化工自動(dòng)化儀表使用現(xiàn)狀及發(fā)展策略

朱樂樂

摘 要：化工儀表是對(duì)化工過(guò)程工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和控制的自動(dòng)化技術(shù)工具，能夠準(zhǔn)確而及時(shí)地檢測(cè)出各種工藝參數(shù)的變化，并控制其中的主要參數(shù)，保持給定的數(shù)值或規(guī)律，從而有效地進(jìn)行生產(chǎn)操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。隨著自動(dòng)控制技術(shù)的更新發(fā)展，化工儀表控制逐步向著自動(dòng)化的方向發(fā)展，促使化工儀表的工作效率與質(zhì)量提升。因此，探究化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)具有極高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。本文主要介紹化工自動(dòng)化儀表使用現(xiàn)狀及發(fā)展策略。

關(guān)鍵詞：化工儀表;自動(dòng)化控制;現(xiàn)狀及發(fā)展策略

1化工自動(dòng)化儀表使用現(xiàn)狀

1.1溫度檢測(cè)裝置

產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程中，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，所以對(duì)各機(jī)組進(jìn)行溫度監(jiān)控，能夠評(píng)價(jià)出儀表的工作狀態(tài)及設(shè)備運(yùn)行性能。其中，少部分化工產(chǎn)品需要在指定的壓強(qiáng)、溫度中進(jìn)行，否則會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)失敗的情況。因此，技術(shù)人員應(yīng)利用溫度儀表對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的溫度指標(biāo)進(jìn)行在線監(jiān)控，將其控制在（-196℃～1900℃）的區(qū)間內(nèi)，以便技術(shù)人員更全面的控制生產(chǎn)溫度。生產(chǎn)中常使用的測(cè)試儀表為熱電阻和熱電偶儀表，該系統(tǒng)可在監(jiān)控軟件的支持下收集裝置內(nèi)、外的溫度系數(shù)，匯總裝置內(nèi)部的實(shí)際溫度，將其控制在指定的溫度狀態(tài)下。另外，系統(tǒng)可在DCS模式的支持下自動(dòng)化將得到的溫度指標(biāo)進(jìn)行控制，進(jìn)而提高自動(dòng)化過(guò)程控制的效率。

1.2壓力儀表裝置

現(xiàn)代化工生產(chǎn)中，除了需要將生產(chǎn)的溫度控制在額定范圍內(nèi)，還應(yīng)控制壓力容器的壓力指標(biāo)，有利于提高整體項(xiàng)目的生產(chǎn)效率。因此，將壓力傳感系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、變送器等裝置應(yīng)用至指定測(cè)定位置，可提高控制的效率。首先，部分生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)當(dāng)在30MPa的環(huán)境中進(jìn)行，所以應(yīng)當(dāng)結(jié)合相應(yīng)的測(cè)量方式進(jìn)行控制與協(xié)調(diào)，確保工作裝置的持續(xù)運(yùn)行。其次，壓力參數(shù)測(cè)量中，測(cè)定裝置可自動(dòng)測(cè)試出生產(chǎn)的溫度指標(biāo)、脈動(dòng)操控指標(biāo)以及材料的粘稠度性能。通過(guò)將控制介質(zhì)限制在0.1級(jí)的精準(zhǔn)度后，可加快反應(yīng)速率。值得注意的是，不同壓力測(cè)試裝置的應(yīng)用場(chǎng)合也存在一定差異，其中化工生產(chǎn)裝置的應(yīng)用較為廣泛，裝置可運(yùn)用DCS系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，同時(shí)在平衡位移的過(guò)程中對(duì)裝置內(nèi)的壓力參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)[2]。

