化工自动化仪表及控制系统智能化研究

陈天天 王楠楠 孙蒋子豪

[摘    要]社会经济的不断进步，给我国工业建设提供了良好的发展契机，同时也促进了工业建设中各类技术的变革与创新。针对化工行业中的化工自动化仪表及控制系统而言，不仅对化工自动化控制的整体效果具有决定性的影响，同时还代表着化工行业的自动化与智能化程度。文章结合化工自动化仪表的主要类型，详细分析了化工自动化仪表及控制系统智能化的具体功能，以期促进化工自动化仪表及控制系统智能化应用效果的显著提升，同时为化工自动化仪表控制系统的相关研究提供部分理论参考。

[关键词]化工行业;化工自动化仪表;控制系统;种类;智能化控制功能

[中图分类号]TQ056 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）05–0–02

Research on Intelligentization of Chemical Automation

Instrumentation and Control System

Chen Tian-tian，Wang Nan-nan，Sun Jiang Zi-hao

[Abstract]The continuous progress of social economy provides a good development opportunity for my country's industrial construction， and at the same time promotes the transformation and innovation of various technologies in industrial construction. For the chemical automation instrument and control system in the chemical industry， it not only has a decisive influence on the overall effect of chemical automation control， but also represents the degree of automation and intelligence in the chemical industry. To this end， this article combines the main types of chemical automation instrumentation and analyzes the specific functions of chemical automation instrumentation and control system intelligence in detail， in order to promote the significant improvement of the application effect of chemical automation instrumentation and control system intelligence， and at the same time for chemical automation instrument control The related research of the system provides some theoretical references.

[Keywords]chemical industry;chemical automation instrumentation;control system;type;intelligent control function

1 化工自动化仪表的相关简述

1.1 化工自动化的基本概述

化工自动化，其实就是指将先进的仪器设备安装在化工生产中，由此以先进的仪器设备取代人工操作的模式，从而实现自动化生产，达到化工企业经济效益稳步增长的根本目标。在我国的国民经济中，化工行业占有重要的比例，保障化工行业健康稳步的发展则能推动国民经济的可持续发展。所以，利用科学的技术与先进的设备开展化工生产，一方面能降低化工企业的成本投入，提升综合效益;另一方面还能减少化工生产对人员的危害，提高生产过程的安全指数。所以，开展化工自动化仪表及控制系统的相关研究迫在眉睫。

1.2 化工仪表与自动化控制系统的发展

在化工行业的具体生产过程中，传统的化工生产模式缺乏先进的仪表，并且化工仪表在结构与操作方面都相对简单，所以大部分的运行操作都是建立在人工操作的基础之上，并且无法达到自动化生产的目标。在20世纪中期，受科学技术不断发展进步的影响，使得自动化控制技术获得了明显的变革与创新，通过将各类技术与自动化技术的科学融合与应用，使得化工自动化仪表得到了广泛研发与应用。

由于化工行业的生产环境具有明显的特殊性，大量设备的化学反应过程都具有较高的条件要求，所以这便直接提升了化工产品中环境控制的重要性。一旦化工产品的生产环境得不到科学有效的控制，不仅会明显降低化工产品的生产效率与质量，同时还可能引发一系列的安全事故，给生产企业带来严重的负面影响。所以，保障化工自动化仪表的科学安装与精准运行尤为重要。将自动化技术与化工仪表进行科学的融合，能够直接提升化工仪表运行的精准性与可靠性，确保化工设备中的实际运行情况与环境参数都能够得到精准的捕捉与分析，从而为自动化控制系统的运行研究提供有效的数据信息支持。进入21世纪之后，由于化工生产中综合性要求以及产品质量要求逐渐提升，所以加速了对化工装置的优化速度，从而必将导致化工生产设备控制点的精度要求不断提高。而自动控制系統结构的发展与应用，则实现了对化工生产中模块发展与集成化发展的目标，直接推动着化工行业中自动化与智能化程度的不断提升。

2 化工自动化仪表的具体类型

2.1 温度测量仪表

化工生产是通过利用化学反应过程实现物质生产目标的生产项目。而化学反应则需要特殊的环境和温度，尤其是在温度条件方面，部分化学反应的温度要求在-200～800 ℃之间，要顺利达到化工生产安全有序进行的目标，则需要高度重视并科学控制化工生产设备的温度，而这离不开温度测量仪表的科学使用。温度测量仪表主要是利用自动化仪表的总线技术与电子信息技术，实现科学精准测量温度信息的目标。同时，温度采集系统能够及时地将系统采集的温度信息精准地传输到自动化控制系统之中，从而为设备内部的调控提供参考与依据。

2.2 压力测量仪表

压力测量仪表主要是精准地采集设备内部运行阶段的压力状态信息。在化工生产过程中，设备内部压力属于变量，如果压力无法保持理想状态，则会对化工产品的纯度产生直接性影响。针对化工生产中的压力设备，要利用专业的压力仪表进行测量，才能保障压力设备的正常运转。主要是因为专用的压力仪表能够科学融合压力传感器和特种压力表，从而为化工生产中压力仪表的安全运转提供支持与保障，同时还不会受到高压因素与腐蚀因素的影响。

