化工仪表自动化管理水平的提升路径

2022-04-08许又滟洁XUYouyanjie

价值工程 2022年12期

许又滟洁 XU Youyanjie

（安徽实华工程技术股份有限公司，安庆 264000）

0 引言

随着时代的发展，我国农业、交通、纺织等行业对化工产品的应用频率逐渐增大，作为一种基础性工业，化工生产发挥着重要作用。而化工仪表在其中发挥着监视作用，通过将工艺参数控制在合理范围，能够促使生产设备的使用时间延长，并对员工安全提供保障。本文针对化工仪表自动化管理提出了几点建议，以此提高管理水平，促进化工行业的稳定发展。

1 自动化仪表的作用与功能

1.1 自动化仪表的作用

在现实生活的过程当中，我们使用自动化仪表的主要的目的就是为了有效地提升企业的生产力。相较于企业的传统生长过程来说，如果我们使用了自动化的仪表，其生产效率是必须要比传统的企业更好的，而且在一定程度上还能够有效的节省一些不必要浪费的人力成本，在生产的过程当中也会变得更加的有效，更安全。在自动化仪表的实际使用的时候，工作人员将原有的主导地位转变为辅助地位，因此，工作人员可以充分借助机械设备自动化技能，从而避免过程中的人工工作失误，通过自动化仪表的智能化特性，也能够确保工作的安全可靠。从另一个角度考虑，自动化仪表的应用也大幅提升了工作的效率，压缩了工作的时间，为企业节省了大量的财力物力人力。工业智能化技术的工艺现在已经越来越完善了，其应用的范围也非常的广泛，而且现在的市场竞争非常的激烈。在这一背景下，工业行业对于智能化技术的要求也愈发严格，而自动化仪表技术也是时代下应运而生的技术手段，不仅能够保障产品的质量，同时其在工作中良好的应用效果和为企业带来更多的经济效益这些优点也愈发凸显。

1.2 化工仪表自动化管理的主要功能

化工企业生产中常用的自动化仪表为了实现自动化运行，离不开计算机技术的重要支持。目前的化工生产企业为了提升化工生产的安全性和效率，大量应用了自动化化工仪表。化工仪表自动化管理能够帮助企业对化工生产过程进行自动化管理，主要便是依靠以下几种功能。

首先是编程功能。借助计算机编程技术，化工仪表在自动化应用方面取得了重大的进步，自动化管理功能得以实现。自动化仪表通过编程软件改变了其控制方式，由顺序控制变为储存控制，借助编程功能，化工仪表的硬件结构获得了一定程度的简化。

其次是数据处理功能。在化工自动化仪表应用的过程中，其数据处理功能主要是通过微处理器和软件来实现的。化工仪表的数据处理可以有效节省人力，并降低数据测量和处理所造成的硬件负荷。

第三是精确计算功能。由于化工仪表使用了微型计算机，因此仪表可以根据所编写的程序自动进行数据的计算和处理，且这一过程更加高效、精确，从而促进了化工生产能力的提升。

第四是数据记忆功能。由于化工自动化仪表中安装有计算机储存器，因而可以将各种程序、算法和生产信息储存其中，并可以根据生产需要随时调用储存的信息数据。

2 自动化控制技术

2.1 自动化控制的原理

自动化控制可以分成半自动化和全自动化。比方说，机器跟设备都可以根据事先规定好的生产规划来实现半自动运转，或者是全自动运转。如果是全自动化控制的话，工作人员只需要进行简单的操作，让生产能够按照确定好的程序来执行。在这个过程当中，是不需要工作人员直接参与到生产当中的。半自动化控制则需要人力通过设备，机械或者是仪器等参与到生产的过程当中。现如今，自动化控制技术在工业以及其他的领域有着非常好的发展优势。全自动化控制能够帮助人们从繁重的劳动当中解脱出来，可以让人们摆脱那些片面的劳动跟不合理的分工，有效地提升了社会的生产力，并且也节省了人力资源，能够为企业在发展的过程当中创造更多的价值。避免了在工作的过程当中，因为员工的个人因素对整个生产过程造成干扰或者是影响。自动化控制技术应该应用在更大的范围当中，因为这样更加有利于改造我国的传统的落后行业的生产制造方式，能够加快淘汰一些比较落后的产能，加快我国的转型与升级，提升企业的生产与制造水平。自动化控制技术会涉及到一些数字图像应用的部分，在全面检测的精度方面可以更好的提升器械的应用准确度，保障机械在使用过程当中的质量，能够更好的应用自动化控制这种新的技术，实现整个生产过程当中的智能化。在现代化的生产当中，生产自动化程度被认为是整个现代化发展的一个非常重要的标志。

