論化工生產(chǎn)控制自動化儀表

夏秀波

摘要：化工企業(yè)對生產(chǎn)控制的要求逐漸提高，增加儀表自動化工作的負擔，必須提高儀表自動化的控制能力，才可滿足化工生產(chǎn)的實際需求，確保化工生產(chǎn)的安全系數(shù)，推進儀表自動化的發(fā)展能力。自動化儀表在實質(zhì)應用中，發(fā)揮有效的控制能力，結合化工生產(chǎn)的具體情況，給予自動化條件，積極研究儀表新技術，解決儀表自動化中出現(xiàn)的問題，保障儀表自動化的控制特性。

關鍵詞：化工生產(chǎn)]；控制自動化；儀表應用

改革開放以來，我國的化工企業(yè)發(fā)展迅速，在自動化儀表方面也有很大的發(fā)展。自動化儀表測量的控制理論，儀表的控制系統(tǒng)和以前相比都有了大大的提高。新的技術、新的材料不斷被利用，DCS網(wǎng)絡型分散控制系統(tǒng)在80年代初期就被很多企業(yè)所采用，在生產(chǎn)控制過程方面也做了很大的改進。

一、化工自動化儀表在生產(chǎn)控制中的作用

化工生產(chǎn)過程一般都在密閉的容器和設備中，在不利于操作人員操作的情況下進行的，化工生產(chǎn)都具有易燃、易爆、高溫、高壓、有毒、腐蝕、危險等特點，為了使生產(chǎn)低耗、優(yōu)質(zhì)、高效、穩(wěn)定、連續(xù)、安全地進行，就必須嚴把工藝指標，而這些工藝指標的控制，最有效的辦法就是引入自動化儀表。化工自動化儀表作為化工自動化的核心，其主要作用是：在生產(chǎn)過程中，對工藝參數(shù)進行檢測、顯示、記錄或控制；化工儀表能在無人操作的情況下自動地完成測量任務，記錄和控制等工作；化工自動化儀表還可實現(xiàn)信息遠距離傳送和數(shù)據(jù)處理。自動化儀表的廣泛使用能保證化工生產(chǎn)過程得以順利進行，在提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)消耗，減少不必要的人身傷害、提高產(chǎn)品的合格率等方面起到了重大的作用。

二、化工生產(chǎn)控制自動化儀表的主體特征分析

在現(xiàn)代企業(yè)的化工生產(chǎn)里，自動化儀表都采用了微電腦芯片，提高了自動化儀表的抗干擾能力和操作穩(wěn)定能力，使自動化設備取得以逸待勞、事半功倍的生產(chǎn)控制效果。由于在自動化儀表里加入了控制程序，使計算機軟件可以在自動化儀表中控制自動化設備，淘汰了落后的硬件電路。合理應用芯片的位控特征實現(xiàn)了復雜的動作控制，落后的順序控制被軟件編程的主體存儲管理程序所取代，實現(xiàn)了常規(guī)電路的綜合發(fā)展。以前的化工儀表由主體邏輯組合、時序電路來控制，只能靠簡單的狀態(tài)特征來記憶，一條狀態(tài)記憶信息會被下一條狀態(tài)記憶信息所取代。而化工生產(chǎn)控制中自動化儀表的記憶，由于隨機存儲器的加入實現(xiàn)了遷移狀態(tài)信息的全程記憶，有穩(wěn)定的電源就可以實現(xiàn)信息的記錄保存，還可以進行多條信息的記錄保存、重現(xiàn)處理。自動化儀表由于微型計算機的加入，還具有強大的計算能力，可以處理很多復雜的計算。比如可以計算常數(shù)的除法、乘法，極大值和極小值的確定，給定極限的運算、比較、檢測等。自動化儀表還可以對數(shù)據(jù)進行自我檢驗、線性化處理、測量值與工程值的轉(zhuǎn)變等，使工作程序變得完善。

三、自動化儀表在化工生產(chǎn)控制中的應用方向

1.智能化的機組監(jiān)控

化工生產(chǎn)控制自動化儀表的應用可以使單位機組監(jiān)控更好的實現(xiàn)，現(xiàn)代企業(yè)單位機組的智能監(jiān)控程度還很低，雖然在國內(nèi)許多企業(yè)中智能化的監(jiān)視和控制軟件被廣泛的采用，但在我國發(fā)展的時間短暫，隨著技術的不斷應用，單元機組智能監(jiān)控也會不斷的成熟。我們將會看到人們廣泛采用信息智能化的化工生產(chǎn)控制自動化儀表。比如可以對現(xiàn)場智能傳感器設置遠程控制和組態(tài)的儀表智能管理軟件，也可以進行遠程的修正安裝位置和零位漂移。對精度進行自動標注，計算出產(chǎn)生的誤差，把生成的曲線報告標定好，自動跟蹤記錄儀器儀表的狀態(tài)變化。閥門智能控制軟件可以對閥門進行在線組裝、調(diào)試和標定，判斷閥門是否卡住，閥芯是否磨損等。做完閥門性能的全面評估后對維護提供策略。掌管轉(zhuǎn)動設備狀態(tài)的智能控制軟件對轉(zhuǎn)動設備狀態(tài)進行分析，例如對送風機的狀態(tài)檢查分析，它的采用要建立在可靠狀態(tài)的監(jiān)控技術上，通過振動和機電診斷，對是否存在軸承磨損等現(xiàn)象進行綜合分析，識別出故障發(fā)生的原因，在故障還沒有產(chǎn)生惡劣的影響下發(fā)出警報，對檢修提供幫助和指引。

