探究化工儀表及其自動化

摘要：隨著現代科學技術的快速發展，傳統的化學生產方式已經不能滿足現代化的需要。因此，在化工生產過程中使用了自動化裝置，實現了自動化，提高了設備的利用率。本文主要是對化工自動化儀表的涵義、種類、功能、新功能和未來的發展趨勢進行分析論述，希望能夠更好地了解化工自動化儀表。

關鍵詞：化工儀表;自動化儀表;發展趨勢

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。下文將對化工儀表及自動化的相關內容進行論述。

一、化工自動化儀表的概述

1.化工自動化儀表的涵義

化工自動化儀表是多個自動化原件共同組成的，具有相對完善的功能的自動化技術工具，一般同時具有很多種功能，比如同時實現測量、顯示、控制、記錄和警報等功能，自動化本身是一個系統，同時又是整個大型自動化系統的一個子系統，自動化儀表是一種信息集體，主要的功能是進行信息形式的轉換，將輸入的信號轉化成需要的輸出信號。信號的表達可以根據時間域或者頻率范圍來表達，信號的傳輸可以調試成連續的或者斷續的模擬量和數字量的傳輸形式。

2.化工自動化儀表的種類

化工自動化儀表按原則可以分為四類：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，物位儀表;在化工生產中，往往需要對原料、半成品和成品的液位進行測量，由于測量過程與被測物料特性關系密切，所以除浮力式儀表外，物料儀表沒有通用產品，按測量方式分為直讀式、浮力式、靜壓式（差壓、壓力）、電接觸式、電容式、超聲波式、雷達式、重垂式、輻射式、激光式、音叉式、磁致伸縮式、矩陣渦流式等，其中雷達式（0.3%）、磁致伸縮式（0.05%）以及矩陣渦流式液位計（±1mm）精度高，在石化行業的應用逐步普及。第五，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。

3.化工自動化儀表的功能

隨著化工技術的不斷進步，化工儀表自動化技術得到了很大的發展空間，并日趨成熟。一些智能化的儀表、數字化儀器等高技術含量的化工儀表不斷涌現，化工儀表的功能得到了很大的提高，具備了計算能力、記憶能力、編輯能力及數據信息處理能力等。化工儀表的自動化發展，把化工生產變得智能化、自動化，大大的促進了化工生產業的發展。

二、化工自動化儀表的新功能

隨著計算機技術和電子技術的不斷發展那，常規儀表得到快速發展，各種新型的儀表以及控制器不斷的投入使用。下文將對化工自動化儀表的功能優勢進行論述：

1.自動化儀表能夠處理復雜的化學成分

自動化儀表能夠實現常規儀表不能實現的功能，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。

2.自動化儀表能夠保持記憶

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。

3.自動化儀表能夠減少誤差，提高測量的精確度

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。

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.自動化儀表能夠進行復雜計算

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。

6.自動化儀表能夠處理數據，檢索和優化工作

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。

總之，電子技術、計算機技術的發展，也促進了常規儀表的發展，新型的數字儀表，智能化儀表，程序控制器，調節器等也不斷投入使用。現在我國大、中、小型企業以及廣大鄉、鎮企業依據不同的生產實際和需求，氣動儀表、電動儀表、模擬儀表、數字儀表以及各種智能化儀表，計算機等都在進行使用，形成了氣電結合、模數共存、取長補短，協同發展的局面。它們構成的各種自動化控制系統極大地推動著我們的現代化建設事業。

三、未來化工自動化儀表的發展趨勢

化工自動化技術的不斷發展，自動化化工儀表各方面得到了很大的提高，面對化工儀表自動化的發展趨勢，對自動化化工儀表有了以下的展望。

1.化工儀表向著簡單化的方向發展

先進的化工儀表向著簡單便捷的方向發展，超聲、電磁、科氏等化工儀表的結構非常的簡單，這些化工儀表內沒有設置任何的節流器和轉動器，簡單輕巧。計算機軟件代替了原有的硬件，減少了硬件的負擔，使得化工儀表日益簡單化。

2.化工儀表向著程序安裝日簡單化的方向發展

化工儀表的自動化技術使得化工生產開始向自動化發展，而化工儀表程序安裝的簡單化，使得儀表使用簡單、安裝方便。所以檢查的插入型的儀表收到了化工檢測人員的追捧。

3.化工自動化儀表向著功能日益提高的方向發展

隨著計算機技術的不斷進步和發展，自動化化工儀表的功能得到不斷的提高。計算機技術和化工儀表的結合促進了智能化電磁流量檢測器的形成，電磁流量檢測器能檢測出流體密度和熱能。自動化化工儀表的功能在不斷的提高中，加快了化工生產發展。

四、結束語

總之，化工自動化是利用自動控制學科儀器、儀表學科，以及計算機學科的理論與技術，服務于化學工程學科的。現代化工工藝及設備與自動化裝置已經構成了有機的整體，使儀表實現高速、高效、多功能、高機動靈活等性能，使化工生產自動化水平不斷提高。

參考文獻：

[1]孫宏杰：《淺議化工儀表及自動化的發展情況》[J]，《黑龍江科技信息》2010年第9期。

[2]司維鵬：《分析火電廠熱工儀表自動化技術應用分析》[J]，《科技致富向導》，2012年第9期。

[3]郭振佳：《淺談儀表自動化在化工工業方面的應用》[J]，《科技與企業》，2012年第8期。[4]李文龍：《儀表自動化工程施工中的技術管理工作研究》[J]，《低碳世界》，2013年第2期。