化工自動化儀表及在生產中的應用

王浩華，王偉(陜煤集團榆林化學有限責任公司，陜西 榆林 719100)

0 引言

化工行業的發展對化工生產提出了更高要求，而化工儀表作為日常生產重要組成部分，儀表性能、使用效果會直接影響化工生產質量。隨著自動化技術的不斷發展，化工儀表自動化有助于提高化工生產精準度，實現對化工生產的高效控制、智能化管理，這對優化化工生產水平起到重要作用。文章圍繞化工自動化儀表以及在化工生產中的應用展開分析，旨在進一步提升化工自動化儀表管理水平，保證化工生產順利進行。同時，通過高質量的智能化管控，確保化工企業生產安全、可靠，進而保障產品質量、產量。

1 現代化工儀表類型

在化工儀表中，分類方式較多：(1)根據檢測測量功能可以分為溫度檢測儀表、物位檢測儀表、流量檢測儀表、壓力檢測儀表等；(2)按照儀表組合方式可以分為單元組合儀表、基地式儀表、綜合控制裝置；(3)按能源分類，包含了電動儀表、氣動儀表、液動儀表；(4)如果按照安裝方式劃分，涉及到了架裝儀表、現場儀表、盤裝儀表；(5)還有智能儀表、非智能儀表、模擬儀表、數字儀表等。文章主要依照功能分類對相關儀表展開分析。

1.1 流量儀表

化工生產中的流量儀表，主要作用就是檢測液體流量、流速情況，為化工生產人員提供相應的檢測數據，進而輔助判斷液體輸入量等參數。目前，化工行業最為常用的流量儀表主要有超聲波流量計、電磁流量計等。

1.2 溫度儀表

分析化工生產可知，部分環節工序在溫度方面有著較為精準的要求，在產品實際生產過程中，需要借助溫度儀表實現對溫度范圍的控制。溫度儀表在實際應用過程中，主要作用原理就是儀表獲取到熱源信號后，反饋出實際溫度，從而為生產提供適宜的溫度條件。相關操作人員可以根據溫度儀表顯示情況，隨時把控生產溫度。不僅如此，溫度儀表還可以將收集到的溫度錄入系統，為生產工作人員了解溫度變化提供科學依據[1]。

1.3 壓力儀表

化工生產中的壓力儀表，主要作用就是對實際生產壓力狀態進行動態監測。從化工生產設備實際運行情況看，容易受到不同因素影響而引發壓力發生變動，進而導致整體生產質量、效率受到不良影響。因此，在實際生產時，需要使用壓力儀表檢測生產壓力狀態，而后工作人員控制調整生產壓力，滿足實際生產需求。

1.4 物位測量儀表

所謂的物位測量儀表，在化工生產中負責控制原料投入量，進一步細化后，可分為導波雷達儀表、回聲反射儀表等不同類型，企業可以結合實際生產需求，按照不同精度選用。通過物位測量儀表的作用，更好地把控好化工生產原料投入配比，從而保證產品質量，提高生產安全性。

2 化工儀表自動化功能

2.1 編程

在化工儀表自動化功能中，編程功能是基礎也是現代化工儀表的核心部分。結合企業實際生產需求將邏輯系統預先編程到儀表中，實現儀表自動化控制，提高其智能化程度，簡化化工生產控制系統[2]。

2.2 記憶

在化工生產過程中，由于多種不可控因素影響，會致使參數發生變化。但如果只是按照一段時間內的數值進行判斷，不夠科學，也不夠全面。因此，要求化工儀表具有一定記憶功能，在實際生產過程中，可以完整的記錄其中的參數變化，進而更好地助力后續生產工藝。事實上，這種記憶功能主要就是在儀表中安置信號傳感器，傳感器獲得的數據并傳輸到中央系統，最終生成圖表形式，為企業生產決策提供相應的數據支持。

2.3 計算

儀表具備的計算功能，在實際應用中對化工生產起到了一定促進作用。將計算功能加入到儀表中，通過對收集的數據計算、分析，進而更好地助力儀表實際生產。比如，當前儀表中的微型計算器，在實際應用中，可以依照實際需求反饋出相應的數值，從而進一步提升儀表準確性。

