現(xiàn)代化工儀表及化工自動化的過程控制分析

1、    現(xiàn)代化工儀表及化工自動化的過程控制分析    孟祥翀摘 要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展與科技的不斷進(jìn)步，自動化技術(shù)已經(jīng)成功投入到現(xiàn)代化工儀表的工作進(jìn)程中，自動化的應(yīng)用推動了化工儀表的發(fā)展，同時給我國化工企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益。本文對化工生產(chǎn)中自動化儀表的控制進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：化工儀表 自動化 控制一、對我國化工業(yè)常用的自動化儀表進(jìn)行分析根據(jù)實際應(yīng)用情況，我國工業(yè)化生產(chǎn)中，常用的化工儀表自動化種類有如下幾種：1）化工生產(chǎn)中，壓力儀表至關(guān)重要，因為沒有壓力，廠房設(shè)備和人員的安全都無從談起，生產(chǎn)的順利進(jìn)行更是無法保障。常用的壓力范圍是負(fù)壓到300mpa，這是

2、相對于高壓聚乙烯反應(yīng)容器而言。測量壓力的原理有多種，根據(jù)不同的測壓原理，一般選用不同種類的壓力儀表，最為常用的壓力儀表有三類，分別是彈性式、活塞式（壓力校驗儀）和液柱式。壓力儀表的應(yīng)用范圍也十分廣泛，高溫介質(zhì)、腐蝕介質(zhì)、易結(jié)晶介質(zhì)等諸多介質(zhì)都可以做壓力測量，而且測量的精度相當(dāng)高，可以達(dá)到0.1級，這是我國工業(yè)水平不斷提高的結(jié)果。2）。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，流量儀表的應(yīng)用最為廣泛，流量測量所獲得的參數(shù)內(nèi)容豐富，所以，對流量儀表的研究是化工儀表自動化研究中的重中之重。流量指的是單位時間內(nèi)流經(jīng)有效截面的流體的體積和質(zhì)量，有的時候，甚至需要應(yīng)用流量計算儀來測量一定時間內(nèi)流體的流量和體積。測量流量原理的采

3、用是根據(jù)流體介質(zhì)的不同而劃分的，測量流量可以分為測量體積流量和測量質(zhì)量流量。常用容積法和速度法來測量流量的體積；常用推導(dǎo)法和直接法來測量流量的質(zhì)量。3）在化工生產(chǎn)中，對溫度的測量與監(jiān)控是不可或缺的。溫度儀表的指示范圍是-200+1800，工業(yè)生產(chǎn)中所用的溫度儀表無非兩種，即熱電阻和熱電偶，且采用接觸式的測量方式。溫度控制實現(xiàn)自動化是必然的趨勢，這與現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用有直接聯(lián)系。4）在線過程分析儀是化工生產(chǎn)中實現(xiàn)控制和分析完全自動化的必要保證。和以往的化工生產(chǎn)相比，現(xiàn)代化的化工生產(chǎn)過程更注重工藝參數(shù)的自動化測量與控制，均是通過應(yīng)用在線過程分析儀來實現(xiàn)。在線過程分析儀的采用是產(chǎn)品質(zhì)量合格與否的間接

4、保證，且應(yīng)用在線過程分析儀并不是一種儀器的使用，一般是多套儀器的配合使用，核磁、原子吸收、液相色譜等十幾種儀器多為我國化工生產(chǎn)中所采用。5）物料儀表其主要是用于對液位的測量，測量的對象是原料、半成品或者成品。由于測量方式的不同，物料儀表種類眾多，隨著化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，石化行業(yè)對物料儀表的精度上提出更高要求，精度較高的磁致伸縮式（0.05%）、雷達(dá)式（0.3%）和矩陣渦流式（±1mm）液位計應(yīng)用廣泛。物料儀表雖種類眾多，但除浮力式儀表可以通用外，其余的皆不可通用，這是由被測物料的特性所決定的。二、現(xiàn)代化工自動化過程控制技術(shù)在化工生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)的化工儀表在工作過程中導(dǎo)致產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生

5、一定的誤差，甚至出現(xiàn)一些次品等情況，對產(chǎn)品的檢測等工作也會由于員工的技術(shù)能力有限同時受主觀原因的影響而無法對產(chǎn)品的參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的測量。人工的檢測能力畢竟有限，而且員工對化工產(chǎn)品中的某些化學(xué)藥劑參與直接的檢測與生產(chǎn)存在一定的危險，在控制過程中由于儀表的運行速度慢與運行規(guī)律性較差而導(dǎo)致出現(xiàn)一些失誤。在儀表出現(xiàn)故障時，如果不能及時發(fā)現(xiàn)，則會出現(xiàn)一些不合格的產(chǎn)品通過檢測。化工儀表中投入自動化技術(shù)有效避免了以上的缺點，使化工產(chǎn)品的檢測更加智能化，在一定程度上取代了工人的勞動，同時取代了常規(guī)的化工儀表，在降低現(xiàn)代化工儀表受外界的環(huán)境因素影響的基礎(chǔ)上，對工藝的生產(chǎn)與檢測要求有了更敏感的控制，大大提高了化工儀

