化工儀表自動化控制技術研究

李美玉，聶國亮

（浙江賽亞化工材料有限公司，浙江 紹興 312369）

化工行業的發展為我國經濟社會的進步注入了強大的動力，并為居民生產生活提供了便利。就化工行業生產工作而言，其對于相關技術的應用要求較高，生產環節有著較強的系統性、復雜性。同時，化工生產所用的原料大多具有易燃性、易爆性，對于這些危險品的合理應用與處置直接關系到生產工作的安全效果。因而，當前要加強對自動化化工儀表的應用，利用自動化控制技術對生產運轉環節加以控制，提高化工生產工作的質量與效率。

1 概述

1.1 化工儀表自動化控制技術的作用

該技術應用環節中，首先要進行自動化控制系統、元件與設備的安裝、調試，進而實現對整個化工生產環節的自我監控、調節與管理。自動化控制技術應用過程中，不僅能夠使勞動力得到解放，同時也提高了化工企業生產工作的效率與安全效果。此外，由于化工企業生產工作具有較強的特殊性，生產環節對外界環境有著特定的要求，比如高溫、高壓等生產環境，將會給工作人員的身體造成傷害。同時，加之一些化工生產材料具有易燃性、易爆性、放射性等特點，一旦存在工作人員操作不當的問題，將導致重大的安全事故。因而，現階段要注重自動化化工儀表的應用，借助于自動化控制技術對生產環節進行全面有效的控制，加強對信息技術與控制軟件的應用，以此來提高生產環節的精確性與安全性。

1.2 化工自動化儀表的類型

1.2.1 溫度儀表

在當前的化工生產工作中，溫度儀表得到了廣泛的應用。化工生產需要在某些特定的壓力、溫度環境中進行，該過程對溫度條件有嚴苛的要求，因而在生產環節中需要對溫度進行控制，這就要求溫度儀表能夠對溫度進行精確的測量與顯示，確保化工生產工作的安全、高效開展。一般來說，化工生產工作中常用到的溫度測試儀，其測量材料不能對熱阻以及熱電偶有過分的依賴性，測量材料要能對溫度進行實時有效的測量。比如在應用蒸發爐、氣化爐進行化工生產工作時，其溫度會出現高速的循環現象，所用溫度儀表要能對該過程的溫度進行有效的測量。作為化工儀表的重要組成部分，溫度儀表的應用發揮著重要的作用。

1.2.2 壓力儀表

壓力儀表的類型較為多樣，比如當前應用較多的有特種壓力表以及壓力變送器等。壓力儀表的廣泛應用，不僅能夠對粉粒狀介質壓力進行有效的測量，同時還能在腐蝕性等極端惡劣的條件下進行壓力測量并對測量數據進行顯示。對于壓力儀表而言，其主要借助壓力變送器進行壓力調節，并且能夠將測量所得的壓力數據實時的傳送到集散控制系統中，進而實現對壓力的自動測量與調控。壓力儀表的應用尤其注意高溫情況下對硅油型號的選擇，否則會不準確。對于特定介質的壓力傳感器選擇尤其重要。

1.2.3 物位儀表

由于測量方式與測量需求的不同，在進行化工生產工作中所應用的物位儀表也存在著較大的差異。現階段，應用較為廣泛的物位儀表不僅包含了雷達儀表、浮力儀表，同時也用到直讀儀表等。具體應用過程中，要結合化工生產的實際情況與需求。相比較而言，雷達液位計和差壓液位變送器有著較為突出的優勢，它們不僅測量精準度高，同時有著較強的適用性，可以滿足多種材料的測量要求。

1.2.4 流量儀表

流量儀表在化工日常生產中有很重要的作用。化工生產的投料比例都是通過流量計來實現。常見流量計有金屬轉子流量計、超聲波流量計、電磁流量計、質量流量計等。質量流量計用于車間或對外結算，精度高，誤差小；電磁流量計適用于導電的介質，應用比較廣泛；金屬轉子流量計在選型中注意介質密度，密度不準則測量數據不準，給化工生產帶來安全隱患。

1.2.5 調節閥

調節閥在化工生產中的作用不言而喻。閥門種類多，選型尤其重要。蒸汽調節閥的選型特別要注意生產中防止閥門卡死，盡量避免內漏，否則對工藝被控溫度形成破壞性。切斷閥的汽缸要合適，選小會導致扭力小，容易使內部的彈簧斷裂。

1.3 化工儀表自動化控制技術的特點與功能分析

其一，數據控制是該技術運用的一個顯著特點。具體應用過程中，通過對儀表數據的讀取與分析，可以實現對整個生產過程的控制。其二，借助于計算機以及相關的軟件系統，能夠實現生產過程的自動化控制。同時，化工儀表與其他類型的儀器協同工作，還能對整個生產環節進行有效的管理。其三，該技術具有計算功能。在進行化工儀表設計工作時，利用微型計算機能夠實現化工儀表的自動化計算功能。這樣一來，不僅能夠降低工作人員的工作強度，同時還能有效提高化工儀表計算環節的精準性。需要注意的是，化工儀表應用時要對最大值或最小值進行設置，這在一定程度上能夠簡化生產流程。其四，化工儀表自動化控制技術具有較強的記憶功能。以往在開展化工生產工作時，化工儀表僅能完成某項單一的生產任務，一旦生產工作中遇到了不可控的狀態，將導致生產工作無法有序開展。但是，通過自動化控制技術不僅能夠對相對復雜、龐大的生產數據進行有效的儲存，并且可以對生產狀態進行有效的判斷，進而可以對生產過程中遇到的問題進行實時的處理。該功能的實現，需要借助先進的科學技術與手段，保證化工儀表的存儲空間得到顯著的提升。其五，化工儀表還具備可編程功能。軟件技術與計算機等技術的應用，使得化工儀表的可編程功能大大提高。可編程功能使得復雜的控制系統得以簡化，化工生產工作的可操作性顯著提高。此外，具有可編程功能的化工儀表，促使自動化控制技術的應用更加廣泛，儀表的功能更加多樣，有效提高了化工設備的生產效率與質量。

