化工自动化控制及化工仪表的应用研究

于向红 邵胤啸

杭州制氧机集团股份有限公司 浙江 杭州 310000

引言

科技的发展推动了产业的进步，基于科学技术，自动化技术得到了广泛的推广，尤其在化工行业的生产中实现了质的飞跃。当今的化工行业，自动化控制是最重要的操作环节，传统的化学仪表已无法跟上化工自动化控制的脚步，因此，实现化工仪表的自动化控制是十分有必要的。新时期下，化工行业要不断革新技术，实现化工仪表的自动化控制。

1 化工自动化控制的概念及重要性

自动化控制技术现已广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。化工自动化控制是指对化工生产过程中的各种工艺参数实行自动检测、调节和对整个生产过程进行最优控制和管理。机器设备、系统或过程在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。采用化工自动化控制技术不仅可以加快生产速度，降低生产成本，提高产品质量和产量，还可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力[1]。

2 化工仪表的分类

（1）温度仪表。从温度测量方面考虑，一般情况下石油化工行业在生产工艺时所需要的温度是-200℃至1800℃，以往的温度测量工作是使用传统的玻璃式温度计测量，此方法的可测范围远远达不到生产工况要求，且测量工作主要由人工把握，数据易出现误差，采集温度的速度低，工作效率大大降低，数据没有时效性，不能成为准确的数据考量，对工艺生产工作造成影响。如今，石油化工行业采用自动化温度仪测量温度，自动化温度仪是一种双金属温度仪，主要由热电阻或者热电偶温度隔离器组成，其有着造价低、数据测量范围广、工作效率高、数据采集准确的特点，通过自身组成特性可以将有效的数据传递给温度采集仪，较传统温度表更加适合温度测量工作。

（2）压力仪表。实际生产中最常见的压力仪表主要有弹簧管压力表、膜盒压力表及一体化压力变送器等。弹簧管压力表通过表内的敏感元件的弹性形变，引起指针转动来显示压力。膜盒压力表是在被测介质压力作用下，膜盒发生弹性变形，带动传动机构使指针轴偏转，指针在刻度标尺上指示出压力值。

（3）物位仪表。除了以上对温度和压力的考量，对于石油化工产业中原料、半成品、成品中的液位的测量也极为重要，液位的测量涉及物位仪的使用，在生产过程中原料、半成品、成品的物料成分不一，物位仪不能满足同时测量的要求，而传统的物位仪也无法满足这一要求，传统的物位仪主要是对某一特定的物料进行测量，而无法测量各种物料。相比之下，自动化的物位仪可以弥补以往物位仪的缺点，它能够通过编程来确定各种物料的液位，主要是使用现代信息技术，能够更加符合当下石油化工生产特性，通过对上下阈值的设定，来控制物料的位移，使石油化工生产过程更加安全可靠[2]。

3 化工生产所使用化工仪表的自动化应用研究

（1）仪表安全控制以及故障诊断。在现如今，化工企业正处于快速发展的良好形势下，人们也是对于化工生产自动化控制装置的要求越来越高，在化工生产中，通过对于自动化控制装置的应用，在提高生产效率的同时，还能够对化工生产的安全性有所保障。在化工生产的自动化控制当中，所使用的最主要技术为人机界面技术，在现阶段，由于受到我们国家社会经济发展的影响，化工生产中的自动化控制目前已经实现多个装置对于一个控制室的模式，这是对传统控制模式的突破，在这些控制室当中，都是采用了LCD显示屏，然后利用鼠标以及键盘进行操作，触屏和旋钮用于辅助操作，并且通过利用专用屏幕来将化工生产自动化生产的过程直接显示出来，在进行整个的操控过程当中，自动化控制和人机界面是一直处于密切联系状态的。通过对于人机界面技术的高效应用，能够实现对化工仪表自动化控制效果的有效增强，而且能够为化工生产的安全顺利进行提供有效的保障。在进行化工仪表的维护工作当中，主要是依靠系统诊断以及故障修复技术来实现的，通过利用这两项技术，能够有效处理出现的故障问题，确保生产工作的顺利进行。

（2）化工仪表计算自动化控制应用研究。传统使用化工仪表，需要对仪表的每一个参数进行测试，以此来判断所生产化工产品是否合格。而化工实际生产通常会涉及数量庞大的计算数据，使用人工对数据进行计算和测试会存在很大大难度，且计算结果的精确性也得不到保证，会使得后续的生产工作无法正常进行。故使用自动化技术过程中要将计算机技术应用其中，使用计算机技术对仪表的数据进行收集，在收集完成后还要使用计算机软件对数据进行分析和处理，通过对计算机软件的化工计量定制来实现对仪表数据的精确化分析。使用计算机技术对仪表数据进行分析不仅可减少工作人员的工作量，还可保证数据处理结果的准确性，使得仪表数据处理自动化水平得到不断提升。

4 结束语

总结可得，化工自动化控制及化工仪表的应用研究具有较为重要的意义和作用，不仅可对已有的化工自动化控制技术进行总结分析，还可对自动化技术在化工仪表中的应用进行合理化探究。现今所使用仪表分类包括温度仪表、压力仪表、物位仪表、流量仪表；化工生产所使用化工仪表的自动化应用主要包含：可编程自动化控制应用、记忆自动化控制应用、故障监督、数据处理、计算及复杂功能等方面；化工仪表自动化应用控制技术包括：自动化故障控制技术、分散控制技术、现场总控技术等。