化工生產(chǎn)中自動化儀表的控制探析

摘 要：本文從化工生產(chǎn)的角度出發(fā)，主要從自動化儀表的概念及分類；自動化儀表在化工生產(chǎn)中的功能及優(yōu)勢；自動化儀表在化工生產(chǎn)中的發(fā)展趨勢三方面，對自動化儀表控制進(jìn)行探索分析。

關(guān)鍵詞：化工生產(chǎn) 自動化儀表 控制

中圖分類號：TQ056 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0064-01

作為國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中的重要行業(yè)，化學(xué)工業(yè)的發(fā)展關(guān)系著國計(jì)民生，為促進(jìn)化工行業(yè)的全面發(fā)展，就必須全面實(shí)現(xiàn)其自動化生產(chǎn)，而自動化生產(chǎn)離不開高性能的自動化儀表，因?yàn)樵诨どa(chǎn)中，自動化生產(chǎn)的完成正是通過這些高性能的自動化儀表，有效地對各個生產(chǎn)工藝進(jìn)行合理地測量，控制和調(diào)整來完成的。

1 化工生產(chǎn)中自動化儀表的概念及分類

自動化儀表分類方法很多，根據(jù)不同原則可以進(jìn)行相應(yīng)的分類。

（1）按儀表組成形式劃分，化工生產(chǎn)中的自動化儀表可以分為基地式儀表、單元組合儀表和組件組裝式儀表三種。基地式儀表是專為測量特定測量范圍而設(shè)計(jì)的儀表，可容易從他它的標(biāo)尺上直接讀出測量結(jié)果，因而其通用性較差；單元式組合儀表是針對應(yīng)用通用性而產(chǎn)生的儀表，這種儀表往往只完成單一的功能，例如變送單元、調(diào)節(jié)單元、顯示單元等，而各單元儀表間通過統(tǒng)一制式的信號進(jìn)行連接，所以可以根據(jù)需要選擇不同的單元儀表靈活地構(gòu)建系統(tǒng)；組件組裝式儀表是單元組合式儀表的進(jìn)一步發(fā)展，它利用集成電路和其他電子元件形成各種功能不同的插件，并可選擇多個插件以構(gòu)成需要的儀表，該種儀表目前常用在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，如集散控制系統(tǒng)。

（2）按儀表安裝使用方法劃分，可以分為現(xiàn)場安裝儀表、盤后架裝儀表和盤裝儀表。現(xiàn)場安裝的儀表要求具有良好的防護(hù)結(jié)構(gòu)，能提供防爆、防腐、抗振等能力；盤后架裝的儀表一般不具備顯示功能，平時(shí)亦無操作需要；盤裝儀安裝在表盤上，一般同時(shí)具有顯示和操作功能。

（3）按儀表信號傳輸方式劃分，可以分為氣動儀表、電動儀表和液動儀表。一切以電量為傳輸信號的儀表統(tǒng)稱電動儀表，它具有信號可遠(yuǎn)傳的特點(diǎn)，但無需特殊處理措施，電信號可引起火災(zāi)和爆炸，即其防爆性能相對較差；氣動儀表沒有防爆問題，它是使用壓縮空氣來傳遞信號的，但由于氣體的特殊性致使該種儀表的反應(yīng)動作慢，同時(shí)氣源和管路的投資遠(yuǎn)比電路要大。

（4）按儀表核心運(yùn)算處理方式劃分，可以分為模擬儀表和數(shù)字儀表兩類。如儀表核心運(yùn)算是采用模擬信號方式進(jìn)行的，該類儀表應(yīng)歸為模擬式儀表；數(shù)字儀表是指其運(yùn)算和處理過程都是以數(shù)字信號為基礎(chǔ)進(jìn)行的。

