現代化工生產活動中自動化儀表的應用討論

張德良　鄧旸

摘要：化工生產是一個國家的支柱產業，我國的化工業自改革開放以來發展迅速，其生產水平隨著科技的進步不斷的提高。我國也開始越來越重視自動化的化工生產技術的發展，并在此領域取得了可喜的成就。這種自動化的生產模式需要的就是對生產流程中各個環節的設備以及反應參數進行統計和顯示，這就應用到了自動化的儀表。文章通過對化工生產中自動化儀表在實際生產中的應用進行了簡要的分析，并對儀表自身的特點以及發展優勢和在發展中顯現出來的一些問題進行了討論，并綜合各種情況提出了一些合理化的建議，望可以對解決類似問題提供參考。

關鍵詞：化工生產；自動化模式；儀表；現狀

隨著機械技術的發展以及計算機技術的出現，各行各業都開始進行了自動化的改革。而化工行業的高危險性以及高毒害性、高腐蝕性的特點更加成為了化學工業實行自動化生產模式的理由。只有在自動化的生產模式下才能夠保證整個生產流程的安全性，并且自動化系統具有人力無法達到的高精確度，因此一個運行良好的自動化系統不但是安全的保障同時也是高效的生產保障，這就是實現自動化工的重要意義。而在整個自動化的流程中儀表是必不可少的設備，自動化的儀表設備是實現對生產流程進行監控的基礎設備。在生產中監控工藝參數以及各個設備和原料的情況顯示處理都需要自動化的儀表設備。因此只有高靈敏高穩定以及高安全系數的儀表才能對化工的高效生產提供有力的技術支持，才能夠真正的實現自動化，才能夠最大程度的創造經濟效益。

1 常用儀表設備

在現代化工業的自動化生產中，經常使用的儀表種類包括流量測試儀表、壓力測試儀表、物料儀以及溫度和在線過程的分析儀。

壓力測量儀表是化工業的整個生產流程中關鍵設備之一。由于設備對于內外壓強差的承受能力是有一定范圍的，因此壓力儀就成為了對設備內外壓強差控制的重要參數來源，另外，化學反應的壓力環境對于反應的效率以及反應能否順利進行都有著極高的要求，因此壓力儀成為了生產的安全保障。其主要作用是對整個生產過程的壓力進行監督控制，一般化工壓力儀是測試負壓至300MPa的壓強范圍。壓力儀對于壓強的測試方式一般分為彈性測試法、液柱式測試法還有活塞式的測試法。對這三種測試原理的使用要根據實際情況進行選擇，不同的方式方法使用不同的介質壓強測試。并且隨著壓力儀表的技術發展，儀表的精度也隨之提高，有些甚至可以達到精度0.1級，并且對于環境的抗性也隨之提高，對于一些高溫高壓以及容易結晶和腐蝕性高的介質也同樣可以對其壓強進行精確的測量。

在整個化工生產過程中，使用最為廣泛的則是流量儀表，這也是由化工的特性決定的，所謂的流量其實就是有效的截面積中單位時間中通過截面介質的質量以及體積，根據生產中的實際要求優勢還要計算流量以及體積必要的流量以及體積流量。流量儀根據其原理的區別被分為體積流量的測量以及質量流量的測量。而一般的生產線上對于流量的標示則是通過容積和速度兩種方法測量流量。而對于流體的質量則是需要進行直接測量以及推導兩種方式。

化學反應除了要保證壓力之外，對于溫度的要求也很高，常用的溫度儀區別原理后分成熱電偶模式以及電阻模式，但是無論是哪一種都是為了對生產中需要進行溫度控制的環節進行實時監控。溫度儀的測量范圍很廣，從零下二百攝氏度到一千八百攝氏度。若是想要得到一個準確的溫度參數，就需要對介質進行接觸測量。而對溫度進行控制就是實現自動化的有效條件之一。溫度的自動控制也是現場總線技術實現的必要條件之一。

