化学工程与工艺化工生产控制自动化及仪表研究

化学工程与工艺化工生产控制自动化及仪表研究

张慧

安徽拓维检测服务有限公司 , 安徽宣城 242000

摘要：对于化工企业发展而言，自动化仪表是关键，基于实时信息数据的提供，就可以支撑企业的高效、安全生产。仪表控制技术逐渐迎合自动化与智能化的发展需求，而这样也就使得化工企业的自动化生产与控制拥有无限可能性，可以满足其社会效益与经济效益的全面提升。文章重点探讨仪表自动化在化工行业之中的应用，希望可以推动化工企业的高水平发展。

关键词：化学工程与工艺；化工生产控制；自动化；仪表

1化工自动化仪表概述

化工自动化仪表主要指的是在化工企业开展自动化生产环节中，能够对整个化工生产过程中所产生的重要数据进行自动测量、记录、检测并具有报警功能的设备。由于化工企业在进行化工生产过程中，易腐蚀、结垢，流体颗粒物也相对较多，并且一旦操作不当非常容易造成火灾或者爆炸事故。因此化工自动化仪表在运行过程中，需具备比较强的抗腐蚀能力、耐冲刷能力以及防尘隔爆等性能。随着我国科学信息技术的飞速发展，当前化工自动化仪表的内部结构愈发复杂，且仪表的运行原理类型也不断增多。根据化工自动化仪表的不同运行原理，将该设备分为电动式、气动式以及液动式。并且不同类型的化工自动化仪表的组合方式也具有很大差异，可根据其组合方式不同，将其分为组合式、基地式、综合控制式。另一方面，由于工业生产类型的差异，对自动化仪表的功能需求也存在一定的差异性，在此可将该设备的类型分为检测仪表、显示仪表以及控制仪表。

2自动化仪表在化工生产控制中的应用

2.1DCS技术的应用

DCS系统可以利用电动单元的组合形式来实现动态化的控制，每一个生产环节都可以在DCS系统的作用下得到有效控制，这是因为DCS系统能够对每一个环节都进行监测，确保各个环节都能安全生产，是实现批量化生产的重要保障。在技术上，DCS系统结合了计算机技术和其他技术，能够在最短时间内收集和处理数据，而且还会让操作过程更加方便，工作人员可以根据DCS系统掌握各环节的实际运行情况。DCS系统中包含完整的配置模块，该模块可以对故障问题进行自动处理，多层开放型数据接口对DCS系统有很大的作用，应当对这种接口进行研究和运用。DCS系统能够对化工仪表进行分开控制和统一管理，化工企业需要对仪表进行数字化改造，通过控制回路组态来收集数据和精确控制，在系统显示功能的作用下对化工仪表进行自动控制，让化工仪表具有更高的自动化水平。

2.2PID技术的运用

PID技术是一种比较先进的、系统的自动控制体系，PID技术中的多项变量控制技术能够有效控制化工的仪表。PID技术里的三个字母代表着不同的含义，P代表的意思是比例控制，I代表的意思是积分作用，D代表的意思是微分输出，第一个字母P所代表的比例控制是PID技术中最主要的一项内容，能够对其他两字母起到主要的控制作用。当化工仪表的数据出现不准确的情况时，利用比例控制就能够准确找出误差数据，根据比例控制来进行自动调整，减小化工仪表的数据误差，避免仪表数据的误差影响正常的生产运行。PID系统对仪表的控制情况会受到比例系数的影响，系统中的积分作用虽然会在一定程度上减缓仪表的反应速度，但是也能够有效减少余差，从而让仪表的自动化控制更加精确。PID系统中的微分输出能够对比例控制进行调整，这个过程会让整个系统的波动越来越小，进而让生产运行的过程越来越稳定。