6、表的運行速度與工作效率，使現(xiàn)代化工儀表有了更完善的體系。自動化技術(shù)在化工儀表中的應(yīng)用使工業(yè)生產(chǎn)對產(chǎn)品的參數(shù)有了更加嚴(yán)格的要求，在控制過程中能夠進(jìn)行獨立、智能地運行，推進(jìn)了我國經(jīng)濟的發(fā)展。1）化工自動化的可編程功能現(xiàn)代化工儀表的生產(chǎn)過程中引入了計算機技術(shù)，使儀表的運行狀態(tài)更容易掌控，化工儀表的自動化運行可通過編程來進(jìn)行控制，將相應(yīng)的運行程序輸入到控制電路中，來為儀表的動作提供依據(jù)，在一定程度上降低了化工儀表控制的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的化工儀表的控制過程非常復(fù)雜，需要經(jīng)過多方面儀器的共同合作來完成，現(xiàn)代化工儀表的自動化過程中的可編程功能在一定程度上取代了復(fù)雜的電路，節(jié)省了一定的空間，同時提高了化工儀表檢

7、測運行過程的準(zhǔn)確性，使儀表的控制性能得到了一定的優(yōu)化。2）化工自動化的計算功能化工儀表在工作過程中需要對工藝的某些參數(shù)進(jìn)行檢測，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來判斷產(chǎn)品的合格與否，但在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中，人工的計算能力有限，對復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析很難得到明確的結(jié)果而且所得到的結(jié)果很容易出現(xiàn)錯誤，自動化技術(shù)的引用使化工生產(chǎn)過程中的計算功能得到了一定的改善，通過運用計算機技術(shù)，將大量的數(shù)據(jù)輸入到計算機中，通過使用專業(yè)的計算軟件來對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，化工儀表在運行過程中需要乘或除一個定制來確定最大值和最小值，通過化工儀表中的計算功能大大節(jié)省了勞動力和計算所需的時間，同時還能對處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行長時間地保存，以便以后的查

8、閱，提高化工儀表運行的準(zhǔn)確性，充分體現(xiàn)了化工自動化的優(yōu)越性。3）化工自動化的執(zhí)行功能傳統(tǒng)的化工儀表控制過程中需要人為的對儀表進(jìn)行操作，由于員工的主觀原因以及不同工藝產(chǎn)品的不同要求會對化工儀表的控制過程造成一定的影響，化工生產(chǎn)中的某些化學(xué)藥品具有一定的腐蝕性或危害，需要在密閉的空間進(jìn)行檢測，在對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢測時，可能會由于員工疏忽而造成一定的后果，通過編程對化工儀表的運行進(jìn)行控制，進(jìn)而執(zhí)行相應(yīng)的工作任務(wù)，其執(zhí)行功能能夠降低員工在工作中的危險，在較復(fù)雜的過程控制中還可以降低工作人員的勞動力，對化工產(chǎn)品的溫度、壓力、物位以及流量做出精準(zhǔn)的判斷，對于不符合要求的工藝做出及時和準(zhǔn)確的反應(yīng)，當(dāng)化工儀表在

9、工作過程中一旦發(fā)生故障，通過化工自動化的執(zhí)行功能，可對其進(jìn)行及時的判斷，并發(fā)出停止儀表的不正常運行命令，提高對工藝產(chǎn)品參數(shù)的檢測準(zhǔn)確性。三、自動化儀表在化工生產(chǎn)中的發(fā)展趨勢以計算機在自動化控制為例，現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)中，已經(jīng)越來越普遍地運用計算機對連續(xù)工作的對象進(jìn)行自動控制，計算機不僅能對被控對象及時采集信號，進(jìn)行計算處理，動態(tài)地發(fā)布命令，并且可精確地在允許的時間范圍內(nèi)完成對被控對象的自動調(diào)節(jié)。此外，用計算機實現(xiàn)實時控制，不僅可以提高控制的準(zhǔn)確性，降低生產(chǎn)成本，還可大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。未來化學(xué)工業(yè)中自動化儀表的發(fā)展離不開計算機信息技術(shù)的支持，只有把計算機數(shù)字化技術(shù)充分運用到自動化工業(yè)儀表中，才能使自動化工業(yè)儀表朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、總線化、開放性的方向進(jìn)一步發(fā)展。結(jié) 論：隨著自動化技術(shù)在現(xiàn)代化工儀表中的滲入，使化工生產(chǎn)過程控制中設(shè)計到的各個模塊都變得更加智能化，這在一定程度上不但減小了工人的體力勞動，為員工的健康和安全提供一定的保障，現(xiàn)代自動化儀表設(shè)備還取代一些功能單一的簡單邏輯電路，節(jié)省出大量的空間，通過使用計算機進(jìn)行編程和分析，大大提高了化工生產(chǎn)的效率，在原有的基礎(chǔ)上提高了化工儀表的執(zhí)行能力，當(dāng)儀表發(fā)生故障時做出準(zhǔn)確的判斷和正確的反應(yīng)，使現(xiàn)代化工儀表的運行環(huán)境更加安全，同時也為我國的經(jīng)濟帶來