化工自动化控制及应用

刘鹤雷

摘 要：在化工自动化控制中，可通过计算机实现自动控制，操作精准度高，实时性强，可确保化工生产的安全性。围绕化工自动化控制技术，主要研究了其在化工生产过程控制中的应用，并具体分析了其在紧急停车系统中的应用，这对提高化工生产的安全性意义重大。

关键词：化工自动化控制；操作精准度；机械设备；自动化设备

中图分类号：TP273 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.101

随着计算机网络技术的快速发展，化工自动化控制技术已成为确保化工生产安全性的重要因素之一，但仍存在操作人员的技术不成熟、对化工生产自动化控制的认识不足、对先进的机械设备的了解不足等问题。这既浪费了资金，又导致工作无法取得明显的效果。因此，对化工自动化控制和应用进行研究有较大的现实意义。

1 化工自动化控制技术

1.1 概念

化工自动化指的是在化工生产过程中，以化工生产为主控对象，以自动化控制技术为工具，以精准、科学的控制算法和控制方案为手段协调好控制理论与控制技术的关系，将从原料加工到成品产出的全过程融合到自动化控制系统中，从而有效控制化工生产过程中的温度、流量、压力和液位等模拟量，真正实现化工自动化控制。

1.2 实现化工生产自动化控制的前提条件

想要实现化工生产自动化控制，仅有优秀的技术服务品质是不够的，还需要满足以下3个要求：①使用的技术系统必须先进，自动化设备要能有效控制温度、流量、压力、液位等模拟参数。②制订实施方案时，相关人员要考虑多种突发状况，力求周密。此外，控制平台应具有较高的稳定性。③操作人员需要足够专业，对自动化控制系统要有深入的了解，能科学地管理和操作自动化控制系统。

2 化工生产中的过程控制

2.1 过程检测和故障诊断

在化工生产中，利用过程检测和故障诊断技术有利于操作人员第一时间发现故障和及时维修设备，从而提高设备生产的安全性，使化工生产及其设备运行更加可靠。

2.1.1 过程检测

从理论上讲，为了更好地分析数据，过程检测对象应为解析模型。然而，实际生产过程较为复杂，难以建立精确的模型。因此，在实际工作中，只能合理地组合多种简单的模型，从而建立较为精确的解析模型用于过程检测。

2.1.2 故障诊断

运用故障诊断有利于及时发现设备中存在的故障，具体诊断过程为：利用各种仪器测量并记录模拟量数据，并加以统计，与标准数据比较。如果存在较大的波动，超出了正常范围，则警报器会发出故障警报。

2.2 仪表监控

操作人员通过各类仪表可以直接测出相关数据，并将数据量化，从而有效评测化工生产的状态，这对故障预防而言非常重要。

2.3 分布式控制系统和可编程逻辑控制器

目前，微处理器、大规模及超大规模集成电路在化工生产领域的应用非常广泛，传统仪表逐渐被分布式控制系统、可编程逻辑控制器替代。比如，DCS、PLC的性能优良、功能强大，数据处理能力非常强。为了完善各种功能，DCS系统引入了工控机、PC平台系统。值得一提的是，PC平台的软件资源的性价比极高。此外，FCS的发展也非常迅速，实用性较强，是世界上较为先进的控制系统。FCS主要特点有以下3点：①核心是总线结构。一旦确定总线协议，相关技术、设备也会确定。②若总线控制系统开放性强，操作协调性会很好。若总线类型一定，总线协议一定，那么其操作性就强。③建立在数字智能装置上的现场总线控制系统结构分散，用户现场接线较为便捷，利用单个现场仪表即可实现多变量通信。值得一提的是，即使仪表的制造厂商不同，也不会影响操作。此外，现场总线控制系统还具有简单、易维护的特点。

FCS控制系统具有的特点可有效提高控制系统的可靠性，确保其安全、稳定运行。因此，FCS在化工生产中获得了非常广泛的应用。

3 紧急停车系统

3.1 紧急停车

在化工生产中，紧急停车系统的运行基础是化工自动化控制系统。如果不具备强大的化工自动化控制系统，紧急停车系统就无法有效发挥作用，化工生产的可靠性也无法得到保障，进而直接威胁着操作人员的生命安全和企业的财产安全。

在工业生产中，停车有以下3种形式：①正常停车，指在检修生产设备时的有计划的停车；②部分紧急停车，比如生产设备故障、电气设备故障时导致的意外停车；③全面紧急停车，指在生产过程中遇到停水、停电、停汽时不得不紧急停车的情况。

3.2 紧急停车系统遵循的原则

紧急停车系统应遵循以下4个原则：①独立设置原则。应防止出现设备关联，进而影响正确执行紧急停车操作的情况。②中间环节最少原则。任何仪器、仪表都可能出现故障，中间环节越多，系统越不可靠，因此，应防止中间仪器故障，进而影响紧急停车操作。③冗余原则。应增加备用单元，提高紧急停车操作的稳定性。④故障安全原则。应周密设计检测、执行单元。

4 结束语

综上所述，本文围绕化工自动化控制技术，主要研究了其在化工生产过程控制中的应用。此外，还具体分析了其在紧急停车系统中的应用，这对提高化工生产的安全性意义重大。目前，我国正在逐步提升对化工生产的安全要求，这间接推进了自动化控制技术的不断进步。因此，我们应该投入更多的资金，加大对自动化控制系统的研究力度，不断提高自动化控制系统的运行水平，使自动化控制系统在化工生产安全管理方面的作用更加突出，从而在保证收益的同时，最大限度地提高化工生产的安全性。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