2.3人机界面技术的运用

由于人们对化工类产品的需求越来越高，所以要对化工产品中的各种成品和半成品进行分离，分散控制系统能够在控制中让产品进一步分离。自动化控制系统和仪表的结合使化工仪表中形成了分散控制系统，将分散控制系统和人机界面技术进行结合能够让人机互动更加高效，高效的人机互动可以让仪表的控制也更加高效，人机界面技术的应用极大降低了控制的难度和控制的成本。人机界面技术的主要作用就是让信息能够在人和机器间进行自由交换，该技术的应用极大增强了自动化程度和减少了人力资源。人机界面的显示屏一般会使用发光二极管（LED）或阴极射线显像管（CTR），根据人机界面的显示对仪表进行远程控制，还能够迅速发现敏感数据，根据异常信息发出警报，使仪表和设备都能够正常运行。

2.4监控技术的应用

监控技术的使用能够监测出比较严重的风险隐患问题并及时进行预防和处理。由于化工生产工艺比较复杂，其中有很多环节都含有一定的危险性，而仪表对各生产环节基本信息的检测能够帮助系统进行分析和进一步监控，确保各生产环节的安全。监控技术和仪表的结合能够让数据的检测更加准确和全面，工作人员能够更加清晰地掌握生产运行系统的运行状态，规避风险和保证安全。监控技术的使用有利于形成仪表自动化监控系统，监控系统的形成能够更好地控制生产运行中的潜在风险，针对具体的风险制定预防措施，尽量减少化工生产系统中的风险问题，让各项生产工作都能够安全有序地衔接和完成。监管系统中可以引入自动化修复技术，在发现问题后能够很快进行修复，将修复技术、环境监测技术、自动化监督技术等修复和监控的技术手段结合在一起，使仪表和监管系统更加可靠和有效。

2.5总线控制系统（FCS）技术的运用

FCS系统具有数字化和智能化的优点，还含有开放的特点，在化工的系统控制中具有重要的作用。FCS系统在化工企业中有着广泛的应用，可以对化工生产现场的总线系统进行控制，工作人员还可以利用FCS系统控制各种生产设备。FCS系统的控制需要在局域网以及现场总线中实现，局域网可以让不同的计算机系统在网络中彼此共享信息和传递信息。运用FCS系统进行控制能够充分保证现场智能仪表测量的精确性和系统调试的便捷性，通过双向数字通信技术保证整个运行系统的稳定和安全。化工现场总线智能仪表除了应有的功能，还包含着计算和控制的功能，有利于系统的分散控制，在现场通过一根总线同时连接不同的仪表，这样能够一起控制多个仪表，有利于节约电缆和简化流程。

2.6仪表检测技术的应用

化工生产时的温度变化非常大，通常管道内和各个设备都会处于-200～1800℃之间，温度的测量需要使用热电阻或热电偶，通过分散控制系统来掌握更准确的温度信号，对系统进行更精确的控制。压力仪表在化工的各种仪表中非常重要，研发人员发明了压力传感器，根据当前的压力仪表进行改装，形成了特殊压力仪表，这两个装置在超高温度条件下能够正常使用，在各种介质环境下也能够准确测量，如粉状、结晶、脉动和其他种类的介质，这些介质并不会影响压力测量的准确性。对于化工仪表中的物位仪表来说，液位的测量一般都是仪表测量的重点内容，浮力式仪表和物料仪表分别存在着通用产品和不存在通用产品，不同的测量方法可以分成不同的种类，如电容类型的测量、超声波类型的测量以及静电类型的测量。另外，化工的仪表还包含其他的仪表仪器，如流量仪表和分析仪器等，各种仪表仪器需要准确测量化工设备生产运行时的温度、压力和流量，只有准确测量出这些数据才能进行控制和调整。

3结语

化工事关人民生活和经济的发展，需要保证化工生产的效率和安全，化工企业应主动引进自动化控制系统，对自动化控制技术进行运用以保证化工生产的稳定和安全，将自动化控制技术与仪表进行结合并优化自动化控制技术，使自动化控制系统更适应仪表的检测工作，利用自动化控制技术增强仪表的性能和检测效果，为化工企业的正常生产提供保障。

参考文献

[1]王智强.化工生产控制过程中自动化仪表的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2017（26）：2411-2411.

[2]刘超，张爱军，孔祥鑫.基于化工生产控制过程中自动化仪表的应用分析[J].化工设计通讯，2018，44（04）：152-152.