淺析化工儀表及化工自動(dòng)化的過程控制

翟曉航　王存

摘 要： 隨著我國科技水平的不斷進(jìn)步，化工設(shè)備也在進(jìn)行不斷的更新，現(xiàn)代化工儀表是一種對(duì)化工生產(chǎn)過程的控制與預(yù)測(cè)的設(shè)備總稱，其主要作用是保證化工生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的準(zhǔn)確性，通過對(duì)現(xiàn)代化工儀表以及一些自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，可以提升化工生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)控制的全面化、系統(tǒng)化，這是化工生產(chǎn)自動(dòng)化的必然趨勢(shì)和發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：化工儀表;化工自動(dòng)化;發(fā)展

1 當(dāng)前運(yùn)用化工儀表的主要類型

從化工領(lǐng)域的實(shí)際生產(chǎn)來說，必然需要一些化工儀器設(shè)備，在自動(dòng)化的發(fā)展方向中可以按照差異化的特性將其分類：

1.1 化工溫度儀表

在化工生產(chǎn)流程中，由于基本原料以及最終成品存在特殊性質(zhì)，所以會(huì)對(duì)外界溫度等指標(biāo)提出更高的要求。通常來說，生產(chǎn)周期需要將溫度維持在零下200℃以上，同時(shí)不能超過1800℃。分析總體化工生產(chǎn)流程來說，涉及到溫度儀器的使用時(shí)，其中最為核心的便是熱電偶和熱電阻。按照相關(guān)理論，依靠總線技術(shù)，把有關(guān)的參數(shù)資料輸送到采集設(shè)備之中，從而準(zhǔn)確的完成溫度控制。

1.2 化工壓力儀表

除去溫度這一參數(shù)，壓力也是化工生產(chǎn)流程中較為重要的指標(biāo)，一旦生產(chǎn)流程中無法有效的把控壓力指標(biāo)，就可能會(huì)造成最終結(jié)果出現(xiàn)問題。此外，化工生產(chǎn)所運(yùn)用的基礎(chǔ)裝置也同壓力指標(biāo)有密切聯(lián)系。所以，壓力測(cè)定的裝置也是化工生產(chǎn)中無法忽略的一環(huán)。從壓力檢測(cè)裝置的分類來說，較為常用的有特種壓力計(jì)以及壓力傳感設(shè)備等。

1.3 化工物位儀表

物位儀表也在化工生產(chǎn)之中占有重要地位，能夠有效的把控生產(chǎn)流程中使用的原料數(shù)量，其作用不言而喻?？v觀總體生產(chǎn)流程來說，物位儀表的原理較為多樣，其中常用的有回波反射、浮力、阻旋、音叉以及壓差等等。

1.4 化工流量儀表

化工流量儀表是通過檢測(cè)設(shè)備容積以及速度兩種方式，準(zhǔn)確測(cè)定化工生產(chǎn)中涉及到的體積流量，也是化工生產(chǎn)中不可忽視的一部分。對(duì)于質(zhì)量流量的檢測(cè)來說，主要使用的是推導(dǎo)的方式來完成。從該儀表的名稱來說，包含有流量一詞，但是其與傳統(tǒng)的流速有著顯著區(qū)別。流量主要是指在有效的橫截面當(dāng)中選取單位面積后實(shí)際通過的流體指標(biāo)，在一些特殊周期中還會(huì)運(yùn)用積算儀進(jìn)行輔助測(cè)定。同時(shí)在檢測(cè)流量指標(biāo)時(shí)還要同生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系，因?yàn)榭趶降牟顒e會(huì)影響到流量的檢測(cè)。除此之外，不同的介質(zhì)也會(huì)反應(yīng)出不同的性能指標(biāo)。

除去上文論述到的四種儀表外，化工生產(chǎn)之中還存在著在線過程分析儀表，該儀表大多適用在一些高端精準(zhǔn)的測(cè)定之中。

2 當(dāng)前化工儀表的主要應(yīng)用情況

隨著科技前行腳步的不斷加快，化工儀表也迎來了發(fā)展的黃金時(shí)期，各項(xiàng)儀表都不單單局限于原有的功能操作，越來越多的功能被開發(fā)出來：

2.1 記憶功能

分析原有的化工儀表來看，不難發(fā)現(xiàn)這些儀表的記憶功能都較為簡易，僅可以對(duì)特定時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行記憶，并且這部分記憶的內(nèi)容還無法有效儲(chǔ)存，不足之處較為明顯。隨著自動(dòng)化裝置的加入，其可以充當(dāng)計(jì)算設(shè)備的存儲(chǔ)模塊，有效記錄儀表輸出的參數(shù)指標(biāo)，并傳入到存儲(chǔ)空間內(nèi)部，便于以后的查詢。比如說，在傳統(tǒng)的儀表中增設(shè)微型計(jì)算機(jī)，含有的存儲(chǔ)模塊就能夠有效記錄前一周期的工作狀態(tài)，并在需要的時(shí)候?qū)⑵渲匦抡故境鰜怼?/p>

