现代化工仪表及化工自动化的过程控制分析

孟祥翀

摘 要：随着经济的快速发展与科技的不断进步，自动化技术已经成功投入到现代化工仪表的工作进程中，自动化的应用推动了化工仪表的发展，同时给我国化工企业带来更好的经济效益。本文对化工生产中自动化仪表的控制进行了探讨。

关键词：化工仪表 自动化 控制

一、对我国化工业常用的自动化仪表进行分析

根据实际应用情况，我国工业化生产中，常用的化工仪表自动化种类有如下几种：

1）化工生产中，压力仪表至关重要，因为没有压力，厂房设备和人员的安全都无从谈起，生产的顺利进行更是无法保障。常用的压力范围是负压到300Mpa，这是相对于高压聚乙烯反应容器而言。测量压力的原理有多种，根据不同的测压原理，一般选用不同种类的压力仪表，最为常用的压力仪表有三类，分别是弹性式、活塞式（压力校验仪）和液柱式。压力仪表的应用范围也十分广泛，高温介质、腐蚀介质、易结晶介质等诸多介质都可以做压力测量，而且测量的精度相当高，可以达到0.1级，这是我国工业水平不断提高的结果。

2）。在工业生产的过程中，流量仪表的应用最为广泛，流量测量所获得的参数内容丰富，所以，对流量仪表的研究是化工仪表自动化研究中的重中之重。流量指的是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量，有的时候，甚至需要应用流量计算仪来测量一定时间内流体的流量和体积。测量流量原理的采用是根据流体介质的不同而划分的，测量流量可以分为测量体积流量和测量质量流量。常用容积法和速度法来测量流量的体积；常用推导法和直接法来测量流量的质量。

3）在化工生产中，对温度的测量与监控是不可或缺的。温度仪表的指示范围是-200+1800℃，工业生产中所用的温度仪表无非两种，即热电阻和热电偶，且采用接触式的测量方式。温度控制实现自动化是必然的趋势，这与现场总线技术的应用有直接联系。

4）在线过程分析仪是化工生产中实现控制和分析完全自动化的必要保证。和以往的化工生产相比，现代化的化工生产过程更注重工艺参数的自动化测量与控制，均是通过应用在线过程分析仪来实现。在线过程分析仪的采用是产品质量合格与否的间接保证，且应用在线过程分析仪并不是一种仪器的使用，一般是多套仪器的配合使用，核磁、原子吸收、液相色谱等十几种仪器多为我国化工生产中所采用。

5）物料仪表其主要是用于对液位的测量，测量的对象是原料、半成品或者成品。由于测量方式的不同，物料仪表种类众多，随着化工产业的不断发展，石化行业对物料仪表的精度上提出更高要求，精度较高的磁致伸缩式（0.05%）、雷达式（0.3%）和矩阵涡流式（±1mm）液位计应用广泛。物料仪表虽种类众多，但除浮力式仪表可以通用外，其余的皆不可通用，这是由被测物料的特性所决定的。

二、现代化工自动化过程控制技术

在化工生产过程中，传统的化工仪表在工作过程中导致产品与标准产生一定的误差，甚至出现一些次品等情况，对产品的检测等工作也会由于员工的技术能力有限同时受主观原因的影响而无法对产品的参数进行精准的测量。人工的检测能力毕竟有限，而且员工对化工产品中的某些化学药剂参与直接的检测与生产存在一定的危险，在控制过程中由于仪表的运行速度慢与运行规律性较差而导致出现一些失误。在仪表出现故障时，如果不能及时发现，则会出现一些不合格的产品通过检测。化工仪表中投入自动化技术有效避免了以上的缺点，使化工产品的检测更加智能化，在一定程度上取代了工人的劳动，同时取代了常规的化工仪表，在降低现代化工仪表受外界的环境因素影响的基础上，对工艺的生产与检测要求有了更敏感的控制，，大大提高了化工仪表的运行速度与工作效率，使现代化工仪表有了更完善的体系。自动化技术在化工仪表中的应用使工业生产对产品的参数有了更加严格的要求，在控制过程中能够进行独立、智能地运行，推进了我国经济的发展。

