精細化工行業中自動化控制的實踐研究

楊栩

摘 要：會科技的不斷進步，引領著各行各業的技術也朝著更加先進的方向前進。隨著我國科學技術的不斷發展，自動化控制技術在精細化工行業中得到了廣泛的應用，使得我國精細化工產品的質量得到了一個飛躍的發展。自動化技術在我國精細化工行業的應用，減少了大量的資金投入，同時在一定程度上提高了精細化工產品的質量。本文主要探究了精細化工行業中自動化控制的主要應用以及自動化控制技術的發展。

關鍵詞：精細化工行業;自動化控制;實踐研究

引言：近些年來，我國精細化工行業的快速發展，使精細化工產品不再是人們口頭上的一件新鮮事，而是逐漸成為了確確實實的產品，精細化工行業對于促進我國的持續發展起到了積極的促進作用。精細化工產品的精細合成，不僅需要選擇良好的化學物質合成材料，對于精細化工合成技術以及精細化學材料產品也有較高的技術要求。自動化控制技術在我國精細化工行業發展中的廣泛應用，減少了企業人力、物力的大量資金投入，同時也使我國精細化工產品行業對相關產品的質量檢測更加嚴格，為相關企業工作人員的日常工作降低了許多風險，創造了安全的工作生活環境。

一、自動化控制的相關內涵

自動化控制在我國精細化工行業的廣泛應用，大大降低了工作的危險性，能夠對其中危險性較高的幾個步驟過程進行實時的自動監測，并不斷自動調控與其相關的化學反應條件，確?；どa的安全。自動化控制在實際運用的過程中，主要以其中的溫度、濕度等為控制條件，一旦某一因素達到一定的濃度時，相應的濃度感受器就會立即開始自動工作，并根據實際的條件以及化學反應的狀況，對化學反應中的條件進行自動調整，確保整個化學反應過程的順利進行。在目前新時代的發展背景下，自動化控制技術已經逐漸成為了該行業日常工作的重要技術手段。

二、自動化控制在精細化工行業的主要應用以及現狀

與精細化工行業相當的石油生產行業相比，自動化控制技術在精細化工行業的應用開展得并不是十分順利，自動化控制技術在精細化工行業中的發展受到生產工序復雜性以及正確的引導作用等，使得精細化工行業中的自動化控制技術并不是十分成熟。

（一）特殊的生產過程是目前自動化控制難以普及的主要原因

傳統的化工生產過程原料相對單一，反應原料配比相對恒定;反應連續且快速，反應過程停留時間短;但是當原料反應速度和化工原料反應速度之間達到基本平衡時，可輕松實現連續、穩定、高效率的全方位自動化化工生產，全程甚至不必再需要任何人工技術干預，基本上都可以由工廠自控化工操作員一人兼任。但傳統精細化工的生產過程工程線較長、單元氧化反應多、原料復雜、中間反應控制管理要求嚴格等幾大特點，特別是每一步單元反應都需要不同的反應條件，產品中間反應控制過程需要人工進行大量的分析，精細化工產品生產管理過程的工藝特殊性，使得自動化控制技術似乎沒有用武之地。

（二）行業缺乏示范和輻射效應

國內的精細化工產業以中小企業發展為主，普遍存在企業規模小、利潤低、效益差等客觀問題，許多企業個體經營者對于傳統的作坊式人工生產管理觀念根深蒂固。由于企業前期資金短缺、員工素質不高，已有的人工機械操作已不能完全滿足企業生產力的要求，由于產業前期缺乏自動化生產的技術示范和產業輻射帶動效應，企業前期嘗試的一些生產項目也因盲目冒進、企業疏于對人工操作/設備維護技術人員的專業培訓，自動化生產發揮不了一些實質性的示范作用等，也是目前造成國內精細化工產品自動化產業發展遲滯的主要原因之一。

（三）生產過程中忽視了國家的政策

近年來，國家對精細化工企業的技術生產工作提出了越來越高的要求，從《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》《重點監管的危險化工工藝安全控制要求、重點監控參數及推薦的控制方案》等不難發現，通過安全生產自動化控制技術，要求將國家指導性的安全控制配備方案貫徹實施，全面完成我國精細化工生產企業生產自動化安全控制配備系統升級改造，將大大推動安全自動化配備技術在我國精細化工生產行業發展中的廣泛普及應用程度，不僅使其能有效率地減少化工安全事故的頻繁發生，同時也有效保證了化工生產系統運行的安全持續、穩定，保證了化工產品的技術質量和成品產量，改善了企業員工日常工作時的環境并大大減少了其在企業中使用工時的成本。但是有部分相關企業在進行生產制造的過程中，對于國家的一些政策并沒有過多地關注，不能及時跟隨國家的發展步伐進行生產和發展，這對于化工行業自動化控制技術的發展十分不利[2]。