2.2 可編程功能

通過將先進(jìn)的軟件增添到傳統(tǒng)的儀表之中，可以有效節(jié)省設(shè)備占據(jù)的空間，同時(shí)完成控制操作時(shí)，只需要調(diào)節(jié)主控芯片即可，利用簡潔的程序來完成復(fù)雜的操作功能。

2.3 數(shù)據(jù)處理功能

從化工生產(chǎn)的具體流程來說，化學(xué)儀表在使用時(shí)必然會(huì)面臨自動(dòng)測(cè)定和校對(duì)的問題，同時(shí)要將部分參數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理或者參數(shù)轉(zhuǎn)化等，在這個(gè)過程中外部環(huán)境也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。但是在原有的儀表中加入先進(jìn)的計(jì)算機(jī)后，就能通過軟件來巧妙解決這部分困難，也會(huì)在一定程度上分擔(dān)硬件系統(tǒng)的工作，確保最終的數(shù)值更加精準(zhǔn)。

2.4 計(jì)算功能

計(jì)算機(jī)的增設(shè)也就代表著計(jì)算能力的提升，在傳統(tǒng)化學(xué)儀表中加入微控制器，能夠更加準(zhǔn)確的處理繁雜的數(shù)據(jù)，也能夠有效提升儀表的效率，與此同時(shí)，計(jì)算能力的加入也可以確?；瘜W(xué)儀表處理好龐大的計(jì)算過程，從而測(cè)定出化工生產(chǎn)中參數(shù)的極值。

2.5 復(fù)雜控制功能

相較于傳統(tǒng)的化學(xué)儀表來說，當(dāng)化學(xué)儀表自動(dòng)化真正完成后，便可以達(dá)成之前難以完成的操作。比如說，對(duì)于化工色譜的分析儀表，通過自動(dòng)化的操作就能夠借助色層分離的原理處理原本較為困難的復(fù)雜物質(zhì)的分析操作，從而具體測(cè)定出這部分物質(zhì)中具有的化學(xué)組成。

2.6 測(cè)量精確度更高

化學(xué)儀表的自動(dòng)化發(fā)展也表明了計(jì)算機(jī)裝置實(shí)際投入到化學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中，計(jì)算機(jī)設(shè)備可以在較短的時(shí)間周期中完成龐大的數(shù)據(jù)處理，并且測(cè)定出期望的平均數(shù)值和極值等，而這樣的操作也能夠有效提升參數(shù)指標(biāo)的精準(zhǔn)度，將誤差控制在合理范圍內(nèi)。

3 過程控制發(fā)展方向

從過程控制的角度出發(fā)，達(dá)成智能化的操控是目前發(fā)展的主要方向。

3.1 對(duì)智能控制的理解

智能控制作為當(dāng)前技術(shù)領(lǐng)域中較為先進(jìn)的部分，能夠廣泛滲透到其他領(lǐng)域之中，確保過程控制能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。智能控制就像是人類腦部活動(dòng)，從原理來說就是仿照人類行為發(fā)生時(shí)腦部思維和評(píng)定的過程，從而達(dá)成無人化的控制工作，合理把控成本消耗，最大化的提高收益。智能控制是將科學(xué)技術(shù)以及實(shí)際控制行為深入分析后，劃分為不同的模塊進(jìn)行處理，運(yùn)用微型控制器進(jìn)行實(shí)際操控，將各項(xiàng)信息資料進(jìn)行有效處理。

3.2 智能控制的特點(diǎn)

雖然智能控制已經(jīng)較多的投入在實(shí)際之中，但是這些智能控制并非真正智能。相較于這些智能控制來說，目前所研究的智能控制更為先進(jìn)，所涉及的領(lǐng)域更加廣泛，能夠更好的在實(shí)際中使用。從發(fā)展的方向來看，主要有以下兩種，其一是合理的融合應(yīng)用方式，其二是將智能控制同傳統(tǒng)的控制流程進(jìn)行相互融合。

3.3 智能控制的前景

實(shí)事求是的講，智能控制的發(fā)展歷程不是很久，但是它的顯而易見的特點(diǎn)，受到越來越多廠商和行業(yè)的青睞。因此它的發(fā)展前景十分良好，是實(shí)現(xiàn)過程控制高效化、安全化、利潤最大化的有效措施和途徑。

4 結(jié)語

化學(xué)工業(yè)的自動(dòng)化涉及到很多綜合性技術(shù)，在對(duì)化學(xué)儀器自動(dòng)化控制的過程中，以科學(xué)的計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托，能夠?yàn)榛どa(chǎn)過程提供更好服務(wù)。在未來的化工生產(chǎn)中，現(xiàn)代化工儀表需要與化工自動(dòng)化形成一個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以提升化工儀表的準(zhǔn)確性，促進(jìn)化工生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程。

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