化工自动化仪表的安装与管理

张亚东，李金鹤，陆 佳

（江苏蓝天安全科技有限公司，江苏南通 226004）

0 引言

化工生产中危险因素较多，对环境造成的破坏较大，涉及到的人员、设备、材料种类多样。化工生产通常在封闭容器中进行，往往需要高温和高压环境，安全隐患较大。科学技术的飞速发展，尤其是计算机技术的迅猛进步，使自动化技术在化工生产过程中的应用越来越广泛，构建自动化控制系统可以远程控制化工仪表，及时调整化工工艺参数，使整个化工生产环节都能得到有效控制，保证生产环境的安全有序，避免出现安全事故。

1 化工自动化仪表的种类和安装规范

化工生产项目涉及到的化工设备种类较多，根据不同的划分依据可以将之规定为不同的类型，比如根据安装类型划分可将化工自动化仪表分为架装仪表、盘装仪表和现场仪表等。根据使用能源状况可将化工自动化仪表划分为电动仪表、气动仪表及液动仪表。化工自动化仪表适用范围较广，种类繁多，安装和管理过程中存在一定难度，要求技术人员具备专业的安装知识，了解设备运行原理，能够结合化工生产的实际需求，合理开展化工自动化仪表的安装，保证化工生产流程的科学性和稳定性。

化工自动化仪表中的温度检测仪表主要基于温度传感器检测化工生产过程中的温度参数，仪表使用的温度传感器主要包括双金属温度计、热电阻温度计及热电偶温度计等。温度传感器的选择是由所测介质的温度范围以及物理化学性质决定的。在温度检测仪表测试及温度传感器的安装过程中，需要注意相应型号补偿导线的搭配，保证温度传感器的正常使用，提高温度传感器的灵敏性和精确性。其次，化工自动化仪表中的压力检测仪表主要包括现场压力表、压力开关及压力变送器，主要依据压力传感器的测量压差进行测量，可以有效检测化工生产过程中密闭空间的压力，适时监测化工反应的环境并进行报警[1]。

在化工自动化仪表的安装与管理过程中，必须按照相应的行业规范及标准要求进行。结合仪器装置的功能特点，明确安装原理及设备的工作原理，保证安装活动顺利有序地开展。由于化工企业仪表种类较多，不同的仪表所发挥的功能也各不相同，在进行仪表自动化构建及设备安装的过程中，工作人员必须明确不同仪表装置所发挥的作用以及仪表的使用环境条件、安装环境以及影响因素等。同时，技术人员还要明确仪表的材质特点、结构特点、工作机理等，保证安装后的仪表能正常工作和稳定运行，提高企业的经济效益。目前常见的化工设备仪表主要包括执行类设备仪表及检测类设备仪，主要是对化工生产期间各种温度、流量、压力等参数进行测量，结合化工生产实际需求进行参数的调整与记录，保证化工装置正常运行。执行仪表主要根据调节类仪表的相关指令以及所测试的数据进行处理和工作，调节对应的输入输出量以及生产控制模式，使化工生产活动顺利进行，以提高生产效益[2]。

2 化工仪表自动化安装与管理注意事项

2.1 流量测量表精度问题

化工生产活动对原材料的精度控制要求较高。在实际生产过程中，需要各种流量测量设备和控制设备对原料的使用量进行精确的管理与控制，保证原料投入量的稳定性和精确性，避免出现过大误差而引起反应失败，确保生产准确科学地完成。我国化工企业多采用冲程泵实现配料的运送，通过冲程泵往复运动的柱塞合理控制配料量，实现物料的精确微量控制，保证生产过程安全开展，避免因原材料问题造成的反应失败以及经济损失[3]。

2.2 设备安装前的资料准备工作

化工设备自动化仪表的安装与管理活动涉及的材料较多，内容复杂，需要按照行业标准与规范安装。安装前必须要结合应用的技术、材料、设备、人员等，全面收集涉及到的资料，并制定安装图纸。设备安装过程要严格按照图纸要求，保证安装的严谨性和程序性。安装前的资料准备主要包括施工图纸的准备、安装说明书的准备以及自控安装准备等，需要准备的资料种类较多，这些资料在很大程度上直接关系着设备安装的成败，也为后续的管理与维护提供有效的数据支持。因此，安装人员必须要加强对相关资料的收集与管理，做好设备安装数据的计算，仔细阅读说明书，以指导后续的设备安装工作，保证设备安装的合理性和科学性，使安装后的设备能长期正常运行[4]。

