對現代化工儀表及化工自動化的過程控制的探討

王昊

摘 要：化工生產是現代工業產業中的支柱性產業之一，隨著化工產業的不斷發展，化工行業的測量儀表的科技水平也隨之不斷提升，并且逐漸具備了自動化控制功能。本文在這樣的前提下，首先分析現代化工儀表的主要類型，進而對化工自動化過程控制加以探討，旨在通過化工儀表的自動化，進一步推進化工生產的自動化水平。

關鍵詞：現代化工儀表；化工自動化；過程控制

前言：在化工生產過程中，化工儀表起到了非常重要的測量與控制作用，能夠更好地保證化工生產的精準性。在化工儀表中增加自動化控制裝置，能夠提高化工儀表的自動化水平，能夠進一步提升化工生產的精準性與高效性，實現對于化工生產工藝與原料的嚴格監督與控制，同時也是工業生產自動化發展的必然結果。

1.現代化工儀表類型

化工儀表在化工生產中的使用較為廣泛，能夠起到非常重要的作用，如在化工生產對于溫度、壓力、流量等變量的檢測、顯示與控制的儀表。基于其使用目的與使用特點進行區分，可以將其劃分為不同類型，如溫度儀表盤、壓力儀表、物位測量儀表、流量儀表等。

①溫度儀表。化工生產具有一定的特殊性，某些化工材料對于生產環境的溫度要求較為廣泛，部分化工產品要求生產溫度控制在-200℃-1800℃的范圍內。化工生產的溫度控制過程中，常用儀表為熱電偶與熱電阻儀表。以總線技術結合電子技術能夠實現接收信號的DCS與溫度儀表采集系統直接錄入，以便于實現化工產品生產溫度的有效測量與控制。

②壓力儀表。壓力儀表主要是出于控制化工產品生產過程中壓力狀態的需要，在化工生產中，壓力因素是其中極為重要的變量，通過環境壓力的改變能夠更加高效而精準地完成化工產品的生產，此外，化工生產設備也會受到壓力因素的影響。因此，在化工生產過程中，對于壓力因素進行精準控制是極為重要的。一般來說，在化工生產過程中，應當將壓力控制在300MPa以下。常用的壓力控制儀器包括壓力傳感器、特種壓力表（耐腐蝕、耐高溫、抗震等特性）與壓力變送器等。

③物位測量儀表。物位測量儀表的作用在于精確控制化工生產原料的用量，一般的物位測量儀表可以劃分為直讀式儀表、浮力式儀表（浮球、浮子、電浮筒、磁致伸縮等）、回波反射式儀表（超聲波、導波雷達等）、電容式儀表、重錘式儀表、靜壓式儀表等，其中，回波反射式類型中的導波雷達儀表以及浮力式類型中的磁致伸縮儀表的精確性最高。

④流量儀表，是用于測量化工生產中的提及流量測量，其應用原理包括流量速度測量原理與流量容積測量原理，又可以劃分為直接測量與推導測量等不同方式。常用的流量儀表包括電磁流量計、浮子流量計、科氏力質量流量計、超聲波流量計等[1]。

2.化工儀表的自動化控制功能

2.1化工儀表的可編程功能

現代化的化工儀表，是將化工儀表制造技術與計算機軟件技術結合起來，更換原本的邏輯電路，增加控制軟件，實現化工儀表功能的復雜化，同時簡化化工儀表內部結構，通過計算機軟件操作技術進行儀表改造，使化工儀表具備可編程功能，其使用性能與運行效率就得以大大提升。

2.2化工儀表的記憶功能

傳統的化工儀表的通過邏輯電路與時序電路在某些特定時刻簡單記憶化工儀表的運行狀態，但這種記憶模式具有一定的缺陷，即在進行下一工作階段運行狀態的記憶時，上一階段所記憶的運行狀態會被覆蓋，缺少了可追溯功能。在化工儀表實現了信息化與自動化轉化之后，在儀表內部引進了微型計算機設備，通過計算機內部的隨機記憶存儲裝置就能夠實現儀表運行狀態的持續記憶，并且可以具備多種運行狀態的記憶功能。同時，由于在化工儀表內部加設了微型計算機，則化工儀表就具備了計算功能，可以進行更加復雜的計算，如極值計算、給定極限檢測等，計算結果的精確性較高。

2.3化工儀表的數據處理功能

在實際運行過程中，化工儀表通常會經歷一些線性化處理、自動檢測與校正、工程值轉換、測量值轉換等情況，而外界因素的干擾也會對化工儀表的運行產生影響，針對這些情況，對化工儀表進行計算機處理，通過軟件控制技術與數據處理功能有效應對以上問題。化工儀表所具備的數據處理功能可以大大提高處理效率，能夠為化工測量提供很大的便利，同時減少化工儀表與系統的軟硬件壓力，并且確保儀表具備數據檢索、數據處理與優化功能。

2.4化工儀表的精確測量功能

現代化工儀表與化工自動化的實現，可以確保對化工儀表中心系統的有效控制，在較短的時間內完成測量工作，確定測量值，并排除不必要的外界干擾。通過自動化化工儀表中的微處理器消除測量與計算誤差的影響，修正測量與計算過程中出現的誤操作，儀表測量的精確性大大提升。

2.5化工儀表的控制監督功能

自動化化工儀表具備更加復雜的控制功能，能夠處理常規化工儀表無法處理與應對的問題，有效實現化工生產過程中可能面對的負責性控制問題，并且減少設備故障與處理故障的可能性。此外，自動化的化工儀表還具備自動控制與監督功能，能夠對化工儀表在運行與操作過程中產生的相關數據加以顯示。未實現自動化轉化的常規化工儀表主要依靠的是硬件設施得以運行，對于運行故障問題無法精準定位于顯示，這就給故障排除帶來了一定的難度。

現代化化工儀表所具備的微型計算機處理系統，可以更加高效而精確地進行故障定位，明確顯示故障數據，便于檢修人員排除故障，減少不必要的時間成本投入，并且大大提高了儀表故障排除效率。化工儀表自動化的實現，可以確保儀表使用與運行全過程的監督管理，便于運維人員掌控儀表運行的全狀態，確保現代化化工生產的高效性與穩定性[2]。

結語：化工儀表與化工生產過程的自動化控制，可以基于現代化工生產的實際需要，并結合計算機技術、自動化技術，基于化工儀表的技術原理進行儀表改造。經過自動化改造之后的化工儀表，能夠具備一定的可編程功能，儀表性能得以提升，同時兼具計算、記憶數據處理與控制監督等功能，能夠有效提高化工儀表的使用效果。

參考文獻：

[1]丁秋琴， 姜盈盈. 探討現代化工儀表及化工自動化的過程控制[J]. 化工管理， 2014（23）：179-179.

[2]張洪翠. 探討現代化工儀表及化工自動化的過程控制[J]. 化工管理， 2015（1）：199-199.