化工生產(chǎn)中自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展分析

李建華 楊家鑫(佛山市三水三角洲化工有限公司，廣東 佛山 528143)

0 引言

我國(guó)進(jìn)入21 世紀(jì)后，工業(yè)制造業(yè)飛速發(fā)展，直接拉動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)的需求。我國(guó)最新的自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)在世界處于領(lǐng)先水平，而傳統(tǒng)制造業(yè)已經(jīng)過了發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)的輝煌期，因此對(duì)配套的自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)需求增長(zhǎng)比較緩慢。但自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)本身屬于工業(yè)生產(chǎn)裝備中的主要運(yùn)行主體、安全屏障以及神經(jīng)中樞，直接影響到裝備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，直接影響到我國(guó)化工生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，并且影響我國(guó)化工業(yè)的發(fā)展[1]。因?yàn)橛袊?guó)家政府的不斷支持，現(xiàn)今我國(guó)應(yīng)用的自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)具有相對(duì)完整的網(wǎng)絡(luò)連接，結(jié)合多項(xiàng)先進(jìn)有效的技術(shù)手段，其智能化水平與自動(dòng)化水平均有升高，可基本滿足現(xiàn)今化工生產(chǎn)的需求，因此我國(guó)自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)目前處于技術(shù)比較成熟、性能基本可靠的技術(shù)發(fā)展程度。

1 自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)的應(yīng)用原理

自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)主要通過電與里之間平衡相關(guān)知識(shí)構(gòu)成，因此自動(dòng)化儀表在實(shí)際應(yīng)用過程中，容易被多種干擾因素影響。譬如工業(yè)生產(chǎn)過程中，環(huán)境本身會(huì)應(yīng)縣自動(dòng)化儀表的溫度，也會(huì)影響自動(dòng)化儀表的相關(guān)數(shù)據(jù)以及壓力數(shù)據(jù)顯示。自動(dòng)化儀表進(jìn)入工作狀態(tài)后，整個(gè)自動(dòng)化儀表的電壓值、電流量均會(huì)發(fā)生變化。正常情況下，自動(dòng)化儀表在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電壓值以及電流量均呈增大狀態(tài)，此時(shí)可通過變壓器原理，在相關(guān)原件中顯示放大值，名這樣能夠促使工業(yè)生產(chǎn)過程中始終維持平衡狀態(tài)，從而保證工業(yè)生產(chǎn)順利開展、順利完成，從而保證所生產(chǎn)出的產(chǎn)品能夠符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此，從自動(dòng)化儀表的實(shí)際應(yīng)用情況可以看出，在工業(yè)領(lǐng)域積極應(yīng)用自動(dòng)化儀表，進(jìn)行自動(dòng)化控制，可提高工業(yè)生產(chǎn)效率、質(zhì)量，可縮短工業(yè)生產(chǎn)的速度。

2 現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)今，我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化時(shí)代，智能化成為了當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的新趨勢(shì)，低配智能化逐漸在人們的日常生活中出現(xiàn)，并在一定程度上改變了人們的生活。在這一背景下，自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)得到了高速發(fā)展，并逐步呈現(xiàn)高可靠性、多功能、高適用性等特點(diǎn)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表而言，隨著光纖感應(yīng)器、硅傳感器等新型傳感器的研究、應(yīng)用，其精度得到顯著提高，并發(fā)生了高層次改變。比如壓力變速器已經(jīng)從傳統(tǒng)的0.2 級(jí)升級(jí)到0.04級(jí)?，F(xiàn)代工業(yè)在這一背景下也進(jìn)入了高速發(fā)展期，朝著大型化、高參數(shù)化以及復(fù)雜化轉(zhuǎn)變。而國(guó)外的自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)主要是朝著高可靠性轉(zhuǎn)變，國(guó)外專家主要通過創(chuàng)新儀表設(shè)計(jì)、儀表涉及結(jié)構(gòu)，聯(lián)合成熟技術(shù)、成熟工藝，達(dá)到提高自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)可靠性的目的。這一發(fā)展方向?qū)е聡?guó)外現(xiàn)場(chǎng)儀表不僅具有操作簡(jiǎn)單特點(diǎn)，還具有耐用、維修方便等特點(diǎn)。很多企業(yè)生產(chǎn)出的自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)均有長(zhǎng)達(dá)10 年的保修期，部分生產(chǎn)公司甚至給出了終身保修這一承諾。為提高自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，國(guó)外還針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表，優(yōu)化了其性能，有一種現(xiàn)場(chǎng)儀表不僅能夠在應(yīng)用過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的故障，還能及時(shí)進(jìn)行前瞻性維修。