2.3 缺乏专业水平高的人才

化工设备建设以及自动化设备的安装涉及的技术含量较高，需要安装人员具备专业的设备安装知识以及丰富的安装经验。目前，我国化工企业普遍缺乏专业水平高的人才，依然采取落后的工艺进行自动化仪表的安装工作，设备的自动化性能得不到充分发挥，对企业经济效益的提升效果不明显，因此必须要加强高素质专业人才的培养以及引进，为人才提供充足的发展空间，提高其工作积极性，保证化工企业设备建设的自动化水平。其次，一些企业虽然已经认识到自动化仪表设备安装与管理的重要意义，也明确人才的重要性，但从实际情况来看，化工企业普遍缺乏对现有人才的培养与维护，人才流失严重，现有人才培训不到位，安装人员实际操作与培训内容差别较大，影响自动化设备安装活动的顺利开展[5]。

2.4 控制系统容错性能问题

化工企业生产过程使用的温度检测元件主要是热电阻和热电偶，通过温度检测元件得到化工生产过程中的温度数据，为化工生产参数的调整以及设备的自动化控制提供有效数据参考，实时监控化工设备内部的温度变化情况。化工生产自动化控制过程中经常使用热电偶检测元件检测安全栅机柜以及控制器机柜的温度情况，热电偶检测元件灵活性相对更好，检测精度更高，应用于重要设备的温度监测过程中，能及时发现温度异常，并采取有效措施进行处理，避免故障的扩大而影响生产。在自动化控制过程中，要求每项生产环节和生产内容都有有效的监测系统，保证每个环节的元件都处于良好的工作状态，提高检测数据的精确度以及控制系统的容错性能，以保证自动化系统稳定运行。

3 化工仪表自动化设备安装与管理对策

3.1 优化人机界面

计算机技术的飞速发展使智能化控制系统在化工企业中的应用越来越广泛，得以真正实现自动化管理与控制，减少人力资源的使用，提高控制精度和控制效率。传统的化工企业控制装置和系统一般只设置一个控制室，应用智能化控制系统后需要设置并行式控制室，实现中央控制室与多个子控制室联用的控制方法，提高控制效率。在化工企业生产控制过程中，中央控制器采用液晶显示设备实时显示仪表的准确信息和内容，员工可以通过人机界面进行自动化生产的辅助控制，及时调整异常参数，人机控制界面还可以确定具体的工位号以及所需要执行的操作方式，实现DCS 组态。同时也可以利用人机控制界面进行化工生产工艺流程图及模拟图的制作，审核生产工艺的有效性，优化生产工艺，保证生产的顺利进行[6]。

3.2 增加仪器监视功能

化工企业生产过程中存在的安全隐患较多，会对人员的生命安全造成严重威胁，因此可以通过增加仪器监视功能的方式，保证设备运行的安全性和可靠性。做好安全检测工作，发现安全隐患与安全问题并及时处理，保证生产安全。在设备安装过程中，要安装全面的监控系统，充分发挥仪器设备的监控功能，监控对象包括设备的运转以及生产流程。在化工生产设备自动化安装与管理的过程中，通常需要在设备安装的同时安装多个辅助仪器设备，使各设备之间相互协调配合以提高生产效率。由于涉及化工生产的仪器设备互相影响且互相干扰，因此在安装过程中，要根据施工图纸按照连贯性原则进行设备安装，充分发挥数据监控的作用，提高监控数据的准确性，保证化工设备正常运行。

3.3 常规控制部分

常规控制部分是化工设备仪表自动化系统建设中的重要组成部分，主要通过自动化技术进行各项仪表的连续控制和批量控制，包括机动组合仪表、电动单元组合仪表以及DCS 仪表。常规控制部分控制方案的核心技术是PID 调节方式，化工企业最常用的控制方式包括串级调节方式、单回路调节方式以及前馈调节方式。控制方式要根据企业的生产目的及生产环节选择，提高控制算法性能的稳定性与计算的速度，实现自动化系统补偿和追踪功能，提高化工设备的整体水平。

4 结束语

综上所述，化工设备建设过程中仪表自动化设备的安装与管理直接关系着企业的生产水平，影响企业的安全生产活动。科学技术的飞速发展使各项新技术在化工企业生产中的应用越来越深化，极大地提高了企业的生产效率和生产的稳定性。在化工设备建设过程中积极引入自动化设备，提高企业生产的安全性和可靠性，保证企业的生产效益、经济效益和社会效益，促进企业的可持续发展。