化工生產中自動化儀表與控制系統的現狀及發展分析

李建華 楊家鑫(佛山市三水三角洲化工有限公司，廣東 佛山 528143)

0 引言

我國進入21 世紀后，工業制造業飛速發展，直接拉動了工業生產對自動化儀表與控制系統的需求。我國最新的自動化儀表與控制系統在世界處于領先水平，而傳統制造業已經過了發達國家制造業的輝煌期，因此對配套的自動化儀表與控制系統需求增長比較緩慢。但自動化儀表與控制系統本身屬于工業生產裝備中的主要運行主體、安全屏障以及神經中樞，直接影響到裝備的安全、穩定運行，直接影響到我國化工生產的效率與質量，并且影響我國化工業的發展[1]。因為有國家政府的不斷支持，現今我國應用的自動化儀表與控制系統具有相對完整的網絡連接，結合多項先進有效的技術手段，其智能化水平與自動化水平均有升高，可基本滿足現今化工生產的需求，因此我國自動化儀表與控制系統目前處于技術比較成熟、性能基本可靠的技術發展程度。

1 自動化儀表與控制系統的應用原理

自動化儀表與控制系統主要通過電與里之間平衡相關知識構成，因此自動化儀表在實際應用過程中，容易被多種干擾因素影響。譬如工業生產過程中，環境本身會應縣自動化儀表的溫度，也會影響自動化儀表的相關數據以及壓力數據顯示。自動化儀表進入工作狀態后，整個自動化儀表的電壓值、電流量均會發生變化。正常情況下，自動化儀表在運行狀態時，電壓值以及電流量均呈增大狀態，此時可通過變壓器原理，在相關原件中顯示放大值，名這樣能夠促使工業生產過程中始終維持平衡狀態，從而保證工業生產順利開展、順利完成，從而保證所生產出的產品能夠符合質量標準。因此，從自動化儀表的實際應用情況可以看出，在工業領域積極應用自動化儀表，進行自動化控制，可提高工業生產效率、質量，可縮短工業生產的速度。

2 現狀

2.1 國外發展現狀

現今，我國已經進入網絡化、數字化時代，智能化成為了當前社會發展的新趨勢，低配智能化逐漸在人們的日常生活中出現，并在一定程度上改變了人們的生活。在這一背景下，自動化儀表與控制系統得到了高速發展，并逐步呈現高可靠性、多功能、高適用性等特點。對現場儀表而言，隨著光纖感應器、硅傳感器等新型傳感器的研究、應用，其精度得到顯著提高，并發生了高層次改變。比如壓力變速器已經從傳統的0.2 級升級到0.04級。現代工業在這一背景下也進入了高速發展期，朝著大型化、高參數化以及復雜化轉變。而國外的自動化儀表與控制系統主要是朝著高可靠性轉變，國外專家主要通過創新儀表設計、儀表涉及結構，聯合成熟技術、成熟工藝，達到提高自動化儀表與控制系統可靠性的目的。這一發展方向導致國外現場儀表不僅具有操作簡單特點，還具有耐用、維修方便等特點。很多企業生產出的自動化儀表與控制系統均有長達10 年的保修期，部分生產公司甚至給出了終身保修這一承諾。為提高自動化儀表與控制系統的應用價值，國外還針對現場儀表，優化了其性能，有一種現場儀表不僅能夠在應用過程中及時發現產品的故障，還能及時進行前瞻性維修。

2.2 國內發展現狀

我國自動化儀表與控制系統已經發展到一定程度，其生產工藝、設計工藝、生產技術比較成熟，所以我國自動化儀表與控制系統已經達到一定境界，已經度過了發展巔峰，并朝著新方向發展。現今我國還處于能源工業、重工業高速發展期，因此對自動化儀表與控制系統的需求還比較高。但相較于前十年，現在的工業需求逐漸下降，但與國外還存在一定差異。但是因為我國在設計自動化儀表與控制系統的過程中已經考慮到耐用性、可靠性等特點，因此在制造生產過程中雖然沒有過分重視這些特性，但也在不斷生產制造過程中，不斷優化儀表的相關性能，所以我國生產的自動化儀表與控制系統整體水平、應用價值是比較高的。所以我國的自動化儀表與控制系統出口量不斷增長，這一現象導致我國制造工業進一步發展，再次迎來發展高峰。現今，我國出口的自動化儀表與控制系統總數在所有裝備制造工業產品中排在前位[2]。與此同時，我國已經掌握了簡易調節儀、測壓型儀表、顯示型儀表、測溫型儀表等常用儀表的核心技術，能夠自主研發、創新儀表，無需過分依賴國外進口。再者，近年來，我國自主研究發明的分散性控制系統與電磁流量計控制系統、無紙型記錄儀、智能化電動型執行機構均能夠展現一些儀表的核心技術，與國外的部分技術水平是持平的。因此，這些儀表在市場的占有率逐年升高。單從儀表技術可以看出，我國的自動化儀表與控制系統已經達到先進水平。

