死等有關系，另外，儀表控制參數PID 不匹配及工藝操作不適當等，這些問題是導致設備引發的原因。②則多半是與儀表負遷量、液面控制容量過大及工藝系統操作問題等原因造成儀表自動化出現波動頻繁的問題。

4 提高化工儀器自動化管理水平的對策分析

儀表自動化管理需要考慮的影響因素很多，其中設備故障需要作為管理重點。為提高管理質量，需要從人員、制度、維護方式、安全因素等方面綜合考慮，本文分析了自動化儀表設備在管理過程中需要考慮的權重指標，來對以往管理模式進行優化，以此提高管理效能。（表1、表2）

表1 影響設備管理效果的主要權重指標

表2 自動化儀表維護管理的影響因素

4.1 完善和強化化工儀表自動化管理系統

化工儀表的自動化功能主要靠DCS、PLC 以及FCS 子系統來維持，DCS 常顯現為一種遞階結構，每一階都存在若干子系統，且每個子系統都有特定任務目標，構成金字塔形式。DCS 系統的構成包含了車間層、管理層、單片控制層以及化工儀表層，并且還存在內部、通信、信息等網絡。DCS 系統主要用于控制，分散是其明顯特征，隨著時代的發展，系統信息管理更注重于綜合全面性，控制儀表需要具備實時性、全面性特點，DCS 系統需要設定合理壓力、液壓、流量等參數來保證生產項目管理的有效落實，確保其內的數據通信能夠有效互換信息、正常使用報警系統、正確處理儀表開關量等。隨著計算機和網絡等相關技術的發展，促使自動化系統得到改革創新，結構發生改變，在其中FCS 系統發展勢頭迅猛，它主要是靠PLC 與DCS 而發展的，彼此之間聯系密切，同時也有明顯的差異性。PLC 系統具有智能化、數字化特點，它將傳統的模擬式單功能儀表、控制裝置進行替換，以往的分散控制被現場控制所取代，而數字智能現場裝置是它的構成基礎。最后PLC 控制器則主要靠效仿原繼電器原理而形成和發展的。現如今PLC控制器被更多用戶所需求，同時隨著技術的上升，價格得到下降，在自動化小型設備中PLC 系統被廣泛應用。它的抗干擾性能以及耗能更令人滿意，適應面大。通過PLC 的監控軟件，能促使設計企業構建更方便的信息管理系統，同時PLC 管理系統在應用時應構建網絡體系，確保軟硬件運行正常，進而更好的適應工藝。在化工儀表中，為降低安裝、維修的相關費用，并實現工藝參數的有效控制，提高工作運行狀態，可以在其中加入PLC 編程來實現。最后，PLC 的電源發揮著重要作用，電源系統能夠促使自動化管理工作得到有效運行，因此應選擇試點作為供電電源[3]。

4.2 注重對儀表人員的培養工作

想要確保員工的作用得到發揮，企業需要注重對他們的思想教育工作，使其能夠正確對自己的工作定位，專心工作，樹立責任意識，在維護自己個人利益的基礎上合理考慮公司利益，避免公司權益因個人而受到侵害。化工儀表自動化管理人才在各方面存在一定的差異性，能力、性格都有不同側重，因此管理機構需要考慮這一點，制定針對性的培養方案，并適當的對其工作行為進行制約。同時注重統一進行人才管理工作，并加大培訓力度，現階段化工企業在落實培訓工作時存在一定的困難，企業需要先處理好資金問題，再重點培養學歷高或擁有豐富實踐經驗的人才，進而帶動整體員工，為企業發展提供助力。針對企業中沒有實際成就、工作不積極的員工，應制定針對性的獎懲制度，讓其認識到工作素質的重要性，同時企業應盡量營造競爭環境，激發員工工作熱情以及學習的積極性，以此從整體上提高員工工作能力，保證工作效率。最后化工企業可以建立并完善一套科學的競爭管理制度，針對化工儀表的自動化管理工作實施優勝劣汰的競爭式工作方式，主動為員工們營造適當的競爭氛圍。

