关于化工智能化仪表技术的探讨

贺建建，火瑞钦，张鹏飞，刘 真

（陕西北元集团锦源化工有限公司，陕西 神木 719319）

引言

化工行业作为我国国民经济的一项支柱性产业，在自动化网络发展的时代，如何保持持续高效的发展是当下发展过程中所面临的关键问题。在化工企业的发展过程中，要不断加强对智能自动化技术的应用，提高生产质量以及当下发展生产的效率，提升化工产品生产的安全性能。陕西北元集团锦源化工有限公司有6台电石炉、3台兰炭炉、6台兰炭烘干炉、3台白灰窑、2台发电机组，已经将化工智能自动化仪表技术应用在企业生产的多个方面，能够良好地实现测量、检测以及数据传输等一体化功能的分析，构建自动化智能化的监控系统，在很大程度上能够降低企业生产过程中的人工控制成本，不断提高企业生产的安全性，有效减小了企业生产安全事故发生的几率。

1 化工智能自动化仪表技术

1.1 常规控制

在当前化工企业的发展生产中，如果要科学合理地应用现代智能化仪表控制技术，就要在应用之前制定较为合理的控制对策，按照生产自动化流程合理有序地开展相关操作。在当前常规控制化工仪表自动化的工程中，可以对集散控制系统（DCS、PLC系统）进行有效的控制，控制其传送、测量生产过程中的各种数据信息，从而达到控制自动化仪表的作用。集散控制系统是将计算机技术、数据图像显示功能、通信功能以及控制系统综合发展的多功能系统，主要对化工仪表进行分散控制，对各仪表进行分级管理操作，有效实现了配置灵活、组态方便的各种优势。

1.2 预估控制

在当前化工企业的发展生产中，智能自动化控制技术的发展应用越来越广泛，同时在智能化控制技术中其预估控制技术是当下发展较快，应用同样较为普遍的技术。在化工企业的实际生产中，通常温度是影响产品生产的关键因素，对温度的精确控制是提升产品质量的关键。当前化工产品生产过程中，温度控制已经广泛地应用于化工生产智能控制技术中，良好地解决了在生产过程中温度动态响应慢的技术问题。在化工企业当下的应用中，其控制方式通常以多输入多输出的控制方式为主，使化工生产的温度控制能够得到精准有效的控制。

1.3 现场总线的控制

在当前化工企业生产的过程中，化工仪表的自动化控制通常与企业现场总线的控制进行有机结合。通常，现场总线的控制有效实现化生产的自动化管理，很好地展现了数字化、开放性以及高效便捷性的特点。在当前的生产中，对现场总线控制技术实现有效应用，能够对生产中的化工仪表实现良好的分散集中控制，但是对于智能化仪表控制技术中的各项功能例如数据监测功能、各项生产数据测量功能等都应该不断研发加强，提升对生产环境的适应能力。此外，现场总线控制技术的应用，在很大程度上减少了线缆的使用量，在方便后期运营维护的同时又减少了维护的费用，大大缩减了生产的成本。

1.4 安全监测

在化工企业的生产过程中，通常其危险系数相对较高，一些工作无法依靠人工有效的进行，例如在生产过程中，人工监测无法适应有毒以及对人生命健康产生危害的环境，在这种生产环境下，实现实时监测有着很大的难度。而化工智能仪表技术的应用则能够很好地解决当前问题，化工智能自动化技术能够在很大程度上降低生产过程中安全事故的发生，能够提升监测工作的安全性能。在智能自动化仪表的应用中，仪表通过传感器信号的变化，能够将生产过程中所需要监测的数据信息通过计算机展现在工作人员的面前，工作人员可以方便读取各种信息，判断生产过程是否安全稳定，若一旦发现问题，可以通过计算机实现远程控制进行调控。

1.5 新型控制技术

在化工行业当前的发展中，各项技术的研发力度不断提升，化工智能化仪表技术同样也在不断进步提升，其智能化的程度也在不断增强。在当前智能化仪表技术的发展中，已经逐步出现了结合PID控制技术的智能化调节，在一定程度上推动化工企业仪表技术的持续发展。在智能化技术的帮助下，对仪表的各项参数进行优化完善，与PC系统加深融合，根据在生产过程中的实际变化，不断加强智能化控制效果。

2 化工智能自动化仪表技术的应用

2.1 储存记忆能力

在化工仪表技术当下的发展中，智能化仪表技术能够有效实现快速记录监测数据，并通过储存功能将其记忆保存下来，有效实现了传统仪表监测的相应数据无法记录的情况，同时也方便工作人员根据数据对生产过程的分析控制。比如锦源化工在电石炉自动化上料控制中实现了料批自动记录功能，每当卸料完成并且物料全部进入料仓，程序将自动累加对应仓的配料次数同时记录各料仓加料料批时间。此项功能在全自动上料和手动上料时都可使用。

