现代化工仪表及化工自动化的过程控制研究

2021-11-27管新峰

中国科技纵横 2021年13期

管新峰

（盛隆化工有限公司，山东滕州 277519）

自动化技术日渐发展的今天，其技术在很多行业都得到了应用，改变了行业发展局面，尤其是在化工领域，自动化技术的使用不仅提升了整体的生产效率和效益，更是减少了生产中的各种事故出现，给行业带来了巨大的发展契机。在化工企业中的自动化生产系统建设，使得该系统可以在生产的全过程中进行相应的仪表信息采集，进而对各种现代化工仪表开展自动化管控，保持仪表的功能和作用实现，克服传统控制技术的诸多不足。未来的化工行业发展中，现代仪表与化工自动化技术有着巨大的发展潜力。

1.现代化工仪表种类及控制过程

1.1 温度检测装置

对于化工生产而言，在生产工作的开展构成中，伴随着大量的热量释放，经由对各个机组温度的实时监测，也就可以经由对温度的掌握来进行各种仪表工作状态、性能的科学判定。对于甲醇生产而言，其在生产工作推进时，往往需在特定的温度和压力条件下实施，否则，将无法保障产品的生产质量，甚至会加剧生产的安全风险[1]。因此，化工企业内部，可通过温度仪表的配置来进行生产环境内各个温度参数的获取，这一温度监测具有自动化和实时化的特征，最为常用的温度仪表为热电偶仪表，该仪表可以在相应的监控软件辅助下，进行内外温度参数的获取，但这一温度监测下的自动化控制是利用DCS系统来完成的。

1.2 压力仪表装置

化工生产中除了要进行温度参数的控制，还需要进行压力指标的监测，因为很多的产品生产工作开展时，对于压力条件也有着严格的标准，当利用专业的压力仪表装置进行压力参数的控制后，就可以保持正常的生产秩序。通过压力仪表装置来进行压力指标的获取时，专业人员需结合化工企业内部的生产情况，将压力传感系统、测试系统与变送器等装置都安装于指定位置，进而来保障压力参数监测的实时性、准确性[2]。部分化工企业的甲醇自动化控制中，往往需在特定的压力条件下开展，为达到最佳的压力控制效果，往往结合实际的生产装置配置情况，来进行相应的协调控制。在压力参数的监测方面，相应的仪表还可自动进行温度指标、脉冲操控指标、材料黏度、稠度等基本情况的掌握。

1.3 物位测量装置

物位仪表也是现代化工仪表中的一种，在该仪表配使用时，可根据实际需求来进行原料数量的确定，并在特定的温度和压力条件下组织相应的生产作业。技术人员在生产过程中，需对前期投入材料、半成品材料投入产出的流量开展全过程、实时性的监控，利用自动化系统来获得对应的物位指标。

2.化工自动化中现代仪表的应用及过程控制要求

2.1 可编程过程控制

在对化工仪表和生产过程开展自动化控制的过程中，PLC是关键的控制技术，经由PLC系统的配置，也就可以结合化工企业内部的生产需求，确定控制目标，理清控制思路，并在数据统筹、分析与计算的基础上进行有针对性的控制。可编程过程控制技术的这一特点，使得在化工生产领域的逻辑电路转换、协调更为便捷，相应的仪表和装置完全可以在远程控制下保持其最佳的运行状态[3]。即使在化工生产中的控制模式下相对复杂，在该控制模式中的可编程过程控制技术应用，也可以在电路控制、设计中融入PLC控制，来达到自动化控制的良好效果。

2.2 计算控制功能

化工行业现代化的发展趋势下，企业内部所涉及的现代化工仪表种类越来越多，在自动化技术支持下，各种化工仪表都可以在对应的计算机终端系统内实现全面的计算与监测，这种控制模式下，化工企业的生产效率显著提升。计算控制功能下，传感器所采集到的全部数据和信息都可以处于全过程的统筹下，在智能化服务端口下通过云数据的计算功能，将对应的计算结果作为后续决策指令制定的依据。自动化管理中，系统中的智能化监控模块可以发挥其逻辑运算功能，借助于制定的数据指标、计算公式来进行运行数据的处理，长时间的计算和监控下，控制扫描时间大大缩短。比如，系统可在大数据系统下自动完成逻辑分析，对各类仪表的工作状态、参数等加以监测。

2.3 数据记忆控制

现代化工仪表同样存在着数据记忆控制功能，在各类仪表的运行和使用过程中，数据记忆功能使得其可以自动进行相应的数据存储，在仪表专有的数据库内存储和记录对应的温度、湿度、压力和流量等基本参数，经由对这些数据的进一步处理，来辅助仪表的调整和控制工作。数据记忆控制功能下，仪表可根据自身需求来灵活调取数据库中关于机组的状态信息，在精准控制模式下进行对应的数据提取和处理[4]。当处于这一环节的工作时，如果仪表需要控制复杂的运行回路，系统可自动根据自身所掌握的信息来进行仪表负荷工作状态的判定，一旦处于负荷状态下，仪表的控制效率将难以保障。针对这一情况，专业的技术人员可对仪表前期所收集的数据加以对比，在记忆功能下更新数据库中的数据，在条件允许的情况下进行ROM存储功能的扩充，严格按照化工仪表的运行需求和标准，开展在线监测。

3.现代化工仪表自动化控制技术

3.1 DCS系统

化工行业在持续发展的过程中，行业内可选择的化工仪表种类越来越多，为全面推进化工仪表在生产中的作用实现，就需要在仪表运行时，加强对自动化控制技术的应用。从化工行业内部的仪表自动化技术发展和应用现状来看，DCS系统相对成熟（我公司选用的浙江中控ECS-700系统），在现场仪表、车间厂房、单元控制等方面的应用优势凸显。经由DCS系统的设计，不仅使得现代化工仪表的信息传输更为便捷，也使得控制的准确性得以提升，达到了实时监控、自动控制的目标，即使在现代仪表使用时出现了故障，DCS系统也可以在第一时间内进行报警和处理[5]。

3.2 SIS系统

SIS同样是化工自动化技术中的一种，这一技术在化工企业生产的过程控制中非常有效，经由这一系统的设计和应用，使得企业生产的安全性得以提升。与DCS系统相比，SIS系统的安全等级更高（我公司选用的浙江中控TCS-900系统），即使在生产的过程中出现了对应的故障或者异常，SIS系统中的对应模块也能够立即开展干预，最大程度上减小安全损失。

3.3 PLC系统

在化工生产领域的PLC系统应用，同样达到了自动化控制的目标，在利用PLC系统开展相应的控制工作时，利用的是用户的存储功能，通过内部计数、计时运算和逻辑顺序等基本的计算原理，来对现代仪表运行中的各种数据加以处理，通过PLC系统（我公司选用的西门子S7-1500系统）中的A/D、D/A转换和输出，可以达到过程控制的理想效果。