研究化學工程與工藝自動化的發(fā)展創(chuàng)新

洪箭

摘 要：化學在人們的日常生活中無處不在，因此提升化學研究與生產(chǎn)的水平，是提升人們生活水平與國家工業(yè)水平的關鍵。在當下我國技術(shù)與經(jīng)濟快速發(fā)展和謀求社會轉(zhuǎn)型的背景下，提升我國的化學研究與化工生產(chǎn)水平，是提升我國工業(yè)水平從而加速我國轉(zhuǎn)型的關鍵所在。而自動化技術(shù)對于提升化學研究與化工生產(chǎn)水平非常有幫助，因此研究自動化技術(shù)在化學中的應用，是提升我國化學生產(chǎn)力的重要手段。本文研究化學工程與工藝自動化的發(fā)展創(chuàng)新進行探討。

關鍵詞：化學工程;化工生產(chǎn);自動化;發(fā)展趨勢

1 化學工程與工藝

1.1 概念

化學工程是指利用化學反應中的各種原理進行工業(yè)生產(chǎn)的過程，在人們的日常生活中的很多部分都是化學工程的產(chǎn)物。例如石油化工所生產(chǎn)的汽油、化纖制品、塑料等;冶金工業(yè)中生產(chǎn)的各種合金;藥理學中生產(chǎn)的各種藥物以及軍事領域生產(chǎn)的彈藥、炸藥等。正是因為化學在生活中無處不在，化學工程與其生產(chǎn)工藝才能夠決定一個國家的技術(shù)與經(jīng)濟水平。而化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)工藝又直接決定了化工生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量與效率，因此提升化工生產(chǎn)的效率，是提升我國化工領域生產(chǎn)水平，乃至提升我國工業(yè)技術(shù)水平的關鍵。

1.2 應用技術(shù)

1.2.1 MES系統(tǒng)

MES是生產(chǎn)管理系統(tǒng)的一種，主要用于對出廠產(chǎn)品進行分類、包裝、管理等操作。目前我國已有部分化工生產(chǎn)企業(yè)應用MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)以分鐘為單位的產(chǎn)品與產(chǎn)能的實時跟蹤，這可以提升化工生產(chǎn)中產(chǎn)品管理工作的效率，提升對產(chǎn)品分類匯總工作的速度同時降低出錯率。MES不但可以實現(xiàn)自動化的產(chǎn)品管理工作，還可以提供對設備故障自動化檢測的功能，通過對設備故障的自動化檢測，MES可為維修人員提供維修方案與建議，從而簡化維修工作的流程，提升其工作效率，對于提升化工生產(chǎn)企業(yè)的效益也很有幫助。

1.2.2 DCS技術(shù)

DCS是一種智能控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的分散操作，以提升生產(chǎn)效率。DCS系統(tǒng)包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)的記錄、管理與共享;同時借助自動操作設備可以實現(xiàn)對部分生產(chǎn)過程的遠程控制。此外，DCS的檢測功能可以在生產(chǎn)線發(fā)生故障時及時報警并采取相應的應急措施，對于化工產(chǎn)這種環(huán)節(jié)較多又有危險性的生產(chǎn)來說，應用DCS系統(tǒng)可在很大程度上實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，對于提升生產(chǎn)效率和降低風險有很大幫助。

2 化學工程與工藝中自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1 清潔化

環(huán)境問題一直是世界各國重視的問題，特別是近年來由于人類活動頻繁導致的環(huán)境污染已經(jīng)嚴重影響了人類的生存環(huán)境，因此很多國家開始重視環(huán)保和生態(tài)環(huán)境的治理，出臺了大量治理與恢復環(huán)境的政策，我國也不例外。而化工生產(chǎn)便是對環(huán)境造成較大污染的工業(yè)生產(chǎn)之一，化工生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣等都有可能對環(huán)境造成破壞，在當前倡導保護環(huán)境的背景下，控制化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程與生產(chǎn)工藝，是降低化工生產(chǎn)對環(huán)境造成污染的關鍵。

通常化工生產(chǎn)對環(huán)境造成污染的方式有兩種，一種是生產(chǎn)過程自身存在污染物，例如稀土金屬的提煉或某些有毒有害物質(zhì)的生產(chǎn)等，這些化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)因其技術(shù)水平限制，難以達到對環(huán)境不造成污染。而另一種污染方式為生產(chǎn)環(huán)節(jié)中控制不嚴格，生產(chǎn)效率低下導致的污染物排放過量，這種污染方式則可以通過自動化技術(shù)解決。自動化技術(shù)使用機械控制生產(chǎn)過程，相較于人工控制生產(chǎn)，具有精確度更高的優(yōu)勢。因此在化工生產(chǎn)中應用自動化技術(shù)，可精確地控制生產(chǎn)過程中原材料的量，大幅提升生產(chǎn)效率，避免因原材料浪費導致的環(huán)境污染。

自動化技術(shù)在降低化工生產(chǎn)污染的另一個途徑就在于其可以代替人工勞動，傳統(tǒng)的由人工控制生產(chǎn)的過程中，容易出現(xiàn)因人員操作不規(guī)范導致的污染物隨意排放問題。但人的行為具有很大的自主性，因此監(jiān)管也難以控制。而自動化技術(shù)的生產(chǎn)流程提前設定，機械的工作方式也是固定的，因此不存在因不規(guī)范操作導致污染物隨意排放的問題，從這一角度上說，應用自動化技術(shù)確實可以降低因不可控因素導致的環(huán)境污染。

