化工自动化仪表及在生产中的应用

王浩华，王伟(陕煤集团榆林化学有限责任公司，陕西 榆林 719100)

0 引言

化工行业的发展对化工生产提出了更高要求，而化工仪表作为日常生产重要组成部分，仪表性能、使用效果会直接影响化工生产质量。随着自动化技术的不断发展，化工仪表自动化有助于提高化工生产精准度，实现对化工生产的高效控制、智能化管理，这对优化化工生产水平起到重要作用。文章围绕化工自动化仪表以及在化工生产中的应用展开分析，旨在进一步提升化工自动化仪表管理水平，保证化工生产顺利进行。同时，通过高质量的智能化管控，确保化工企业生产安全、可靠，进而保障产品质量、产量。

1 现代化工仪表类型

在化工仪表中，分类方式较多：(1)根据检测测量功能可以分为温度检测仪表、物位检测仪表、流量检测仪表、压力检测仪表等；(2)按照仪表组合方式可以分为单元组合仪表、基地式仪表、综合控制装置；(3)按能源分类，包含了电动仪表、气动仪表、液动仪表；(4)如果按照安装方式划分，涉及到了架装仪表、现场仪表、盘装仪表；(5)还有智能仪表、非智能仪表、模拟仪表、数字仪表等。文章主要依照功能分类对相关仪表展开分析。

1.1 流量仪表

化工生产中的流量仪表，主要作用就是检测液体流量、流速情况，为化工生产人员提供相应的检测数据，进而辅助判断液体输入量等参数。目前，化工行业最为常用的流量仪表主要有超声波流量计、电磁流量计等。

1.2 温度仪表

分析化工生产可知，部分环节工序在温度方面有着较为精准的要求，在产品实际生产过程中，需要借助温度仪表实现对温度范围的控制。温度仪表在实际应用过程中，主要作用原理就是仪表获取到热源信号后，反馈出实际温度，从而为生产提供适宜的温度条件。相关操作人员可以根据温度仪表显示情况，随时把控生产温度。不仅如此，温度仪表还可以将收集到的温度录入系统，为生产工作人员了解温度变化提供科学依据[1]。

1.3 压力仪表

化工生产中的压力仪表，主要作用就是对实际生产压力状态进行动态监测。从化工生产设备实际运行情况看，容易受到不同因素影响而引发压力发生变动，进而导致整体生产质量、效率受到不良影响。因此，在实际生产时，需要使用压力仪表检测生产压力状态，而后工作人员控制调整生产压力，满足实际生产需求。

1.4 物位测量仪表

所谓的物位测量仪表，在化工生产中负责控制原料投入量，进一步细化后，可分为导波雷达仪表、回声反射仪表等不同类型，企业可以结合实际生产需求，按照不同精度选用。通过物位测量仪表的作用，更好地把控好化工生产原料投入配比，从而保证产品质量，提高生产安全性。

2 化工仪表自动化功能

2.1 编程

在化工仪表自动化功能中，编程功能是基础也是现代化工仪表的核心部分。结合企业实际生产需求将逻辑系统预先编程到仪表中，实现仪表自动化控制，提高其智能化程度，简化化工生产控制系统[2]。

2.2 记忆

在化工生产过程中，由于多种不可控因素影响，会致使参数发生变化。但如果只是按照一段时间内的数值进行判断，不够科学，也不够全面。因此，要求化工仪表具有一定记忆功能，在实际生产过程中，可以完整的记录其中的参数变化，进而更好地助力后续生产工艺。事实上，这种记忆功能主要就是在仪表中安置信号传感器，传感器获得的数据并传输到中央系统，最终生成图表形式，为企业生产决策提供相应的数据支持。

2.3 计算

仪表具备的计算功能，在实际应用中对化工生产起到了一定促进作用。将计算功能加入到仪表中，通过对收集的数据计算、分析，进而更好地助力仪表实际生产。比如，当前仪表中的微型计算器，在实际应用中，可以依照实际需求反馈出相应的数值，从而进一步提升仪表准确性。

