化工自动化仪表及控制系统智能化的研究

庄仁选

摘要：从当前的实际情况来看，化工生产仪表都采取了自动化控制改进，引入了多种现代化的技术，这样不僅增强了仪表检测的精度，而且可实现智能化生产。本文对当前化工生产的仪表类型进行了简要的分析，同时探究了现代化工仪表的自动化功能，最后总结了自动化技术在现代化工仪表中的应用。

关键词：化工自动化仪表;控制系统;智能化

引言

化工生产对于我国经济发展具有非常突出的作用。而在进行化工生产期间，具有自动化功能的仪表对于化工生产质量的提升会起到明显的效果，其能够精准的对化工生产进行设计，同时还能够对数据进行有效的记忆、处理和监管，从而得以提升化工生产的水平。因此在今后的工作中，相关工作人员一定要积极努力，进行更加深入的研发，以此让化工自动化仪表能够达到更为理想的控制效果。

1化工仪表及自动化系统的发展

传统的化工生产仪表数量并不多，使用起来也比较简便，大多是通过工作者的经验，以人为操控的方式来进行。在上世纪40年代的时候，研发出了基地式仪表和继电器控制方式的控制系统。而由于电学、自动化得到了很大幅度的提升，以及全新材料、处理器的出现，到了上世纪80年代以后，PLC、DCS等控制系统获得了普遍的使用。当前国内也正在采用全新的化工装备技术，并且测量控制仪表和DCS控制系统已经在我国获得了很好的推广效果。

由于化工生产经常会产生高温、高压的情况，并且化学反应以瞬间反应为主，所以极有可能出现生产意外。而在采用自动化仪表，并采取了相关的控制系统技术以后，则很好的改善了以上的问题。利用检测仪表能够得到工艺物料的操作工况特性参数，然后再采用相关处理器进行逻辑计算，最后在对控制阀门进行变频控制，就能够确保工艺装备里的工艺物理量达到规定的要求。

进入到新世纪以后，化工行业达到了综合化、产品精准化的效果。生产装置也得到了进一步的提升，不过如果出现事故那么所导致的后果也会非常的严重。大规模的装置具有非常多的控制点，工艺流程也非常繁琐、控制精度所能够达到的准确度是传统化工设备所无法比拟的。同时，DCS系统在功能、性能等方面也得到了完善，从刚开始只能进行工业控制，升级到了向下扩展到现场的智能化测量仪表、执行机构，从上扩充到了生产信息管理的企业全面解决方案。

2化工仪表自动化控制应用的特点

在智能技术、自动化技术不断完善的情况下，化工仪表自动化技术水平得到了明显的提升，在电气自动化控制上有很多功能。

2.1智能化控制功能的特点分析

智能技术在近些年来取得了高速的发展，很多化工仪表当中也加入了智能技术，通过编写相应的程序，保证能够对化工仪表进行智能化的自动控制和操作。化工仪表使用智能技术后，让计算机可以在化工生产中充分发挥作用，即便是化工仪表具有更加复杂的电路，也可以对仪表进行控制保证工作的自动完成。在利用了智能化控制技术后，仪表的内部结构也得到了充分优化，让仪表能够具备更高的运行效率，保证了化工生产过程中获得数据的准确性，提升仪表的可靠性。

2.2存储能力上的进步

传统意义上的化工仪表只是一个测量数据的传感器，并没有对数据的储存功能，在一定程度上限制了化工仪表的作用。传统的化工仪表在硬件设备上比较简单，记忆储存功能非常单一，对分段状态的记录非常模糊，所以只能存储一些内容相对简单的数据，无法实现复杂数据的存储。目前的电气工程自动控制理论体系，使化工仪表控制技术比以前更强，尤其是引进了高水平的存储设备，提升了化工仪表的记忆功能。通过对仪表数据的全方位记录和储存，维修人员在维护工作中也可以结合数据参考做出更有针对性的维修，以及改进设备，提升化工仪表的功能。

