化工仪表自动控制系统的应用分析

李优泽 王强 杨玉辉

[摘    要]化工仪表自动控制系统在化工生产中得到了广泛应用，极大地提高化工生产的安全性和可靠性。通过仪表自动控制系统能够掌握化工生产的相关状态，进而完成相关控制决策，保障化工生产的稳定运行。主要探索了仪表自动控制系统应用的相关问题，从而更好地发挥仪表自动控制系统在化工企业中的作用。

[关键词]化工企业;仪表自动控制系统;应用

[中图分类号]F426.7 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）03–0–02

[Abstract]The automatic control system of chemical instrumentation has been widely used in chemical production， which greatly improves the safety and reliability of chemical production. Through the automatic instrument control system， the relevant status of chemical production can be grasped， and then relevant control decisions can be completed to ensure the stable operation of chemical production. Mainly explore the related problems of the application of automatic instrument control system， so as to better play the role of automatic instrument control system in chemical enterprises.

[Keywords]chemical industry; instrument automatic control system; application

信息技术应用到自动化系统当中，促进了仪表自动控制系统朝着智能化和数字化的方向发展，保障了化工生产的安全性和可靠性。合理地应用自动化仪表自动化装置不仅能够开展实时监测任务，同时还能够保障对于相关测试测量数据的准确性。而且随着自动化水平不断提高，通过仪表自动化控制系统能够有效地降低工人的工作量，减少人在化工生产的参与度，进而提高化工生产效率和质量，提高企业的经济效益。

1 化工自动化系统概述

一般化工自动化系统中常使用的仪表主要包括了4种，分别为温度仪表、流量仪表、压力仪表和液位仪表。主要是对于化工生产中的温度、流量、压力以及液位进行测量。这些参数的变化都能够反映出化工生产过程中的相关状态以及相关情况。因为化工生产过程中各种指标都在一定的范围之内，仪表指示的数据长时间存在一个非状态值，说明此时化工生产过程中存在着很大的问题。根据相关指示数据来分析化工生产过程存在的问题，及时进行处理，从而保障化工企业能够正常地工作。除了相关仪器，自动化系统中还存在着很多系统，例如DCS系统、可编程系统。这些系统能够对于仪表数据进行有效搜集、分析和计算，根据分析的相关结果进行控制，通过控制相关电磁阀来对化工生产进行有效的控制，从而保障化工生产的正常进行。

2 化工自动化系统应用过程中的安装调试工作

2.1 仪表安装调试前的准备工作

在正式开始安装化工仪表之前，需要做好相应的准备以及调试工作，从而保障安装和调试工作顺利进行。一般准备工作主要分为两个方面：需要根据化工自动化仪表的相关参数来绘制相应的安装设计图纸;需要在开始之前全面了解到仪表的安装过程以及需要遵守的相关行业标准，从而能够对于仪表安装过程进行充分地优化，提高安装的质量和效率。

（1）分别为PID流程图、仪表安装图、设备布置图以及电缆防线表等相关图纸。

（2）为了保障安装的质量和效率，需要对于相关人员进行相应的培训工作，保障安装工作顺利开展。

2.2 化工自动仪表安装调试技术

在具体开展安装过程中，需要严格按照相关的技术手册和操作流程来开展化工自动化仪表的安装调试工作。①需要结合化工企业的实际生产规模和实际生产的情况来做好规划工作，也就是需要明确指定化工仪表的放置位置，然后指派相关人员做好设备和仪器的调试工作，比如做好构件的调试工作。②对于自动化的线路进行合理的布置和调整，减少各种线路的交叉，尤其是电源线和信号线之间的耦合，防止线路在工作过程中出现电磁干扰等现象。③要做好电缆的安装和调试工作，因为电缆在化工自动化仪表中发挥着极其重要的作用。要合理安排电缆的心路，将相关的障碍物和杂物进行清除，这样能够对于相关回路信号进行有效的屏蔽。

2.3 接地设备的安装

在安装化工自动仪表的过程当中，还需要重视对于接地设备的处理问题，在接地环节需要做好准备和安装工作。在做准备工作过程中需要使用独立的系统来对接地网络进行连接，而且需要对于经过系统的电流大小进行控制，这样能够有效地防止电流过载的现象出现。在开展接地设备安装过程中，需要按照相应的安装流程以及顺序来开展施工，而且要做好信号保护，防止设备受到外来设备的干扰和影响，从而确保设备在运行过程中能够保持通信顺畅，进而能够稳定运行。另外還需要注意设备安装过程中常见的一些问题，例如底线虚焊、安装错位、走线不规范等，这些问题地存在，特别容易对于接地设备造成损害。另外还需要保证接地线地稳定，减少接地故障地出现。

3 自动化控制系统的调试

3.1 调试过程注意环节

自动化仪器在安装之后，为了保障仪表能够正常的运转，需要对于仪表进行相应的调试工作。在调试过程主要是通过以下几个方面开展工作。

（1）做好校验工作，也就是在完成系统组装之后，对于整个系统进行调试和协调，查看系统中存在的问题。可以从电路级别和系统级别来查看系统中是否存在一些明显的问题。

（2）在仪表系统安装完成之后，需要对于整个生产系统进行管路试压和冲洗，判断相关参数是否能够达到相应的要求。同时这在个环节，还需要检查电缆的绝缘等级和程度。

（3）在具体开展工艺试车过程中，还需要做好一系列的测试工作，也就是在测试过程填好相应的记录，在调试过程中严格按照相应的要求进行联动运行。

（4）调试过程中需要按照先局部再整体的过程，也就是首先进行单机运行，保障单机正常之后，才能够开展联机运行，从而确保整个系统稳定运行。

3.2 电磁流量计和气动阀门的调试

需要做好电磁流量计和气动阀门的调试工作。在进行电磁流量计的调试过程当中，需要做好一些的调试工作。

（1）检查流量计系统供电是否正常，如果供电异常，则需要检查变送器是否指示正常，如果指示正常需要使用万用表对于电磁流量计端口进行检测，判断是否正常。

（2）电磁流量计安装完成之后，如果仪表显示数据异常，需要判断仪表是否严格按照相关程序进行安装以及线路是否和仪表匹配。在调试气动阀门过程当中，需要注意以下的注意事项。

