智能化仪表在化工过程控制的应用①

徐小勇

摘要：改革后，我国的科学水平在社会发展下不断进步。目前，现代化工业水平持续上升，对过程控制提出严格要求。工业领域应用过程控制方式，已经成为自动化重要分支。热工、化工工艺设备持续革新，为了全面发挥出工艺效能，增加经济效益，需要配置自动化装置。文章在对化工智能化仪表特点与功能分析基础上，介绍了化工智能仪表应用的优势，重点对智能化仪表在化工过程控制中的应用进行分析。

关键词：智能化仪表;化工过程控制;应用要点

引言

近几年来，我国在自动化领域取得了令人瞩目的建设成就，自动化技术不断成熟，在各个领域都得到了广泛应用。尤其是在化工领域，自动化仪表的使用明显提升了化工生产水平，而当前社会的快速发展对化工产品的需求增长，化工生产规模进一步扩大，为了确保化工生产过程中良好的控制效果，对测控仪表和控制系统也提出了更高的要求。将自动化仪表及智能化控制系统应用到化工生产中势在必行，在这样的情况下，对化工自动仪表及控制系统智能化进行深入分析，有着非常积极的现实意义。

1现代化工自动化的概念

目前，国内智能化技术的普及应用范围不断扩大，已然融入到人们日常生产生活的各个角落。在国内化工行业之中，结合了现代化高新技术的化工仪表有效推动了整体化工行业内生产效率以及效益的提升，这对于实现化工行业迈入现代化领域有着重大作用。所谓现代化自动化生产，指的是在化工生产作业期间，操作者借助尖端的高新设备，从而达成高自动化程度的生产，这同时也是更具人性化的生产模式。在国内上下一心倡导“大众创业、万众创新”的时代，促进化工生产作业的自动化水平提升既具有深刻含义，并且也是国内化工行业未来一段时间内的主要发展方向。

2智能化仪表在化工过程控制的应用

2.1现场总线控制系统中的应用

随着集散控制系统发展，逐渐出现现场总线控制系统，属于升级系统，被广泛应用到化工过程控制中。该系统可以将化工生产智能化仪表，转变为网络节点，并且连接在一起。企业信息能够延伸至现场设备，管理层可以整定在线参数、诊断故障，掌握智能化仪表实况。应用现场智能化仪表时，可以挂设在原总线上，无需增设其他组件。现代化工生产中，遵循 PLC 系统、FF 总线，可以促进现代仪表发展，实现创新应用。现场总线智能化仪表，可以通过嵌入式软件，对内部操作进行协调，实现自动校准、自动诊断、非线性补偿，同时可以分散生产过程控制、功能等。

2.2数据存储和处理功能

化工生产过程的温度、压力等各类参数是一直在变化的，传统的仪表只检测阶段性的数据，无法反映出参数的变化情况。自动化仪表通过内置的微型计算机设备和存储设备，能够完整记录设备运行过程中的参数变化，避免数据丢失情况的出现。还能够对数据进行初步处理，反馈所需要的数据，从而反映出生产的实际情况，为生产控制提供可靠的数据参考。

2.3分级管理预防机制

仪表自动化设备对于化工企业而言占有十分重要的地位，为此应当对其采取合理的管理方式，并且提升有关操作人员的专业化水平，为其提供相应的培训。依照有关数据得知，对于化工自动化仪表可实施分级维护措施，按照各类设备之间独具的特性确定相应的管理控制方法。操作者需要按期对化工自动化仪表实行详细检查，将日常维修养护工作落到实处，其后再由专业技术人员对设备开展针对性检测，保证设备内的关键工作部件能够正常运作。

此种措施是基于分级检查来确保检查结果的精准性和检查范圍的全面性，一般将第一级检查设为外部日常周期性检查，第二级则为针对设备内部关键工作部件的检查。

2.4动态优化控制

此种优化控制措施，主要是调节变量与设定目标值比较接近，随着时间的变化，目标值也在持续变化，并非固定值。系统优化反馈控制、模型预测控制法需求度高，转变控制参数、控制算法，可以确保系统达到预期要求。

2.5智能化系统控制

控制系统作为化工生产的核心，所发挥的作用是不可替代的。化工自动化仪表为控制系统提供了基础的生产参数，通过通信技术、网络技术的支持，控制系统对相关参数的获取更加直接，数据共享得以实现，数据运算和处理能力进一步加强，做到了对数据的智能化分析。工作人员通过操作系统，对现场单元的控制与调节更加灵活、合理，更在此基础上实现了主动式维护保养、工艺方案的优化等智能化的控制效果，充分体现了控制系统的智能化特性。

2.6数据处理功能

在实际使用化工仪表设备时，必须要做到对数据层面的高质量处理，保证处理速度快捷、处理结果精确。以往的传统式处理方式不仅效率不佳而且处理的效果也十分的不理想，而在将智能自动化技术运用于化工仪表之后，便可借助软件和微处理器来破解以上难题，同时提高仪表的处理效率与取得更加优质的效果，减轻了有关硬件的沉重负担。在此方面，化工仪表和智能自动化之间的有机结合，还可以提供十分强大的检索功能和优化功能，利用计算机软件从而达成远程操控化工仪表的目的，有益于化工仪表自身作用得以更为良好的展现。其二者之间的融合运用并非只是单一的传输一些简单的指令，还具有对有关数据进行高级、复杂的运算处理功能，并且还能借助化工仪表的有关功能来构建新式测量仪器设备，从而丰富化工仪表的功能种类，让其具备更加强大的功能作用。

2.7安全仪表系统的冗余和仲裁

在化工行业实现规模化生产之后，安全已经成为其运营过程中的头号重点。按照安监总局〔2009〕116 号令关于 15 类危险工艺（在安监总管三〔2013〕3 号文件中将其增加至 18 种）与实施方式，规定必须要装设安全仪表系统。此系统主要包含检测、控制与执行单元，通过容错的多重冗余结构来提升故障裕度，确保在某一单独的硬件故障问题不会引起系统安全功能的全面丧失，同时还能依靠其自诊断功能，发觉并防范潜在危险，预防事故的发生、减轻事故带来的损失。安全仪表系统因其出色的功能在未来的很长一段时间内，还将继续为广大化工设备的安全运作提供保障。而在将来，伴随着冗余式智能化测控仪表的不断发展，在仪表自身具有的安全功能能够充分满足其日常安全运作需求的情况下，集中型安全仪表系统或许会被离散型冗余智能化化工仪表所取代。

结语

综上所述，为了确保智能化仪表运行寿命，必须科学检修和诊断智能化仪表。由于智能化仪表运行环境不同，因此遵循的检修标准也不同。为了延长智能化仪表使用寿命，必须采用科学化理论，联合智能化仪表维护经验，科学预算使用时间，维护和检修仪表故障，确保仪表运行正常化。化工仪表智能化发展，具备显著应用优势，网络化发展趋势，可以充分发挥出网络计算机、仪器仪表资源潜力注重动态优化控制、稳态设定值优化控制、预测智能化仪表的发展趋势，全面展示出智能化仪表的优势与特点。

参考文献

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