2.3应用计算机控制的特点

计算机技术目前被用在很多不同的层面，在对化工仪表自动化控制上，通过增加计算机技术，能够提升整个过程的运算效率。同时，计算机可以对大量具有复杂结构的数据进行计算，从而获得准确的计算结果。化工生产的过程在计算机系统的控制之下，能够让化工仪表的自动化控制效率更高，而且维护也十分简单，降低了工厂的资金投入，提升了企业的经济效益。

2.4自动化的故障处理

在化工生产的过程中，可能会受到外来因素的干扰，使正常的化工生产就会受到严重的影响，导致故障的出现。使用自动化的仪表和自动化控制系统，能够对故障进行监测，使化工生产始终保持在良好的状态。自动化的故障检测功能可以获得化工生产的相关数据，将实时数据显示在检测人员的电脑屏幕上，这样少量的人员就能够了解整个生产的情况，及时了解化工生产的运行。同时，化工仪表自动控制会通过计算机系统，系统会自动对故障的位置做出判断，这样就可以对故障的位置做出精准定位，减少维修人员查找和排除故障的时间。

3现代化工仪表的种类

3.1温度仪表

化工生产是一项特殊工作，所采用的一部分材料需要较大的环境温度。比如一部分化工产品需要环境温度达到-200摄氏度到-1800摄氏度的范围。在进行化工生产期间要合理的掌控环境温度，这是一项非常重要的工作。经常采用的仪表包括热点偶和热电阻仪表。全新的仪表主要使用的是总线技术，而在融合电子技术以后，就可以获取到温度信号，而温度采集系统可以直接获取到外在环境的温度，并传送到系统里，从而便能够合理的保持好生产期间的环境温度。

3.2压力仪表

此仪表的作用在于能够有效的控制压力状态。压力是化工生产期的主要变量，在环境压力受到变动以后，生产工作就可以达到高效率、高准确度的需求。所以在实际生产期间，要采用专用的压力仪表，一般压力要低于300MPa，主要的压力仪表包括压力传感器、特种压力表等，因为化工生产工作较为特殊，所以特种压力表一定要具有抗腐蚀性、防高压的效果。

3.3物力测量仪表

此仪表主要是对化工生产原料的使用情况进行准确的控制，通常直读式仪表、浮力式仪表、波雷达仪表以及磁致伸缩仪表等是物力测量仪表的主要构成部分，在这些种类的仪表当中，波雷达仪表以及磁致伸缩仪表能够满足对于测量准确度的要求，可以准确的掌控好物料的用量，从而便可以保证化工生产的安全性和所生产的产品效果达到理想的要求。

3.4流量仪表

测量仪表的主要用途是给化工生产所产生的流量进行合理的控制，其中需要控制的流量主要有流量速度测量、流量容积测量。而主要的流量仪表包括电磁测量计、浮子流量计等。

4化工仪表自动化技术的要点

4.1可编程逻辑控制技术

自动化的使用中，很多现代化工仪表在控制过程中都加入了可编程逻辑控制系统，通过数字输出和模拟输出来对生产过程进行灵活控制，利用这些可编程的操作控制器，化工生产得到了的大幅优化，减少了外界干扰对化工仪表的作用，保证了仪表的通用性和可靠性。与传统的控制系统相比，使用可编程逻辑控制器并不需要复杂的流程，只需要对用户程序进行修改，就可以保证工作效率。在实现通信、组态、调试等方面，利用可编程逻辑控制技术也让工作得到了简化。当前常见的逻辑控制器使用网络拓扑技术实现对信息设备的自动化管理，比如常见的压缩机、自动化系统等都通过可编程逻辑控制器和集散控制系统实现了对化工生产自动化的整合，提升了化工企业的自动化水平和生产效率。

4.2集散控制技术要点

集散控制技术是企业进行综合信息管理的渠道，使用该技术可以保证企业信息流通的全面性、精准性和实时性。通过自动化控制技术和集散控制系统，能够追溯化工生产活动的历史记录，并且及时发出警报。这样也能够给技术人员提供足够的进程参数，实现对设备的自动化切换。集散控制系统必须要连接安全装置和报警装置，控制高危险因素。

