自動化儀表在化工工業方面的應用分析

汪劍 呂家樑

[摘? ? 要]在社會經濟快速發展與科技水平不斷提升的背景下，智能化、自動化已成為各個領域的發展趨勢，而儀表自動化就是產物之一，在諸多領域中被廣泛應用。化工行業是推動國民經濟發展的支柱性產業之一，儀表自動化在化工工業當中具有編程、數據處理、記憶、精確計算、修正誤差等功能，因此應當在化工工業中進行儀表自動化的常規控制、優化控制技術并進行人機界面的結合，充分發揮儀表自動化在化工工業中的作用。

[關鍵詞]儀表自動化;化工工業;編程

[中圖分類號]TQ056.1 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–0–02

Application Analysis of Instrument Automation in Chemical Industry

Wang Jian，Lv Jia-liang

[Abstract]With the rapid development of social economy and the continuous improvement of scientific and technological level， intelligence and automation have become the development trend in various fields， and instrument automation is one of the products， which is widely used in many fields. The chemical industry is one of the pillar industries to promote the development of the national economy. Instrument automation has the functions of programming， data processing， memory， accurate calculation， error correction and so on in the chemical industry. Therefore， the conventional control and optimal control technology of instrument automation and the combination of man-machine interface should be carried out in the chemical industry， Give full play to the role of instrument automation in chemical industry.

[Keywords]instrument automation; chemical industry; programming

1 自動化儀表與化工工業分析

1.1 自動化儀表

自動化儀表是實現儀表自動化的前提與基礎。自動化儀表指的是由若干自動化元件構成的、功能完善的自動化技術工具（見圖1）。自動化儀表具備多重功能，如顯示功能、測量功能、記錄功能、控制功能、報警功能等。自動化儀表屬于信息機器，可以轉換信息形式，將輸入信號轉變為輸出信號。常用的自動化儀表有溫度儀表、壓力儀表、物料儀表、流量儀表、在線過程分析儀表等，工業領域常用儀表有環保儀器儀表、電工儀器儀表以及工業自動化儀表。

（1）溫度儀表。無論是石化現場設備還是管道內介質溫度都需要指示控制，常利用熱電阻、熱電偶進行溫度指示，其中特殊的熱電阻包括油管平均溫度計，而特殊的熱電偶有表面熱電偶、耐磨熱電偶、防爆熱電偶遇多點式熱電偶等。

（2）壓力儀表。壓力儀表主要包括3種類型，即彈性式壓力儀表、液柱式壓力儀表與活塞式壓力儀表，具有傳送壓力信號的功能。

（3）物料儀表。根據測量方式可以將物料儀表分為浮力式物料儀表、直讀式物料儀表、電容式物料儀表等類型，在化工工業中的應用范圍較為廣泛。

1.2 化工工業

化工工業是化學工業、化學工程與化學工藝的統稱。其中化學工業又稱為化學加工工業，指的是在生產過程中主要應用化學方法的工業，主要包括農業化工、石油化工、化學醫學等領域，屬于知識和資金密集型產業。化工工業在生產過程中具有生產技術多樣性、復雜性與綜合性;綜合利用原料;生產過程的比例性與連續性要求較高;耗能高等特點。大力發展化工工業，優化工業生產工藝有利于發展農業生產、擴大工業原料，推動國民經濟的發展。

2 儀表自動化在化工工業中的功能

2.1 編程

現代化化工工業生產需要先進科學技術的支持，應用自動化儀表可以充分發揮儀表的自動化功能，滿足化工工業的生產需求，提高生產效率。儀表自動化是在無人操作的基礎上高效處理生產數據，并遠程傳輸生產數據，這有利于降低生產管理成本，增強生產管理工作的真實性與可靠性，降低人工操作出現失誤的可能性。在化工工業當中應用自動化儀表并升級儀表自動化功能可以有效優化設備內部結構，并通過設置計算機軟件、研發相關功能提高設備的工作能力，從而形成完善的自動化生產鏈條，這就可以體現出儀表自動化的編程功能。

2.2 數據處理

化工工業生產涉及很多生產技術與設備運作等內容，應用儀表自動化可以控制設備運行質量，優化設備運行效果。化工工業生產的設備類型較多，不同生產模式對生產設備的要求不同;因此，需創新儀表設備，提高儀表設備的利用率。應用自動化儀表可以有效彌補化工生產中的問題以及傳統生產技術的不足。為了提高自動化儀表的應用質量，需要收集化工工業生產的數據信息，從而了解工業生產當中的問題。通過收集數據、編輯數據可有效控制儀表，進行生產操作，這就反映出了儀表自動化的數據處理功能。通過儀表自動化整合數據信息，處理原始數據，可以為后續生產目標與方案的制定提供幫助，也可以有效實現數據轉化。

2.3 精確計算

在科學技術水平不斷提升的過程中，儀器自動化生產過程中會應用電子信息技術、微型計算機等，符合生產要求。在化工工業當中可以將微型計算機與現代儀表結合起來，利用微型計算機的計算功能加快儀表的運行速度，通過數據處理與精確計算開展生產工作。微型計算機可以參與儀表與儀器的工作中，高效處理數據信息，全面展示儀表自動化的功能與效果，精確計算出化工工業生產的實際需求與相關細節。

