化工自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)智能化的研究

白丹晶

摘要：在我國(guó)的工業(yè)產(chǎn)業(yè)中，化工行業(yè)占據(jù)了較大的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體量。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，化工自動(dòng)化儀表已經(jīng)在化工生產(chǎn)行業(yè)中被廣泛普及，逐步實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的智能化生產(chǎn)效果。自動(dòng)儀表的使用對(duì)于化工產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要影響，不僅能夠提高生產(chǎn)效率，還能提高產(chǎn)品的精準(zhǔn)度。如果能夠科學(xué)合理的利用化工自動(dòng)化儀表智能化控制生產(chǎn)設(shè)備，就能確?；ぎa(chǎn)品的整體質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)流程的優(yōu)化。本文主要對(duì)自動(dòng)化智能系統(tǒng)的發(fā)展歷程進(jìn)行闡述，分析目前使用的化工儀表類(lèi)型，研究控制系統(tǒng)的智能化應(yīng)用，以便于更好地完善化工行業(yè)的控制工作。

關(guān)鍵詞：化工生產(chǎn);自動(dòng)化儀表;控制系統(tǒng);智能化研究

化工儀表的使用效果對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要的決定性作用，因此需要高速引起化工行業(yè)工作者的重視，隨著化工生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步，使得化工儀表實(shí)現(xiàn)了智能自動(dòng)化。在生產(chǎn)過(guò)程中采用化工儀表的主要作用是為了做好儀器設(shè)備的測(cè)量和控制，可以確保產(chǎn)品的精準(zhǔn)度，由此可見(jiàn)，提升化工自動(dòng)化控制效果能夠提升化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1、化工自動(dòng)化儀表及控制系統(tǒng)的發(fā)展

我國(guó)化工儀表出現(xiàn)于上世紀(jì)40年代，當(dāng)時(shí)的化工科研人員通過(guò)積累大量的工作經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)出了繼電器控制方式的系統(tǒng)以及基地式儀表。但是在當(dāng)時(shí)條件有限的情況下，這種傳統(tǒng)的儀表產(chǎn)量并不高，由此限制了工業(yè)行業(yè)的發(fā)展。其主要操作是通過(guò)人工方式進(jìn)行，使用比較簡(jiǎn)便。隨著后來(lái)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、先進(jìn)的處理器相繼被研發(fā)。到了上世紀(jì)80年代。已經(jīng)出現(xiàn)了DCS、PLC等控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)能夠更好的適應(yīng)當(dāng)時(shí)的化工裝備技術(shù)，PCL控制系統(tǒng)與測(cè)量控制儀表在化工行業(yè)獲得了較好的生產(chǎn)效果。但是由于化工生產(chǎn)過(guò)程中，一般會(huì)面臨高溫高壓的環(huán)境，且化學(xué)反應(yīng)速度較快，非常容易產(chǎn)生安全事故。針對(duì)這些生產(chǎn)弊端，自動(dòng)化儀表以及智能控制系統(tǒng)技術(shù)逐步被研發(fā)，很好的改善了化學(xué)反應(yīng)的瞬間反應(yīng)問(wèn)題。通過(guò)檢測(cè)儀表能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控工業(yè)物料的操作情況，運(yùn)用高速處理器進(jìn)行邏輯運(yùn)算，采用控制閥門(mén)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行變頻控制，確保工藝物理精準(zhǔn)度達(dá)到有關(guān)規(guī)定要求。在進(jìn)入新世紀(jì)以后，我國(guó)的化工行業(yè)產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)了精準(zhǔn)化、綜合化的特點(diǎn)。隨之提升的還有生產(chǎn)裝置，而自動(dòng)儀表以及智能化控制系統(tǒng)能夠完美的解決工藝流程繁瑣、控制精準(zhǔn)度較高的需求，并且還能夠全面解決生產(chǎn)信息管理的需要。

2、化工儀表的種類(lèi)

2.1溫度儀表

化工產(chǎn)品的生產(chǎn)對(duì)于環(huán)境溫度有著極高的要求，這是因?yàn)榇蟛糠稚a(chǎn)材料需要一定的溫度才能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，然而一般的溫度無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，且需要特殊的溫度儀表對(duì)生產(chǎn)溫度進(jìn)行有效的控制才能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效果。比如部分工藝產(chǎn)品要求環(huán)境溫度在-200℃到-1800℃之間，合理的掌控化工生產(chǎn)環(huán)境溫度是一項(xiàng)極其重要的工作。目前，化工行業(yè)一般采用的儀表有熱電阻儀表以及熱點(diǎn)偶，這種儀表采用的是總線技術(shù)，通過(guò)與電子技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合來(lái)獲取溫度信息，其中含有溫度采集系統(tǒng)，能夠直接獲取生產(chǎn)環(huán)境的外部溫度，然后傳輸進(jìn)控制系統(tǒng)內(nèi)容，以便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)器件的溫度控制[1]。

2.2壓力儀表

壓力作為化工生產(chǎn)過(guò)程中主要的工作變量，是部分化學(xué)材料產(chǎn)生反應(yīng)必備條件，化工生產(chǎn)需要有效控制壓力的變動(dòng)，能夠滿(mǎn)足化工生產(chǎn)高準(zhǔn)確度以及高效率的工作需求。而壓力儀表的作用則是根據(jù)生產(chǎn)需求，有效控制壓力的狀態(tài)，一般來(lái)說(shuō)，在實(shí)際操作過(guò)程中專(zhuān)業(yè)地壓力儀表要低于300MPa，現(xiàn)在化工行業(yè)常見(jiàn)的壓力儀表有特種壓力表以及壓力傳感器，這種儀表具有耐高壓和抗腐蝕性的特點(diǎn)，能夠很好地適應(yīng)化學(xué)工作環(huán)境，并且提高使用壽命。