2.2 处理数据的能力

化工智能仪表技术的应用，最为主要的就是改善仪表处理监测以及处理数据的能力，智能化仪表技术的应用在监测数据的负载能力，数据信息的处理能力上都有着很大的提升。而且在发展的过程中，计算机技术与智能化仪表技术的融合在很大程度上提升了数据监测的精准度以及数据信息的处理效率，有效减少了人工成本，促进了智能化仪表技术的发展应用。

2.3 程序的可塑性

在化工智能化仪表的应用中，特定程序的加入能够提升仪表的智能化程度。而且特定程序的加入使得相应程序在生产应用中的执行能力能够通过调节程序进行调控，在提升仪表整体功能的同时又加强了仪表软件程序的可塑性。例如在实际的应用中，在仪表中植入相应的延时程序就能够使仪表具有延时功能，提升仪表的功能。

2.4 自我监测能力

在智能化仪表的发展应用中，监测能力是智能化仪表通常都具备的功能，其主要是通过仪表内部的通信传感器进行工作，对各项数据信息进行监测传输，通过与计算机技术的结合，传输到控制室的显示器上，方便工作人员进行监测控制，保障生产的质量以及生产过程的安全性。

2.5 增强化工仪表监测精确度

智能化仪表在生产应用的过程中，相较于传统的工业仪表，其突出的优势就是精测精确度相对较高。在智能化仪表的发展过程中，逐渐应用微型计算机，其频率往往超过1 MHZ，在生产过程中的各项操作行为甚至只需要几毫秒就可完成，能够精确的监测生产过程中的各项数据，在一定程度上提升化工产品生产的质量。陕西北元集团锦源化工有限公司在电石生产过程中电石炉石的操作现状，结合对各种干扰因素对炉压的影响的分析，需要使用智能化模糊控制器（见图1）来实现根据炉压自动调节风机频率，并且将炉压稳定的控制在-10 Pa至+10 Pa的理想范围内，提升了电石炉炉压监测控制的精确度。

图1 料批自动记录图

图1 智能模糊控制器

2.6 化工仪表智能化在锦源化工的具体应用

2.6.1 智能巡检机器人

搭载云台摄像头及多种数据采集设备，接受机器人远程平台系统任务指令对巡检相关区域进行可见光图像、红外热感图像、环境气体及温湿度等信息采集，并将采集到的信息实时上传到机器人远程平台系统。机器人远程平台系统部署于集控室，通过服务器和机器人进行数据交互，实现运维任务派发、视频存储、可见光及红外温度检测、巡检日志查询、遥控巡检等功能，并将机器人的运行状态、处理得到的相关数据上传至后台系统进行处理分析。

2.6.2 脱硫PH计冲洗

增加一套pH计自动冲洗DCS控制系统，将管线内12台手动阀更换电动开关阀，在pH计量桶筒入口处增设2台电动调节阀，利用DCS远程控制，结合工艺参数设定要求，调整自动冲洗程序，系统可以实现pH及自动冲洗，吸收塔根据pH计参数实现自动补浆；pH计集水坑A/B泵出口手蝶阀改为集水坑A/B泵出口电动蝶阀；集水坑A/B泵至吸收塔、事故浆液箱手蝶阀改为集水坑A/B泵电动蝶阀，工艺水至集水坑A/B泵手动蝶阀改为工艺水至集水坑A/B泵电动蝶阀，与pH计量筒共同组成冲洗系统，控制石膏浆液的pH计数值，提升脱硫效率。

2.6.3 电石、焦化尾气燃气锅炉给水自动

在现在基础上更换给水控制系统主路调节阀，使用进口罗托克电动调节阀，引入自动顺序控制系统，对被控对象给水流量、蒸汽流量和炉膛负荷使用调节器进行调节，利用现有的汽包水位变送器LT、给水调节阀KV及微积分调节器LC形成一个闭合的调节回路，满足现有的燃气锅炉汽包给水自动需求。

3 结语

在当今智能化、网络化的时代，与人民生活息息相关的化工领域也要不断加强智能化、自动化技术的应用，对化工仪表要加强智能化技术研发，提升智能化仪表的各项功能以及数据监测的精确度，利用智能化技术不断优化仪表的各项参数，提升智能化仪表在化工领域的应用程度，促进化工领域智能化的发展。