2.3 流量测量仪表

流量测量仪表主要是对化工生产的各类管道设备中的流量进行科学精准的测量。在化工生产中，流量对化工生产环节中的物料配比具有重要的影响作用，所以流量测量是化工生产控制的主要依据和参考因素。在流量测量中，流量速度测量与流量容积测量是主要内容，主要是利用浮子流量计和电磁测量计开展测量工作，从而为化工生产控制工作提供有效的帮助。

2.4 物位测量仪表

化工产品的生产质量受多方面因素的影响，例如生产设备的精准性，原材料的配比与使用情况等。而要实现对原材料使用情况的科学控制目标，则要利用物位测量仪表对材料中的各类物位信息进行科学精准的监测分析，常用的物位测量仪表有浮力式仪表，波雷达仪表等。在众多物位测量仪表中，波雷达仪表的测量精度较高，通过对波雷达仪表的科学利用，能够确保化工生产中物料用量控制的科学精准性，为化工生产的有序进行提供有力的保障与支持。

3 化工自动化仪表控制系统的主要功能

3.1 系统编辑功能

在应用化工仪表的过程中，需要将计算机技术科学地融入到普通的化工仪表之中，在专业精准计算的基础上确保化工仪表能够对硬件的逻辑电路达到转换的效果，从而保障化工仪表硬件系统能够得到简化处理。针对结构较为复杂的化工仪表而言，大部分的应用均在电路控制方面，如果将计算机技术科学融入到仪表设计之中，则能在计算机技术的支持下实现自动化软件控制目标，从而对仪表的各类电路结构进行科学的简化。现阶段的化工仪表智能控制系统，不仅能保证化工仪表自动化程度得到科学的提升，确保化工仪表自动化设备的智能化特点与人性化特点能够得到充分的发挥与应用，由此从本质上增强仪表运行环节的稳定性。同

时，还能对化工仪表自身的各类功能进行优化与完善，增强化工仪表自动化系统的控制效果，在保障生产过程安全便捷的基础上为仪表的维护工作打下良好的基础条件。

3.2 记忆功能

传统的化工仪表由于设备的简化程度较高，所以在应用过程中会使得化工生产的数据信息存储仅能达到暂时性的效果。也就是说传统的化工仪表仅能对化工仪表的简单状态进行相关记录，并不能对化工仪表的各类关键性信息与数据进行及时保存。如果仪表的控制回路具有较高的复杂性，或者化工仪表的工作状态处于超负荷，那么必将导致实际所收集的各类数据信息无法得到科学精准的分析判断与分类存储，从而导致化工生产中各类设备的控制能力直接降低。同时，如果新的数据信息传输到传统的化工仪表中，则会自动覆盖原有的信息，根本无法对历史数据进行有效保存与分类提取。现阶段在化工仪表设计中加入了自动化技术，则能明显提升化工仪表的储存性能与记忆性能，确保在化工生产的各个环节，化工自动化仪表都能对不同生产环节的工作状态进行相应的显示，并对各类数据信息进行精准的保存，后期还能对所需数据信息进行提取与利用。一方面能够直接降低工作人员的工作强度与难度，另一方面还能保证化工企业生产效率的显著提升，为企业健康稳步的发展提供有力的保障与推动。

3.3 数据处理功能

在化工企业的具体生产环节，不仅需要对各项生产参数进行详细精准的保存，同时还要对各类参数进行精准的分析计算。在化工仪表的工作任务之中，对实际所接收的数据参数开展线性化处理分析则是最为重要的环节。例如在化工仪表的校正與自动监测环节，主要工作是对化工仪表的各类测量值与工程值等进行科学精准的转换。而化工仪器的使用效果极易受外界因素的影响，在自动化方式的应用下，通过利用先进的计算机技术，软件控制技术以及数据处理技术等，能对化工企业具体生产环节中的各类数据信息进行详细的记录与处理，从而保障化工企业各环节生产的有序进行。此外，化工自动化仪表还能凭借记录中的数据信息对化工生产中的异常情况进行综合评估，并对引发异常的原因进行系统分析，从而引导化工企业生产的优化与完善，从本质上提升数据信息处理的精准性与有效性。

3.4 计算功能

在化工仪表应用的过程中科学融入计算机技术，能直接提升化工企业的生产效率与生产质量，从而保障化工企业预期发展目标的顺利实现。在化工生产过程控制与管理中，在计算机技术的保障下能够确保化工仪表自身的计算性能得到有力的提升，同时在智能仪表控制手段的辅助作用下，不仅能够保障系统扫描时间控制的合理性，还能确保系统反应时间得到有效的缩减，从而以优化大数据处理的方式增强化工仪表的实际应用效果。此外，计算功能则能有效确保化工仪表的精确度得到不断提升，由此为化工企业的生产提供有力的基础保障。在此环节则要对化工仪表的具体使用情况进行高度重视与密切关注，例如使用智能化设备对化工仪表的温度情况，压力情况以及精准性等进行全面的测量与合理的把控。

4 结语

综上所述，科学技术与社会经济的不断进步加速了化工行业的发展，为自动化控制技术在化工行业中的应用创造了良好的契机。在化工行业的自动化体系中，自动化仪表具有重要的作用，必将引领自动化与智能化的科学融合。为此，化工企业要顺利实现自身的发展目标，则要对化工自动化仪表及控制系统进行科学的应用，落实化工自动化仪表及控制系统智能化的应用与维护管理工作，增强化工自动化仪表运行的稳定性与精准性，由此才能为化工企业安全稳定的生产提供坚实的基础保障，推动化工行业的可持续发展。

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