2.3物力測(cè)量?jī)x表

物力側(cè)量?jī)x表主要是由浮力式儀表、直讀式儀表、波雷達(dá)儀表以及磁致伸縮儀等物件構(gòu)成，其主要的作用是實(shí)時(shí)控制生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)原材料的使用情況，能夠做好數(shù)據(jù)監(jiān)控，以便更好地滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。在該類(lèi)型的儀表測(cè)量中，波雷達(dá)儀表以及磁致伸縮儀表主要是對(duì)生產(chǎn)材料的精準(zhǔn)度進(jìn)行控制，能夠準(zhǔn)確的設(shè)置好生產(chǎn)原料的用量，滿(mǎn)足產(chǎn)品的精準(zhǔn)度，避免因?yàn)檫^(guò)量的化學(xué)物料導(dǎo)致的化工生產(chǎn)安全問(wèn)題，更好地維護(hù)產(chǎn)品的生產(chǎn)效果[2]。

2.4流量?jī)x表

流量?jī)x表的使用能夠有效的控制化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的流量，然而所控制的流量包括流量容積測(cè)量以及流量速度測(cè)量，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)流量的異常，減少生產(chǎn)安全事故。常見(jiàn)的流量?jī)x表油浮子流量計(jì)以及電磁測(cè)量計(jì)。

3、化工自動(dòng)化儀表的自動(dòng)化控制功能

3.1可編輯功能

現(xiàn)代化化工自動(dòng)儀表的研發(fā)將電子信息技術(shù)與儀表制造進(jìn)行有效的融合，對(duì)于傳統(tǒng)的邏輯電路做出了優(yōu)化更新，因此，儀表的電路越來(lái)越復(fù)雜，用工儀表的制作也變得更為復(fù)雜。但是這種儀表具有可編輯功能，結(jié)合信息技術(shù)的發(fā)展，已然能夠?qū)崿F(xiàn)程序的編輯和優(yōu)化，能夠隨時(shí)滿(mǎn)足化工生產(chǎn)對(duì)于儀表的操作需求，能夠幫助化工企業(yè)制定個(gè)性化的儀表控制系統(tǒng)，有效的提升了化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效果。

3.2記憶功能

傳統(tǒng)的化工儀表一般利用邏輯電路來(lái)對(duì)儀表的運(yùn)行效果進(jìn)行記錄，這種記錄方式具有明顯的操作弊端，這是因?yàn)?，邏輯電路以及時(shí)序電路在運(yùn)行的時(shí)候，記錄的狀態(tài)會(huì)隨著時(shí)間不斷地被覆蓋，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)可追溯效果，非常不利于化工控制系統(tǒng)的后期檢驗(yàn)和查閱。而化工自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展，完美的解決了則以問(wèn)題，自動(dòng)化儀表里面的包含小型電腦設(shè)備，這種設(shè)備具有記憶功能，并且能夠有效的存儲(chǔ)長(zhǎng)期的運(yùn)行狀態(tài)，能夠精準(zhǔn)的記錄儀表的使用性能和效果，避免發(fā)生運(yùn)行狀態(tài)記錄覆蓋的情況，另一方面，這種系統(tǒng)里面還研發(fā)了運(yùn)算功能，能夠針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的運(yùn)算，方便于快速的獲取運(yùn)算結(jié)果[3]。

3.3數(shù)據(jù)處理功能

化工行業(yè)的生產(chǎn)期間，不僅要對(duì)相關(guān)運(yùn)行記錄參數(shù)進(jìn)行有效的儲(chǔ)存，還要將記錄參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)算，以便于更好地掌握化工生產(chǎn)狀態(tài)。首先化工儀器設(shè)備需要進(jìn)行線性化處理，包括工程值轉(zhuǎn)換以及自動(dòng)檢測(cè)校正等，避免生產(chǎn)環(huán)境等外部因素對(duì)化工生產(chǎn)儀表產(chǎn)生影響，因此，智能化控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能，利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于軟件的控制，可以對(duì)化工生產(chǎn)操作進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)記錄，通過(guò)這種方式極大的提升化工產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。隨著移動(dòng)化管理應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，化工行業(yè)的數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為了業(yè)內(nèi)發(fā)展態(tài)勢(shì)，智能化數(shù)據(jù)分析已經(jīng)成為了化工企業(yè)的重要工作內(nèi)容，相關(guān)的智能控制系統(tǒng)逐步從對(duì)儀表的控制轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)處理中心，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控儀表處理器的數(shù)據(jù)共享，還能通過(guò)數(shù)據(jù)處理分析不斷優(yōu)化工藝制造方案，幫助化工儀器設(shè)備進(jìn)行主動(dòng)式維護(hù)保養(yǎng)，在生產(chǎn)過(guò)程中提供有效的故障預(yù)警等，形成智能型制系統(tǒng)與自動(dòng)化儀表分工協(xié)作的生產(chǎn)模式。

參考文獻(xiàn)：

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