2.2 自动控制的应用

在现代化的石油炼制过程当中，我们可以通过使用自动化控制，在生产过程当中减少这些有害的物质对于人体造成伤害，一般情况下，自动化的控制系统主要包括三个部分，分别为计算机、调节器以及检测仪表。通过自动化控制，可以对整个石油炼制的流程进行最佳的控制，在生产的时候可以有效的反馈整个生产过程当中的一些问题，将整个生产控制在最优状态。除此之外，自动控制也可以应用在机械制造当中。机械制造的自动化有着非常长的发展历史，在最初阶段是比较简单的自动化的生产线，自从上个世纪60年代开始，伴随着计算机技术的不断发展，数控机床、机器人等随之出现，除此之外还有各种各样的产品。自动化的生产车间，主要使用计算机以及自动化的控制系统来完成厂内的自动控制。机械制造的自动化主要是以柔性制造系统作为发展的基础，并且在此之上进行信息化的管理以及生产智能化管理。

3 化工仪表自动化的故障

①流量控制错误。

检查仪进行流量监控，在处理与分析其流量指示，如果流量指示偏于或低于正常流量控制水平时，会造成流量控制仪表流量指示值的波动较大，对仪表自动化设备的功能使用产生一定的影响。

②仪表无为检查故障，仪表自动化设备的压差式变送器控制系统指示与现场就地式仪器指示存在差异，导致液位控制仪指示值存在差异，液位控制仪的指示值波动频繁。

③仪表自动化故障产生的原因分析。

针对①的问题，经过分析发现与系统压力，导管堵塞、变送器正压室泄露及流量记齿轮卡死等有关系，另外，仪表控制参数PID 不匹配及工艺操作不适当等，这些问题是导致设备引发的原因。②则多半是与仪表负迁量、液面控制容量过大及工艺系统操作问题等原因造成仪表自动化出现波动频繁的问题。

4 提高化工仪器自动化管理水平的对策分析

仪表自动化管理需要考虑的影响因素很多，其中设备故障需要作为管理重点。为提高管理质量，需要从人员、制度、维护方式、安全因素等方面综合考虑，本文分析了自动化仪表设备在管理过程中需要考虑的权重指标，来对以往管理模式进行优化，以此提高管理效能。（表1、表2）

表1 影响设备管理效果的主要权重指标

表2 自动化仪表维护管理的影响因素

4.1 完善和强化化工仪表自动化管理系统

化工仪表的自动化功能主要靠DCS、PLC 以及FCS 子系统来维持，DCS 常显现为一种递阶结构，每一阶都存在若干子系统，且每个子系统都有特定任务目标，构成金字塔形式。DCS 系统的构成包含了车间层、管理层、单片控制层以及化工仪表层，并且还存在内部、通信、信息等网络。DCS 系统主要用于控制，分散是其明显特征，随着时代的发展，系统信息管理更注重于综合全面性，控制仪表需要具备实时性、全面性特点，DCS 系统需要设定合理压力、液压、流量等参数来保证生产项目管理的有效落实，确保其内的数据通信能够有效互换信息、正常使用报警系统、正确处理仪表开关量等。随着计算机和网络等相关技术的发展，促使自动化系统得到改革创新，结构发生改变，在其中FCS 系统发展势头迅猛，它主要是靠PLC 与DCS 而发展的，彼此之间联系密切，同时也有明显的差异性。PLC 系统具有智能化、数字化特点，它将传统的模拟式单功能仪表、控制装置进行替换，以往的分散控制被现场控制所取代，而数字智能现场装置是它的构成基础。最后PLC 控制器则主要靠效仿原继电器原理而形成和发展的。现如今PLC控制器被更多用户所需求，同时随着技术的上升，价格得到下降，在自动化小型设备中PLC 系统被广泛应用。它的抗干扰性能以及耗能更令人满意，适应面大。通过PLC 的监控软件，能促使设计企业构建更方便的信息管理系统，同时PLC 管理系统在应用时应构建网络体系，确保软硬件运行正常，进而更好的适应工艺。在化工仪表中，为降低安装、维修的相关费用，并实现工艺参数的有效控制，提高工作运行状态，可以在其中加入PLC 编程来实现。最后，PLC 的电源发挥着重要作用，电源系统能够促使自动化管理工作得到有效运行，因此应选择试点作为供电电源[3]。

