化工自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)智能化的研究

張路明(大慶金橋信息技術(shù)工程有限公司，黑龍江 大慶 163316)

0 引言

化工生產(chǎn)裝置規(guī)模不斷發(fā)展，不僅生產(chǎn)工藝技術(shù)在持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展，裝置中的測控儀表和控制系統(tǒng)也需要具備可靠性，更加智能化，這樣才能夠保證生產(chǎn)安全可靠，對產(chǎn)品的質(zhì)量及產(chǎn)量提供保障。

1 現(xiàn)代化工儀表類型

1.1 流量儀表

流量儀表的主要工作是對液體進(jìn)行流量檢測以及流速檢測，需要按照檢測數(shù)據(jù)對液體輸入量等參數(shù)進(jìn)行判斷，比較常見的有電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等[1]。

1.2 壓力儀表

監(jiān)測化工生產(chǎn)中的壓力變化與狀態(tài)需要利用壓力儀表，化工生產(chǎn)設(shè)備會(huì)因?yàn)橹T多因素對內(nèi)部壓力造成影響從而產(chǎn)生變化，對生產(chǎn)的質(zhì)量與效率產(chǎn)生影響?；どa(chǎn)的實(shí)際過程當(dāng)中，會(huì)使用壓力儀表對生產(chǎn)過程中的壓力狀態(tài)進(jìn)行檢測，根據(jù)收集到的壓力數(shù)值來進(jìn)行調(diào)整。

1.3 溫度儀表

因?yàn)榛どa(chǎn)對溫度上有很高的要求，許多產(chǎn)品需要利用溫度儀表，對溫度范圍進(jìn)行嚴(yán)格的把控。溫度儀表可以接受熱源信號對生產(chǎn)的實(shí)際溫度進(jìn)行反饋。這樣控制化工生產(chǎn)中的環(huán)境溫度[2]。除此之外溫度儀表還能夠?qū)囟冗M(jìn)行收集，記錄在系統(tǒng)當(dāng)中，方便工人對化工生產(chǎn)中的溫度變化進(jìn)行了解，對后續(xù)的溫度控制也起到了一定作用。

1.4 物位測量儀表

物位測量儀表的主要工作是對化工生產(chǎn)中原料的投入量進(jìn)行控制，物位測量儀表能夠分為導(dǎo)波雷達(dá)儀表和回聲反射儀表等多種儀表類型，生產(chǎn)企業(yè)可以按照實(shí)際的精度需求來進(jìn)行選擇?；どa(chǎn)過程中的原料投入配比能夠直接對生產(chǎn)質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以必須要使用物位測量儀表對原材料的投入量進(jìn)行控制，不僅能夠保障產(chǎn)品質(zhì)量，還可以讓生產(chǎn)的安全性得到提高。

2 現(xiàn)代化工儀表的自動(dòng)化功能

在現(xiàn)代化工儀表對比于傳統(tǒng)上進(jìn)行了提高改良，讓自動(dòng)化功能加入其中，能夠讓智能化水平得到提高，同時(shí)減少了因?yàn)槿藶橐蛩貙どa(chǎn)造成的影響，對提高生產(chǎn)效率起到了積極作用，在目前的實(shí)際情況中可以得出，現(xiàn)代化工儀表的自動(dòng)化功能主要是編程功能、計(jì)算功能、記憶功能以及故障監(jiān)督功能。

編程功能：編程功能作為現(xiàn)代化工儀表的核心功能，能夠把邏輯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通過編程來完成，讓儀表自動(dòng)化控制得以實(shí)現(xiàn)，將化工儀表的智能化程度進(jìn)一步提升，對化工生產(chǎn)控制系統(tǒng)進(jìn)行簡化。

計(jì)算功能：計(jì)算功能是為了將現(xiàn)代化工儀表的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提升，加入計(jì)算功能可以將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，為后續(xù)工作提供支持與幫助[3-6]。將微型計(jì)算器加入到化工儀表當(dāng)中，可以按照需求將數(shù)值進(jìn)行直接的反饋，不僅簡化了生產(chǎn)還讓儀表控制的準(zhǔn)確度得到提升。