1）化工自动化的可编程功能

现代化工仪表的生产过程中引入了计算机技术，使仪表的运行状态更容易掌控，化工仪表的自动化运行可通过编程来进行控制，将相应的运行程序输入到控制电路中，来为仪表的动作提供依据，在一定程度上降低了化工仪表控制的内部结构，传统的化工仪表的控制过程非常复杂，需要经过多方面仪器的共同合作来完成，现代化工仪表的自动化过程中的可编程功能在一定程度上取代了复杂的电路，节省了一定的空间，同时提高了化工仪表检测运行过程的准确性，使仪表的控制性能得到了一定的优化。

2）化工自动化的计算功能

化工仪表在工作过程中需要对工艺的某些参数进行检测，通过对数据进行分析来判断产品的合格与否，但在传统的生产过程中，人工的计算能力有限，对复杂的数据分析很难得到明确的结果而且所得到的结果很容易出现错误，自动化技术的引用使化工生产过程中的计算功能得到了一定的改善，通过运用计算机技术，将大量的数据输入到计算机中，通过使用专业的计算软件来对大量的数据进行分析，化工仪表在运行过程中需要乘或除一个定制来确定最大值和最小值，通过化工仪表中的计算功能大大节省了劳动力和计算所需的时间，同时还能对处理过的数据进行长时间地保存，以便以后的查阅，提高化工仪表运行的准确性，充分体现了化工自动化的优越性。

3）化工自动化的执行功能

传统的化工仪表控制过程中需要人为的对仪表进行操作，由于员工的主观原因以及不同工艺产品的不同要求会对化工仪表的控制过程造成一定的影响，化工生產中的某些化学药品具有一定的腐蚀性或危害，需要在密闭的空间进行检测，在对相关参数进行检测时，可能会由于员工疏忽而造成一定的后果，通过编程对化工仪表的运行进行控制，进而执行相应的工作任务，其执行功能能够降低员工在工作中的危险，在较复杂的过程控制中还可以降低工作人员的劳动力，对化工产品的温度、压力、物位以及流量做出精准的判断，对于不符合要求的工艺做出及时和准确的反应，当化工仪表在工作过程中一旦发生故障，通过化工自动化的执行功能，可对其进行及时的判断，并发出停止仪表的不正常运行命令，提高对工艺产品参数的检测准确性。

三、自动化仪表在化工生产中的发展趋势

以计算机在自动化控制为例，现阶段工业生产中，已经越来越普遍地运用计算机对连续工作的对象进行自动控制，计算机不仅能对被控对象及时采集信号，进行计算处理，动态地发布命令，并且可精确地在允许的时间范围内完成对被控对象的自动调节。此外，用计算机实现实时控制，不仅可以提高控制的准确性，降低生产成本，还可大大提高产品质量和生产效率。未来化学工业中自动化仪表的发展离不开计算机信息技术的支持，只有把计算机数字化技术充分运用到自动化工业仪表中，才能使自动化工业仪表朝着智能化、网络化、总线化、开放性的方向进一步发展。

结 论：随着自动化技术在现代化工仪表中的渗入，使化工生产过程控制中设计到的各个模块都变得更加智能化，这在一定程度上不但减小了工人的体力劳动，为员工的健康和安全提供一定的保障，现代自动化仪表设备还取代一些功能单一的简单逻辑电路，节省出大量的空间，通过使用计算机进行编程和分析，大大提高了化工生产的效率，在原有的基础上提高了化工仪表的执行能力，当仪表发生故障时做出准确的判断和正确的反应，使现代化工仪表的运行环境更加安全，同时也为我国的经济带来巨大的效益。

参考文献：

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