①使用专业的仪器对于气源压力进行测试，判断压力是否符合相应的规定。如果不符合相应的规定，需要以阀门铭牌的压力数值作为参考标准，通过调节加压阀门调压气压大小。

②调试气路连接情况，检查气路的气密性能是否良好。

③测试电磁阀的动作情况。通过控制室发送给电磁阀强信号来控制阀门的开关动作，判断阀门是否能够按照控制正常地开关。

4 仪表自动化控制系统在化工生产中的应用

随着信息技术的不断应用和发展，目前化工行业也逐渐朝着自动化的方向发展。化工行业的自动化实现，主要通过利用仪器仪表以及相关控制技术对于整个化工过程进行有效地控制，从而保障化工生产能够自动完成。尤其随着人工智能技术、大数据技术、物联网技术的发展，自动化系统在化工企业中发挥的作用越来越大。

4.1 DCS系统的应用

DCS控制系统是目前我国投入使用中较为先进的仪表自动化系统，该系统主要包括了控制单元层、现场仪表层等。通过DCS系统可以为化工生产提供更加准备的仪表数据，这些数据能够更好地反映化学生产的情况，从而为各项控制任务提供数据支持。通过这个系统能够将化工生产中的各个工序信息进行融合和传递，而且这套系统的精度较高，得到的数据的准确度较高，在实时性方面也具有很强的优势。很多化工企业都引用了DCS系统，提高化工生产的自动化水平。在应用DCS系统之后，可以对于化工生产工序的关键环节的各种物理参数进行监控，包括了流量、物位、温度以及压力等参数，并且对于这些参数进行实时显示和计算，计算相关物理量参数是否超过一定的阈值，从而及时进行报警操作。而且通过DCS系统，能够更好地对相关参数进行控制，通过改变相关参数的数值改善生产，进而提高生产效率。同时，利用DCS系统能够改善生产工艺，促进企业产量稳步提升，在提高产能的基础上，提高了企业的经济效益。

4.2 可编程系统的应用

可编程系统是实现自动控制和智能控制的关键组件，通过相关控制算法能够完成对于化工生产工序的控制，从而保障化工生产的正常开展。可编程控制系统的功能类似于微型计算机，针对不同的任务设置不同的控制程序。而且在可编程控制系统内部设置有相关的储存器，可以将相关控制程序储存在其中，这样就可以针对不同任务完成不同的控制。而且可编程系统是图像化编程界面，只需要考虑到控制的逻辑关系，不必过分专注于底层的实现和开发，这样便于开发和管理。而且可编程系统具有编程简单、基于实现和维护、低功耗、可靠性高等优势。可编程系统（常见的如PLC系统）已经被广泛地应用到化工企业当中，保障了化工生产的稳定性和可靠性，而且使得化工生产智能化水平显著提高。而且随着可编程控制算法和控制设备的不断发展，目前可编程系统已经将仪表控制、操作界面以及编程软件有机结合在一起，使得操作和控制更加方便和简洁。可编程系统可以作为自动化控制系统中的独立系统，针对不同的工艺流程进行相应的调整，从而更好地完成对于工艺的控制和操作。在传统的化工工艺中，在更新新的工序过程中，需要进行重新布线，这样效率不高，而且增加改造成本，但是采用可编程控制系统，可以重新书写系统即可，对于系统改造较小，不仅提高效率，而且减少不必要的成本支出。新时期下，化工企业要重视可编程系统的应用，对于企业可持续发展具有重要的意义。

4.3 热电偶仪表的应用

温度是化工生产环节当中一个最重要的物理参数。通过热电偶仪表可以对温度进行有效的检测和控制，掌握温度数值大小。热电偶仪表主要包括热电偶、端子机、热电阻和热电偶等。传感器装置可以将相关信号录入到采集模板当中，进而将相关数据传输到采集装置当中，然后通过采集装置将数据录入到计算机系统当中，从而对于温度数值进行相关处理计算，判断温度数值是否在正常范围。

4.4 电磁阀的应用

电磁阀在相关控制器的作用下，能够对于电磁阀阀门进行关闭和开启的控制。电磁阀是化工工艺中一个最为常用的控制设备，很多物理量的控制都是通过电磁阀完成地，例如温度参数、流量参数，都可以利用电磁阀进行控制调节。电磁阀的内部有两块磁铁和一个阀门，通过控制线圈中的通电电流，进而控制电磁阀的阀门。但是在实际的生产当中，化工环境存在着很大危险，例如毒气、易燃、易爆气体等，需要对于电磁阀进行相应的处理，尽可能提高其安全等级，有的甚至需要进行防爆处理，进而提高化工生产的安全性和可靠性。

5 结束语

化工仪表自动控制系统应用到化工生产当中，极大地提高化工生产的质量和效率。但是在应用过程当中还需要做好仪表自动控制系统的安装以及调试工作，通过加强对于操作人员的培训工作，熟悉安装调試的具体流程，保障设备的正常运转。

参考文献

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