三、自動化控制系統在精細化行業中的重要應用

在精細化工生產過程中，被控對象往往存在不同程度的生產延遲，即長期滯后生產現象。在精細化工行業普遍采用的批量生產模式中，延遲滯后問題更為突出。通過對時滯控制系統的理論分析，發現無效時滯控制系統比其它有效時滯控制系統更穩定，更易于控制。通過工藝裝備的不斷完善和自動監控技術的系統結構優化，可以在更大程度上解決生產滯后現象，這對我國精細化工自動化控制技術改造仍具有積極的現實意義。

（一）優化生產工藝，改進生產設備

在我國每年出口的精細化工產品中，幾乎全部以間歇式加工生產和全過程加工為主。生產流程也幾乎是所有實驗室反應過程的單純能量放大。如果我們能通過生產工藝技術和設備工程技術的綜合改進，對反應生產流程設備進行連續性優化技術改造，如連續管式反應器生產設備，如連續釜式組合反應器、管式連續反應器、流化床管式反應器等，可以用來調整管式連續反應器的位置。例如，初始終點入口管的空間位置（釜內相同的入口管空間）相當于整個反應器的初始終點反應時間，中間入口管的位置相當于釜內的中間終點反應時間，管端的終點反應時間相當到釜中所有的終點反應時間。也就是說，對于不同的間歇反應點，可以控制連續反應時間和連續反應空間的長度，實現了其從間歇連續反應階段到連續間歇反應的空間轉變，有效率地降低生產工藝過程管理中的物料滯后效應，容易用于實現較高應用程度的物料自動化過程控制。這也極有可能認為是一些目前市場產量較大的新型塑料精細化工品的原料及該品種的當前工業應用發展主要技術方向，如過氧化物加氫、硝化、水解、氯化、氨化等生產線全過程均已經基本實現連續批量化、自動化批量生產，使得企業工藝水平和企業產品質量大幅提高，成本率也相應大幅下降。

（二）在現有的生產工藝和設備的基礎上進行自控優化

對于不需要進行連續自動化控制改造的各種生產控制裝置，通過對自動控制策略的正確選擇和優化即可來快速完成各種自動化控制改造，可以由此達到較好的自動控制改造效果。精細化工中自動化控制的一個核心技術問題主要在于如何克服其產品生產的全過程管理中的各種滯后生產現象，滯后問題分為兩種主要類型：容量上的滯后和純阻力滯后，容量上的滯后一般來說是由于擾動物料或介質能量的運動傳遞系統需要通過一定量的阻力而擾動引起的，通俗的話來說，就是擾動對象物料受到一定的阻力作用后，從不穩定一直到再次穩定的一個過程;純容量滯后的阻力產生一般來說是由于擾動介質的物料輸送阻力需要經過一段時間而擾動引起的，被容量調節器參數容量開始發生變化的第一時刻落后于阻力擾動對象出現的最后時刻，這個落后的一段時間過程稱為純容量滯后。如何通過自控過程優化技術解決這兩類過程滯后技術問題，也是企業精細化工藝和生產過程自動化控制改造中必須面臨的重要技術問題[3]。

四、自動化技術在精細化工行業中的發展前景

（一）取長補短，加強信息交流

國內外在石油化工及其他基礎材料化工制造產業中的總體質量自動化先進程度遠遠要高于其他精細化工制造行業，無論是化工自控質量儀表的正確運用還是質量控制策略的正確選擇都已經有許多成功經驗和相關技術成果可以我們借鑒。精細化工自動化技術的穩步發展局限在生產行業內部是遠遠不夠的，還需要向國內外先進的精細化工工業自動化設備生產技術行業專家進行技術交流和研究學習，克服不平衡的發展狀況，推動整個生產行業化工自動化技術水平的不斷提高。

（二）重視專業培訓，提高操作維護水平

自動化技術是一門集計算機、網絡、自動控制、儀表于一體的交叉綜合性技術。它是一種跨學科、跨行業的綜合性技術。專業性強，技術更新快。隨著自動化在精細化工行業中的作用日益重要，設備和專業人員的素質也是判斷企業自動化程度的標準之一，合格的自動化人才需要豐富的知識和不斷學習更新。因此，在對員工的專業培訓中，企業也需要不斷提高自己的專業操作水平，不斷提高自己的專業技能。

結語：自動化控制技術逐步成為了我國經濟化工行業的重點內容，相關的企業要對自己的技術水平進行不斷的提升，以期能推動我國經濟的快速發展。

參考文獻：

[1]劉正昶. 精細化工行業中自動化控制的實踐研究[J]. 輕松學電腦， 2019， 000（022）：P.1-1.

[2]張榛. 自動化控制在精細化工行業中的應用[J]. 當代化工研究， 2018（5）：78-80.

[3]樂龍斌. 自動化控制系統在精細化工企業中的應用[J]. 數字化用戶， 2017， 23（034）：111.