化工自動化儀表及控制系統智能化的研究

莊仁選

摘要：從當前的實際情況來看，化工生產儀表都采取了自動化控制改進，引入了多種現代化的技術，這樣不僅增強了儀表檢測的精度，而且可實現智能化生產。本文對當前化工生產的儀表類型進行了簡要的分析，同時探究了現代化工儀表的自動化功能，最后總結了自動化技術在現代化工儀表中的應用。

關鍵詞：化工自動化儀表;控制系統;智能化

引言

化工生產對于我國經濟發展具有非常突出的作用。而在進行化工生產期間，具有自動化功能的儀表對于化工生產質量的提升會起到明顯的效果，其能夠精準的對化工生產進行設計，同時還能夠對數據進行有效的記憶、處理和監管，從而得以提升化工生產的水平。因此在今后的工作中，相關工作人員一定要積極努力，進行更加深入的研發，以此讓化工自動化儀表能夠達到更為理想的控制效果。

1化工儀表及自動化系統的發展

傳統的化工生產儀表數量并不多，使用起來也比較簡便，大多是通過工作者的經驗，以人為操控的方式來進行。在上世紀40年代的時候，研發出了基地式儀表和繼電器控制方式的控制系統。而由于電學、自動化得到了很大幅度的提升，以及全新材料、處理器的出現，到了上世紀80年代以后，PLC、DCS等控制系統獲得了普遍的使用。當前國內也正在采用全新的化工裝備技術，并且測量控制儀表和DCS控制系統已經在我國獲得了很好的推廣效果。

由于化工生產經常會產生高溫、高壓的情況，并且化學反應以瞬間反應為主，所以極有可能出現生產意外。而在采用自動化儀表，并采取了相關的控制系統技術以后，則很好的改善了以上的問題。利用檢測儀表能夠得到工藝物料的操作工況特性參數，然后再采用相關處理器進行邏輯計算，最后在對控制閥門進行變頻控制，就能夠確保工藝裝備里的工藝物理量達到規定的要求。

進入到新世紀以后，化工行業達到了綜合化、產品精準化的效果。生產裝置也得到了進一步的提升，不過如果出現事故那么所導致的后果也會非常的嚴重。大規模的裝置具有非常多的控制點，工藝流程也非常繁瑣、控制精度所能夠達到的準確度是傳統化工設備所無法比擬的。同時，DCS系統在功能、性能等方面也得到了完善，從剛開始只能進行工業控制，升級到了向下擴展到現場的智能化測量儀表、執行機構，從上擴充到了生產信息管理的企業全面解決方案。

2化工儀表自動化控制應用的特點

在智能技術、自動化技術不斷完善的情況下，化工儀表自動化技術水平得到了明顯的提升，在電氣自動化控制上有很多功能。

2.1智能化控制功能的特點分析

智能技術在近些年來取得了高速的發展，很多化工儀表當中也加入了智能技術，通過編寫相應的程序，保證能夠對化工儀表進行智能化的自動控制和操作。化工儀表使用智能技術后，讓計算機可以在化工生產中充分發揮作用，即便是化工儀表具有更加復雜的電路，也可以對儀表進行控制保證工作的自動完成。在利用了智能化控制技術后，儀表的內部結構也得到了充分優化，讓儀表能夠具備更高的運行效率，保證了化工生產過程中獲得數據的準確性，提升儀表的可靠性。

2.2存儲能力上的進步

傳統意義上的化工儀表只是一個測量數據的傳感器，并沒有對數據的儲存功能，在一定程度上限制了化工儀表的作用。傳統的化工儀表在硬件設備上比較簡單，記憶儲存功能非常單一，對分段狀態的記錄非常模糊，所以只能存儲一些內容相對簡單的數據，無法實現復雜數據的存儲。目前的電氣工程自動控制理論體系，使化工儀表控制技術比以前更強，尤其是引進了高水平的存儲設備，提升了化工儀表的記憶功能。通過對儀表數據的全方位記錄和儲存，維修人員在維護工作中也可以結合數據參考做出更有針對性的維修，以及改進設備，提升化工儀表的功能。

2.3應用計算機控制的特點

計算機技術目前被用在很多不同的層面，在對化工儀表自動化控制上，通過增加計算機技術，能夠提升整個過程的運算效率。同時，計算機可以對大量具有復雜結構的數據進行計算，從而獲得準確的計算結果。化工生產的過程在計算機系統的控制之下，能夠讓化工儀表的自動化控制效率更高，而且維護也十分簡單，降低了工廠的資金投入，提升了企業的經濟效益。

2.4自動化的故障處理

在化工生產的過程中，可能會受到外來因素的干擾，使正常的化工生產就會受到嚴重的影響，導致故障的出現。使用自動化的儀表和自動化控制系統，能夠對故障進行監測，使化工生產始終保持在良好的狀態。自動化的故障檢測功能可以獲得化工生產的相關數據，將實時數據顯示在檢測人員的電腦屏幕上，這樣少量的人員就能夠了解整個生產的情況，及時了解化工生產的運行。同時，化工儀表自動控制會通過計算機系統，系統會自動對故障的位置做出判斷，這樣就可以對故障的位置做出精準定位，減少維修人員查找和排除故障的時間。

3現代化工儀表的種類

3.1溫度儀表

化工生產是一項特殊工作，所采用的一部分材料需要較大的環境溫度。比如一部分化工產品需要環境溫度達到-200攝氏度到-1800攝氏度的范圍。在進行化工生產期間要合理的掌控環境溫度，這是一項非常重要的工作。經常采用的儀表包括熱點偶和熱電阻儀表。全新的儀表主要使用的是總線技術，而在融合電子技術以后，就可以獲取到溫度信號，而溫度采集系統可以直接獲取到外在環境的溫度，并傳送到系統里，從而便能夠合理的保持好生產期間的環境溫度。