2.4 故障監督

從以往化工生產情況看，在判斷故障時通常都是以化工儀表數值為主，而后再實施相應的控制。但這種方式在實踐應用中往往需要較長的排除時間，耗時耗力，如果排查不到位，容易遺留安全隱患。因此，儀表需要具備故障監督功能，將預先設計的邏輯數值融入到系統中，當檢測到的數值與設定數值發生較大偏差時，儀表會自動報警，從而提高故障判斷情況，進而全面提高生產安全性[3]。

3 化工自動化儀表在生產中的應用

3.1 溫度控制

化工生產中，溫度儀表除了可以測定溫度，還可以實現對生產溫度的控制。這類溫度自動化儀表在化工生產中非常常見，主要目的就是確保化工生產過程溫度得到合理控制，進而確保化工產品質量。在實際應用中，化工企業可以結合實際生產要求，比如溫度變化必須把控在-200～1 800 ℃范圍內[4]。而后依照這一要求，工作人員利用溫度儀表加以溫度把控，更好地滿足化工生產基本要求。需要注意的是，人們常用的水銀溫度計無法滿足化工生產需求，應當利用雙金屬溫度計。這種類型的溫度計的測量器件主要由熱電阻、熱電偶組合，能夠達到溫度控制要求。

3.2 壓力控制

在化工企業實際生產中，安全問題非常重要，這也是當前化工企業長久發展的重要因素。而壓力作為安全影響因素之一，企業在實際生產過程中需要合理利用壓力儀表對生產壓力加以控制。根據當前我國化工行業生產壓力要求看，一般情況下，儀表壓力值應當把控在300 MPa 以下，在實際應用中，企業可以結合生產需求，選用液柱式、彈性式、活塞式不同類型壓力儀表，從這些類儀表實際使用情況看，精準度高達0.1 級。

3.3 物位控制

根據上文分析可知，化工實際生產中應用物位測量儀，目的在于監控液體液面位置，企業可以結合具體需求，利用不同類型的物位測量儀去測量。如果根據技術劃分，涉及到電容式、激光式、靜壓式三種，無論哪一種技術在實際應用中，都可以很好的測量物位變化狀態[5]。

3.4 在線過程分析

分析化工生產過程可知，包含了大量的參數，比如：溫度、液位、壓力等，無論哪一種參數變化都會影響化工生產進程，有必要加強在線監測，可以使用在線過程分析儀，記錄、分析這些數據。不僅如此，在化工生產過程中，或多或少都會排放一些物質污染環境，企業可以充分利用在線過程分析儀進行檢測，獲取相應的數據，對物質排放加以控制。

3.5 執行器

化工生產設備中還有一個重要部分，即執行器，分為液動、氣動兩種類型。其中氣動執行器較為常用，該設備主要以氣源作為動力基礎，在此基礎上借助氣動調節閥、氣動活塞等輔助完成操作程序。該設備在實際應用中，構造簡單、使用以及后續維修便利，成本低[6]。

4 化工自動化儀表管理問題

4.1 缺乏對化工儀表管理的正確認識

在化工生產階段，需要對資料、物資等進行合理管控、監督。在日常監督管理過程中，為保證儀表正常使用，應當做好儀表日常檢修以及性能測試等準備工作，但從大部分化工企業看，準備工作并不全面、充分，導致儀表后續使用出現各類問題。此外，企業針對儀表管理方面，缺乏完善的管理方案、策略，進而導致工作人員缺乏對化工自動化儀表管理的正確認識，進而無法落實到實處。

4.2 質量控制不完善

自動化儀表在生產制造過程中，容易存在質量問題，但一些化工企業在實際生產過程中，對于儀表的應用，并沒有重視質量問題，進而影響到儀表功能的發揮。究其原因，一方面，沒有做好充足生產準備，某一環節出現問題，進而影響到化工生產進度，導致化工自動化儀表應用效果不佳；另一方面，企業生產過程中，由于缺乏質量管理，導致化工儀表在實際運作過程中發生故障問題，解決不徹底，甚至引發嚴重的生產安全事故。