4.3 加強對化工儀表外部運行環境的優化和管理

通過為化工儀表建立良好的外部環境，以此確保其工作順利進行，提高儀表準確度。一般情況，外部環境對儀表自動化的影響因素主要是電磁以及溫濕度。具體工作環境的相對濕度應該在30-70%的范圍中。而如果濕度小于這個范圍，很容易發生靜電、損壞電路內存、丟失數據信息等問題。而濕度大于這個范圍，容易造成元件生銹、腐蝕、短路等現象。在實現對濕度的控制后，管理人員需要將工作環境的溫度控制在15-30℃的范圍中，如果小于這個范圍，元件容易失靈，而大于這個范圍，元件容易發生氧化、死機等現象[4]。另外電磁的控制工作同樣重要，為避免數據錯誤、驅動器失靈等現象發生，需要管理者做好相應的防范工作。并防止轉化爐、變換爐、工藝管道等出現熱能爆炸或火災等風險。為了優化反應條件，確保儀表穩定運轉，可以開發一些有關高壓力、高溫區工況的催化劑。

4.4 實行分級維護管理，重視設備預防管理（表3）

表3 管理體制改革方向

為保證化工自動化儀表的正常運轉，提高生產效率，可以實行分級預防管理。由于設備在應用環節常出現故障問題而導致儀表功能失常，就需要規范好各級儀表管理者的工作責任，在化工企業中自動化設備的比重很大，而化工企業在人力資源方面也存在很多的資金支出，因此想要保證自動化設備運行穩定、功能正常，需要改革創新傳統管理制度，進而提升管理的合理性。在設備管理環節中，要提高對設備的重視，還要做好定期維護保養設備的工作，如果設備產生問題，及時采取措施來解決。故障處理后要做好詳細的故障記錄，以便于后期進行故障分析，避免再次出現此類故障。檢查時若發現不合格的儀表設備要及時地予以更換。在維護管理設備的工作中，需要采取分級管理制度，同時工作人員需要做好日常維護巡檢的工作，在維護設備是，應對所有設備進行一次性維護，同時組織所有運行人員對公司的自動化設備開展第二次維護工作。要求二級維護人員的專業水平符合標準要求，以此保證能夠更迅速的發現設備故障位置以及產生故障的原因，讓安全隱患從根本上消除。（表4）

表4 企業綜合利用設備時需要考慮的時間因素

化工生產環節，機器質量、故障、運行速度、開停機實踐、設備切換等都會有損設備綜合效率。設備綜合效率主要有時間利用率、設備性能、產品合格率這幾個要素組成。計算公式如下：

在設備維護管理環節中，首先要做設置設備故障預防機制，設備的正確選用才能保證總體生產質量。預防工作在實行時，要統一規范管理程序與管理行為，確保在實際維護工作中工作人員具備多年科學維護設備經驗，將風險評價預見性維護經驗編寫成同一文件，并編寫預防性維護手冊，利用預防手冊對員工進行培訓。現階段儀表自診技術得到發展，造作環節要合理運用所得到的自診信息，制定合理預防維護手冊，提高維護管理的科學性，降低儀表管理的工作量。設備安裝后需要定期實行計劃性養護工作。根據企業降本增效和增大設備效率的目的，可建立設備管理體系，根據標準，大型制造企業應確保設備綜合效率在85%之上，對我國來說，綜合效率難以達到標準，特別是儀表、電氣設備仍處在發展階段。

5 結束語

目前化工行業在發展過程中應注重提高化工儀表自動化管理，以此推動化工生產的各方面得到有效發展，落實安全保障，因此企業應加強相關專業人才的培養工作，同時強化化工儀表系統性能，建立良好的外部工作環境，并加大對其的資金投入，確保管理工作的實效性得到發揮。