化工自動化儀表及控制系統(tǒng)智能化的研究

閆志富

（神華新疆能源有限責(zé)任公司活性炭分公司，新疆烏魯木齊 830000）

目前，我國化工自動化領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，在許多領(lǐng)域和行業(yè)中，自動化技術(shù)得到了推廣和應(yīng)用。自動化技術(shù)在化工儀表上的應(yīng)用，極大地促進(jìn)了中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。化工生產(chǎn)裝置的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，產(chǎn)品被序列化，除了生產(chǎn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，也需要測量和控制儀器和控制系統(tǒng)有更高的進(jìn)步，以保證可靠的生產(chǎn)和安全，并確保產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。

1 現(xiàn)代化工儀表類型

1）溫度儀表。化工生產(chǎn)對溫度的要求較高，很多產(chǎn)品都需要嚴(yán)格的把控溫度范圍，這時就需要用到溫度儀表。通過接收熱源的信號，溫度儀表可以反饋出生產(chǎn)的實際溫度，這樣就能對化工生產(chǎn)中環(huán)境溫度進(jìn)行控制。另外，溫度儀表還可以采集溫度，并且記錄到系統(tǒng)中，方便人們了解化工生產(chǎn)中的溫度變化，對于后續(xù)溫度控制措施的制定也有著一定的幫助。

2）壓力儀表。壓力儀表主要是用于監(jiān)測化工生產(chǎn)中壓力的變化及狀態(tài)，這是因為化工生產(chǎn)設(shè)備很可能由于多種因素而造成內(nèi)部壓力的變化，進(jìn)而影響到生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。在實際的化工生產(chǎn)中，會采用專用的壓力儀表來檢測生產(chǎn)過程中的壓力狀態(tài)，然后根據(jù)反饋的壓力數(shù)值來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

3）物位測量儀表。物位測量儀表主要是用于控制化工生產(chǎn)中原料的投入量，可分為回聲反射儀表、導(dǎo)波雷達(dá)儀表等多種類型，生產(chǎn)企業(yè)可根據(jù)實際精度需求來選擇。在化工生產(chǎn)中，原料的投入配比對生產(chǎn)質(zhì)量有著直接影響，因此必須要通過物位測量儀表來判斷原材料投入數(shù)量，這樣一方面可以保障產(chǎn)品的品質(zhì)，另外也可以提高生產(chǎn)的安全性。

4）流量儀表。流量儀表主要是對液體進(jìn)行流量檢測和流速檢測，然后根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)判斷液體輸入量等參數(shù)，較為常見的有超聲波流量計和電磁流量計等。

2 現(xiàn)代化工儀表的自動化功能

現(xiàn)代化工儀表在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改良，加入了自動化的功能，可以提高生產(chǎn)的智能化水平，而且也減少了人為因素對化工生產(chǎn)的影響，對于生產(chǎn)效率的提高，有著積極的意義，從當(dāng)前的實際情況來看，現(xiàn)代化工儀表的自動化功能主要有以下幾個幾種：

1）編程功能。編程功能是現(xiàn)代化工儀表的核心功能，通過編程可完成邏輯系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)儀表的自動化控制，這樣就能簡化化工生產(chǎn)控制系統(tǒng)，提高化工儀表的智能化程度。

2）計算功能。為了提升現(xiàn)代化工儀表自動化程度，還在其中加入了計算功能，可以對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計算，進(jìn)而為后續(xù)工序的簡化提供幫助。計算功能是在化工儀表中加入了微型計算器，能夠根據(jù)需求直接反饋出數(shù)值，在簡化生產(chǎn)的同時提高了儀表控制的準(zhǔn)確度。

3）記憶功能。在化工生產(chǎn)中，各類參數(shù)往往會不斷的變化，僅僅根據(jù)階段性的數(shù)值很難判斷出生產(chǎn)的實際情況，因此就需要化工儀表具備記憶功能，完整地記錄整個生產(chǎn)過程中參數(shù)的變化，這樣就能為后續(xù)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化提供幫助。通常是在化工儀表中加入信號傳感器，然后將采集到的數(shù)據(jù)反饋給中央電腦，之后可直接形成圖表，為各類決策提供依據(jù)。

4）故障監(jiān)督功能。在傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)中，通常是根據(jù)化工儀表的數(shù)值來判斷是否出現(xiàn)了故障，然后再采取相應(yīng)的控制措施。這種方式不僅延長了故障排除的時間，而且還存在安全隱患。因此在現(xiàn)代化工儀表中增加了故障監(jiān)督的功能，能夠根據(jù)預(yù)先輸入的邏輯系統(tǒng)判斷數(shù)值是否在允許的范圍之內(nèi)，如果數(shù)值出現(xiàn)了較大偏差，儀表會直接報警提示，這樣就能為故障的診斷和排除提供極大的支持，提高了化工生產(chǎn)的安全性。

