探讨现代化工仪表及化工自动化的过程控制

赵冬　刘玉丽

摘要：我国的化工事业正在随着科技与经济的不断进步快速发展，相应的化学工业生产过程中所运用的仪表也越来越朝着自动化的趋势发展。在化工发展的过程中，化工仪表起到的作用举足轻重，本文便以当前运用化工仪表的主要类型为研究基点，探讨当前工仪表的主要应用情况，以期进一步加深化工仪表的自动化，促进我国化工事业的发展。

关键词：现代化工仪表；化工自动化；过程控制

前言

化工自动化指的是将自动化的生产设备安装到化工生产设备中，以代替人工作业，这个过程，便被称为化工自动化。在我国经济的发展过程中，化学工业所扮演的角色举足轻重，在一般条件下，化学工业的生产过程应该在全密闭的容器中进行，而人工操作不仅不方便，也会有一定的危险。在这种条件下，化学仪表的自动化便能够实现化工生产过程的安全高效，也能够实现对化学工艺指标的科学控制。

1.当前运用化工仪表的主要类型

在化学工业进行自动化生产的过程中，会广泛使用化工仪表，而主要的化学仪表可以根据不同的特点大致分为以下几种类型：

1.1化工温度仪表

化学工业在生产过程中，因原料与产品的特殊性，对温度具有较高的要求，一般情况下，生产过程中的温度都要控制在零下200摄氏度到1800摄氏度之间，在整个化工产品生产时，划分到化工温度仪表中使用频率最高的便是热电偶与热电阻两种仪表。其基本原理是依托于总线技术，将相关信息输入到DCS与其他温度采集装置中，以完成对化工生产温度上的自动控制。

1.2化工压力仪表

在化学工业生产过程中，压力是除温度以外的另一种必要的化学反应因素，如果在整个生产过程中没有控制好压力，那么整个生产的效果也会大打折扣[1]。与此同时，化工生产设备也会在一定程度上受到压力的影响，因此，在化工生产的过程中，压力仪表的运用也是必不可少的。压力仪表的类型也比较多，如特种压力表、压力传感器、变送器等。

1.3化工物位仪表

所谓物位仪表在整个化学工业生产中所起到的主要作用便是控制化工生产的原料量，也是整个化工生产过程中所必不可少的，在整个化工产品生产时，划分到化工物位仪表的主要有超声波、直读、电接触、浮力、激光辐射、差压以及电容等诸多方式，而其中使用最为广泛且具有较强精确度的主要有矩阵涡流式、雷达式以及磁极伸缩时三种类型。

1.4化工流量仪表

而化工流量仪表也是化工生产中必不可少的仪表之一，其测量原理主要有容积与速度两种方法，在测量体积流量方面比较合适，而质量流量则普遍采用推导法或直接法进行测量。化工流量仪表中流量的含义与普通的流速存在一定的差异，流量指的是有效截面在单位面积留过的流体的体积以及质量，有时还要借助积算仪对某段时期内的流量进行计算，而对流量的测量则要结合实际情况进行，有的要求大口径的流量，有时候则是微小的流量，此外，一些固体的接遏制的流量和多相及脉动流量等在介质上都体现出了不同性质[2]。

除以上四种仪表之外，还有一种在线过程分析仪表，主要用于相对高端的分析仪器，在普通的化学生产过程中，并不经常用到。

2.当前化工仪表的主要应用情况

在科学技术不断发展的前提下，当前化工仪表需要随着时代的发展也拥有了越来越多的功能，主要体现在以下几方面：

2.1记忆功能

在传统的化工仪表中，只能做到在指定的某一时刻做出最简单的记忆，而且记忆不能够被完整保存，具有较大的缺陷。但将自动化设备加入到化学仪表中去，则能够利用计算机中的存储器，将仪表所显示的信息做出完整记录，且将其系统保存，以便日后查看。例如，微机引入仪表后，存储器就能够对前段状态的信息进行记忆并将其保存下来，在需要的时候可以对存储记忆进行重现。

2.2可编程功能

在化学仪表中，将运用大量的高科技软件取代体积庞大的仪表硬件，并在电路控制的过程中，运用芯片位控技术，控制相对繁杂的系统功能，进行比较简单的软件编程[3]。

2.3数据处理功能

在化工生产的实际操作中，化学仪表不可避免的会遇到自动检测与校准、线性化处理、工程测量值相互转换等一系列问题，而且还会时不时的伴随着外界干扰。而在化工仪表中运用科学的计算机装置，便能够有效的运用软件来规避以上问题，使化工生产中的硬件负担更小，在数据的处理方面更加优化。

2.4計算功能

计算机的运用也意味着计算功能的实现，在化学仪表中运用微型计算机，不仅能够计算相对复杂的数据，还能够在很大程度上提升计算结构的精确性，而计算功能的实现能够帮助化学仪表完成以下比较复杂的计算任务，以确定化工生产中的极大极小值等。

2.5复杂控制功能

与普通的化学仪表相比，实现化工仪表自动化功能之后，能够做到很多以前无法实现的功能，举例来说，在化工色谱仪器中，运用自动化的化工仪表便能够通过色层分离的方法来实现相对复杂混合物的分离工作，进而确定混合物中化学成分的含量。

2.6测量精确度更高

化学仪表的自动化意味着计算机设备在化学仪表中的充分运用，而计算机能够完成短时间内的反复数据测量，进而计算数据的平均值，这也就在很大程度上提高了相关数据的准确性与精确度，减少了数据测量的误差。

3.结论

化学工业的自动化涉及到很多综合性技术，在对化学仪器自动化控制的过程中，以科学的计算机技术为依托，能够为化工生产过程提供更好服务。在未来的化工生产中，现代化工仪表需要与化工自动化形成一个系统结构，以提升化工仪表的准确性，促进化工生产的自动化进程。

参考文献：

[1]高东方，崔岩峰.执行《工程建设标准强制性条文》中石油和化工建设工程部分注意事项[J].石油规划设计，2013，08（15）：218-219.

[2]沈耀亚，赵德智，许凤军.功率超声在化工领域中的应用现状和发展趋势措施[J].现代化工，2014，06（22）：187-188.

[3]唐旭华.适应教改形势，培育精品教材，打造化工复合型人才——浅谈化工自动化及仪表课程设置的重要性及配套教材建设[J].化工高等教育，2011，07（15）：203-204.