1.4 化工儀表的安裝與調試

要確保自動化化工儀表的有序運轉，就要對前期的設備安裝與調試工作加以重視。首先，在進行前期的安裝工作時，要嚴格按照技術規范與標準做好勘測與施工圖繪制工作，同時還要針對現場的情況制定詳細可行的施工安裝計劃；其次，參與安裝施工的技術人員要詳細閱讀安裝說明書，并熟悉相關的施工圖和技術規范。這一過程中，技術人員要嚴格按照操作流程開展設備安裝。此外，為確保化工儀表自動化控制技術得到有效的應用，開展生產工作前還要按要求做好設備的調試與試運行工作，及時排除設備安全隱患，確保化工儀表運行期間的安全與穩定。

2 化工儀表自動化控制技術研究

2.1 自動化檢測技術和修復技術

對于化工企業而言，在開展化工生產工作時要注重自動化化工儀表的應用，并注重對自動化檢測技術以及修復技術的應用。相比較而言，該類技術具有較強的可靠性、精確性以及安全性，對確保設備的安全平穩運轉起著重要的作用。由于化工生產環節受到諸多因素的影響，以及惡劣生產環境的不利影響，導致設備經常出現故障與問題。通過自動化檢測技術以及修復技術的應用，能夠準確、快速地定位出設備故障類型與原因，進而為后續設備故障的修復提供幫助，有效提高了設備維護工作的質量與效率。

2.2 現場總線控制系統

作為現代化控制系統的一個重要發展方向，在進行化工生產工作中應用現場總線控制系統，可以有效提高相關設備的運行質量與管理水平。總體而言，該系統具有一定的開放性、互操作性、數字性等特點，該系統的應用與發展具有廣闊的前景。現階段應用較廣的總線智能儀表，具有分散度好的顯著優勢，該儀表的應用能夠有效提高化工儀表整體功能。另外，該類控制系統對于不同環境有著良好的適應性，這也是普通化工儀表所不具備的功能。在具體安裝過程中，通過將總線連接到多個儀表中，一方面能夠降低電能的使用量，另一方面還可以為后期儀器的維護與調試工作提供極大的便利。例如，某化工單位在進行化工生產工作中，安裝了年產90萬噸乙烯裂解裝置，并使用了現場總線控制系統。對于該系統來說，它不僅囊括了4.7萬個控制電路，同時還與數萬臺儀表進行連接。具體控制環節中，僅憑借一個中心控制器就可對其進行有效的控制。從當前總線控制系統的運行現狀來看，主要通過閥門控制器事先對現場總線PID控制。該系統應用過程中，還能實現系統集散控制，有效改善了整個系統的運行效果，防止數據負載等問題的出現。就該企業而言，其控制系統自控率已經超過了95%，同時也為該企業帶來了良好的經濟效益。

2.3 分散式控制技術

當前，化工儀表中廣泛用到分散式控制技術，該技術的應用能夠為化工生產提供良好的生產環境，并且能夠有效減少能源與材料的損耗。分散式控制技術的應用具有一定的先進性，但同時也存在著相應的弊端。具體生產工作中，要根據實際使用情況對系統功能進行不斷的更新，確保該技術的應用可以為化工生產提供更大的便利。隨著現代信息技術以及自動化控制技術的快速發展，分散式控制技術的數字化、信息化水平不斷提高，操控系統的功能更加完善。此外，分散式控制技術的應用，還有效提高了化工生產環節的精準度，有效減少了化工生產的成本，大大提高了企業的經濟效益。

2.4 化工儀表人機界面技術研究

隨著制造領域的不斷發展，化工儀表更加注重人性化設計，人機界面技術的應用有效提高了人機交互效果。同時，現代化、人性化儀表自動化控制技術也是未來的一個重要發展方向。當前應加強對人機界面的研究，化工企業以及儀表研發、設計單位要加強對人力、物力以及技術、資金等方面的投入，不斷提高化工儀表的自動化操作水平，確保化工儀表能夠得到靈活的應用，改善儀表的自動化操作性能。另外，化工企業還要根據自身發展狀況，建立相應的人機界面控制室，并且要委派專人對控制室的運營狀況進行管理，進而提高生產環節的管理與監督效果。由于自動化控制技術的自動化控制能力相對較強，因而操作人員要具備較強的業務能力，并且在實際操作環節中要謹慎小心。人機交互界面技術的應用為故障發現與處置提供了依據，一旦發現化工儀表出現錯誤信息，要及時發出報警信號并采取針對性措施予以處置，以便為故障的處理提供幫助。

3 結束語

隨著國內化工領域的快速發展，化工儀表自動化控制技術的應用已經成為一個必然的趨勢。目前，要加強對自動化控制技術與系統的應用，提高化工儀表的數字化、信息化與自動化水平，做好理論知識與生產實踐之間的結合，為化工生產與日常管理工作提供便利，不斷提高化工企業的經濟效益，促進化工領域的健康發展。