3 自動化技術(shù)在現(xiàn)代化工儀表的應(yīng)用

3.1 可編程功能的應(yīng)用

為了有效提高現(xiàn)代化工儀表智能化程度，在其中加入了可編程的功能，這樣就能將自動化控制與化工儀表有效結(jié)合起來，同時利用計算機(jī)進(jìn)行整體的控制，實現(xiàn)了化工生產(chǎn)控制的優(yōu)化。特別是對于復(fù)雜的化學(xué)儀器而言，在其監(jiān)測儀表中加入可編程功能，能夠有效地提升其性能，同時化工儀表監(jiān)測的準(zhǔn)確度也得到極大的提升。

化工生產(chǎn)的環(huán)境往往較為惡劣，因此要盡可能減少工作人員的接觸，在現(xiàn)代化工儀表中加入可編程功能后，能夠提升其自動化程度，各類數(shù)據(jù)的反饋可直接通過電腦接收，這樣不僅能夠提高生產(chǎn)的安全性，而且也確保了儀表監(jiān)測的精度。另外，在現(xiàn)代化工儀表中加入可編程功能還可有效提升生產(chǎn)的效率，企業(yè)可根據(jù)實際生產(chǎn)需求預(yù)先在化工儀表中輸入相關(guān)的邏輯系統(tǒng)，這樣當(dāng)出現(xiàn)各類情況變化后，化工儀表就可直接自主判斷，然后輸出控制信號。通過該項措施減少了化工生產(chǎn)中的人工需求，不僅可以降低人為因素對化工生產(chǎn)的影響，而且可以極大地優(yōu)化生產(chǎn)控制過程，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 計算功能的應(yīng)用

計算功能是將現(xiàn)代化工儀表與計算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合起來，通過計算機(jī)的強(qiáng)大運算能力提升化工儀表反饋數(shù)據(jù)的精度和速度。在傳統(tǒng)的化工儀表中，通常數(shù)值的顯示都較為單一，很多情況下人們還需要對數(shù)值進(jìn)行計算和判斷，這樣不僅延長了時間，造成生產(chǎn)效率的低下，而且存在一定的安全隱患。在現(xiàn)代化工儀表中引入計算功能后，就可解決這一問題，實現(xiàn)數(shù)值的實時反饋，而且也可以直接反饋出人們所需的數(shù)字。另外，在現(xiàn)代化工儀表中加入計算功能還能有效提升監(jiān)測的準(zhǔn)確度，對于生產(chǎn)控制的優(yōu)化也有著積極的意義。

3.3 記憶功能的控制

記憶功能是為了增強(qiáng)化工儀表的功能性，在采集數(shù)據(jù)的同時將其記錄，這樣就能保存生產(chǎn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為后續(xù)決策提供參考的依據(jù)。而且在當(dāng)前化工儀表的記憶功能方面還引入了大容量的計算機(jī)，可以采集到大量的原始數(shù)據(jù)，方便人們了解整個生產(chǎn)的過程。在現(xiàn)代化的化工生產(chǎn)中，儀表的記憶功能十分重要，因為很多生產(chǎn)環(huán)境人工無法進(jìn)入，這時就需要依靠儀表的記憶功能來了解到各類參數(shù)的變化，然后再采取相應(yīng)的控制措施。

從上述的分析可以看出，現(xiàn)代化工儀表的功能逐漸多樣化，能夠滿足企業(yè)生產(chǎn)的個性化需求。特別是將化工儀表和計算機(jī)結(jié)合起來，有效增強(qiáng)了化工儀表的智能化，對于化工企業(yè)生產(chǎn)效率的提高有著積極的意義。因此在后續(xù)的發(fā)展中，化工儀表的功能會進(jìn)一步優(yōu)化，將現(xiàn)代技術(shù)與化工儀表有效結(jié)合起來，為化工生產(chǎn)的優(yōu)化提供幫助。

4 結(jié)語

從當(dāng)前的實際情況來看，化工生產(chǎn)儀表都采取了自動化控制改進(jìn)，引入了多種現(xiàn)代化的技術(shù)，這樣不僅增強(qiáng)了儀表檢測的精度，而且可實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。本文對當(dāng)前化工生產(chǎn)的儀表類型進(jìn)行了簡要的分析，同時探究了現(xiàn)代化工儀表的自動化功能，最后總結(jié)了自動化技術(shù)在現(xiàn)代化工儀表中的應(yīng)用。