淺談儀器儀表與化工生產的自動控制

朱明生

摘 要：隨著經濟與科技的發展，化工儀器儀表與信息控制結合的自動化生產，已經成為化工行業發展的主流。化工生產的自動控制是具有綜合性特征的學科，利用儀器儀表對化工生產進行自動控制，需要加強對計算機學科技術及理論知識的學習，只有這樣，才能夠更好的提高化工生產的經濟效益。

關鍵詞：儀器儀表；分類；化工生產；自動控制

化工生產的自動控制是利用儀器儀表自動控制，以計算機學科的理論與技術為基礎，為化學工程服務的綜合性技術科學。利用高新科學技術及儀器儀表等多種化工設備對化工生產實現自動化控制，這不僅提高了對化工生產的控制效率，而且有利于化工生產全面自動化的實現，所以加強對儀器儀表與化工生產自動控制的研究具有重要意義。

一、儀器儀表的發展情況

儀器儀表應用于工業化工領域是從20世紀中期開始的。隨著科學技術的快速發展，高新組裝式的電子綜合控制裝置被陸續引進并投入生產，儀器儀表與化工生產相結合形成自動控制系統，這有利于化工生產自動化方向的發展。現階段，儀器儀表已經成為化工生產中重要的工具，同時，化工生產自動控制的使用也促進了儀器儀表的發展。

二、儀器儀表的分類及作用

化工工業儀器儀表按不同分類方式分可有很多種。按能源的使用分：氣動儀表、電動儀表、液動儀表；根據生產過程中各參數可以分為：物位、壓力、流量、機械量、溫度等；按功能分：顯示儀器、調節儀器、檢測儀器等；按組合形式分：單元組合儀表、綜合控制儀器、基地式儀表；按安裝形式：現場儀器、盤裝儀器、架裝儀器；按系統內置分：自動化和非自動化儀器儀表；按儀器儀表信號形式分：模擬和數字儀器儀表等。

（一）檢測類的儀器儀表。檢測類儀器儀表的檢測依據是生產過程中的各參數特征，比如壓力、溫度、機械量、物理位置等，這類儀器儀表主要具有調節功能、附帶控制功能，能夠依據檢測到的信號形式對儀器進行相應選擇。另外，由于顯示方式的不同，可依據實際情況調用模擬顯示器或者數字圖像顯示器。

（二）調節儀表或稱為調節器。調節儀表又稱為調節器，它的使用原理是對被測參數及設定參數進行分析比較，在使用過程中，在對參數進行設置，使之與待測量的數據進行比較，根據參數設定的規律，將調解信號傳遞到執行器。有部分儀表或調解器內置有檢測和顯示功能，保證信號的精確性。

（三）執行類儀表。執行類儀表，又叫做執行器，主要由執行和調節兩個結構構成。調節器負責調節，對分析信號輸出及執行器信號輸入進行測量，而執行儀表負責對化工生產過程中的輸入輸出情況進行動態控制，同時，執行類儀表能夠修正調節與預定參數不符的工作參數。在化工生產的自動控制中使用的執行類儀表主要是氣動薄膜調節閥，在化工生產過程中與電氣閥門定位器配合使用，實現改善調節閥性能的智能執行與調節功能。閥體、閥芯、閥座、上閥蓋共同構成了調節結構，調節閥的關鍵技術主要表現在其特性計算、標準制定以及測試驗證等方面，因其種類繁多，在化工生產過程中作用關鍵，同時，人們也越來越重視調節閥的組合化、標準化及通用化應用。

（四）研制新型的傳感器并集成化。在化工生產自動控制中，加強對大量新技術的引進，確保多回路自動化系統的正常工作，同時，加強其與精微數據的有效結合。人們為了使其更有效工作，研究了大量的數據，如：大滯后，微分，線性，非線性，積分等等。另外，數字化技術的發展，促進了人與計算機的聯系，所以，綜合控制裝置與微型計算機的結合在越來越多的領域被應用。

三、自動化儀表控制主要優勢與功能

（一）可編程性方面。在自動化儀表的可編程性方面，計算機軟件技術的發展使其能夠替代傳統繁復的邏輯電路，用軟件的可編程性替代硬件邏輯，成為自動化儀表發展的新趨勢，也是控制系統由硬件轉向軟件的革命性改變。比如，在控制電路中運用位控特性豐富的接口芯片能夠進行更復雜的控制，同時，編程又具有一定的易操作性，所以能夠實現在主體中使用儲存控制類程序，而不再需要利用傳統順序對其進行控制。

（二）復雜數據處理方面。在復雜數據處理方面，儀表測量過程中經常需要對測量結果、采集數據進行線性化處理、對計算分析結果進行自我檢驗、對工程數值與測量數值進行單位轉換并進行穩定性、抗干擾性的數據分析，自動化儀表能夠對其進行輕松運算。微處理軟件的使用不僅增加了自動化儀表的種類的功能，而且有利于硬件負擔的降低，從而更好的實現測量環節的檢索功能。

（三）穩定計算功能方面。在精確穩定計算功能方面，同樣由于微型計算機芯片的使用，強化了自動化儀表的計算特性，使得在化工生產過程各項環節中出現的數據能夠得到快速的計算分析，在計算處理精度方面也較傳統儀表有了大幅提高。比如，在化工生產過程中需要對一些常數進行運算，明確某一儀器設備的參數極限值、對參數進行檢測及運算等，同時對于某些計算結果進行相關分析等，自動化儀表計算都能夠完成上述工作內容。

四、結語

本文通過對儀器儀表的發展情況、儀器儀表的分類及作用、自動化儀表控制主要優勢與功能等的研究分析，明確了儀器儀表與化工生產自動化控制結合的必要性。

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