化工自动化控制及化工仪表的应用研究

程国凯

摘要：化工企业在进行生产运营时，所需材料大部分均具有易燃易爆、易腐蚀或有毒等特性，再加上化工生产车间一般都是在密闭容器或设备里，这样的工作环境不适合人员在里面操作，面对这种现状化工生产自动化应运而生。化工生产自动化在企业生产中的应用可以有效的代替人工操作，减小企业职工劳动强度，避免因介质特性给工作人员带来的身体危害，提高企业生产速度，增强企业整体效益。化工自动化仪表作为化工生产自动化的核心，它可以有效的对工作中工艺指标进行监控，通过严格控制工艺指标，实现企业稳定高效发展。

关键词：现代化工仪表;化工自动化;过程控制

1现代化工仪表概述

工业生产过程中不可避免的会涉及到多种类型仪表的使用，这些仪表的总和被称作化工仪表。化工仪表在工业生产过程中的应用主要是通过相互之间的配合来实现的，并且普遍用于工业生产中的过程控制、产品质量参数检测以及化工产品性能测试等工作中。为了保证化工仪表在工业生产中的应用效果，提升产品质量与生产效率，提高现代化工自动化过程控制水平具有重要意义。一般情况下，现代化工仪表测量的参数涉及温度、湿度以及密度等等，由于这些参数与产品生产质量有着直接的关系，因此工业生产过程中对于仪表的性能以及实际的运行状态均有着非常高的要求。

2 当前运用化工仪表的主要类型

2.1 化工温度仪表

在化工生产流程中，由于基本原料以及最终成品存在特殊性质，所以会对外界温度等指标提出更高的要求。通常来说，生产周期需要将温度维持在零下200℃以上，同时不能超过1800℃。分析总体化工生产流程来说，涉及到温度仪器的使用时，其中最为核心的便是热电偶和热电阻。按照相关理论，依靠总线技术，把有关的参数资料输送到采集设备之中，从而准确的完成温度控制。

2.2 化工压力仪表

除去温度这一参数，压力也是化工生产流程中较为重要的指标，一旦生产流程中无法有效的把控压力指标，就可能会造成最终结果出现问题。此外，化工生产所运用的基础装置也同压力指标有密切联系。所以，压力测定的装置也是化工生产中无法忽略的一环。

2.3 化工流量仪表

化工流量仪表是通过检测设备容积以及速度两种方式，准确测定化工生产中涉及到的体积流量，也是化工生产中不可忽视的一部分。对于质量流量的检测来说，主要使用的是推导的方式来完成。从该仪表的名称来说，包含有流量一词，但是其与传统的流速有着显著区别。流量主要是指在有效的横截面当中选取单位面积后实际通过的流体指标，在一些特殊周期中还会运用积算仪进行辅助测定。

2.4 化工物位仪表

物位测量在现代工业化生产自动化中具有重要的地位。随着现代化工业设备规模的扩大和集中管理，特别是计算机投入运行以后，物位的测量和远传更加重要了。

物位测量仪表按所使用的物理原理可分为直读式物位仪表、差压式物位仪表（包括压力式）、浮力式物位仪表、电测式（电阻式，电容式与电感式）物位仪表、超声式物位仪表、核辐射式物位仪表等。各种仪表使用的介质不同但原理基本一致，此处不再一一赘述。

3 影响控制指标的主要因素

一个自动控制系统可以概括成两大部分，即工艺过程部分（被控对象）和自动化装置部分。前者指与该自动控制系统有关的部分。后者指为实现自动控制所必需的自动化仪表设备，通常包括测量与变送装置、控制器和执行器等三部分。

4 化工仪表自动化控制功能

4.1 记录功能

在过去，传统的化工仪表只能够通过人工的方式进行某一时间段或者是对某一段数据进行记录，但是由于人工记录可能会有着记录不完全的情况，从而导致记录信息不完整，降低了化工仪表的功能性。然而随着自动化控制技术的应用，这一现状得到了极大的改善，该技术有着极为强大的不间断记录功能，可以将化工仪表所产生的各种数据进行不间断的实时记录，并且还能够在记录后进行自动数据总结、归纳、储存，为相关工作人员的日常工作提供了极大的便利和数据准确性，进而有效的促进了化工企业的稳定发展。

