現代化工儀表及化工自動化的過程控制分析

顏利兵

（湖南省工業設備安裝有限公司湖南株洲412000）

現代化工儀表及化工自動化的過程控制分析

顏利兵

（湖南省工業設備安裝有限公司湖南株洲412000）

近年來，隨著國內電氣技術的快速發展，工業生產也與時俱進積極將各種自動化技術應用到各個生產環節中。正是因為現代化工儀表及其自動化的廣泛應用，才帶動了工業生產效率的大幅提升。因此，在實際生產過程中，我們必須重視對現代化儀表及其化工自動化的過程控制，只有這樣才能真正提高工業的自動化生產效率。

現代化工儀表；化工自動化；過程控制

隨著國內電氣工程技術的迅速發展，各類自動化技術被廣泛應用于各個化工生產環節之中，現代化工儀表與其自動化的推廣、應用，大幅提升了工業生產的效率。因此，在實際化工生產過程中，必須對現代化儀表與化工自動化過程控制引起高度重視。本文筆者就化工自動化概念與意義、化工儀表的自動化控制功能、過程控制技術以及自動化儀表發展前景做初步探討分析，供同業人員參考。

1 化工自動化的定義及其重要性

所謂化工自動化，就是將許多自動化設備配置在化工生產設備上，用來替代傳統的手工操作，最終使生產實現自動化。隨著經濟的不斷發展，化學工業作為一個支柱產業，所充當的作用不可或缺，一般來說，化學生產均處于在一個特定的封閉空間之中，這樣就會對人工的操作產生制約，另一方面，運行空間的封閉性與化學藥劑等特性，這些原因導致整個化工生產環節存在著危險性。為充分確保化工生產順利進行，使其不會對環境產生危害，必須嚴格監控各項工藝指標，而要想實現這一目的，必須應用化工儀表自動化技術。因此，化工自動化具有非常重要的作用：①能夠在很大程度上提高工作效率；②還能夠保障生產安全。

2 化工儀表自動化控制功能分析

可編程功能在化工儀表制造時置入計算機軟件元素，實現硬件軟化，尤其是在控制電路中使用較復雜功能的控制軟件，對化工儀器儀表進行改造，可以使得儀表內部的控制結構大幅簡化，同時大大提高了儀表性能、運行速率。

計算功能在化工儀表設計中加入微型計算機，從而實現儀表自動化計算。因此，化工儀表自動化計算實現了對復雜數據的計算，且在一定程度上保證了計算的準確性。在化工儀表實際運作過程中，自動化化工儀表計算功能的優勢就會得到體現，從而對工作程序進行了簡化，節省勞動力、提高生產效率。

記憶功能一般的傳統化工儀表應用的是硬件設備，記錄形式比較單一，基本上只能對某一階段的狀態進行記錄，不能及時保存太過復雜的實際工作狀態，下一階段新狀態進行時，之前記錄的狀態就會被刪除。在自動化儀表引入后，因計算機本身具有強大的儲存功能，設備新老狀態均會一直記錄，方便日常查看，做出相應調整。

復雜控制功能在化工儀表實現自動化操作之后，常規儀表不能完成的操作功能在自動化化工儀表中可得以完整的處理，對化工生產過程中的復雜問題進行相應的控制、運行，大幅降低了化工生產過程的故障率。

自動化故障監督功能化工儀表顯示、記錄了整個化工生產過程中的相關數據與信息。基于現代化工自動化儀表，因其安裝有微機處理系統，可以較為精細、準確地尋找到故障數據，為故障排除、故障檢修人員帶來方便，維修、檢查時間得以節省，又提高了化工生產效率。自動化故障監督功能保證相關工作人員及時掌握現代化工過程中可能存在的問題，對其進行有效避免，以促進現代化工的安全性、穩定性，提高生產經濟效益。

