淺析化工儀表自動化功能作用

賈國云

摘要：隨著現代科學技術的不斷進步，傳統的化學生產方式已經不能滿足現代化的需要。為了有效的降低化工生產過程中的人身傷亡以及設備損壞，自動化裝置提供了有效的途徑。在化工生產過程中由于實現了自動化，不但降低了工人的勞動強度降低了設備損耗，更有效的提高了設備的利用率。因此，對于從事化學工藝技術的工作人員來講，要想更好的做好本職工作并有所發展必須學習自動化以及儀表方面的知識。

關鍵詞：化工儀表及自動化 科學技術 管理 生產過程 方法

化工儀表及其自動化是一門利用自動控制學科、儀表儀器學科的理論和技術而服務于化學工程學科的綜合性的技術學科。而利用自動控制器儀表學科和計算機學科的理論服務于化學工程學科是目前我們研究的目標。本文以化工生產需要為出發點探討了化工儀表的分類、性能以及發展。

1 化工儀表自動化概述

化工的生產過程主要是在高溫、高壓以及真空、深冷等密閉容器或設備的環境下連續進行。此外，化工企業的產品以及介質還多具有易燃易爆、有毒以及腐蝕性等。因此，為了確保現代化化工生產的正常進行，必須將化工的各項工藝參數保持在某一最佳范圍內并盡量實現生產的自動化和現代化。在化工設備上配置一些代替操作工人勞動的自動化裝置，使生產在不同程度上自動的進行即為化工生產過程的自動化。化工生產過程的自動化就是利用這些自動化裝置來管理化工的生產過程，簡稱化工自動化。實現化工生產過程的自動化除了加快生產速度降低生產成本以及提高產品的產量和質量外，最重要的是還可以提高設備的利用率，從而延長設備的使用壽命以實現優質高產低耗。此外，采用自動化設備不僅能夠降低勞動強度，還能有效的保證工作人員以及設備的安全，并且改善勞動條件。更重要的是實現自動化以后還能夠減少意外并防止事故的發生和擴大，從真正意義上達到了延長設備使用壽命、保證人身安全以及提高設備利用率的目的。實現化工生產過程自動化后由于從根本上改變了勞動方式并且提高了工人的文化以及技術水平，因此適應了現代化信息技術改革以及信息化產業革命的需要。我國解放前無從談起儀表制造業，解放以后在中國共產黨的領導下，我國的儀表工業從無到有，從小到大得到了迅猛的發展，并向著標準化的方向迅速前進。

2 化工自動化的發展情況

我國的化工生產在20世紀40年代以前大多數都處于手工操作狀態，操作工人根據儀表的參數做出相應判斷，同時生產過程僅僅憑經驗進行，由于采用人工來改變操作條件，除了效率低外，花費還十分巨大。

到了20世紀五六十年代，人們開始大量的研究化工生產的各種單元操作，促進了化工生產向著大規模、高效率以及連續生產、綜合利用的方向迅速發展。

20世紀70年代以來，化工自動化技術水平得到了很大的提高。20世紀70年代，計算機開始用于控制生產過程，出現了計算機控制系統，20世紀80年代末至90年代，現場總線和現場總線控制系統得到了迅速的發展。隨著我國經濟的迅速發展，根據不同的生產需求以及實際情況，我國很多大中小企業以及廣大的鄉鎮企業使用的儀表類型變得多種多樣，最終形成了氣電結合、模數共存的協同發展的局面。沒有現代化的自動化裝置就無從談起現代化的化工生產，自動化裝置已經成為我國現代化發展的重要構成部分，極大的推進了我國現代化建設事業的發展。

3 化工儀表分類

自動化儀表根據不同原則可以劃分為不同的類型：按功能可以分為以下四類：第一，檢測儀表，包括測量和變送各種參數；第二，顯示儀表，包括顯示模擬量和數字量；第三，控制儀表，包括氣動、電動控制儀表以及數字式控制器；第四，執行器，包括氣動、電動以及液動等執行器。按儀表的組合形式可以分為基地式儀表、單元組合儀表以及綜合控制裝置；按照使用能源可以分為氣動儀表、電動儀表以及很少見的液動儀表；按儀表的安裝形式可以分為現場儀表、盤裝儀表以及架裝儀表。隨著現代化的不斷發展，微處理機也得到了快速的發展，根據儀表中是否引入微處理器又可以分為自動化儀表和非自動化儀表。根據儀表的信號形式又可以分為模擬儀表和數字儀表等。由于儀表的覆蓋范圍比較廣，任何一種分類方法都不能將儀表分得清清楚楚，各種分類中間都互相滲透并且彼此聯系。