4.2 计算功能

计算机之所以会被称之为计算机，主要还是因为其有着人们所无法比拟的计算能力，而化工仪表自动化控制系统则是以计算机技术为基础进行构建的，因此该技术也良好的继承了计算机的优秀计算能力，从而对化工仪表所产生的诸多繁乱复杂的数据进行实时归纳、汇总、计算、处理，极大的提升的化工仪表的数据准确性和化工生产的工作效率。

4.3 可编程功能

传统的化工仪表控制系统一般都是采用的硬件逻辑电路，然后在电路的控制下，利用位控技术实现对诸多繁杂系统的有效控制。但也正是因为传统的化工仪表控制系统是采用的硬件系统，所以没有太大的可编程余地。而自动化控制系统却没有这一缺点，这主要还是因为该系统融入了如今信息技术中的软件元素，并且大多数的系统控制功能都是由软件来让进行控制，再加上计算机软件有着良好的可编程性，相关人员可以根据实际情况对软件进行编程修改，进而提高化工仪表的运行性能与生产工作效率。

4.4 复杂控制功能

相比较传统的化工仪表来说，使用了自动化技术的化工仪表的功能性更加丰富，其可以很轻易的达成传统化工仪表所无法达成的功能。以化工色谱仪器来说，在应用自动化控制系统以后，其可以利用色层分离技术来对化工生产中的复杂混合物进行分离，然后根据分离后的物质进行实际测量，提高测量准确性，这是传统化工仪表所无法做到的。

5 化工仪表中自动化控制技术应用分析

5.1 自动化控制

①利用自动化控制系统对温度仪表进行不间断的实施控制，从而密切地关注化工生产过程中的温度变化，并即使将稳定变化数据进行及时的总结、记录、传递，方便相关工作人员可以根据温度变化数据对各种生产情况进行及时的处理;②在化工生产中，很多液体化工产品都有着特殊的要求，因此为能够确定各液体化工产品的生产环境是否符合产品的实际需求，则需要自动化控制技术对液位仪表进行实时的数据监控与传递，工作人员将可以根据自动化控制系统所传递的各种数据来采取针对性的控制手段;③对于生产过程中的压力值，同温度和液位控制一样，其也需要有着压力仪表来进行辅助，然后自动化控制系统再根据压力仪表所反馈出的诸多数据采取针对性的控制手段，提高控制效果。

5.2 现场总线控制系统

该系统再实际应用过程中可以有效促进各化工仪表的功能水平，再加上其有着极强的适应能力，因此在如今的化工生产中得到了广泛的应用。另外，现场总线控制系统还可以对不同仪表进行共同控制，因此其所需要的电缆数量也将会极大的降低，这不仅会降低现场总线控制系统的按照成本，还可以有效地降低后期的维护成本，对于化工企业的经济效益提升也有着极大的促进意义。

5.3 人机界面控制系统

在实际应用过程中，自动化控制系统则可以借助于LCD、CRT等先进显示技术来对化工企业的控制设备结构进行完善和补充，对过去的各种复杂的操作过程进行精简，从而进一步的提高自动化控制系统的实际效果效果。

6 结束语

随着化工自动化技术应用的日益深入及应用范围与规模的不断扩大，使仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能，我国的化工仪器仪表产业的发展水平必将快速迈向更高阶段，而化工自动化仪表的应用也将发挥其不可估量的作用。

参考文献：

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[2]  周进.化工自动化控制及化工仪表的应用研究[J].化工管理，2019（25）：98-99.

[3]  高智强.现代化工仪表及化工自动化的过程控制初探[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（14）：177-178.

（作者單位：山东众智工程设计有限公司）