2.過程變得優(yōu)化

化工生產(chǎn)控制自動化儀表還可以提高模擬量控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)的范圍和質(zhì)量指標。目前雖然一些模糊控制、自適應、狀態(tài)預測控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)等技術在不少企業(yè)中被采用，但它們真正達到很好效果的并不多。現(xiàn)代企業(yè)需要采用安全的、通用性強的、可以方便安裝調(diào)試的化工生產(chǎn)控制自動化儀表。它對于燃燒以及蒸汽溫度的優(yōu)化起到很大的作用。現(xiàn)在機組采用的AGC都是單機的模式，通過調(diào)度把負荷直接的轉(zhuǎn)發(fā)給AGC機組。但是電網(wǎng)的負荷變動很快，投入的AGC機組不斷處于變化的變負荷狀態(tài)，使鍋爐的蒸汽壓力和鍋爐的內(nèi)部溫度波動過大，輔機、擋板和閥門等機器設備頻繁產(chǎn)生動作，這種情況對于機組和相關的機器設備都帶來不利的影響。伴隨著生產(chǎn)成本的增加，化工生產(chǎn)企業(yè)要從不同的角度去分析如何才能降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，延長機組和設備的使用壽命。將來，AGC單機式的方式將對企業(yè)的負荷方式進行轉(zhuǎn)變分配，SIS系統(tǒng)也將結合實際的身材進行再一次的開發(fā)利用，自身應用技術慢慢走向成熟，使企業(yè)可以做到安全的、高效的、環(huán)保的生產(chǎn)工作。

3.管理控制一體化

管理控制一體化指DCS將和MIS管理信息系統(tǒng)相互結合，彼此滲透，結合成為一個層次面廣的，網(wǎng)絡化的，集管理控制、調(diào)度決策于一體的綜合自動化控制系統(tǒng)。在未來的工程建設方向會全面安裝廠級的管理信息系統(tǒng)，這個系統(tǒng)基于單元機組DCS。廠級管理信息系統(tǒng)通過對單元機組監(jiān)控網(wǎng)絡提出信息，然后加工成廠級管理監(jiān)控信息，在遠程計算機系統(tǒng)的幫助下對調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送相應的信息，接受調(diào)度的指令。這樣一來，實現(xiàn)了整個企業(yè)的管理控制一體化。自動化儀表，即是為化工生產(chǎn)提供有效的控制途徑，體現(xiàn)自動化生產(chǎn)的過程。針對化工生產(chǎn)系統(tǒng)，增設自動化儀表，合理設置儀表位置，操控生產(chǎn)流水，保障生產(chǎn)的能力和水平。社會對化工制品的需求量逐漸擴大，化工企業(yè)拓寬社會市場，穩(wěn)定自身地位，必須利用自動化儀表，實現(xiàn)生產(chǎn)控制，提高生產(chǎn)能力，進而保障生產(chǎn)效率和效益。化工生產(chǎn)中的人為操作，在精度和控制上存在明顯缺陷，需要借助儀表改進，體現(xiàn)自動化狀態(tài)。

化工生產(chǎn)控制自動化儀表借助高效的信息技術，實現(xiàn)生產(chǎn)優(yōu)化，推進化工生產(chǎn)。目前，大量新型的自動化儀表，逐漸投入使用，不僅體現(xiàn)儀表裝置的自動化特性，而且展示儀表的智能特性，實現(xiàn)多項領域的集中控制，體現(xiàn)化工生產(chǎn)的一體化操作。

4.大屏顯示器的采用

DCS的人機接口是CRT，它由值班工作人員進行監(jiān)視，由于其其屏幕較小，所以間一長，工作人員會感到視覺疲勞，這樣就降低了監(jiān)視的注意力。如果自動化儀表采用大屏幕的顯示器，則值班工作人員的眼睛會感到舒適些，提高了監(jiān)視的注意力；自動化儀表采用大屏幕的顯示器，這樣，降低了由于運行人員監(jiān)視不到位，或由于監(jiān)視疲勞而造成事故的幾率，同時也節(jié)約了人力成本，為實現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)的節(jié)能降耗、降低成本奠定了基礎，實現(xiàn)少數(shù)人對全面數(shù)據(jù)的監(jiān)視提供了可靠的技術保障，也表明了現(xiàn)代企業(yè)在控制屋里監(jiān)控的水平。

四、總結

總的來講，化工生產(chǎn)行業(yè)在生產(chǎn)發(fā)展中，慢慢引入自動化儀表到生產(chǎn)進程中，借助生產(chǎn)控制自動化儀表的智能化、高速化、高效化、一體化和操作透明化的特點，完成企業(yè)的管控職能。改變以前落后的調(diào)節(jié)系統(tǒng)指標，完成了對機組運行監(jiān)控維護的高效處理，促進化工產(chǎn)業(yè)的更好發(fā)展。

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