4.3 自動化儀表管理漏洞

現階段，我國多數化工企業在實際生產中，針對自動化儀表的管理工作還存在諸多漏洞。例如，人員方面缺乏必要的生產培訓，導致人員對儀表的認知不夠全面，進而在操作中容易出現各種問題，難以提高儀表應用水平；而企業在人才、設備方面缺乏有效投入，缺乏相應的專業技術人員，制約了化工生產對自動化儀表的使用效果。隨著現代科學技術飛速發展，對化工生產提出了更高的要求。只有保證技術不斷提升，提升自動化儀表運行能力，才能推進化工高質量生產。當前管理工作的不完善，導致自動化儀表在實際應用中效果不佳，沒有及時更新換代，仍然存在儀表操作失誤等情況[7]。

5 提升化工自動化儀表管理水平的對策

5.1 加強儀表前期管理工作

通過上文的分析，為促使自動化儀表能夠實際生產中發揮作用，化工企業首要任務就是加強人員對儀表管理的重視度，正確自動化儀表對化工生產的重要影響，進而充分認識到自動化儀表對化工生產的重要意義，從而提升自動化儀表的管理水平，為化工生產穩定運行提供保障。在具體實踐中，企業必須明確要求儀表管理人員做好儀表使用前期準備工作，按照規定內容定期管理、檢修儀表，確保自動化儀表可以正常應用到化工生產中。通過工作人員前期對儀表的全面檢查，進而為儀表后續安全穩定運行提供保障[8]。

5.2 建立分級管理預防機制

在工作人員明確儀表自動化設備在化工生產中的重要地位基礎上，需要從企業實際情況出發，構建科學的管理方案，推行分級管理預防機制，在此過程中，需要對工作人員實踐操作能力進行培訓。工作人員依照分級維護自動化儀表，有助于提升人員對自動化儀表性能的充分掌握，從而進一步提升對儀表的合理監管效果，提升操作人員應用能力。在日常維護過程中，需要專業技術人員對設備進行針對性檢查，保證儀表性能可以滿足企業各個工作單元工作需求。通過外部常規檢查、內部重點單元檢查相互結合的分級管理方式，可以很好地解決自動化儀表性能問題，為化工生產順利進行提供保障。

5.3 制定儀表采購及安裝制度

為了保證自動化儀表后續正常使用，企業應當從采購環節入手，加強采購管理，明確要求采購人員在采購自動化儀表過程中，必須按照企業生產需求選擇，在保證儀表質量、性能的基礎上，選擇性價比最高的儀表。在此過程中，采購人員必須認真對待工作，絕對不能被利益驅使，影響儀表選擇。此外，確定采購商家后，還要做好儀表質量檢查，尤其是安裝前，必須保證儀表外觀完好。而后根據不同儀表安裝規定內容，按照相應的流程安裝，并進行相應的調試，確保儀表各方面情況符合化工企業實際生產需求。

5.4 提升對編程功能的控制

從化工企業生產情況看，不同類型的自動化儀表在實際應用過程中，對應的運行程序、電路結構有著明顯區別，為保證儀表可以安全、平穩的應用到化工生產中，需要從編程環節入手，充分發揮計算機技術作用，合理簡化編程操作繁瑣性。在此過程中，企業應當高度重視現代信息化技術的應用，引入智能化技術，構建相應的智能化系統，提升化工自動化儀表智能化水平，進而更好地滿足現代化工生產要求。在計算機技術以及智能化技術作用下，極大提升了化工企業生產的效率，提高穩定性，進而增強儀表計算能力，助力化工企業高效生產。

6 結語

綜上所述，通過文章對化工自動化儀表及在生產中的應用的分析研究，不難發現，針對當前化工企業自動化儀表應用問題，必須結合儀表使用技能提升，強化儀表管理水平。要保證自動化儀表在化工生產中結合企業實際生產需求，對癥下藥，解決問題。因此，應當從加強儀表前期管理工作、建立分級管理預防機制、制定儀表采購及安裝制度、提升對編程功能的控制等方面出發，高度重視自動化儀表應用與管理，在實踐中不斷推動其應用效果，促使化工企業更好地適應當前化工生產發展需求。