2 自動化儀表在化工生產(chǎn)中的功能及優(yōu)勢

與傳統(tǒng)落后的大型自動化設(shè)備相比，現(xiàn)階段化工自動化儀表的主要優(yōu)點(diǎn)是采用先進(jìn)的微電腦芯片及技術(shù)，在合理減小體積的同時(shí)，大幅度提高自身的抗干擾性能，力求實(shí)現(xiàn)真正的以逸待勞以及待人的目的。可以說，作為控制系統(tǒng)必不可少的部分，自動化儀表在化工生產(chǎn)的各個工藝流程中，都承擔(dān)了非常重要的作用，它甚至可以完全代替人對控制系統(tǒng)進(jìn)行測量、監(jiān)視、控制和保護(hù)，在改善工業(yè)化生產(chǎn)的全自動化管理中起著至關(guān)重要的作用。因而凡是從事自動控制的技術(shù)人員，在精通控制理論的同時(shí)，都應(yīng)盡量多地掌握自動化儀表的基本原理及其相關(guān)技術(shù)，以便在實(shí)際工作中合理地選擇和使用相關(guān)儀表，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用，以滿足包括經(jīng)濟(jì)、性能和可靠性在內(nèi)的各方面的需要。具體而言目前自動化儀表的優(yōu)勢功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）可編程。自動化儀表的可編程功能源自計(jì)算機(jī)的軟件大規(guī)模地應(yīng)用于儀表。近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和社會生活的各個方面，有力地推動了社會信息化的發(fā)展，自動化儀表便是這些受利者之一。計(jì)算機(jī)軟件植入儀器儀表之中，不僅僅象征著以存儲控制程序取代傳統(tǒng)的順序控制；更代表著節(jié)省了大量的控制、定時(shí)電路。因此可編程功能的出現(xiàn)無疑是對儀器儀表硬件結(jié)構(gòu)的極大簡化。

（2）可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。微處理器和軟件在自動化儀表中的應(yīng)用，在為自動化儀表增加豐富的處理功能的同時(shí)，極大地減輕了傳統(tǒng)測量過程中硬件的負(fù)擔(dān)問題，這就使得化工生產(chǎn)過程中，自動化儀表也完全可以發(fā)揮檢索、優(yōu)化的作用。

（3）可精確計(jì)算。微型計(jì)算機(jī)是一種能快速而高效地完成信息處理的數(shù)字化電子設(shè)備，由于自動化化儀表內(nèi)含微型計(jì)算機(jī)，因而就使得它能按照人們事先編寫和存儲的程序，自動、高速、精確地進(jìn)行信息處理，提高化工生產(chǎn)的社會生產(chǎn)率。

（4）可記憶。計(jì)算機(jī)的存儲器能夠保存原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、最終結(jié)果和計(jì)算程序，在用戶需要時(shí)可以快速調(diào)出使用。因此，將微型計(jì)算機(jī)引入自動化儀表中，那么微機(jī)的存儲器就可以永久地存儲記憶，并可以同時(shí)記憶多種不同狀態(tài)下的信息，這樣就極大地方便了信息的調(diào)用，化工生產(chǎn)中遇到問題，就可以隨時(shí)使用這些存儲信息來幫助解決問題。

3 自動化儀表在化工生產(chǎn)中的發(fā)展趨勢

如今，社會信息技術(shù)的不斷發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等日新月異發(fā)展的新技術(shù)對自動化儀表的革新產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。以計(jì)算機(jī)在自動化控制中的應(yīng)用為例，現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)中，已經(jīng)越來越普遍地運(yùn)用計(jì)算機(jī)對連續(xù)工作的對象進(jìn)行自動控制，計(jì)算機(jī)不僅能對被控對象及時(shí)采集信號，進(jìn)行計(jì)算處理，動態(tài)地發(fā)布命令，并且可精確地在允許的時(shí)間范圍內(nèi)完成對被控對象的自動調(diào)節(jié)。此外，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，不僅可以提高控制的準(zhǔn)確性，降低生產(chǎn)成本，還可大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。可見，未來化學(xué)工業(yè)中自動化儀表的發(fā)展離不開計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的支持，只有把計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)充分運(yùn)用到自動化工業(yè)儀表中，才能使自動化工業(yè)儀表朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、總線化、開放性的方向進(jìn)一步發(fā)展。

總之，自動化儀表控制是化工生產(chǎn)中的一種創(chuàng)新科技的完美體現(xiàn)，只有充分掌握自動化儀表的基本原理及其相關(guān)技術(shù)，才能夠在化工生產(chǎn)實(shí)際工作中合理地選擇和使用相關(guān)儀表，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用；才能夠真正地滿足包括經(jīng)濟(jì)、性能和可靠性在內(nèi)的各方面的需要。

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