2.2 全面化

當前的化工生產(chǎn)中雖然應用了自動化技術(shù)，但目前的自動化技術(shù)僅能作為對人工生產(chǎn)的輔助，尚不能做到真正的“自動生產(chǎn)”。而目前結(jié)合人工智能技術(shù)的全面自動化技術(shù)是研究的熱點之一，人工智能技術(shù)旨在使用機械模擬人的動作，應用了人工智能技術(shù)的機械可以在很大程度上代替人類。當人工智能技術(shù)進一步成熟時，人們可以期待在化工生產(chǎn)的自動化工藝中應用人工智能技術(shù)，從而讓人工智能代替人類控制化工生產(chǎn)，進一步解放人類的勞動。化工生產(chǎn)是一種危險性較高的行業(yè)，很多種類的化學制品在生產(chǎn)過程中會涉及到對人體有毒有害物質(zhì)，從事化工生產(chǎn)的工人長時間處于這種環(huán)境中會不可避免地對其健康造成影響，同時涉及到危險化學品的生產(chǎn)流程一旦出現(xiàn)問題很有可能造成人身事故。而全面應用結(jié)合人工智能的自動化技術(shù)后，化工生產(chǎn)中的危險環(huán)節(jié)可以由智能機械自動進行，或是由生產(chǎn)工人在安全的地區(qū)操作機械進行。這種全面自動化的生產(chǎn)方式不但可以降低生產(chǎn)工人的勞動負擔，也能夠避免其接觸危險化學品對健康造成影響或遇到意外事故，真正地實現(xiàn)生產(chǎn)人性化的同時進一步提升生產(chǎn)力。

2.3 網(wǎng)絡化

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是當下的熱門技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有強大的信息傳輸與共享的優(yōu)勢，可以無視空間的限制將客戶端鏈接起來，因此將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用到自動化化工生產(chǎn)中，是一種全新的發(fā)展方向，對于進一步提升化工生產(chǎn)的生產(chǎn)力有很大貢獻。互聯(lián)網(wǎng)的最大優(yōu)勢在于隨時隨地獲取信息，而化工生產(chǎn)中也存在需要信息支持的部分，例如生產(chǎn)方案的制定與材料比例的控制等。而將化工生產(chǎn)的自動化設備網(wǎng)絡化，可使其在生產(chǎn)過程中自動聯(lián)網(wǎng)獲取最優(yōu)的生產(chǎn)方案，從而提升生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益。同時，在互聯(lián)網(wǎng)中獲取到的信息，結(jié)合人工智能技術(shù)，可以建立面向用戶的專家咨詢系統(tǒng)，使生產(chǎn)設備可以解答用戶提出的問題，或是結(jié)合用戶的建議調(diào)整生產(chǎn)方案，從而使生產(chǎn)設備在自動化的同時做到智能化。

2.4 創(chuàng)新化

創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的不竭動力，也是化工行業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要方向。在未來化工和過程自動化的發(fā)展過程中，必須注重科技創(chuàng)新，以創(chuàng)新滿足市場需求，以創(chuàng)新促進技術(shù)發(fā)展，以創(chuàng)新促進經(jīng)濟發(fā)展和企業(yè)進步。例如，蒸餾是目前化工生產(chǎn)中最常用的蒸餾方法。它是化工生產(chǎn)中必不可少的重要組成部分。通過使用一定的自動化設備和管理系統(tǒng)，加強對精餾過程的控制和管理，提高精餾效率和轉(zhuǎn)化率。

2.5 現(xiàn)代化

化學工程是一門專業(yè)的綜合性學科，是物質(zhì)社會中綜合分解和能量傳遞的過程，是在當今生產(chǎn)技術(shù)中占有重要地位的科學技術(shù)。加強化工工程和過程的自動化水平，可以提高化工工業(yè)的發(fā)展水平，也是經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。新形勢下在新的背景下，工業(yè)化程度、工業(yè)化的日益增長的需求，已成為現(xiàn)代化的重要方向的化學工程和工業(yè)自動化的發(fā)展，現(xiàn)代社會的方向發(fā)展，更好地促進水平的化學工業(yè)和其他產(chǎn)業(yè)的聯(lián)系，更好地促進各行各業(yè)的共同發(fā)展和提升。

3 結(jié)束語

本文對化學工程與工藝中自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢進行了研究。化學工程對于國計民生有很大的影響，目前化工生產(chǎn)中應用的自動化技術(shù)主要有MES系統(tǒng)與DCS技術(shù)，當前我國的化工生產(chǎn)自動化還處于初級階段，需要進一步發(fā)展以提升產(chǎn)能。在未來，化工生產(chǎn)將朝著清潔化、全面化與網(wǎng)絡化等方向發(fā)展。化工生產(chǎn)是工業(yè)生產(chǎn)的根基之一，因此我國應當重視在化工生產(chǎn)中應用先進技術(shù)，從而全面提升國家整體水平。

參考文獻：

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