化工自动化控制及化工仪表的研究

郑晓华

摘要：在化工生产中广泛地运用化工仪表，其作用越来越重要。要想对现代化工仪表及化工自动化进行研究，有必要充分地结合现代化工的实践和理论，在此基础之上，对控制系统展开深入地分析，掌握可编程功能、复杂控制功能、故障监督功能、记忆功能、计算功能，在实际的化工生产中，对于机械故障能够做到及时地清除，有效地降低经济上的损失。

关键词：化工仪表;自动化;控制

中图分类号：TQ056 文献标识码：A

引言

近年来，随着国内电气技术的快速发展，工业生产也与时俱进积极将各种自动化技术应用到各个生产环节中。正是因为现代化工仪表及其自动化的广泛应用，才带动了工业生产效率的大幅提升。因此，在实际生产过程中，我们必须重视对现代化仪表及其化工自动化的过程控制，只有这样才能真正提高工业的自动化生产效率。

1现代化工自动化概念及意义认识

何为化工自动化？我们所说的化工自动化，实际上就是指化工生产过程中，积极实现自动化的生产。在进行自动化生产中，主要依赖于自动化设备而得以实现。因为在通过智能化和自动化设备的安装之后，能够代替人工实施操作，有效地促进化工生产的稳定运行。就当前而言，化工的地位愈来愈高，但是化工生产是在一个比较封闭的空间进行的化学药剂的生产，其风险比较大，风险性比较高，但是生产中又需要保证其生产的环保性，也就有必要加大监督力度，保证化工的安全生产。鉴于此，积极采用现代化工自动化技术，其意义非常深远。

2现代化工仪表及化工自动化过程控制措施

2.1集散控制技术

新型的集散控制系统结构主要涵盖：企业管理层、单元控制、车间厂房、现场仪表。现代化工仪表在实际工作中，集散控制系统发挥着信息通道的作用，其具有实时性、全面性、系统性、准确性等优点。另一方面，集散控制系统还具有很强的人性化特点，借助自身的曲线打印、历史描绘、报警、提供人工参数等功能，使得手动与自动切换更为便捷。比如，某化工企业在引进集散控制系统时，借助整改甲醛、甲羧酸等仪表配置，積极而充分地发挥了集散控制系统的作用，最终高效完成了企业过程控制与管理工作。我们从统计到的实践反馈资料可以看到：新时期，化工企业在生产环节中引进集散控制系统所需要的资金在整个生产设备中占比为 10% 到 16%。在生产中用到的甲醛具有很高的危险性，对二元混合器、氧化反应器等高危设备，必须在为其安装报警装置、安全连锁装置之后才能进行施工活动。

2.2可编程逻辑控制器

可编程逻辑控制器可通过用户存储、逻辑瞬即、计时运算、内部计数以及 D/A、A/D 恰当地进行数字输出与模拟输出，实现对生产过程的灵活、严格控制。与传统的单片机及继电器相比，可编程逻辑控制器具有体积较小、可靠性高、抗干扰性能强、维护便捷、通用性好等优点。其实，可编程逻辑控制器属于高度浓缩的小型计算机，其能对化工装置进行精准控制，保证工业生产各个环节顺利进行，其与继电器不同，在调整工艺时，也不必重新布线，只需借助对用户程序的更改，就可实现提高工作效率的目的，比较适合在大型工业企业中应用。当前，可编程逻辑控制器已经发展成熟，几乎所有厂家配套的都有软件包，涵盖通信、组态、故障诊断、编程、调试、运动等功能。常用的可编程逻辑控制器网络拓扑涵盖信息层、设备及过程管理。假如设备与现场总线管理结合在一起的话，工业生产过程中的变频器、仪表检测、MCC 等外部装置都能与可编程逻辑控制器连接在一起。在实际控制中，可对整个车间甚至整个企业的装置进行控制;在信息管理过程中，可编程逻辑控制器发展到了以太网，从而实现了优化与统一信息控制的目标。在规模较大的化工企业中，可编程逻辑控制器普遍应用在生产活动的各个环节中，主要有压缩机、自带系统等，在实际工作中都能与集散控制技术较好地整合在一起使用，大大提高了化工企业的自动化生产水平及生产能力。

3化工仪表自动化控制功能分析

3.1计算功能

在化工仪表设计中加入微型计算机，从而实现仪表自动化计算。因此，化工仪表自动化计算实现了对复杂数据的计算，且在一定程度上保证了计算的准确性。在化工仪表实际运作过程中，自动化化工仪表计算功能的优势就会得到体现，从而对工作程序进行了简化，节省劳动力、提高生产效率。

3.2记忆功能

一般的传统化工仪表应用的是硬件设备，记录形式比较单一，基本上只能对某一阶段的状态进行记录，不能及时保存太过复杂的实际工作状态，下一阶段新状态进行时，之前记录的状态就会被删除。在自动化仪表引入后，因计算机本身具有强大的储存功能，设备新老状态均会一直记录，方便日常查看，做出相应调整。

3.3自动化故障监督功能

化工仪表显示、记录了整个化工生产过程中的相关数据与信息。基于现代化工自动化仪表，因其安装有微机处理系统，可以较为精细、准确地寻找到故障数据，为故障排除、故障检修人员带来方便，维修、检查时间得以节省，又提高了化工生产效率。自动化故障监督功能保证相关工作人员及时掌握现代化工过程中可能存在的问题，对其进行有效避免，以促进现代化工的安全性、稳定性，提高生产经济效益。

4现代化工仪表及化工自动化过程控制的发展

在以往的化工生产活动中，受间歇性及小批量生产的影响，企业为了降低生产成本，一般都会选用模拟仪表及智能仪表对生产过程进行控制，由于这些仪表的自动化水平不高，因此操作起来比较麻烦。当前，现代化工仪表的精细化与自动化程度大幅提升，基于工业控制、组态、总线的模板已经在微型计算机中得以广泛应用，从顺序及程序控制到当前的优化控制、批量生产，现代化工仪表已经有了翻天覆地的变化。针对很多间歇过程缺乏固定工作点的情况，这就要求精细化生产过程必须具有优良的动态性能。由于线性工作点稳定性较差，一般的PID 调节仪表的时间与工况范围都十分有限，因此不易保障一致性的精细化生产。如选用两位控制，蒸汽就会完全开放，然后冷却水也会全开，反应器的冷却全负荷时间是 TD1，把控制环节的预定制设计为 PL，时间设置成 TD2;把温度设置为 PID 控制模式，并让反应器对其实施恒定控制。

结束语

总之，自动化控制是一个功能齐全、集成性高、灵活性强、精准度高的系统，其在工业生产中发挥着优化产品质量、改善生产环境等重要积极作用。因此，在化工的实际生产过程中，企业应积极引进各种先进的自动化仪表，有效提高过程控制成效、提升工作层次，为化工企业的安全、高效生产创造条件。

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（作者身份证号码：130204197609283926）