4.2 注重对仪表人员的培养工作

想要确保员工的作用得到发挥，企业需要注重对他们的思想教育工作，使其能够正确对自己的工作定位，专心工作，树立责任意识，在维护自己个人利益的基础上合理考虑公司利益，避免公司权益因个人而受到侵害。化工仪表自动化管理人才在各方面存在一定的差异性，能力、性格都有不同侧重，因此管理机构需要考虑这一点，制定针对性的培养方案，并适当的对其工作行为进行制约。同时注重统一进行人才管理工作，并加大培训力度，现阶段化工企业在落实培训工作时存在一定的困难，企业需要先处理好资金问题，再重点培养学历高或拥有丰富实践经验的人才，进而带动整体员工，为企业发展提供助力。针对企业中没有实际成就、工作不积极的员工，应制定针对性的奖惩制度，让其认识到工作素质的重要性，同时企业应尽量营造竞争环境，激发员工工作热情以及学习的积极性，以此从整体上提高员工工作能力，保证工作效率。最后化工企业可以建立并完善一套科学的竞争管理制度，针对化工仪表的自动化管理工作实施优胜劣汰的竞争式工作方式，主动为员工们营造适当的竞争氛围。

4.3 加强对化工仪表外部运行环境的优化和管理

通过为化工仪表建立良好的外部环境，以此确保其工作顺利进行，提高仪表准确度。一般情况，外部环境对仪表自动化的影响因素主要是电磁以及温湿度。具体工作环境的相对湿度应该在30-70%的范围中。而如果湿度小于这个范围，很容易发生静电、损坏电路内存、丢失数据信息等问题。而湿度大于这个范围，容易造成元件生锈、腐蚀、短路等现象。在实现对湿度的控制后，管理人员需要将工作环境的温度控制在15-30℃的范围中，如果小于这个范围，元件容易失灵，而大于这个范围，元件容易发生氧化、死机等现象[4]。另外电磁的控制工作同样重要，为避免数据错误、驱动器失灵等现象发生，需要管理者做好相应的防范工作。并防止转化炉、变换炉、工艺管道等出现热能爆炸或火灾等风险。为了优化反应条件，确保仪表稳定运转，可以开发一些有关高压力、高温区工况的催化剂。

4.4 实行分级维护管理，重视设备预防管理（表3）

表3 管理体制改革方向

为保证化工自动化仪表的正常运转，提高生产效率，可以实行分级预防管理。由于设备在应用环节常出现故障问题而导致仪表功能失常，就需要规范好各级仪表管理者的工作责任，在化工企业中自动化设备的比重很大，而化工企业在人力资源方面也存在很多的资金支出，因此想要保证自动化设备运行稳定、功能正常，需要改革创新传统管理制度，进而提升管理的合理性。在设备管理环节中，要提高对设备的重视，还要做好定期维护保养设备的工作，如果设备产生问题，及时采取措施来解决。故障处理后要做好详细的故障记录，以便于后期进行故障分析，避免再次出现此类故障。检查时若发现不合格的仪表设备要及时地予以更换。在维护管理设备的工作中，需要采取分级管理制度，同时工作人员需要做好日常维护巡检的工作，在维护设备是，应对所有设备进行一次性维护，同时组织所有运行人员对公司的自动化设备开展第二次维护工作。要求二级维护人员的专业水平符合标准要求，以此保证能够更迅速的发现设备故障位置以及产生故障的原因，让安全隐患从根本上消除。（表4）

表4 企业综合利用设备时需要考虑的时间因素

化工生产环节，机器质量、故障、运行速度、开停机实践、设备切换等都会有损设备综合效率。设备综合效率主要有时间利用率、设备性能、产品合格率这几个要素组成。计算公式如下：

在设备维护管理环节中，首先要做设置设备故障预防机制，设备的正确选用才能保证总体生产质量。预防工作在实行时，要统一规范管理程序与管理行为，确保在实际维护工作中工作人员具备多年科学维护设备经验，将风险评价预见性维护经验编写成同一文件，并编写预防性维护手册，利用预防手册对员工进行培训。现阶段仪表自诊技术得到发展，造作环节要合理运用所得到的自诊信息，制定合理预防维护手册，提高维护管理的科学性，降低仪表管理的工作量。设备安装后需要定期实行计划性养护工作。根据企业降本增效和增大设备效率的目的，可建立设备管理体系，根据标准，大型制造企业应确保设备综合效率在85%之上，对我国来说，综合效率难以达到标准，特别是仪表、电气设备仍处在发展阶段。