2.4 故障监督

从以往化工生产情况看，在判断故障时通常都是以化工仪表数值为主，而后再实施相应的控制。但这种方式在实践应用中往往需要较长的排除时间，耗时耗力，如果排查不到位，容易遗留安全隐患。因此，仪表需要具备故障监督功能，将预先设计的逻辑数值融入到系统中，当检测到的数值与设定数值发生较大偏差时，仪表会自动报警，从而提高故障判断情况，进而全面提高生产安全性[3]。

3 化工自动化仪表在生产中的应用

3.1 温度控制

化工生产中，温度仪表除了可以测定温度，还可以实现对生产温度的控制。这类温度自动化仪表在化工生产中非常常见，主要目的就是确保化工生产过程温度得到合理控制，进而确保化工产品质量。在实际应用中，化工企业可以结合实际生产要求，比如温度变化必须把控在-200～1 800 ℃范围内[4]。而后依照这一要求，工作人员利用温度仪表加以温度把控，更好地满足化工生产基本要求。需要注意的是，人们常用的水银温度计无法满足化工生产需求，应当利用双金属温度计。这种类型的温度计的测量器件主要由热电阻、热电偶组合，能够达到温度控制要求。

3.2 压力控制

在化工企业实际生产中，安全问题非常重要，这也是当前化工企业长久发展的重要因素。而压力作为安全影响因素之一，企业在实际生产过程中需要合理利用压力仪表对生产压力加以控制。根据当前我国化工行业生产压力要求看，一般情况下，仪表压力值应当把控在300 MPa 以下，在实际应用中，企业可以结合生产需求，选用液柱式、弹性式、活塞式不同类型压力仪表，从这些类仪表实际使用情况看，精准度高达0.1 级。

3.3 物位控制

根据上文分析可知，化工实际生产中应用物位测量仪，目的在于监控液体液面位置，企业可以结合具体需求，利用不同类型的物位测量仪去测量。如果根据技术划分，涉及到电容式、激光式、静压式三种，无论哪一种技术在实际应用中，都可以很好的测量物位变化状态[5]。

3.4 在线过程分析

分析化工生产过程可知，包含了大量的参数，比如：温度、液位、压力等，无论哪一种参数变化都会影响化工生产进程，有必要加强在线监测，可以使用在线过程分析仪，记录、分析这些数据。不仅如此，在化工生产过程中，或多或少都会排放一些物质污染环境，企业可以充分利用在线过程分析仪进行检测，获取相应的数据，对物质排放加以控制。

3.5 执行器

化工生产设备中还有一个重要部分，即执行器，分为液动、气动两种类型。其中气动执行器较为常用，该设备主要以气源作为动力基础，在此基础上借助气动调节阀、气动活塞等辅助完成操作程序。该设备在实际应用中，构造简单、使用以及后续维修便利，成本低[6]。

4 化工自动化仪表管理问题

4.1 缺乏对化工仪表管理的正确认识

在化工生产阶段，需要对资料、物资等进行合理管控、监督。在日常监督管理过程中，为保证仪表正常使用，应当做好仪表日常检修以及性能测试等准备工作，但从大部分化工企业看，准备工作并不全面、充分，导致仪表后续使用出现各类问题。此外，企业针对仪表管理方面，缺乏完善的管理方案、策略，进而导致工作人员缺乏对化工自动化仪表管理的正确认识，进而无法落实到实处。

4.2 质量控制不完善

自动化仪表在生产制造过程中，容易存在质量问题，但一些化工企业在实际生产过程中，对于仪表的应用，并没有重视质量问题，进而影响到仪表功能的发挥。究其原因，一方面，没有做好充足生产准备，某一环节出现问题，进而影响到化工生产进度，导致化工自动化仪表应用效果不佳；另一方面，企业生产过程中，由于缺乏质量管理，导致化工仪表在实际运作过程中发生故障问题，解决不彻底，甚至引发严重的生产安全事故。

