化工仪表自动化控制技术研究

李美玉，聂国亮

（浙江赛亚化工材料有限公司，浙江 绍兴 312369）

化工行业的发展为我国经济社会的进步注入了强大的动力，并为居民生产生活提供了便利。就化工行业生产工作而言，其对于相关技术的应用要求较高，生产环节有着较强的系统性、复杂性。同时，化工生产所用的原料大多具有易燃性、易爆性，对于这些危险品的合理应用与处置直接关系到生产工作的安全效果。因而，当前要加强对自动化化工仪表的应用，利用自动化控制技术对生产运转环节加以控制，提高化工生产工作的质量与效率。

1 概述

1.1 化工仪表自动化控制技术的作用

该技术应用环节中，首先要进行自动化控制系统、元件与设备的安装、调试，进而实现对整个化工生产环节的自我监控、调节与管理。自动化控制技术应用过程中，不仅能够使劳动力得到解放，同时也提高了化工企业生产工作的效率与安全效果。此外，由于化工企业生产工作具有较强的特殊性，生产环节对外界环境有着特定的要求，比如高温、高压等生产环境，将会给工作人员的身体造成伤害。同时，加之一些化工生产材料具有易燃性、易爆性、放射性等特点，一旦存在工作人员操作不当的问题，将导致重大的安全事故。因而，现阶段要注重自动化化工仪表的应用，借助于自动化控制技术对生产环节进行全面有效的控制，加强对信息技术与控制软件的应用，以此来提高生产环节的精确性与安全性。

1.2 化工自动化仪表的类型

1.2.1 温度仪表

在当前的化工生产工作中，温度仪表得到了广泛的应用。化工生产需要在某些特定的压力、温度环境中进行，该过程对温度条件有严苛的要求，因而在生产环节中需要对温度进行控制，这就要求温度仪表能够对温度进行精确的测量与显示，确保化工生产工作的安全、高效开展。一般来说，化工生产工作中常用到的温度测试仪，其测量材料不能对热阻以及热电偶有过分的依赖性，测量材料要能对温度进行实时有效的测量。比如在应用蒸发炉、气化炉进行化工生产工作时，其温度会出现高速的循环现象，所用温度仪表要能对该过程的温度进行有效的测量。作为化工仪表的重要组成部分，温度仪表的应用发挥着重要的作用。

1.2.2 压力仪表

压力仪表的类型较为多样，比如当前应用较多的有特种压力表以及压力变送器等。压力仪表的广泛应用，不仅能够对粉粒状介质压力进行有效的测量，同时还能在腐蚀性等极端恶劣的条件下进行压力测量并对测量数据进行显示。对于压力仪表而言，其主要借助压力变送器进行压力调节，并且能够将测量所得的压力数据实时的传送到集散控制系统中，进而实现对压力的自动测量与调控。压力仪表的应用尤其注意高温情况下对硅油型号的选择，否则会不准确。对于特定介质的压力传感器选择尤其重要。

1.2.3 物位仪表

由于测量方式与测量需求的不同，在进行化工生产工作中所应用的物位仪表也存在着较大的差异。现阶段，应用较为广泛的物位仪表不仅包含了雷达仪表、浮力仪表，同时也用到直读仪表等。具体应用过程中，要结合化工生产的实际情况与需求。相比较而言，雷达液位计和差压液位变送器有着较为突出的优势，它们不仅测量精准度高，同时有着较强的适用性，可以满足多种材料的测量要求。

1.2.4 流量仪表

流量仪表在化工日常生产中有很重要的作用。化工生产的投料比例都是通过流量计来实现。常见流量计有金属转子流量计、超声波流量计、电磁流量计、质量流量计等。质量流量计用于车间或对外结算，精度高，误差小；电磁流量计适用于导电的介质，应用比较广泛；金属转子流量计在选型中注意介质密度，密度不准则测量数据不准，给化工生产带来安全隐患。

1.2.5 调节阀

调节阀在化工生产中的作用不言而喻。阀门种类多，选型尤其重要。蒸汽调节阀的选型特别要注意生产中防止阀门卡死，尽量避免内漏，否则对工艺被控温度形成破坏性。切断阀的汽缸要合适，选小会导致扭力小，容易使内部的弹簧断裂。

1.3 化工仪表自动化控制技术的特点与功能分析

其一，数据控制是该技术运用的一个显著特点。具体应用过程中，通过对仪表数据的读取与分析，可以实现对整个生产过程的控制。其二，借助于计算机以及相关的软件系统，能够实现生产过程的自动化控制。同时，化工仪表与其他类型的仪器协同工作，还能对整个生产环节进行有效的管理。其三，该技术具有计算功能。在进行化工仪表设计工作时，利用微型计算机能够实现化工仪表的自动化计算功能。这样一来，不仅能够降低工作人员的工作强度，同时还能有效提高化工仪表计算环节的精准性。需要注意的是，化工仪表应用时要对最大值或最小值进行设置，这在一定程度上能够简化生产流程。其四，化工仪表自动化控制技术具有较强的记忆功能。以往在开展化工生产工作时，化工仪表仅能完成某项单一的生产任务，一旦生产工作中遇到了不可控的状态，将导致生产工作无法有序开展。但是，通过自动化控制技术不仅能够对相对复杂、庞大的生产数据进行有效的储存，并且可以对生产状态进行有效的判断，进而可以对生产过程中遇到的问题进行实时的处理。该功能的实现，需要借助先进的科学技术与手段，保证化工仪表的存储空间得到显著的提升。其五，化工仪表还具备可编程功能。软件技术与计算机等技术的应用，使得化工仪表的可编程功能大大提高。可编程功能使得复杂的控制系统得以简化，化工生产工作的可操作性显著提高。此外，具有可编程功能的化工仪表，促使自动化控制技术的应用更加广泛，仪表的功能更加多样，有效提高了化工设备的生产效率与质量。