3 現代化工儀表及化工自動化過程控制措施

由于化工生產多在封閉容器中完成，很難進行人工操作，再加上化工生產通常都具有較高的危險性，因此，為了實現化工生產的高效、安全進行，就對其各種工藝進行合理、科學控制。而現代化工儀表及其自動化的出現，為實現高效而安全的生產活動創造了可能。在實際生產活動中，現代化工儀表及化工自動化的過程控制情況如何，直接決定了生產活動安全性與效率的高低。筆者將現代化工儀表及化工自動化的過程控制技術詳細分析如下：

3.1 集散控制技術

當前的新型集散控制系統結構覆蓋了企業管理層、車間廠房、單元控制、現場儀表。在實際工作過程中，集散控制系統作為信息通道，具有系統性、全面性、準確性以及實時性等優點。集散控制系統能夠依靠于本身具有的歷史描繪、報警、提供人工參數、曲線打印等功能，體現手動與自動切換的人性化特點。從相關的統計與實踐反饋的資料顯示出化工企業在生產環節中引進集散控制系統所需要的資金在整個生產設備中占據到10～16%。在化工生產中應用的甲醛危險性較高，對氧化反應器、二元混合器等高危設備，必須安裝安全連鎖裝置、報警裝置后方可進行生產活動。

圖1

3.2 可編程邏輯控制器

可編程邏輯控制器能夠經用戶存儲、邏輯瞬即、計時運算、內部計數與D/A、A/D恰當地進行數字輸出以及模擬輸出，對化工生產過程實現嚴格、靈活控制。對比傳統繼電器及單片機，可編程邏輯控制器具有體積小、抗干擾性能強、可靠性較高、通用性好以及維護便捷等優點。作為高濃縮小型計算機的可編程邏輯控制器，能夠對化工裝置實現精確、有效控制，以保證化工工業生產各環節順利開展。與傳統繼電器的差別是在進行工藝調整時，不需要重新進行布線，只需要更改用戶程序，就可以提高工作效率。現階段，可編程邏輯控制器的發展相對成熟，多數生產廠家均配套有軟件包，覆蓋了通信、組態、編程、調試、運動以及故障診斷等功能。常用的可編程邏輯控制器網絡拓撲涵蓋了信息層、設備以及過程管理。在實際的過程控制中，可以對整個車間或者整個企業裝置進行控制；應用于規模較大的化工企業，可編程邏輯控制器已普遍應用于化工生產的各個環節，主要有自帶系統、壓縮機等。在實際生產工作中，均能與集散控制技術有較好地整合，且在一起配合使用，大幅提升了化工企業的自動化水平、生產能力以及生產效率。

4 發展前景分析

現代化自動化儀表引入到化工生產中，主要是為了使生產安全、順利進行，因此，記錄、調控生產過程中涉及到的各項數據，這是非常有必要的一件事情，由于經濟的日益發展以及科技的更新換代，更多的化工新型設備被研發出來，同時化工設備相互間的連接途徑變得愈發繁瑣，為充分保障相關設備處于安全運行狀態之中，有關機構加大投入力度，從資金以及人力等方面加強投入，在生產中應用自動化儀表技術與原理，以此來控制整個生產過程。從而為推動現代化工自動化儀表不斷發展創造條件。加上科技的不斷發展，化工自動化技術的應用肯定會更加廣泛，將會發揮更大的作用。

5 結論

隨著化工儀表的廣泛應用，加強現代化工儀表及化工自動化過程控制越來越重要，要想進行此研究，必須在實現現代化工理論和實踐應用有效結合的基礎上，加強對過程控制系統的深人分析，不僅要加強對主站系統的深人分析，還要加強對自動化設備和裝置的深人分析，另外還要在結合化工機械運行情況的基礎上進行研究阱。在現代化工生產故障產生后，通過實現化工儀表自動化，增加全微機化設備，可以從根本上提升故障清除率，大大降低經濟損失。

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TQ056

A

1004-7344（2016）30-0237-02）

2016-9-16

顏利兵（1979-），男，工程師，主要從事工程項目管理工作。