物料儀是對反應所使用的原料、半成品以及成品液位量進行測量的儀表。并且物料儀表在測量方式以及測量原理上差別很大，主要是由伸縮式的物料儀、矩陣渦流式的物料儀、還有最常用的浮力式物料儀以及精度頗高的雷達式物料儀等。

自動化程度保持的基礎除了上述儀表，最關鍵的就是在線過程分析的儀表，這才是實現現代化的自動化工的關鍵。工藝參數是就是通過這種自動化的保障在線過程的分析儀進行的。并且其使用需要通過多種儀表的配合進行。在線過程分析儀表是實現化工生產的控制以及分析自動化的基本保障。在現代化化工生產中都更加注重工藝參數的優化設計，工藝參數的測量設定需要實現自動化，這個過程就是通過在線過程分析儀表來實現。在線過程分析儀表都需要多種儀表相互配合使用來對產品質量是否合格等進行監控。

2 自動化儀表控制的優勢

化工儀表的自動化主要是實現了計算、記憶、可編程以及復雜的控制功能，利用微電腦技術推進儀表的自動化以及抗干擾能力，實現了生產過程的動態控制和信息反饋，更加完善自動化過程。

今年來，我國的化工生產發展水平有了穩步的提升，特別是隨著計算機技術的應用，化工自動化的生產也得到了飛速的發展。在計算方面，微型計算機在化工自動化儀表的使用中提高了儀表的運算、計算功能以及結果的準確度，在極限測量、難度較大的測量等，微處理器和軟件的使用能快速、準確的獲得結果，優化測量工作。在記憶功能方面，微處理器的應用改變了普通儀表常用的時序電路和組合電路，使得記憶狀態不會被下一個狀態清除，而記錄下所有的狀態，實現狀態重現的目的。在自動化儀表中不再使用大量的邏輯電路而是采用計算機軟件代替，保證了編程功能的實現和順利進行，相對比以前大量的控制工作，自動化儀表可以使得硬件結構簡單、工作簡單方便。在需要進行復雜的控制時，自動化儀表很好的解決了以前這一無法實現的功能，大量的新型設備、儀表運用在化工生產中，如可以實現多功能的智能儀表、數字儀表等高科技儀表等大大的推進了自動化生產的程度，也是對生產過程的創新與推進。

在實現自動化的同時還需要保證儀表的準確性和抗干擾能力。微處理器在儀表中的應用，可以對測量的過程重復，對測量的結果進行及時計算能準確、快速的獲得平均值，避免偶然因素帶來的測量誤差，也可以實時的修正測量誤差來保證精度。微處理器也改良了儀表，在體積方面實現更小、更精細，也可有效的提高抗干擾的能力，進一步提高儀表的可靠性?？删幊坦δ芴岣吡藘x表的性能和適用性，快速的計算功能在出現錯誤和干擾時，進行重新測量和結果修正，提高抗干擾能力，實現化工生產的高效、高水準。

3 自動化儀表存在的問題及提高解決方法

自動化儀表在使用中存在多種優勢，但是也有著一定的不足，在自動化控制過程中產品化的能力不足，在模型的通用型以及集成能力方面也較差。而在實際生產控制中，提高自動化控制水平還需要設定好質量控制的有效參數，采取預防管理來進行質量管理。

在我國，化工儀表的應用一般由設計、施工和調試三步組成，科研單位擁有一定的科研能力但在資金方面存在短缺，而生產廠家因為需要產品開發所需的大量人力和財力而使得化工企業在產品化方面能力不足。模型的開發技術含量不足，競爭力不強，也存在通用性較差難推廣的問題。施工的過程中需要做好策劃階段的準備，如材料、資質、驗收情況等審查，保證儀表在施工中的質量。在使用的過程中需要對參數和指標進行相應的設定，通過試驗來獲得合適的參數，對于符合正態分布的參數可以使用正態分布原理來控制這一指標，不符合正態分布的就采用平均值法選擇。自動化儀表的管理中還需要做好預防管理，分析生產的全過程，提前預見到問題及制定相對的防治措施。對質檢的結果進行反饋，討論自動化中存在的問題并解決，來保證產品的質量。