2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到一定程度，其生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)工藝、生產(chǎn)技術(shù)比較成熟，所以我國(guó)自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到一定境界，已經(jīng)度過了發(fā)展巔峰，并朝著新方向發(fā)展。現(xiàn)今我國(guó)還處于能源工業(yè)、重工業(yè)高速發(fā)展期，因此對(duì)自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)的需求還比較高。但相較于前十年，現(xiàn)在的工業(yè)需求逐漸下降，但與國(guó)外還存在一定差異。但是因?yàn)槲覈?guó)在設(shè)計(jì)自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)的過程中已經(jīng)考慮到耐用性、可靠性等特點(diǎn)，因此在制造生產(chǎn)過程中雖然沒有過分重視這些特性，但也在不斷生產(chǎn)制造過程中，不斷優(yōu)化儀表的相關(guān)性能，所以我國(guó)生產(chǎn)的自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)整體水平、應(yīng)用價(jià)值是比較高的。所以我國(guó)的自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)出口量不斷增長(zhǎng)，這一現(xiàn)象導(dǎo)致我國(guó)制造工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，再次迎來發(fā)展高峰?，F(xiàn)今，我國(guó)出口的自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)總數(shù)在所有裝備制造工業(yè)產(chǎn)品中排在前位[2]。與此同時(shí)，我國(guó)已經(jīng)掌握了簡(jiǎn)易調(diào)節(jié)儀、測(cè)壓型儀表、顯示型儀表、測(cè)溫型儀表等常用儀表的核心技術(shù)，能夠自主研發(fā)、創(chuàng)新儀表，無需過分依賴國(guó)外進(jìn)口。再者，近年來，我國(guó)自主研究發(fā)明的分散性控制系統(tǒng)與電磁流量計(jì)控制系統(tǒng)、無紙型記錄儀、智能化電動(dòng)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)均能夠展現(xiàn)一些儀表的核心技術(shù)，與國(guó)外的部分技術(shù)水平是持平的。因此，這些儀表在市場(chǎng)的占有率逐年升高。單從儀表技術(shù)可以看出，我國(guó)的自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到先進(jìn)水平。

3 發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能化

化工生產(chǎn)過程中，如何充分發(fā)揮自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值非常重要。從我國(guó)化工業(yè)應(yīng)用的自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)，化工業(yè)應(yīng)用的儀表逐步呈智能化趨勢(shì)。智能化明顯的自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)，能夠化工生產(chǎn)之前，對(duì)相關(guān)信息、相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)施預(yù)定化處理，然后可順利完成相應(yīng)操作。但想要保證智能化設(shè)備順利應(yīng)用，就必須合理應(yīng)用微處理器。比如在自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)中嵌入集成電路、軟件，這樣可保證整個(gè)化工生產(chǎn)過程順利開展、順利完成。為了解放更多勞動(dòng)力，進(jìn)一步提高化工生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量，我國(guó)自動(dòng)化儀表會(huì)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿悄芑?。全智能化儀表的應(yīng)用，可充分提高化工生產(chǎn)過程中員工的人身安全，可有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度[1]。再者，全智能化儀表還可在整個(gè)化工生產(chǎn)過程中實(shí)施自動(dòng)化管理、自動(dòng)化操作，可有效利用微處理器達(dá)到生產(chǎn)目的，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)要求，提高化工生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，保證生產(chǎn)出來的產(chǎn)品各方面性能均能滿足化工生產(chǎn)要求。再者，應(yīng)用全智能化儀表，還可以借助網(wǎng)絡(luò)信息交流的能力，及時(shí)上傳儀表獲取的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)，可讓更多工作人員及時(shí)了解產(chǎn)品的各項(xiàng)信息，生產(chǎn)的全過程。最后，現(xiàn)今在化工生產(chǎn)中應(yīng)用自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)均配備成熟的智能監(jiān)控功能，在化工生產(chǎn)過程中，可借助智能監(jiān)測(cè)及監(jiān)控功能，有效監(jiān)測(cè)化工生產(chǎn)前后各個(gè)環(huán)境的實(shí)際指數(shù)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控目的。智能化監(jiān)控還可通過紅外線發(fā)光二極管、光敏三極管共同形成信號(hào)源收發(fā)系統(tǒng)?；ふＩa(chǎn)過程中，紅外線發(fā)射管會(huì)持續(xù)發(fā)射紅外光線，然后紅外接器會(huì)及時(shí)接收發(fā)射的信號(hào)，并將信號(hào)傳入單片機(jī)中。但是在警戒線被覆蓋后，紅外線發(fā)射管的紅外光線信號(hào)發(fā)射受到阻礙，紅外接器難以順利接收到相應(yīng)信號(hào)，單片機(jī)無法獲取相應(yīng)的傳輸信號(hào)，自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)發(fā)射警報(bào)信號(hào)，傳入智能監(jiān)控中，提示工作人員、

