探討現代化工儀表及化工自動化的過程控制

趙冬　劉玉麗

摘要：我國的化工事業正在隨著科技與經濟的不斷進步快速發展，相應的化學工業生產過程中所運用的儀表也越來越朝著自動化的趨勢發展。在化工發展的過程中，化工儀表起到的作用舉足輕重，本文便以當前運用化工儀表的主要類型為研究基點，探討當前工儀表的主要應用情況，以期進一步加深化工儀表的自動化，促進我國化工事業的發展。

關鍵詞：現代化工儀表；化工自動化；過程控制

前言

化工自動化指的是將自動化的生產設備安裝到化工生產設備中，以代替人工作業，這個過程，便被稱為化工自動化。在我國經濟的發展過程中，化學工業所扮演的角色舉足輕重，在一般條件下，化學工業的生產過程應該在全密閉的容器中進行，而人工操作不僅不方便，也會有一定的危險。在這種條件下，化學儀表的自動化便能夠實現化工生產過程的安全高效，也能夠實現對化學工藝指標的科學控制。

1.當前運用化工儀表的主要類型

在化學工業進行自動化生產的過程中，會廣泛使用化工儀表，而主要的化學儀表可以根據不同的特點大致分為以下幾種類型：

1.1化工溫度儀表

化學工業在生產過程中，因原料與產品的特殊性，對溫度具有較高的要求，一般情況下，生產過程中的溫度都要控制在零下200攝氏度到1800攝氏度之間，在整個化工產品生產時，劃分到化工溫度儀表中使用頻率最高的便是熱電偶與熱電阻兩種儀表。其基本原理是依托于總線技術，將相關信息輸入到DCS與其他溫度采集裝置中，以完成對化工生產溫度上的自動控制。

1.2化工壓力儀表

在化學工業生產過程中，壓力是除溫度以外的另一種必要的化學反應因素，如果在整個生產過程中沒有控制好壓力，那么整個生產的效果也會大打折扣[1]。與此同時，化工生產設備也會在一定程度上受到壓力的影響，因此，在化工生產的過程中，壓力儀表的運用也是必不可少的。壓力儀表的類型也比較多，如特種壓力表、壓力傳感器、變送器等。

1.3化工物位儀表

所謂物位儀表在整個化學工業生產中所起到的主要作用便是控制化工生產的原料量，也是整個化工生產過程中所必不可少的，在整個化工產品生產時，劃分到化工物位儀表的主要有超聲波、直讀、電接觸、浮力、激光輻射、差壓以及電容等諸多方式，而其中使用最為廣泛且具有較強精確度的主要有矩陣渦流式、雷達式以及磁極伸縮時三種類型。

1.4化工流量儀表

而化工流量儀表也是化工生產中必不可少的儀表之一，其測量原理主要有容積與速度兩種方法，在測量體積流量方面比較合適，而質量流量則普遍采用推導法或直接法進行測量。化工流量儀表中流量的含義與普通的流速存在一定的差異，流量指的是有效截面在單位面積留過的流體的體積以及質量，有時還要借助積算儀對某段時期內的流量進行計算，而對流量的測量則要結合實際情況進行，有的要求大口徑的流量，有時候則是微小的流量，此外，一些固體的接遏制的流量和多相及脈動流量等在介質上都體現出了不同性質[2]。

除以上四種儀表之外，還有一種在線過程分析儀表，主要用于相對高端的分析儀器，在普通的化學生產過程中，并不經常用到。

2.當前化工儀表的主要應用情況

在科學技術不斷發展的前提下，當前化工儀表需要隨著時代的發展也擁有了越來越多的功能，主要體現在以下幾方面：

2.1記憶功能

在傳統的化工儀表中，只能做到在指定的某一時刻做出最簡單的記憶，而且記憶不能夠被完整保存，具有較大的缺陷。但將自動化設備加入到化學儀表中去，則能夠利用計算機中的存儲器，將儀表所顯示的信息做出完整記錄，且將其系統保存，以便日后查看。例如，微機引入儀表后，存儲器就能夠對前段狀態的信息進行記憶并將其保存下來，在需要的時候可以對存儲記憶進行重現。

2.2可編程功能

在化學儀表中，將運用大量的高科技軟件取代體積龐大的儀表硬件，并在電路控制的過程中，運用芯片位控技術，控制相對繁雜的系統功能，進行比較簡單的軟件編程[3]。

2.3數據處理功能

在化工生產的實際操作中，化學儀表不可避免的會遇到自動檢測與校準、線性化處理、工程測量值相互轉換等一系列問題，而且還會時不時的伴隨著外界干擾。而在化工儀表中運用科學的計算機裝置，便能夠有效的運用軟件來規避以上問題，使化工生產中的硬件負擔更小，在數據的處理方面更加優化。

2.4計算功能

計算機的運用也意味著計算功能的實現，在化學儀表中運用微型計算機，不僅能夠計算相對復雜的數據，還能夠在很大程度上提升計算結構的精確性，而計算功能的實現能夠幫助化學儀表完成以下比較復雜的計算任務，以確定化工生產中的極大極小值等。

2.5復雜控制功能

與普通的化學儀表相比，實現化工儀表自動化功能之后，能夠做到很多以前無法實現的功能，舉例來說，在化工色譜儀器中，運用自動化的化工儀表便能夠通過色層分離的方法來實現相對復雜混合物的分離工作，進而確定混合物中化學成分的含量。

2.6測量精確度更高

化學儀表的自動化意味著計算機設備在化學儀表中的充分運用，而計算機能夠完成短時間內的反復數據測量，進而計算數據的平均值，這也就在很大程度上提高了相關數據的準確性與精確度，減少了數據測量的誤差。

3.結論

化學工業的自動化涉及到很多綜合性技術，在對化學儀器自動化控制的過程中，以科學的計算機技術為依托，能夠為化工生產過程提供更好服務。在未來的化工生產中，現代化工儀表需要與化工自動化形成一個系統結構，以提升化工儀表的準確性，促進化工生產的自動化進程。

參考文獻：

[1]高東方，崔巖峰.執行《工程建設標準強制性條文》中石油和化工建設工程部分注意事項[J].石油規劃設計，2013，08（15）：218-219.

[2]沈耀亞，趙德智，許鳳軍.功率超聲在化工領域中的應用現狀和發展趨勢措施[J].現代化工，2014，06（22）：187-188.

[3]唐旭華.適應教改形勢，培育精品教材，打造化工復合型人才——淺談化工自動化及儀表課程設置的重要性及配套教材建設[J].化工高等教育，2011，07（15）：203-204.