化工仪表自动化及在生产中的应用

张三刚

摘要：现如今，我国的科学技术水平在不断提升，自动化在各行各业中都有越来越广泛的应用。化工行业是我国重要的经济支柱，在经营生产中，离不开智能化仪表的有效应用，通过自动化化工仪表的应用可以保障化工生产的稳定性及可靠性，保障生产产品的质量。下面对此进行详细的探讨。

关键词：化工仪表；自动化；生产；应用；分析

1导言

当前在经济不断发展的前提下，科技水平越来越高，这也促使化工行业自动化程度的进一步提升。自动化仪表在化工生产当中，逐渐得到了广泛的应用。自动控制原理是基于人工进行调节操作的前提下逐渐演变而来的，自动控制的观念就是模拟了人工对设备的操作程序。例如，对于某储罐的液位进行控制时，如果采用人工操作的方法就是利用眼睛对储罐的液位高度进行查看，在大脑中把看到液位高度与生产工艺要求的高度进行对比，如果观察到储罐的液位超出规定值，则用手把储罐的输出阀门的开度调大。而当观察到的储罐液位低于规定的數值时，就应用手把输出阀门的开度调小，从而保证储罐的液位处于规定的高度。

2现代化工自动化概念和意义

所谓的现代化工自动化生产，指的是在进行化工生产时，通过利用先进的科技设备，进行自动化生产。这主要是在进行化工生产过程中，通过自动化仪表设备来达到现代化快速生产的目的。在进行化工生产时，通过安装智能生产设备来替代人工操作。借助这种方法，可以有效提升化工生产产品质量和生产稳定性。现阶段，我国化工行业作为重要的民生企业，保证其快速、安全、稳定发展就变得尤为重要。但是在日常进行化工生产时，由于可燃和有毒物质必须在密闭环境当中进行生产，所以导致工作环境有一定的隐患。而若是停止化工生产，就会制约化工企业的发展，影响我国的经济建设。因此，在保证生产稳定性的基础上，还应该确保工作人员的生命安全，加强自动化仪表的研究和应用。

3化工仪表自动化的控制原理与构成

自动控制目标的实现，是以人为调控为基础上逐渐达成的，自动控制的观念模仿了人工对设备的操作流程。比如，在对某储罐液位调控过程中，若应用人工操作方法，就需目测储罐中液体的高度，在大脑中将所观察到的液位高度和生产工艺相关标准进行对照分析，若观察发现储罐的液位超过限定数值，则需通过手动方式将储罐输出阀门的开度向上调节，反之将输出阀门的开度调小，进而使储罐的液位高度符合相关规范要求。

4化工仪表及自动化

化工仪表是实现化工企业自动化控制的基础元件，主要有测量变送仪表、显示报警仪表等。

4.1测量变送仪表

该仪表由测量器件以及变送单元组成，是化工自动控制系统中对运行参数进行测量的关键元件，经过变换处理之后输送给控制器，作为控制系统的关键部件其测量的精准程度决定着对控制对象的控制精度。该类自动化仪表可以对液位、压力、流体、温度等信号进行采集处理，随着科学技术的不断进行还出现了对物料的成分进行分析的测量仪表，可以对产品的质量进行有效的管控。

4.2控制仪表

该类仪表可以作为简单控制系统的控制器，可以对简单的化工工艺进行自动化控制。检测仪表把所采集到的各种运行参数转变为标准的电压或电流信号传送给控制仪表，控制仪表把接收到的运行信号与设定值进行比较，判断产生偏差情况，然后按着设定好的控制程序来对执行机构进行调整，最终使控制对象按着预定的数值来进行工作。控制仪表的输入多为4～20m A或者1～5V的模拟信号，而电流信号可以通过250欧姆的电阻把其变换为对应的1～5V的模拟信号，也可以利用通信端口实对测量信号的采集。控制仪表应用最为广泛的控制方法就是PID控制，执行机构的精度主要由PID内的运行参数来确定的，对PID的参数设置应该由专业的技术人员进行优化和测试之后才能实际进行应用。控制仪表应该具备手动和自动双重的控制方式，当化工自动化系统投入应用之后，首先应用手动控制方式，当系统进行到稳定的状态之后，方可改为自动控制方式。

4.3执行仪表

执行仪表也就是自动控制系统中的执行机构，它接受来自控制器的运行指令来对控制对象进行不同的操作，比如，调节控制阀门的开度就可以改变管道中的流量大小，可以让其按着预定的流量进行输送物料。执行机构可以采用电动、气动或液压三种主要的方式。根据生产工艺的不同来确定不同的执行机构，由于化工企业要求执行机构可以较快的动作，在不同的环境下可以安全的运行，大多采用气动的执行元件。

4.4显示报警仪表

该类仪表是信号的联锁自动保护控制系统，是化工企业为了保证生产运行安全而设置的，别的控制领域也有所应用。它不是自动化控制系统的组成部分，在生产运行当中是不可或缺的重要单元，通利测量仪表传送过来的信号，与设定的数值进行对比，对产生的偏差进行逻辑判断以后确定是否实现安全保护、发出报警信号。

5提升化工自动化仪表的管理水平

5.1做好化工仪表设备的前期管理工作

通过以上分析可以明确化工生产中化工自动化仪表有广泛的应用，通过化工自动化仪表的应用极大的提升了化工生产水平，因此为了保障化工自动化仪表运行的稳定性以及可靠性，必须做好化工自动化仪表的管理工作。首先，做好化工仪表设备的前期准备工作，设备采购人员一定要精心选择化工仪表，选择质量可靠，性价比高的设备，强化设备的验收工作；化工企业还应该结合自身生产实际，从安全角度考虑，做好仪表设备的规划工作，控制化工仪表设备的检查工作，保障化工仪表的安全可靠性；仪表的调试安装操作，保障化工仪表设备安装的规范性，定期进行设备的检查和维修，防止有不必要运行危险的出现。

5.2做好可编程功能的控制工作

做好可编程功能的控制工作，特别是对电路控制复杂的化工仪表，一定要融入计算机技术，保障自动化软件有效控制，同时将化工仪表中的电路结构进一步简化。充分利用智能化系统，将化工仪表的自动化水平不断提升，使其更符合现代化工生产的需要，更加智能化，更加人性化，发挥化工自动化仪表的生产促进优势。

5.3计算功能的控制

计算功能的控制，保障化工仪表生产效率的基础上，实现可编程功能控制在极大程度上提升了化工仪表生产的稳定性，促进生产精确性的提升。计算机技术不仅能够实现编程操作，还能够实现计算功能，提升化工仪表生产的精确性。将计算机技术和自动化仪表结合起来，极大的增强了化工仪表的计算水平，减少了反应时间，将化工仪表的大数据处理水平极大的提升。

6结论

综上所述，化工自动化仪表在现代化工生产中有着广泛的应用，发挥化工自动化仪表的生产优势，必须做好相应的管理工作，提升管理水平，应用现代化科学技术不断提升化工仪表的自动化水平。化工仪表自动化技术是提升化工生产效率的要素之一，其能明显增强对设备的控制水平。在应用现代化仪表的生产实践中，需结合生产工艺需求不断对其进行完善，最大限度地将其实用价值在化工产品生产过程中体现出来，为化工自动化水平提升、工业产业可持续发展目标的实现贡献更大力量。

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（作者单位：天津联维乙烯工程有限公司）