3.2 虛擬化

化工生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化儀表想要順利進(jìn)行操作，就必須借助先進(jìn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)技術(shù)，才能展開相應(yīng)的操作，才能有效實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)操作虛擬化處理。在這一操作過程中，無需人力參與操作，可完全通過計(jì)算機(jī)達(dá)到操作目的。在工作過程中，往往需要根據(jù)化工生產(chǎn)的實(shí)際需求，結(jié)合化工生產(chǎn)過程的實(shí)際設(shè)計(jì)內(nèi)容，安排相關(guān)人員利用計(jì)算機(jī)發(fā)出相應(yīng)指令，接下來的工作自動(dòng)化儀表可自己完成，無需人工干預(yù)。從自動(dòng)化儀表的應(yīng)用情況可以看出，自動(dòng)化儀表正逐步朝著虛擬化發(fā)展。在充分實(shí)現(xiàn)虛擬化操作后，可有效提高化工生產(chǎn)的效率，可及時(shí)整理、反饋生產(chǎn)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，保證相應(yīng)工作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中存在的問題，可有效保證化工生產(chǎn)質(zhì)量。再者，還需在化工生產(chǎn)過程中有效融合自動(dòng)化儀表的數(shù)據(jù)處理能力、智能化能力，可充分促進(jìn)我國(guó)自動(dòng)化儀表的虛擬化。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

化工生產(chǎn)過程中，及時(shí)應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，能夠?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)提供更多機(jī)會(huì)。在動(dòng)畫儀表本身就是由網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐的，所以才能充分發(fā)揮儀表應(yīng)有的作用。比如在需要應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)時(shí)，自動(dòng)化儀表、自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以及通知系統(tǒng)均會(huì)顯示網(wǎng)絡(luò)化操作。隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠?yàn)榛どa(chǎn)提供更多幫助。比如依靠互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)及時(shí)反饋生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，利用自動(dòng)化儀表有效降低生產(chǎn)過程中的勞動(dòng)強(qiáng)度，但卻能在原有生產(chǎn)效率基礎(chǔ)上達(dá)到進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量的目的。從未來發(fā)展趨勢(shì)可以看出，未來化工生產(chǎn)過程中，需要使用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的幾率只會(huì)越來越多，而不會(huì)越來越少。所以，自動(dòng)化儀表逐漸朝網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是必然的。只有自動(dòng)化儀表中潛藏的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)充分發(fā)揮出來，才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化儀表的各項(xiàng)功能，并進(jìn)一步優(yōu)化相關(guān)功能。

4 結(jié)語

由上可知，從自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)的現(xiàn)今應(yīng)用情況可看出，其具有顯著的應(yīng)用價(jià)值，可在化工生產(chǎn)中發(fā)揮強(qiáng)大的作用，可有效節(jié)省勞動(dòng)力，可提高化工生產(chǎn)安全性。但在二十一世紀(jì)，信息化、數(shù)字化時(shí)代，想要促進(jìn)化工領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)展，自動(dòng)化儀表則需進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)新，并在化工生產(chǎn)過程中得到有效應(yīng)用，才能不斷進(jìn)步，不斷提升，不斷優(yōu)化，才能不斷改善化工生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量，才能推動(dòng)化工領(lǐng)域順利完成變革。