試論精細(xì)化工過程的控制技術(shù)

邱軍龍

摘 要：目前的精細(xì)化工大都是選取小批量的加工形式，這是由于精細(xì)化工市場對產(chǎn)品的品質(zhì)要求越來越高，對于精細(xì)化工產(chǎn)品的加工過程體現(xiàn)了精細(xì)化工的時變性、間歇性以及工藝復(fù)雜性的特點(diǎn)。而且很多精細(xì)化工材料都具有一定的腐蝕性和毒性，控制精細(xì)化工的過程是很有現(xiàn)實意義的。本文針對精細(xì)化工過程的控制技術(shù)進(jìn)行了簡明的論述。

關(guān)鍵詞：精細(xì)化工；控制技術(shù)；發(fā)展方向

引言：精細(xì)化工的加工制造是以高新技術(shù)為基礎(chǔ)，以市場的產(chǎn)品需求作為生產(chǎn)目標(biāo)的化學(xué)加工。在最近的幾十年間，化學(xué)工業(yè)發(fā)生了巨大的改變，由商品化學(xué)品加工轉(zhuǎn)向功能型化學(xué)品，由大規(guī)模加工轉(zhuǎn)變?yōu)樾∫?guī)模化發(fā)展的情況。

一、精細(xì)化工概述

精細(xì)化工是對制造精細(xì)化學(xué)產(chǎn)品的行業(yè)的總稱。其特點(diǎn)是種類多，更新速度快；產(chǎn)出量小，多數(shù)以間歇性生產(chǎn)形式進(jìn)行加工；有功能性或運(yùn)用性價值；精細(xì)化工的產(chǎn)品大部分都是復(fù)配型的，配方等技術(shù)參數(shù)影響著產(chǎn)品的性能；精細(xì)化工對產(chǎn)品質(zhì)量要求很高；其大部分產(chǎn)品以商品名進(jìn)行銷售，其技術(shù)服務(wù)性高，需要逐步對開展新產(chǎn)品的開發(fā)和提升應(yīng)用技術(shù)；其設(shè)施的花費(fèi)較低。

二、精細(xì)化工過程的控制技術(shù)

（一）集成技術(shù)控制

依托于現(xiàn)代自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，為了適應(yīng)當(dāng)今社會對精細(xì)化工自動化生產(chǎn)的要求，智能化的操作系統(tǒng)以其自身的豐富資源，運(yùn)用的便利性和后經(jīng)濟(jì)性，在現(xiàn)代化精細(xì)化工的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控環(huán)節(jié)大量的應(yīng)用。隨著數(shù)據(jù)通信手段的不斷進(jìn)步，編程控制技術(shù)和觸摸屏顯示操縱性更加成熟穩(wěn)定，以其作為基礎(chǔ)控制器的智能操作體系被大量的應(yīng)用于精細(xì)化工的控制環(huán)節(jié)。計算機(jī)調(diào)控體系自身性能的擴(kuò)展和進(jìn)步，也為精細(xì)化工過程的集成控制打下了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。集成控制是以綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為最終的預(yù)期目標(biāo)，針對加工環(huán)節(jié)進(jìn)行集成化的管理，于此同時還包含了批量加工、過程改善、加工管理、安全維護(hù)以及加工調(diào)度等其它外延的功能，是真正意義上的一體化加工、管理、監(jiān)控。

（二）自動批量生產(chǎn)控制

批量生產(chǎn)是以明顯的單向性和周期性為標(biāo)志的，一個批量生產(chǎn)過程結(jié)束后，標(biāo)志著該次生產(chǎn)過程的結(jié)束。接下來的從原材料購買開始，進(jìn)入了下一個加工過程，每次批量生產(chǎn)的制造規(guī)則和流程標(biāo)志都是不同的，直到產(chǎn)品完成，另一次的生產(chǎn)制造過程結(jié)束。針對于批量生產(chǎn)之前有許多需要提前完成的準(zhǔn)備工作，所以在傳統(tǒng)的精細(xì)化工批量化生產(chǎn)加工體系中，以具體指標(biāo)作為主要參考順序的控制體系和以機(jī)械設(shè)施、產(chǎn)品相關(guān)工藝數(shù)據(jù)為參考的程序型控制體系被大量的應(yīng)用，并加以大幅度的宣傳推廣。而目前的現(xiàn)代精細(xì)化工生產(chǎn)以批量小和種類繁多為特點(diǎn)，精細(xì)化工對其產(chǎn)品加工生產(chǎn)過程有了更高的要求，隨即引入了世界先進(jìn)的間歇環(huán)節(jié)控制指標(biāo)，滿足我國精細(xì)化工生產(chǎn)與國際接軌的要求。從控制環(huán)節(jié)來講，要充分結(jié)合產(chǎn)品的特點(diǎn)，明晰合理科學(xué)的控制計劃，并嚴(yán)格依據(jù)具體的加工進(jìn)程和現(xiàn)實的加工進(jìn)度對精細(xì)化工過程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，實現(xiàn)全面的自動批量生產(chǎn)控制，滿足現(xiàn)代精細(xì)化工發(fā)展的柔性需要和內(nèi)在要求。