1.3物位測(cè)量裝置

決定出所需使用的原料數(shù)量，同時(shí)在溫度、壓力的影響下進(jìn)行制造生產(chǎn)，這也是現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)的主要工作模式。由此可見，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)前期投入的材料、半成品材料的投入產(chǎn)出的流量展開系統(tǒng)的監(jiān)控，運(yùn)用自動(dòng)化系統(tǒng)展開浮力式測(cè)量監(jiān)控，以便在通用模式的監(jiān)控中得到物位的指標(biāo)參數(shù)。其中，技術(shù)人員可依據(jù)裝置內(nèi)的分類系統(tǒng)得到需求的數(shù)據(jù)，包括浮力指標(biāo)、電容指標(biāo)、超聲波信號(hào)參數(shù)、壓差值等數(shù)據(jù)，能在GPS技術(shù)及雷達(dá)式的伸縮測(cè)試中得到指定的系統(tǒng)參數(shù)。通過(guò)不斷對(duì)各項(xiàng)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)控，能讓測(cè)得的精度指標(biāo)達(dá)到指定標(biāo)準(zhǔn)，有利于推動(dòng)生產(chǎn)質(zhì)量。

2化工儀表自動(dòng)化控制中的先進(jìn)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

2.1分散式控制技術(shù)

在實(shí)際的化工生產(chǎn)過(guò)程中，所涉及到的控制內(nèi)容包括原材料、半成品材料、成品，其控制條件存在差異，因此使用分散式控制技術(shù)更為合適。在分散式控制技術(shù)的支持下，化工生產(chǎn)中各個(gè)流程的實(shí)際情況得到有效監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性、真實(shí)性生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息的提取，為化工生產(chǎn)所有流程的可控提供保障。就當(dāng)前的情況來(lái)看，多數(shù)化工生產(chǎn)企業(yè)均引入了分散式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。隨著科技水平的提升，分散控制技術(shù)在更多的系統(tǒng)中得到應(yīng)用，例如安全儀表系統(tǒng)SIS。無(wú)論是生產(chǎn)裝置本身出現(xiàn)的故障危險(xiǎn)，還是人為因素導(dǎo)致的危險(xiǎn)以及一些不可抗拒因素引發(fā)的危險(xiǎn)，SIS都可以立即做出正確反應(yīng)并給出相應(yīng)的邏輯信號(hào)，使生產(chǎn)裝置安全聯(lián)鎖或停車，阻止危險(xiǎn)的發(fā)生和事故的擴(kuò)散。相比于DCS系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，SIS在安全性、可靠性、可用性方面要求更嚴(yán)格，因此SIS與DCS硬件理論上應(yīng)獨(dú)立設(shè)置。

2.2基于微機(jī)的局部?jī)?yōu)化控制技術(shù)

在現(xiàn)代化控制理論的支持下，自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能算法的多樣化。實(shí)踐中，依托對(duì)接口芯片位置的調(diào)整，即可達(dá)到控制復(fù)雜功能的效果。模型辨識(shí)技術(shù)、多變量動(dòng)態(tài)軟件測(cè)量技術(shù)等均具備著簡(jiǎn)化的控制流程，還可以達(dá)到提升自動(dòng)化控制效率效果的目標(biāo)，進(jìn)一步提高化工儀表自動(dòng)化控制的可靠性。

2.3人機(jī)界面控制技術(shù)

出于對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息可視化的考量，在化工生產(chǎn)儀表自動(dòng)化控制中引入人機(jī)界面控制技術(shù)是必然選擇。在人機(jī)界面的支持下，相關(guān)人員獲取儀表設(shè)備運(yùn)行信息、故障信息等成為現(xiàn)實(shí)，且可以利用人機(jī)界面中提供的多種操作功能鍵，完成對(duì)化工生產(chǎn)儀表與設(shè)備的控制。為了進(jìn)一步提升控制的效率效果，應(yīng)當(dāng)將原有的一對(duì)一管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐粚?duì)多管理模式（單一控制室實(shí)施多個(gè)儀表裝置的控制），結(jié)合對(duì)CRT、LED先進(jìn)顯示模式的應(yīng)用，促使化工生產(chǎn)儀表及設(shè)備結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步完善。

2.4程序化控制技術(shù)