4 化工儀表自動化工作需要掌握的工作要點

4.1 掌握主要工藝參數（溫度，壓力，流量及液位）的基本測量方法和儀表的工作原理、特點，能根據工藝要求，正確選用和使用常見的測量儀表和調節儀表。

4.2 掌握化工自動化的基本知識，理解自動調節系統的組成，基本原理及各環節的作用。對于設計者和施工者，最主要的是將理論知識應用于實踐。

4.3 能根據工藝的需要和自控人員共同討論和提出合理的自動化方案。在工作中應當多收集一些工程的實例，通過實例可以讓工作人員更好的了解工作情況并擴大知識面。此外，還應當借鑒各方面的知識，除了保證設計以及施工安全性意外，還能保證設計和施工的準確性。

4.4 能為自控設計正確提供有關的工藝條件和數據。

4.5 做好三新的推廣應用。隨著社會的不斷進步和發展，高科技的產品以及技術層出不窮，為了滿足現代化社會的要求，在高科技的發展下出現了大量的新技術、新產品以及新方法，在實際的工作當中，一些傳統的做法雖然工作人員已經熟練掌握，但是難免存在效率低等問題。在實際的工作中，在符合設計規范以及標注的前提下，應當鼓勵工作人員使用新方法、新技術以及新產品來解決目前存在的問題。雖然使用新技術、新產品和新方法剛開始會比較困難，由于掌握不熟練等會造成一定的困難，但是新技術會帶來更高的效率，所謂“磨刀不誤砍柴工”正是這個道理。

5 化工儀器儀表的功能優勢

常規的儀表隨著電子技術以及計算機技術的發展而得到了快速的發展，各種新型的儀表以及控制器不斷的投入使用。下面我們對于化工儀表的優勢進行進一步的分析：

5.1 儀表能夠實現復雜的控制功能。一些常規儀表不易實現的功能通過自動化儀表都可以輕松的實現。如氣相或液相色譜儀通過對復雜的化學混合物進行色層分離來確定樣品中每一種化學成分的含量。

5.2 儀表可以實現記憶。當在儀表中引入微機以后，由于微機中的隨機存儲器能夠記憶遷移狀態的信息，并且在通電的情況下會一直保持記憶，最重要的是可以同時記憶多條狀態信息進行重現或處理。

5.3 儀表具有修正誤差的能力。實時修正測量值誤差是一個比較復雜的功能，但是在儀表中裝入微處理器除了可以減少誤差以外，依靠限制干擾能提高其測量值的精度。

5.4 儀表可以實現編程。將計算機軟件移入到儀表中取代大量的硬件邏輯電路，即實現硬件的軟化，就可以簡化其編程，尤其是當控制一個特別復雜的功能時，將存儲控制程序代替原來的順序控制，采用軟件編程就會使控制變得簡單。因此，在儀器儀表中植入軟件就可以代替常規的邏輯電路從而大大簡化硬件的結構。

5.5 儀表的計算功能。植入微機的自動化儀表可以進行很多復雜的計算，并且計算的結果具有很高的精度。在自動化儀表中可經常進行諸如乘除一個常數、確定極大和極小值、被測量的給定極限檢測等多方面的運算和比較。

5.6 儀表有的數據處理的功能。應用微處理器和軟件的儀表可以快速地處理在測量中遇到的線性化處理、自檢自校以及轉換測量值和工程值和抗干擾等問題。應用微處理器以及軟件除了減輕硬件負擔以外，由于增加了豐富的處理功能，自動化儀表還可以進行檢索以及優化等工作。

6 結束語

隨著計算機以及通訊技術的飛速發展，儀表的功能越來越多樣化并且在逐步的完善，很多機械難以解決的問題依靠電子軟件都可以迎刃而解。如Krohne的智能電磁流量計，不僅可以測量流量，還可以測量流體密度、組分以及熱能等。但是目前我國的大型流量儀表企業依靠的還是國外的技術，沒有自主產權意識以及缺乏創新。因此，為了進一步提高我國儀表企業的社會效益以及國際競爭力，儀表工作人員在掌握儀表知識的同時還應當具有科研和創新的意識，為促進我國儀表的快速自主發展做出應有的貢獻。

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