5自动化技术在现代化工仪表的应用

5.1可编程功能的应用

为了有效提高现代化工仪表智能化程度，在其中加入了可编程的功能，这样就能将自动化控制与化工仪表有效结合起来，同时利用计算机进行整体的控制，实现了化工生产控制的优化。特别是对于复杂的化学仪器而言，在其监测仪表中加入可编程功能，能够有效地提升其性能，同時化工仪表监测的准确度也得到极大的提升。

化工生产的环境往往较为恶劣，因此要尽可能减少工作人员的接触，在现代化工仪表中加入可编程功能后，能够提升其自动化程度，各类数据的反馈可直接通过电脑接收，这样不仅能够提高生产的安全性，而且也确保了仪表监测的精度。另外，在现代化工仪表中加入可编程功能还可有效提升生产的效率，企业可根据实际生产需求预先在化工仪表中输入相关的逻辑系统，这样当出现各类情况变化后，化工仪表就可直接自主判断，然后输出控制信号。通过该项措施减少了化工生产中的人工需求，不仅可以降低人为因素对化工生产的影响，而且可以极大地优化生产控制过程，提高企业的经济效益。

5.2计算功能的应用

计算功能是将现代化工仪表与计算机技术紧密结合起来，通过计算机的强大运算能力提升化工仪表反馈数据的精度和速度。在传统的化工仪表中，通常数值的显示都较为单一，很多情况下人们还需要对数值进行计算和判断，这样不仅延长了时间，造成生产效率的低下，而且存在一定的安全隐患。在现代化工仪表中引入计算功能后，就可解决这一问题，实现数值的实时反馈，而且也可以直接反馈出人们所需的数字。另外，在现代化工仪表中加入计算功能还能有效提升监测的准确度，对于生产控制的优化也有着积极的意义。

5.3记忆功能的控制

记忆功能是为了增强化工仪表的功能性，在采集数据的同时将其记录，这样就能保存生产的关键数据，为后续决策提供参考的依据。而且在当前化工仪表的记忆功能方面还引入了大容量的计算机，可以采集到大量的原始数据，方便人们了解整个生产的过程。在现代化的化工生产中，仪表的记忆功能十分重要，因为很多生产环境人工无法进入，这时就需要依靠仪表的记忆功能来了解到各类参数的变化，然后再采取相应的控制措施。

从上述的分析可以看出，现代化工仪表的功能逐渐多样化，能够满足企业生产的个性化需求。特别是将化工仪表和计算机结合起来，有效增强了化工仪表的智能化，对于化工企业生产效率的提高有着积极的意义。因此在后续的发展中，化工仪表的功能会进一步优化，将现代技术与化工仪表有效结合起来，为化工生产的优化提供帮助。

5.4数据处理功能

在进行化工生产期间，不但要精准的记录生产期间所形成的参数，同时也要进行准确的运算，化工仪器要做线性化处理，比如自动检测和校正、工程值转换等，外在因素能够给化工仪表的运行造成很大的影响，利用电脑技术、软件控制和数据处理功能，能够对化工生产进行详细的记录，这样就会提升化工生产的效果，如果记录存在问题，则要马上掌握出现问题的原因，然后制定合适的解决措施。

结束语

目前，我国化工自动化领域已经取得了很大的进步，随着科学技术的不断发展和提高，在许多领域和行业中，自动化技术得到了推广和应用。自动化技术在化工仪表上的应用，极大地促进了中国经济的发展。化工生产装置的规模逐渐扩大，产品被序列化，除了生产技术的不断创新，也需要测量和控制仪器和控制系统有更高的进步，以保证可靠的生产和安全，并确保产品的产量和质量。

参考文献：

[1]贺小俊.化工仪表与自动化过程控制问题探索[J].中国设备工程，2019（22）：117-118.

[2]宋佳.石油化工仪表中的自动化控制技术研究[J].化工设计通讯，2019，45（10）：48-49.

[3]胡维杰.石油化工仪表中的自动化控制技术探讨[J].石化技术，2019，26（08）：222+227.

[4]刘磊，张小龙.石油化工仪表中自动化控制技术的研究[J].化工设计通讯，2018，44（12）：108+144.