1.4 化工仪表的安装与调试

要确保自动化化工仪表的有序运转，就要对前期的设备安装与调试工作加以重视。首先，在进行前期的安装工作时，要严格按照技术规范与标准做好勘测与施工图绘制工作，同时还要针对现场的情况制定详细可行的施工安装计划；其次，参与安装施工的技术人员要详细阅读安装说明书，并熟悉相关的施工图和技术规范。这一过程中，技术人员要严格按照操作流程开展设备安装。此外，为确保化工仪表自动化控制技术得到有效的应用，开展生产工作前还要按要求做好设备的调试与试运行工作，及时排除设备安全隐患，确保化工仪表运行期间的安全与稳定。

2 化工仪表自动化控制技术研究

2.1 自动化检测技术和修复技术

对于化工企业而言，在开展化工生产工作时要注重自动化化工仪表的应用，并注重对自动化检测技术以及修复技术的应用。相比较而言，该类技术具有较强的可靠性、精确性以及安全性，对确保设备的安全平稳运转起着重要的作用。由于化工生产环节受到诸多因素的影响，以及恶劣生产环境的不利影响，导致设备经常出现故障与问题。通过自动化检测技术以及修复技术的应用，能够准确、快速地定位出设备故障类型与原因，进而为后续设备故障的修复提供帮助，有效提高了设备维护工作的质量与效率。

2.2 现场总线控制系统

作为现代化控制系统的一个重要发展方向，在进行化工生产工作中应用现场总线控制系统，可以有效提高相关设备的运行质量与管理水平。总体而言，该系统具有一定的开放性、互操作性、数字性等特点，该系统的应用与发展具有广阔的前景。现阶段应用较广的总线智能仪表，具有分散度好的显著优势，该仪表的应用能够有效提高化工仪表整体功能。另外，该类控制系统对于不同环境有着良好的适应性，这也是普通化工仪表所不具备的功能。在具体安装过程中，通过将总线连接到多个仪表中，一方面能够降低电能的使用量，另一方面还可以为后期仪器的维护与调试工作提供极大的便利。例如，某化工单位在进行化工生产工作中，安装了年产90万吨乙烯裂解装置，并使用了现场总线控制系统。对于该系统来说，它不仅囊括了4.7万个控制电路，同时还与数万台仪表进行连接。具体控制环节中，仅凭借一个中心控制器就可对其进行有效的控制。从当前总线控制系统的运行现状来看，主要通过阀门控制器事先对现场总线PID控制。该系统应用过程中，还能实现系统集散控制，有效改善了整个系统的运行效果，防止数据负载等问题的出现。就该企业而言，其控制系统自控率已经超过了95%，同时也为该企业带来了良好的经济效益。

2.3 分散式控制技术

当前，化工仪表中广泛用到分散式控制技术，该技术的应用能够为化工生产提供良好的生产环境，并且能够有效减少能源与材料的损耗。分散式控制技术的应用具有一定的先进性，但同时也存在着相应的弊端。具体生产工作中，要根据实际使用情况对系统功能进行不断的更新，确保该技术的应用可以为化工生产提供更大的便利。随着现代信息技术以及自动化控制技术的快速发展，分散式控制技术的数字化、信息化水平不断提高，操控系统的功能更加完善。此外，分散式控制技术的应用，还有效提高了化工生产环节的精准度，有效减少了化工生产的成本，大大提高了企业的经济效益。

2.4 化工仪表人机界面技术研究

随着制造领域的不断发展，化工仪表更加注重人性化设计，人机界面技术的应用有效提高了人机交互效果。同时，现代化、人性化仪表自动化控制技术也是未来的一个重要发展方向。当前应加强对人机界面的研究，化工企业以及仪表研发、设计单位要加强对人力、物力以及技术、资金等方面的投入，不断提高化工仪表的自动化操作水平，确保化工仪表能够得到灵活的应用，改善仪表的自动化操作性能。另外，化工企业还要根据自身发展状况，建立相应的人机界面控制室，并且要委派专人对控制室的运营状况进行管理，进而提高生产环节的管理与监督效果。由于自动化控制技术的自动化控制能力相对较强，因而操作人员要具备较强的业务能力，并且在实际操作环节中要谨慎小心。人机交互界面技术的应用为故障发现与处置提供了依据，一旦发现化工仪表出现错误信息，要及时发出报警信号并采取针对性措施予以处置，以便为故障的处理提供帮助。

3 结束语

随着国内化工领域的快速发展，化工仪表自动化控制技术的应用已经成为一个必然的趋势。目前，要加强对自动化控制技术与系统的应用，提高化工仪表的数字化、信息化与自动化水平，做好理论知识与生产实践之间的结合，为化工生产与日常管理工作提供便利，不断提高化工企业的经济效益，促进化工领域的健康发展。