4.3 自动化仪表管理漏洞

现阶段，我国多数化工企业在实际生产中，针对自动化仪表的管理工作还存在诸多漏洞。例如，人员方面缺乏必要的生产培训，导致人员对仪表的认知不够全面，进而在操作中容易出现各种问题，难以提高仪表应用水平；而企业在人才、设备方面缺乏有效投入，缺乏相应的专业技术人员，制约了化工生产对自动化仪表的使用效果。随着现代科学技术飞速发展，对化工生产提出了更高的要求。只有保证技术不断提升，提升自动化仪表运行能力，才能推进化工高质量生产。当前管理工作的不完善，导致自动化仪表在实际应用中效果不佳，没有及时更新换代，仍然存在仪表操作失误等情况[7]。

5 提升化工自动化仪表管理水平的对策

5.1 加强仪表前期管理工作

通过上文的分析，为促使自动化仪表能够实际生产中发挥作用，化工企业首要任务就是加强人员对仪表管理的重视度，正确自动化仪表对化工生产的重要影响，进而充分认识到自动化仪表对化工生产的重要意义，从而提升自动化仪表的管理水平，为化工生产稳定运行提供保障。在具体实践中，企业必须明确要求仪表管理人员做好仪表使用前期准备工作，按照规定内容定期管理、检修仪表，确保自动化仪表可以正常应用到化工生产中。通过工作人员前期对仪表的全面检查，进而为仪表后续安全稳定运行提供保障[8]。

5.2 建立分级管理预防机制

在工作人员明确仪表自动化设备在化工生产中的重要地位基础上，需要从企业实际情况出发，构建科学的管理方案，推行分级管理预防机制，在此过程中，需要对工作人员实践操作能力进行培训。工作人员依照分级维护自动化仪表，有助于提升人员对自动化仪表性能的充分掌握，从而进一步提升对仪表的合理监管效果，提升操作人员应用能力。在日常维护过程中，需要专业技术人员对设备进行针对性检查，保证仪表性能可以满足企业各个工作单元工作需求。通过外部常规检查、内部重点单元检查相互结合的分级管理方式，可以很好地解决自动化仪表性能问题，为化工生产顺利进行提供保障。

5.3 制定仪表采购及安装制度

为了保证自动化仪表后续正常使用，企业应当从采购环节入手，加强采购管理，明确要求采购人员在采购自动化仪表过程中，必须按照企业生产需求选择，在保证仪表质量、性能的基础上，选择性价比最高的仪表。在此过程中，采购人员必须认真对待工作，绝对不能被利益驱使，影响仪表选择。此外，确定采购商家后，还要做好仪表质量检查，尤其是安装前，必须保证仪表外观完好。而后根据不同仪表安装规定内容，按照相应的流程安装，并进行相应的调试，确保仪表各方面情况符合化工企业实际生产需求。

5.4 提升对编程功能的控制

从化工企业生产情况看，不同类型的自动化仪表在实际应用过程中，对应的运行程序、电路结构有着明显区别，为保证仪表可以安全、平稳的应用到化工生产中，需要从编程环节入手，充分发挥计算机技术作用，合理简化编程操作繁琐性。在此过程中，企业应当高度重视现代信息化技术的应用，引入智能化技术，构建相应的智能化系统，提升化工自动化仪表智能化水平，进而更好地满足现代化工生产要求。在计算机技术以及智能化技术作用下，极大提升了化工企业生产的效率，提高稳定性，进而增强仪表计算能力，助力化工企业高效生产。

6 结语

综上所述，通过文章对化工自动化仪表及在生产中的应用的分析研究，不难发现，针对当前化工企业自动化仪表应用问题，必须结合仪表使用技能提升，强化仪表管理水平。要保证自动化仪表在化工生产中结合企业实际生产需求，对症下药，解决问题。因此，应当从加强仪表前期管理工作、建立分级管理预防机制、制定仪表采购及安装制度、提升对编程功能的控制等方面出发，高度重视自动化仪表应用与管理，在实践中不断推动其应用效果，促使化工企业更好地适应当前化工生产发展需求。