（三）優(yōu)化控制

通過迭代學(xué)習(xí)實現(xiàn)控制的優(yōu)化，這樣可以有效的處理精細(xì)化工過程中的工藝數(shù)據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡的優(yōu)化、追蹤、控制等問題，減少操作人員彼此不同的操作步驟和過程特征對其工藝數(shù)據(jù)改善所帶來的影響。使最佳控制規(guī)律和其它的反饋控制方式相結(jié)合，促使精細(xì)化工過程的控制優(yōu)化。這一方法的優(yōu)勢已在苯乙烯間歇聚合反應(yīng)終點(diǎn)品質(zhì)調(diào)控、PVC樹脂間歇發(fā)酵環(huán)節(jié)的補(bǔ)料調(diào)控、間歇反應(yīng)釜溫度調(diào)控等很多精細(xì)化工過程的控制中獲得的證實，迭代學(xué)習(xí)控制所具有的自我學(xué)習(xí)優(yōu)化的特點(diǎn)，讓其在精細(xì)化工過程的應(yīng)用空間更為廣闊。

（四）綜合性統(tǒng)計過程控制

目前精細(xì)化工生產(chǎn)加工過程的產(chǎn)品品質(zhì)調(diào)控，大部分是在生產(chǎn)加工過程的開始、關(guān)鍵點(diǎn)和終點(diǎn)上加以控制。是通過對工藝材料進(jìn)行化學(xué)實驗研究來實現(xiàn)的，其實驗操作或?qū)嶒炦^程對工藝改進(jìn)有著巨大的影響，往往會因為操作偏差使實驗過程偏離實際準(zhǔn)備的工作情況，不能對精細(xì)化工過程的操作進(jìn)行合理科學(xué)的控制。而綜合性統(tǒng)計過程控制，也可以說是綜合性統(tǒng)計質(zhì)量控制。是指通過數(shù)理統(tǒng)計方式對精細(xì)化工的生產(chǎn)加工過程進(jìn)行監(jiān)督和管理。此方法可以很好的對生產(chǎn)加工過程進(jìn)行分析和評價，根據(jù)信息的反饋及時發(fā)現(xiàn)問題，采用正確合理的措施解決問題，讓精細(xì)化工過程在可控的狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)加工。正是因為SPC技術(shù)的優(yōu)勢，在近些年精細(xì)化工行業(yè)SPC方式的分析和使用領(lǐng)域發(fā)生了轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)向了以數(shù)據(jù)驅(qū)動為基礎(chǔ)的工況監(jiān)督管理、繁瑣物性數(shù)據(jù)的軟測量、加工過程和終點(diǎn)成品的評價、產(chǎn)品品質(zhì)預(yù)測和控制等方向。

三、精細(xì)化工過程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）過程控制自動化程度的提高。過程控制將越來越依靠計算機(jī)，改變傳統(tǒng)形式下過程控制大多由儀表來完成的情況，再經(jīng)費(fèi)投入不太大的前提下，提高過程控制的自動化水平。這是以自動化技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步完善為基礎(chǔ)的，也是精細(xì)化工產(chǎn)品市場對過程控制的要求，實現(xiàn)過程控制的自動化是未來的發(fā)展趨勢。

（二）以批量控制作為未來過程控制的形式。由于精細(xì)化工所具有的間歇性加工特征，讓傳統(tǒng)化工加工的過程中，大都選擇一次性投料，然后進(jìn)行批量加工。因此，在精細(xì)化工加工生產(chǎn)的過程中，要在上一個環(huán)節(jié)完全制造完成后再進(jìn)行后續(xù)加工，如此循環(huán)即可有效控制精細(xì)化工的過程。

（三）智能化控制是精細(xì)化工過程控制的最優(yōu)方法。精細(xì)化工在生產(chǎn)加工的過程中會受到內(nèi)外因素的影響，使其產(chǎn)品出現(xiàn)偏差。傳統(tǒng)形式下，是通過操作者進(jìn)行干預(yù)，但由于操作者個人技術(shù)水平等原因，常常出現(xiàn)各批次產(chǎn)品品質(zhì)不一的情況。而智能化控制是預(yù)先設(shè)定了調(diào)控策略，電腦實施，針對生產(chǎn)速度、加工溫度以及壓力等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)控。這種自動化的調(diào)控方式對于各批次的產(chǎn)品質(zhì)量有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)控制。

結(jié)語：綜上，精細(xì)化工的過程控制能很好的滿足產(chǎn)品市場的要求，體現(xiàn)了精細(xì)化工過程的繁復(fù)性和間歇性，這讓精細(xì)化工的整個生產(chǎn)加工過程變得更繁瑣。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，需要提升控制的自動化水平，以先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備來提升精細(xì)化工生產(chǎn)加工過程的調(diào)控能力，盡量做到精細(xì)化工的加工過程控制，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

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（作者身份證號碼：362522198302283014）