化学工程与工艺中的自动化发展趋势探析

关 波

（吐鲁番职业技术学院，新疆 吐鲁番 838000）

1 化学工程与工艺概述

化学工程与工艺的主要研究对象是基于化学，同时与工业、信息技术等紧密结合，衍生出很多新兴的学科，这种学科之间的相互包容与发展促进了化学工程与工艺在各个行业迅速应用。化学工程与工艺一直紧跟化学行业发展的脚步，伴随着科学技术日新月异，已经成为非常重要的学科之一。近年来，我国在化学工程与工艺中的自动化领域中深度研发与创新，充分结合化学基础理论和操作实践，将不同化学材料融入深加工技术研究，并且已经取得了突破性的进展，不仅促进了化学工程与工艺的进步，而且在生态环境保护中也起到了关键性作用。目前，化学工程与工艺在工业领域的应用上已经取得了可喜的成绩，并且先进程度也在逐渐增强，已经趋向于专业化的发展方向。众所周知，化工行业的生产质量与数量都与化学工程与工艺中的自动化发展程度息息相关，如果自动化程度较低，就会影响化工产品的生产效率，进而会影响到产品质量。相关实践数据表明，先进的化学工程与工艺技术能够显著提升化工行业的生产效率，而且能够将生产过程中产生的污染物控制到最低，更加有利于生态环境保护，确保了化工行业的可持续发展。

2 化学工程与工艺的发展现状

随着我国电子信息技术水平的长足发展，在“互联网+”的大环境下，各个行业的自动化应用程度也都有迅猛的提升。然而化工行业与汽车、电子等产业不同，化工行业仍然以重工业为主，属于传统工业领域，生产技术相对成熟，由于化学工程与工艺设备更新换代较为缓慢，生产线多年不更换，生产制度陈旧，高级技术人才严重匮乏，导致自动化程度仍然处于偏低水平。机遇与挑战并存，为了适应自动化新时代的发展趋势，我们应及时整合化学工程与工艺的自动化应用方向，将信息技术注入化学工程与工艺的研究之中，不断创新其自动化应用效果。

3 化学工程与工艺中的自动化发展趋势

3.1 现代化

经过多年发展，我国化学工程与工艺产品项目研发已经由单一的简单化工产品加工向多元化化学衍生产品和精深加工方向转变，由经济产出价值链的低端向高端逐步过渡，化工产业不再是孤立的发展，而是渐渐转向多产业融合协同发展。化工自动化已发展成为化学工程与工艺全面应用的重要支柱产业。因此，我们下一步工作的重点仍然是全方位的寻求化学工程与工艺现代化发展的途径，创新化工产业流程，将自动化技术引入化工生产环节之中，稳步提升化工企业的生产效率和产品质量。

3.2 创新化

长期以来，我国化学工程与工艺生产企业承担着艰巨的社会责任，为我国经济发展和科技创新做出了重要贡献。然而由于我国化学工程与工艺技术研究起步较晚，生产企业多数为中小型企业，先进技术应用水平还处于较为落后的状态，与发达国家的生产工艺还存在较大差距。特别是在提倡绿色产业发展的今天，化工行业环境保护问题迫在眉睫，节能减排技术已经广泛应用到各个行业。目前，我国多数化学工程与工艺生产企业在生产流程创新中取得了一些成就，但与发展目标相比还差很远，当前及今后一段时期，如何将新技术、新工艺、新材料等应用于化学工程与工艺自动化生产中，仍然是我们工作的重点。做好科技创新工作，是任重而道远的，我们必须积极克服化工能源短缺的现状，大力解决化工行业发展与环境保护之间的矛盾和突出问题，在促进化学工程与工业自动化发展的同时，努力推动节能减排与绿色发展。

3.3 环保化

随着全球经济一体化进程的逐步加快，环境保护问题也日益突出，如何协调化工行业发展与环境保护之间的矛盾已经成为全球化的焦点问题之一。化学工程与工艺自动化行业是我国经济发展的支柱产业，然而由于缺乏合理的规划设计，基础设施建设十分落后，政企管理权责不够清晰，科技后备力量严重不足，人才结构存在断层现象，直接导致了化工行业产业层次较低，环境保护问题突出。在新形势下，所有行业的发展都不能够以牺牲环境为代价，为了确保人类的生存和生活，我们必须高度重视环境保护问题，大力促进化学工程与工艺自动化环保技术的发展，将先进的环保技术引入化学工程与工艺生产流程之中，最大限度的减少资源的消耗，从而进一步降低化工企业排放物对生态环境造成的污染。同时，积极淘汰影响和破坏生态环境的低产能化工企业，通过企业整合与重组，让老企业迸发出新活力。因此，我们应着重从源头开始进行化工行业的环境保护管控工作，不断完善环保监测系统，将智慧自动化引入化学工程与工艺技术行业，在项目开工之前就做好环境评价和安全生产评价，施工过程中全过程进行环境保护指标的跟踪与监督，确保项目投资与生产始终处于环保安全可控范围。

4 基于自动化发展的化学工程与工艺前沿技术

4.1 MES 生产管理系统

MES 生产管理系统，是通过信息化的高效管理模式，帮助化工行业生产企业解决种种生产管理高成本、生产质量高要求难题的得力助手。MES 生产管理系统的生产过程可以进行全程监控，每一个产品都具备生产质量的全程追溯条码，这一全新的生产管理系统将会逐渐成为化学工程与工艺自动化企业发展的新出路。MES 生产管理系统通过在化学工程与工艺企业部署工业以太网Profibus 现场总线、平板电脑、LED 显示屏等硬件设备，集成采用先进的物联网技术，比如RFID 无线射频识别技术、条码识别技术，实现对生产制造现场各种加工设备、产品生产状态的数据采集，再通过MES 生产管理系统的数据分析、集成和报表自动生成并通过LED 显示屏进行信息发布，实现对装配过程的质量控制、物料拉动、信息发布与作业指导的功能。MES 生产管理系统还能够通过用户访问权限控制，确保产品生产信息的安全可靠性，从而满足企业生产过程实施控制和生产质量全程追溯的管理需求，为企业不断优化生产作业流程和生产质量管理体系，持续提升产品质量，实现按时交货，提高客户满意度。

4.2 DCS 技术

为了提升化工生产的效率，自动化技术不断完善，DCS 技术就是应用于分散管理的一种先进技术，在计算机技术的应用上，通过智能大数据系统的运行，能够对生产的各个环节进行整体控制，确保化工企业生产的有序高效进行。目前，主机控制采用DCS 一体化的项目也愈来愈多。即在控制系统的高、精、尖上不断突破，在控制的范围上不断扩大，且国产化市场占有率增加势头也较猛，特别是在老机组DCS 改造方面。就已投运的国产DCS 系统而言，与进口产品比较综合性能之间差距不大，各类全封闭设计模件具有免维护性能，总的I/O 点数应用也达到15000 多点以上。软件全在WINDOWS 平台运行，界面友好，组态修改方便，全中文环境，易理解和掌握，应用功能基本包括了全部需求。这表明DCS 设计制造、性能参数方面均能满足当前我国化工行业建设设计规范要求，利用DCS 技术能够实现操作的智能化，是减少化学工程与工艺对环境造成的污染的关键技术。