記憶功能：各種不同的參數(shù)會(huì)在化工生產(chǎn)的過程當(dāng)中不斷的發(fā)生變化，如果僅依據(jù)階段性的數(shù)值難以對生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行判斷，所以化工儀表的記憶功能就顯得十分重要，能夠?qū)⒄麄€(gè)生產(chǎn)的過程當(dāng)中的參數(shù)變化進(jìn)行完整地記錄，為后續(xù)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化進(jìn)步提供了巨大的幫助。一般會(huì)將信號傳感器加入到化工儀表當(dāng)中，再把收集到的數(shù)據(jù)全部上傳到中央電腦，能夠直接以圖表的形式呈現(xiàn)出來，為各種決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

故障監(jiān)督功能：傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)過程中一般是根據(jù)化工儀表的數(shù)值對是否出現(xiàn)了故障進(jìn)行判斷，隨后在進(jìn)行相應(yīng)的控制措施。傳統(tǒng)的方式不僅讓排除故障的時(shí)間被延長，在這當(dāng)中還存在著巨大的安全隱患[7]。所以需要在現(xiàn)代化工儀表當(dāng)中加入故障監(jiān)督功能，可以按照之前輸入的邏輯系統(tǒng)對數(shù)值進(jìn)行判斷，檢測數(shù)值是不是在允許的范圍以內(nèi)，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)值偏差過大，儀表直接進(jìn)行報(bào)警提醒，這樣就為故障的診斷以及排除提供了強(qiáng)有力的支持，提升化工生產(chǎn)的安全性。

3 自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代化工儀表的應(yīng)用

3.1 可編程功能的應(yīng)用

為了將現(xiàn)代化工儀表智能化程度進(jìn)行有效地提高，將可編程的功能加入其中，讓自動(dòng)化控制以及化工儀表進(jìn)行一個(gè)有效的結(jié)合，使用計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行整體的控制，讓化工生產(chǎn)控制得到優(yōu)化?；瘜W(xué)儀器相對來說比較復(fù)雜，在化學(xué)儀器監(jiān)測儀表中將可編程功能加入其中，能夠使其性能得到有效地提升，并且還可以讓化工儀表監(jiān)測的準(zhǔn)確的得到提高。

因?yàn)榛どa(chǎn)的環(huán)境一般比較惡劣，所以需要將工作人員的接觸盡可能減少，當(dāng)可編程功能加入到現(xiàn)代化工儀表當(dāng)中之后，可以使其自動(dòng)化程度得到進(jìn)一步的提升，各項(xiàng)數(shù)據(jù)也可以直接反饋到電腦中，這樣能夠讓生產(chǎn)的安全性得到極大的提高，保障了儀表監(jiān)測的精確度。將可編程功能的加入到現(xiàn)代化工儀表當(dāng)中還能夠讓生產(chǎn)的效率得到提升，企業(yè)可以按照實(shí)際生產(chǎn)需求提前將邏輯關(guān)系輸入到化工儀表當(dāng)中，這樣可以在各種情況發(fā)生變化時(shí)，化工儀表能夠進(jìn)行自主判斷，從而發(fā)出控制信號。利用這項(xiàng)措施將化工生產(chǎn)過程中需要的人工需求進(jìn)行減少，降低了人為因素對化工生產(chǎn)影響的同時(shí)，最大程度的將生產(chǎn)控制過程進(jìn)行優(yōu)化，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 計(jì)算機(jī)功能的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)功能是使計(jì)算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代化工儀表進(jìn)行密切結(jié)合，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力將化工儀表反饋的數(shù)據(jù)精度以及速度進(jìn)行提升。傳統(tǒng)的化工儀表當(dāng)中數(shù)值顯示的方式比較單一，需要人們對數(shù)值進(jìn)行計(jì)算以及判斷，不僅時(shí)間被延長，還得不到高效的生產(chǎn)效率，并且在此當(dāng)中還存在著不少的安全隱患[8]。將計(jì)算功能加入到現(xiàn)代化工儀表當(dāng)中，能夠?qū)@些問題進(jìn)行完美解決，將各項(xiàng)數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，還可以將所需數(shù)據(jù)直接呈現(xiàn)出來。計(jì)算機(jī)功能的加入讓檢測的準(zhǔn)確度得到了極大程度的提升，對于讓生產(chǎn)控制得到進(jìn)一步優(yōu)化起到了積極的影響。