2.4 記憶

在化工工業生產中，可以將自動化儀表與電子信息技術結合起來，利用電子信息技術進行存儲設計，從而存儲生產過程中的數據信息，并在內部存儲設備的運行中滿足程序應用需求，使工作人員能夠在短時間內搜索到所需信息。同時，也可以利用電子信息技術構建生產數據庫，第一時間發現和解讀數據信息，降低數據存儲與處理工作的難度，提高工作質量。

將微機技術與儀表自動化結合起來，通過完善系統豐富工作內容、對儀表工作進行全面指導，加強電路信息的整合。儀表自動化的實現有利于原始數據的保存，再利用電子信息技術的功能可以進一步解決生產過程中的問題，提高化工生產的質量與效率。

3 儀表自動化在化工工業中的應用策略

若想充分發揮儀表自動化在化工工業中的作用就需要進行常規控制、優化控制技術并實現人機界面可視化操作。

3.1 自動化儀表的常規控制

在化工工業生產過程中應用自動化儀表的主要目的是提高生產質量、處理生產細節，對生產環節進行監控，增強生產過程的有序性，優化生產操作、對基本生產流程進行規劃。在生產當中，應高度重視生產細節調試工作，利用頻率較低的調節方式進行控制。而這種方式就是儀表自動化的常規控制，可以通過不同的模板對生產過程進行統一管理與監督，滿足儀表自動化的常規管理需求。同時，儀表自動化在生產運行中需對生產流水線進行常規控制，即控制生產流水線產品生產，利用自動化功能同時實現控制算法并完善設備功能。無論是產品原料進入生產線，還是加工后的產品流出生產線等環節中的數據信息都會被自動化儀表檢測，可穩定生產流程。

3.2 優化自動化儀表控制技術

先進的科學技術與較高的生產效率有利于提高化工企業的市場競爭力，推動化工企業的進一步發展。同時，應用先進的生產技術可以滿足高質量產品的生產需求。在化工工業生產中應用自動化儀表的常規控制可以開展基本管理工作，優化設備操作系統。但是，常規控制形式存在較多問題，為此應通過有效手段優化自動化儀表及其控制技術，為此應通過有效手段優化自動化儀表及其控制技術。相比于常規控制，可以在自動化儀表當中加入相應的程序，從而實現線性控制，有利于改善控制人員憑借自身經驗進行判斷控制的現狀，可提升生產水平。儀表自動化的數據計算功能可以對生產線的數據進行計算與控制，降低控制人員進行生產控制的難度，提升生產控制數據處理與傳輸的速度。

3.3 重視人機界面的結合

從本質上來看，儀表自動化是儀表與計算機的結合，可以在提高儀表工作效率的同時實現生產過程的可視化操作，檢測生產過程中的設備狀態與數據信息，加強生產線控制。儀表自動化有效提升了人機結合的水平，減少了人工的使用。化工工業生產具有一定的危險性，實現人機界面結合有利于將人工與設備結合起來，降低人工操作的危險性。化工企業可以安排專業的技術人員參與化工生產，讓技術人員選擇自動化儀表，在生產操作當中靈活應用電子信息技術，利用自動化儀表進行生產與技術的監督管理，從而獲得其他設備的生產支持。應用自動化儀表、電子信息技術的生產流程與工作模式就是自動化生產模式。在這一過程中需要注意的是在應用自動化儀表之前需要安排專業的電子信息技術人員進行軟件程序編輯，保障程序可正常運行。且設置程序支持生產工作需要專業技術人員的支持。為此，設備技術管控人員在生產與管理工作當中發揮著重要作用。這就要求化工企業聘用專業能力強、綜合素質高的技術人員，并定期對技術人員進行專業培訓，豐富技術人員的理論知識、提高技術人員的實踐能力，繼而優化生產工作。

4 儀表自動化發展趨勢

4.1 自動化設計思想

若想推動自動化發展就需要從工藝控制、設備分布等方面入手，從而增強自動化儀表的準確性。此外，在生產之前，工作人員需科學把控計算機系統當中的內容，如儀表系統的就地控制、用電設備的就地控制等內容。

4.2 電子自動化技術與設備

（1）嵌入技術。其是利用傳感器連接網絡設備與現場設備的，且需要執行器的支持。對于遠程現場設備信息傳輸，主要是在信息技術與診斷技術相融合的基礎上，為了達到檢測要求，工作人員采取相關手段，從而使遠程監控設備與現場設備連接起來，為報警系統的運行提供保障。

（2）現場總線技術。現場總線技術的發展趨勢是信息化，因此需要加強現場總線技術的集中化管理。近年來，微處理器的應用范圍越來越廣泛，調節器的智能化水平也不斷提升，設置相關數字有利于提升儀表的數據運算水平，優化儀表的自動化功能，使儀表可以輸入多元化制式信號。

工作人員應利用科學技術提升調節器的智能化水平，減少儀表的操作環節，提升儀表的自動化水平。在儀表精細化程度不斷提升的背景下，各領域對自動化儀表都會提出不同的要求。因此，在設計自動化儀表前需加大分析力度，滿足實際需求。此外，自動化控制技術的發展會增強儀表的便捷性，降低自動化儀表的管理難度，可減少對人力資源與物力資源的依賴。

5 結束語

在化工工業生產過程中，化工產品的質量與儀表的功能息息相關，化工人員需全面了解儀表自動化功能的意義與價值，科學選擇自動化儀表，為生產提供支持，為此需要進行自動化儀表的常規控制、優化自動化儀表控制技術并注重人機界面的結合，推動化工工業的發展。

參考文獻

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