化工装置建设中的仪表自动化工程探索

（山东嘉汇化工科技有限公司，山东枣庄 277100）

0.引言

在化工企业的发展过程中，化工装置建设水平是影响经济效益的关键环节，为了有效提高生产过程的自动化水平，需要在化工装置建设中积极的应用自动化技术，有效提高化工生产效率。在自动化技术的应用中，仪表自动化控制能够进一步提升仪表的性能，并且对控制网络中的其他装置造成积极影响，而对仪表进行智能化改造，有利于提高仪表的适应性与功能性。因此，化工装置建设中需要积极探索仪表自动化控制。

1.化工装置建设中的常用仪表

在化工装置建设中，常用仪表主要包括以下几种：

1.1 温度仪表

在化工生产过程中，不同的生产工艺需要的反应条件存在较大的差异，生产中使用的设备与反应物等，均需要对温度进行严格的控制，与此同时，还要对流经管路的冷凝水及蒸汽等进行相应的控制。一般情况下，化工生产中的温度应控制在-200℃～1800℃的大体范围之内。为了实现对温度的有效控制，无法通过人工操作的方式完成，因此，对温度的调节与控制，需要应用接触式测量技术。在以往的化工装置建设中，对温度的测量通常使用的是水银温度计，但这种温度计在使用过程中容易损坏，并且其中的水银具有较强的毒性，会对生产环境造成污染，同时危害工作人员的身体健康[1]。在仪表自动化控制中，需要使用双金属温度计取代水银温度计，双金属温度计一般包括热电阻温度计与热电偶温度计，这两种温度计都能够准确的测量温度的变化，同时可以通过传输装置将温度信息传送给相应的仪表，这种方式已经逐渐成为化工生产过程中的常用温度控制方式，应用范围正在不断扩大。

1.2 压力仪表

对于化工生产而言，压力同样是影响生产过程的关键因素，需要对其进行有效的控制，如果生产过程中压力处于失控状态，不但生产过程无法顺利完成，而且会出现设备爆炸等严重的后果。因此，对于压力的控制会对生产过程的安全性造成直接影响，需要引起足够的重视。在化工装置建设中实现压力仪表的自动化控制，可以在出现压力升高现象时及时发出报警信息，以便对可能发生的安全事故进行有效的防范，不但能够提高化工装置的运行安全性，而且有利于提升化工生产的经济效益。

1.3 物位仪表

在化工生产过程中，有很多参与到化学反应中的物质是液态的，这些物质主要为液态的有机化合物。液态物质的反应一般需要在反应池内进行，反应过程中需要对其中的液面高度进行及时测量。常用的液面高度测量可以使用浮力式测量系统，与此同时，物位仪表同样能够进行液面高度测量[2]。物位仪表的形式主要分为读取式、电容式以及浮力式等，其中最常见的是浮力式物位仪表，随着化工行业的快速发展，从业人员的安全意识也大幅度提升，物位仪表的应用也更加广泛，应用水平也不断提高，能够获得更好的应用效果。

1.4 流量仪表

在化工生产过程中，可以通过流量仪表获取大量的重要信息，为了保证生产过程的安全性与稳定性，需要对流量情况进行严格控制，利用流量对其进行相应的考核。一般情况下，化工生产中的流速会受到流量、管道以及流体等方面因素的影响。与流速相比，流量是指在一定时间内流体截面的体积、温度、压力补偿，在测量流量时，需要掌握单位时间内流过管道的流体质量以及体积，再通过严谨的计算获得相应的结果。

2.化工装置建设中仪表自动化控制策略

在化工装置建设中，为了对生产工艺进行优化，提高产品质量，降低生产过程对环境的影响，需要在仪表自动化控制中采取以下策略：

2.1 常规控制策略

在化工装置建设中，仪表自动化控制需要满足连续性、集成性、瞬间性等方面的要求。在仪表的发展过程中，随着科学技术的快速发展，由气动元组合仪表、电动单元组合仪表、常规DCS系统正在逐渐被新一代DCS系统取代。但是，在仪表自动控制方面，仪表自动化连续控制、批量控制以及顺序控制等系统均没有发生较大的改变。在仪表系统的常规控制策略中，主要分为连续控制以及回路控制，其主要调节方式则有单回路调节、串级调节、比率调节、均匀调节以及前馈调节等，PID调节是常规控制的主要方式。因此，我们可以确定，仪表系统中的控制算法以及功能块均没有发生较大的改变，只是在组态能力与控制方案等方面发生了一些改变[3]。例如，目前的功能块连接方式正在向着多元化的方向发展，可以采用的连接方式包括多重串接、并联连接、选择性连接以及自动补偿等。因此，常规控制策略需要根据化工装置的实际情况制定合适的控制策略。

2.2 仪表控制优化策略

由于受到现代化智能控制理论的影响，化工装置建设中应用的智能化算法数量也不断增加，应用范围也更加广泛，目前已经不仅仅是对PID这一控制装置。在自动化控制技术的发展过程中，相关的控制理论也更加完善，尤其是对于智能化算法的合理运用，控制系统中可以出现更多的变量，以便更好地应用到生产过程中。一般情况下，存在多种变量的控制系统的核心是DCS系统，在实际生产过程中，不但可以单独使用，而且可以与其他相关技术结合使用，可以与其结合使用的技术包括多变量动态过程模型辨识技术、软测量技术等。在具体的应用过程中，大部分采用测控与PID串级控制结合使用的方式，这种应用方式能够获得良好的应用效果。此外，合理地应用卡边控制等相关技术，可以获得更高的生产效率，并保证产品质量满足相关要求[4]。

2.3 人机界面优化策略

在以往的化工装置建设过程中，需要具有一定的针对性，控制室与装置需要一一对应。在这种对应模式中，可能会造成一定的资源浪费，进而降低资源利用率，不利于化工生产经济效益的提升。为了有效提高化工生产控制系统的性能，科学技术的快速发展能够提供必要的支持，促进化工装置自动化控制水平的提升。目前化工装置正在由单一控制室向着多个控制室的方向发展，而一些化工企业中则只有中央控制室。在这种控制方式中，如果一个设备或元器件出现故障，控制室中的显示屏幕会出现故障分析结果。与此同时，将更加先进的计算机技术应用到化工装置自动化控制中，对仪表自动化控制具有十分重要的意义，有利于控制系统的正常运行[4]。在目前的控制室中，大部分操作需要通过键盘与鼠标完成，有一些操作可以通过旋钮以及触摸屏幕实现，因此，对操作人员的技术能力的要求相对较高。为了降低控制操作的难度，需要重视对人机界面的优化，使各项操作更加容易实现。

3.结语

在化工装置的建设过程中，仪表的自动化控制是提高化工生产效率的关键环节。一般情况下，化工生产中应用的仪表主要包括温度仪表、压力仪表、物位仪表以及流量仪表等。随着相关技术的快速发展，我国的仪表自动化水平正在不断提高，但与国际先进水平仍然存在一定的差距。因此，我们需要对仪表自动化控制进行进一步探索，促进化工生产自动化水平的提高。