通過(guò)在化工儀表控制中引入計(jì)算機(jī)技術(shù)，儀表自動(dòng)化控制的性能、速度、精準(zhǔn)程度均有所提升，結(jié)合計(jì)算機(jī)編程控制模式的應(yīng)用，使化工生產(chǎn)儀表自動(dòng)化控制的靈活性、效率效果大幅增加。實(shí)踐中，依托程序化控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)的性能包括：推動(dòng)化工儀表與生產(chǎn)設(shè)備控制向著智能化的方向發(fā)展;將機(jī)械與電子部件替換為軟件程序，使化工儀表發(fā)生故障問(wèn)題的概率明顯下降，也一定程度減輕了故障排除與檢修的難度;達(dá)到提升化工儀表使用年限的效果。

2.5自動(dòng)化檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)

依托自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠完成化工生產(chǎn)中所有儀表設(shè)備運(yùn)行過(guò)程、運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng)化檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)故障信息，能夠及時(shí)向相關(guān)工作人員提供故障數(shù)據(jù)信息，提示工作人員第一時(shí)間展開故障分析處理。隨著自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，故障的自動(dòng)化修復(fù)成為現(xiàn)實(shí)，明顯降低了故障問(wèn)題對(duì)化工生產(chǎn)造成的負(fù)面影響，使化工生產(chǎn)的安全性、可靠性大幅提高?？梢哉f(shuō)，在自動(dòng)化檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)的支持下，化工生產(chǎn)儀表與設(shè)的運(yùn)行可以始終穩(wěn)定在安全穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行。實(shí)踐中，系統(tǒng)可以自動(dòng)完成化工生產(chǎn)過(guò)程中故障問(wèn)題的檢測(cè)與定位，并在發(fā)出警報(bào)的同時(shí)自動(dòng)展開故障修復(fù)，提升故障問(wèn)題處理的效率與效果。

2.6在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)

化工儀表種類相對(duì)較多，但其核心功能主要為實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)與控制。通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程得到更多技術(shù)保障，促使化工生產(chǎn)中的實(shí)時(shí)性在線檢測(cè)成為現(xiàn)實(shí)，達(dá)到降低人工成本的效果。在化工生產(chǎn)過(guò)程中，涉及到的環(huán)節(jié)項(xiàng)目相對(duì)較多，而出于對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量的考量，針對(duì)所有環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)極為必要。從這一角度來(lái)看，化工生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)的難度與工作量大幅提升，此時(shí)，引入在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為必然選擇。通過(guò)應(yīng)用在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，相關(guān)工作人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化工儀表、化工生產(chǎn)中設(shè)備設(shè)施運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)性掌握，為化工生產(chǎn)管理、優(yōu)化調(diào)整提供數(shù)據(jù)參考，提升化工生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的控制水平，達(dá)到維護(hù)化工生產(chǎn)安全性、可靠性的效果。

3總結(jié)

綜上所述，當(dāng)前化工儀表在化工企業(yè)發(fā)展中，其重要性不言而喻。我國(guó)化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)在保證安全生產(chǎn)的前提條件下，適當(dāng)摒棄傳統(tǒng)控制手段，未來(lái)的發(fā)展方向，應(yīng)著力提高化工儀表的自動(dòng)化程度，彰顯自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升，全面強(qiáng)化化工企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]郝衛(wèi)，曲有華.化工自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)智能化的研究[J].百科論壇電子雜志，2019（004）：734.

[2]李雨晨.化工自動(dòng)化及在生產(chǎn)中的應(yīng)用探討[J].化工管理，2020（02）：151.

[3]田雙喜.提高化工儀表自動(dòng)化管理水平對(duì)策探究分析[J].科學(xué)與財(cái)富，2019（006）：16.

[4]楊軍忠，王子揚(yáng)，金興龍.解析化工自動(dòng)化控制的關(guān)鍵技術(shù)和儀表控制[J].輕松學(xué)電腦，2019（017）：1.