3.2壓力儀表

此儀表的作用在于能夠有效的控制壓力狀態。壓力是化工生產期的主要變量，在環境壓力受到變動以后，生產工作就可以達到高效率、高準確度的需求。所以在實際生產期間，要采用專用的壓力儀表，一般壓力要低于300MPa，主要的壓力儀表包括壓力傳感器、特種壓力表等，因為化工生產工作較為特殊，所以特種壓力表一定要具有抗腐蝕性、防高壓的效果。

3.3物力測量儀表

此儀表主要是對化工生產原料的使用情況進行準確的控制，通常直讀式儀表、浮力式儀表、波雷達儀表以及磁致伸縮儀表等是物力測量儀表的主要構成部分，在這些種類的儀表當中，波雷達儀表以及磁致伸縮儀表能夠滿足對于測量準確度的要求，可以準確的掌控好物料的用量，從而便可以保證化工生產的安全性和所生產的產品效果達到理想的要求。

3.4流量儀表

測量儀表的主要用途是給化工生產所產生的流量進行合理的控制，其中需要控制的流量主要有流量速度測量、流量容積測量。而主要的流量儀表包括電磁測量計、浮子流量計等。

4化工儀表自動化技術的要點

4.1可編程邏輯控制技術

自動化的使用中，很多現代化工儀表在控制過程中都加入了可編程邏輯控制系統，通過數字輸出和模擬輸出來對生產過程進行靈活控制，利用這些可編程的操作控制器，化工生產得到了的大幅優化，減少了外界干擾對化工儀表的作用，保證了儀表的通用性和可靠性。與傳統的控制系統相比，使用可編程邏輯控制器并不需要復雜的流程，只需要對用戶程序進行修改，就可以保證工作效率。在實現通信、組態、調試等方面，利用可編程邏輯控制技術也讓工作得到了簡化。當前常見的邏輯控制器使用網絡拓撲技術實現對信息設備的自動化管理，比如常見的壓縮機、自動化系統等都通過可編程邏輯控制器和集散控制系統實現了對化工生產自動化的整合，提升了化工企業的自動化水平和生產效率。

4.2集散控制技術要點

集散控制技術是企業進行綜合信息管理的渠道，使用該技術可以保證企業信息流通的全面性、精準性和實時性。通過自動化控制技術和集散控制系統，能夠追溯化工生產活動的歷史記錄，并且及時發出警報。這樣也能夠給技術人員提供足夠的進程參數，實現對設備的自動化切換。集散控制系統必須要連接安全裝置和報警裝置，控制高危險因素。

5自動化技術在現代化工儀表的應用

5.1可編程功能的應用

為了有效提高現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合起來，同時利用計算機進行整體的控制，實現了化工生產控制的優化。特別是對于復雜的化學儀器而言，在其監測儀表中加入可編程功能，能夠有效地提升其性能，同時化工儀表監測的準確度也得到極大的提升。

化工生產的環境往往較為惡劣，因此要盡可能減少工作人員的接觸，在現代化工儀表中加入可編程功能后，能夠提升其自動化程度，各類數據的反饋可直接通過電腦接收，這樣不僅能夠提高生產的安全性，而且也確保了儀表監測的精度。另外，在現代化工儀表中加入可編程功能還可有效提升生產的效率，企業可根據實際生產需求預先在化工儀表中輸入相關的邏輯系統，這樣當出現各類情況變化后，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中的人工需求，不僅可以降低人為因素對化工生產的影響，而且可以極大地優化生產控制過程，提高企業的經濟效益。

5.2計算功能的應用

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

5.3記憶功能的控制

記憶功能是為了增強化工儀表的功能性，在采集數據的同時將其記錄，這樣就能保存生產的關鍵數據，為后續決策提供參考的依據。而且在當前化工儀表的記憶功能方面還引入了大容量的計算機，可以采集到大量的原始數據，方便人們了解整個生產的過程。在現代化的化工生產中，儀表的記憶功能十分重要，因為很多生產環境人工無法進入，這時就需要依靠儀表的記憶功能來了解到各類參數的變化，然后再采取相應的控制措施。

從上述的分析可以看出，現代化工儀表的功能逐漸多樣化，能夠滿足企業生產的個性化需求。特別是將化工儀表和計算機結合起來，有效增強了化工儀表的智能化，對于化工企業生產效率的提高有著積極的意義。因此在后續的發展中，化工儀表的功能會進一步優化，將現代技術與化工儀表有效結合起來，為化工生產的優化提供幫助。

5.4數據處理功能

在進行化工生產期間，不但要精準的記錄生產期間所形成的參數，同時也要進行準確的運算，化工儀器要做線性化處理，比如自動檢測和校正、工程值轉換等，外在因素能夠給化工儀表的運行造成很大的影響，利用電腦技術、軟件控制和數據處理功能，能夠對化工生產進行詳細的記錄，這樣就會提升化工生產的效果，如果記錄存在問題，則要馬上掌握出現問題的原因，然后制定合適的解決措施。

結束語

目前，我國化工自動化領域已經取得了很大的進步，隨著科學技術的不斷發展和提高，在許多領域和行業中，自動化技術得到了推廣和應用。自動化技術在化工儀表上的應用，極大地促進了中國經濟的發展。化工生產裝置的規模逐漸擴大，產品被序列化，除了生產技術的不斷創新，也需要測量和控制儀器和控制系統有更高的進步，以保證可靠的生產和安全，并確保產品的產量和質量。

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