3 發展趨勢

3.1 智能化

化工生產過程中，如何充分發揮自動化儀表與控制系統的應用價值非常重要。從我國化工業應用的自動化儀表與控制系統可以發現，化工業應用的儀表逐步呈智能化趨勢。智能化明顯的自動化儀表與控制系統，能夠化工生產之前，對相關信息、相關數據實施預定化處理，然后可順利完成相應操作。但想要保證智能化設備順利應用，就必須合理應用微處理器。比如在自動化儀表與控制系統中嵌入集成電路、軟件，這樣可保證整個化工生產過程順利開展、順利完成。為了解放更多勞動力，進一步提高化工生產效率、生產質量，我國自動化儀表會逐步轉變為全智能化。全智能化儀表的應用，可充分提高化工生產過程中員工的人身安全，可有效降低勞動強度[1]。再者，全智能化儀表還可在整個化工生產過程中實施自動化管理、自動化操作，可有效利用微處理器達到生產目的，實現化工生產要求，提高化工生產的自動化水平，保證生產出來的產品各方面性能均能滿足化工生產要求。再者，應用全智能化儀表，還可以借助網絡信息交流的能力，及時上傳儀表獲取的各項信息數據，可讓更多工作人員及時了解產品的各項信息，生產的全過程。最后，現今在化工生產中應用自動化儀表與控制系統均配備成熟的智能監控功能，在化工生產過程中，可借助智能監測及監控功能，有效監測化工生產前后各個環境的實際指數，可實現實時監控目的。智能化監控還可通過紅外線發光二極管、光敏三極管共同形成信號源收發系統。化工正常生產過程中，紅外線發射管會持續發射紅外光線，然后紅外接器會及時接收發射的信號，并將信號傳入單片機中。但是在警戒線被覆蓋后，紅外線發射管的紅外光線信號發射受到阻礙，紅外接器難以順利接收到相應信號，單片機無法獲取相應的傳輸信號，自動化儀表及控制系統便會自動發射警報信號，傳入智能監控中，提示工作人員、

3.2 虛擬化

化工生產過程中，自動化儀表想要順利進行操作，就必須借助先進技術、計算機網絡平臺技術，才能展開相應的操作，才能有效實現各項操作虛擬化處理。在這一操作過程中，無需人力參與操作，可完全通過計算機達到操作目的。在工作過程中，往往需要根據化工生產的實際需求，結合化工生產過程的實際設計內容，安排相關人員利用計算機發出相應指令，接下來的工作自動化儀表可自己完成，無需人工干預。從自動化儀表的應用情況可以看出，自動化儀表正逐步朝著虛擬化發展。在充分實現虛擬化操作后，可有效提高化工生產的效率，可及時整理、反饋生產過程中的相關數據，保證相應工作人員能夠及時發現化工生產過程中存在的問題，可有效保證化工生產質量。再者，還需在化工生產過程中有效融合自動化儀表的數據處理能力、智能化能力，可充分促進我國自動化儀表的虛擬化。

3.3 網絡化

化工生產過程中，及時應用互聯網平臺，能夠為實際生產提供更多機會。在動畫儀表本身就是由網絡平臺、網絡技術支撐的，所以才能充分發揮儀表應有的作用。比如在需要應用現場總線技術、網絡信息技術時，自動化儀表、自動化現場設備以及通知系統均會顯示網絡化操作。隨著我國網絡信息技術的不斷發展，互聯網平臺能夠為化工生產提供更多幫助。比如依靠互聯網信息技術及時反饋生產過程中的各項數據信息，利用自動化儀表有效降低生產過程中的勞動強度，但卻能在原有生產效率基礎上達到進一步提高生產效率、生產質量的目的。從未來發展趨勢可以看出，未來化工生產過程中，需要使用互聯網平臺的幾率只會越來越多，而不會越來越少。所以，自動化儀表逐漸朝網絡化發展是必然的。只有自動化儀表中潛藏的網絡化技術充分發揮出來，才能進一步實現自動化儀表的各項功能，并進一步優化相關功能。

4 結語

由上可知，從自動化儀表及控制系統的現今應用情況可看出，其具有顯著的應用價值，可在化工生產中發揮強大的作用，可有效節省勞動力，可提高化工生產安全性。但在二十一世紀，信息化、數字化時代，想要促進化工領域繼續發展，自動化儀表則需進一步發展創新，并在化工生產過程中得到有效應用，才能不斷進步，不斷提升，不斷優化，才能不斷改善化工生產效率與生產質量，才能推動化工領域順利完成變革。