化工企业中自动化仪表的设计探究

鞠伟亚

摘 要：化工企业的生产运营环境多是高压、高温、真空等特殊环境，而在这种特殊环境中，自动化仪表发挥着非常重要的作用。因此，必须做好化工企业的自动化仪表设计工作，提高自动化仪表的稳定性和可靠性。通过分析常见的化工企业自动化仪表分类和仪表设计选型，阐述了化工企业自动化仪表设计技术，以供参考。

关键词：化工企业；自动化仪表；物位仪表；压力仪表

中图分类号：TH216 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.107

近年来，自动化仪表在化工企业中的应用越来越广泛，极大地降低了化工企业的事故率，自动化仪表设计逐渐成为化工企业的重点研究项目。化工企业自动化仪表设计具有较强的专业性和附属性，相关设计人员应结合化工企业的实际生产、运营需求，积极采用先进的科学技术，不断提高自动化仪表设计水平，推动化工企业的可持续发展。

1 常见的化工企业自动化仪表分类

1.1 物位仪表

化工企业生产运营过程中需要进行大量的液位测量工作。测量时，必须全面考虑被测物料的化学特性和物理特性，因此，在设计过程中，应重点考虑自动化仪表的设备型号。根据不同的测量方式，可将物位仪表分为直读式、浮力式、静电式、电接触式、电容式、超声波式、雷达式、重锤式、辐射式、激光式和矩阵涡流式等仪表。在自动化仪表的实际应用中，电接触式、雷达式和矩阵涡流式物位仪表的测量精度较高。

1.2 压力仪表

压力仪表在化工企业中发挥着不可替代的重要作用。常见的压力传感器、变送器、特种压力仪表可用于高温介质、脉动介质、黏稠状介质以及粉状和易结晶介质的压力测量中，测量精度可达0.1级。常见的化工企业压力仪表主要有液柱式、弹性式和活塞式仪表。

1.3 温度仪表

在化工企业中，温度仪表主要用于控制化工管道或者设备的显示温度。最常见的温度仪表是接触式温度测量仪表。此外，热电阻、热电偶、双金属温度计的应用范围也比较广泛。

2 化工企业自动化仪表设计选型

2.1 满足统一选型要求

化工企业的一些大型生产线项目可能由不同的设计单位负责，这就导致化工企业采用的自动化仪表可能来自不同的生产厂家，仪表的质量必然存在较大的差异。为了降低后期的管理和维护成本，在自动化仪表设计初期，必须满足统一选型要求，结合化工企业不同监测点的实际情况，将自动化仪表分为不同的档次。对于同一档次的仪表设备，应尽量选择同一个生产厂家的产品。

2.2 符合工艺标准

自动化仪表主要用于化工企业的生产工艺中。结合化工企业生产、运营环境情况，化工管道材质和管径，用户端工艺介质和工艺参数等因素，选择合适的自动化仪表，将先进性和经济性统一起来，降低自动化仪表设计选型成本，不断提高化工企业自动化仪表的设计水平。

3 化工企业中自动化仪表设计技术

3.1 电磁兼容性设计技术

为了充分发挥自动化仪表在化工企业中的作用，提高自动化仪表的稳定性和安全性，化工企业在设计自动化仪表时，应充分考虑电磁干扰对自动化仪表的以下影响渠道：有一定的干扰源、传输媒介、自动化仪表内部零器件比较敏感。化工企业在设计自动化仪表时，可采用电磁兼容性设计技术，对自动化仪表装置适当采取减弱干扰源或者消除措施，将公共地线和自动化仪表地线有效结合起来，最大限度地降低寄生耦合对自动化仪表的影响。

3.2 温度补偿设计技术

化工企业自动化设计在实际应用中容易受到外界自然因素的影响，特别是夏季和冬季温差很大，并且有时温度变化呈现不规则性，这在一定程度上影响了自动化仪表的可靠性和稳定性。为了进一步提高化工企业自动化仪表设计水平，必须考虑到温度变化因素。为此，设计人员可采用温度补偿设计技术，改善化工企业自动化仪表的不可靠、不稳定状态，降低温度因素对自动化仪表的影响。依据不同的温度敏感性，温度补偿设计技术可分为并联式温度补偿技术和反馈式温度补偿技术。在实际应用中，如果自动化仪表的温度敏感系数比较复杂，最好运用反馈式温度补偿技术。这种补偿技术可最大限度地降低温度因素对自动化仪表的影响。如果自动化仪表的温度敏感系数相对单一，应尽量运用并联式温度补偿技术。

3.3 自动化仪表热设计技术

在运行过程中，化工企业自动化仪表需消耗大量热能，而随着运行时间的增长，自动化仪表内部零器件的温度会不断升高。在设计自动化仪表时，采用热设计技术可以有效控制自动化仪表设备的温度，采用散热、制冷等先进技术，使自动化仪表设备的内部零器件温度处于正常的范围内，从而提高化工企业自动化仪表的稳定性和可靠性。同时，结合化工企业的生产、运营需要，将温度传感器安装在自动化仪表内部的通讯卡上，实时监测自动化仪表的温度。一旦自动化仪表温度较高，传感器可自动向软件系统发送预警信号，启动相应的散热装置或者直接切断电源，确保化工企业自动化仪表的安全性和稳定性。

3.4 可靠性设计技术

在设计自动化仪表时，为了进一步提高仪表的稳定性和可靠性，可采用可靠性设计技术，采取可靠性预计、分配等措施，消除自动化仪表故障隐患。在运用自动化仪表可靠性设计技术时，设计人员主要是进行结构式程序设计，简化、分析自动化仪表设计的各个模块，采用元件选择和控制技术、冗余设计技术、故障设计技术、维修设计技术、耐环境设计技术等，提升自动化仪表的可读性和可维修性。同时，采用先进的技术设计方法，最大限地减少自动化仪表设计错误，提高自动化仪表运行的可靠性和设计的精确性，简化复杂的程序设计。当前，化工企业应将自动化仪表可靠性设计的重点放在差错设计、改错设计和容错设计等环节，从而提高自动化仪表的运行性能。

4 结束语

随着现代化科学技术的快速发展，自动化仪表在各个领域和行业的应用越来越广泛，充分发挥了其自动化监测的优势。化工企业自动化仪表设计应结合企业的实际生产、运营需求，做好自动化仪表设计选型，采用先进的设计技术，不断提高自动化仪表的可靠性和稳定性，从而提升化工企业的生产效率。

参考文献

[1]何东林.浅析化工企业中自动化仪表的设计与施工[J].科技创新导报，2011（11）：207.

[2]涂冲，王睿，梁雨辰.浅析化工企业中自动化仪表的设计[J].黑龙江科技信息，2012（24）：72.

〔编辑：刘晓芳〕