3.3 記憶功能的控制

為了增強(qiáng)化工儀表的功能性，加入了記憶功能，這樣在收集數(shù)據(jù)的同時(shí)進(jìn)行記錄，就可以將生產(chǎn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，為后期工作提供了參考依據(jù)。并且現(xiàn)階段的化工儀表的記憶功能方面還融入了大容量的計(jì)算機(jī)，能夠收集到大量的原始數(shù)據(jù)，讓工作人員能夠更加方便地了解到整個(gè)生產(chǎn)過程。儀表的記憶功能對于現(xiàn)代化的化工生產(chǎn)來說特別重要，因?yàn)橛性S多的生產(chǎn)環(huán)境是人工不能進(jìn)入的，所以就需要儀表的記憶功能來對各類參數(shù)的變化進(jìn)行了解，隨后在采取相應(yīng)的措施進(jìn)行控制。

4 分級管理預(yù)防機(jī)制

儀表自動(dòng)化設(shè)備在化工企業(yè)的發(fā)展當(dāng)中的地位至關(guān)重要，所以一定要對儀表自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的管理方案，并且要對工作人員的操作能力進(jìn)行加強(qiáng)培訓(xùn)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)道顯示，針對化工儀表自動(dòng)化設(shè)備能夠采用分級維護(hù)方案，工作人員按照不同設(shè)備之間的特性制定合理的監(jiān)管措施。操作人員需要定期全面檢測儀表自動(dòng)化設(shè)備，保證有效執(zhí)行日常的維護(hù)工作，并且需要專業(yè)的技術(shù)人員對設(shè)備進(jìn)行針對性的檢查，從而確保設(shè)備中的重要工作單元具備良好的工作狀態(tài)。通過兩部分進(jìn)行檢查：一為外部的日常檢查；二是對內(nèi)部的重點(diǎn)工作單元進(jìn)行檢查。

5 嚴(yán)格采購標(biāo)準(zhǔn)以及安裝規(guī)范

采購人員需要按照企業(yè)的需求對儀表進(jìn)行采購，采購時(shí)在保證儀表性能與質(zhì)量的前提下選擇價(jià)格更加合適的儀表，采購工作人員需要認(rèn)真對待工作，提高自身的專業(yè)素養(yǎng)。采購工作人員需要在儀表安裝之前進(jìn)行檢驗(yàn)與驗(yàn)收的工作，仔細(xì)檢查，在安裝的過程中需要嚴(yán)格按照規(guī)范流程進(jìn)行。

6 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓展以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的智能化

移動(dòng)化管理應(yīng)用與工廠數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)化伴隨著工廠的發(fā)展一同進(jìn)步，總部對于各地工廠的情況需要隨時(shí)得到了解，就需要借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，所以需要庫存采購管理、人力資源管理、數(shù)據(jù)集成分析、生產(chǎn)過程控制等多個(gè)管理模塊組成企業(yè)管理整體解決方案。

智能化數(shù)據(jù)分析主動(dòng)式維護(hù)保養(yǎng)控制系統(tǒng)是工廠的核心，對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集運(yùn)算，在利用現(xiàn)場執(zhí)行單元的調(diào)節(jié)控制就是成個(gè)生產(chǎn)裝置的大腦。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展帶動(dòng)了現(xiàn)場總線控制技術(shù)一同發(fā)展，自帶微處理器的智能傳感器與智能執(zhí)行器的大量應(yīng)用，分擔(dān)了大部分需要傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的運(yùn)算處理，控制系統(tǒng)也從直接面對現(xiàn)場測控儀表的生產(chǎn)控制，轉(zhuǎn)變?yōu)楣S數(shù)據(jù)處理中心，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場監(jiān)控儀表處理器的數(shù)據(jù)共享、優(yōu)化工藝方案、主動(dòng)式維護(hù)保養(yǎng)、運(yùn)行數(shù)據(jù)信息化以及故障預(yù)警等，形成了智能型控制系統(tǒng)為數(shù)據(jù)處理核心、測控功能下放的分工協(xié)作網(wǎng)絡(luò)模式。

7 結(jié)語

我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，化工生產(chǎn)起到了十分重要的作用。在進(jìn)行化工生產(chǎn)的過程中，自動(dòng)化功能儀表能夠?qū)どa(chǎn)的質(zhì)量起到明顯的提升作用，具有自動(dòng)化功能的儀表可以精準(zhǔn)的對化工生產(chǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的監(jiān)管、處理和記錄，促進(jìn)化工生產(chǎn)的水平進(jìn)一步提高。