化工自动化仪表的自动控制过程研究

化工自动化仪表的自动控制过程研究

李世林

中原大化  河南 濮阳 457000

摘要：随着自动化仪表和技术的快速发展，促进了我国社会经济的发展。在化工企业管理中，为了确保电气仪表的正常运行，必须建立完整的管理制度和监管体系。由于电气仪表自动化控制技术的专业性较强，技术人员需要具备高超的技术能力，深入了解该技术的原理。当电气仪表出现故障时，通过自动化技术进行故障分析，制定科学的技术措施加以解决。

关键词：化工自动化；仪表；自动控制；过程研究

引言

自动化控制在化工工业中扮演着至关重要的角色。它不仅提高了生产效率，还增强了产品质量，并在保证操作员安全的同时降低了事故风险。本论文旨在深入研究化工自动化仪表的自动控制过程，以探讨控制系统的基本原理、控制策略的选择及研究方法的应用，从而为化工生产过程的优化提供支持。

1电气仪表自动化与自动化控制系统的构成

1.1PLC控制模块

自动化控制系统的组成中，PLC控制模块非常重要。为了保证模块运行质量，加强抗电磁干扰能力，要在电气元件中设置屏蔽系统，加强模块的抗干扰性能。模块运行过程中，应当做好保护工作，提供优质的运行环境，全面提升运行效率与质量。相比其他模块，PLC控制模块的体积小、重量轻，所以在建立控制系统时，不需浪费大量人力和物力，操作难度非常低。PLC控制系统界面，应当采用人性化设计方式，操作人员只需根据显示内容的提示，即可完成相关操作。

1.2通信模块

通信模块负责采集数据信息，利用通信媒介，能够向存储设备传输信息，方便上位机系统调用信息。在一般的工业生产过程中，面对通信网络传输速率高的要求，与光纤技术融合在一起，能够加快信息传输速度，提升控制的精确度。局域网体系内，通信模块能够传输信息、共享信息，为不同系统提供价值信息，提升自动控制系统的协调性。

1.3中央系统控制模块

中央控制模块，可以看作自动控制系统的“大脑”，负责处理海量信息。工业生产期间，对自动化控制的依赖较强，中央控制模块可以按照实际需求，增加功能、接口数量，确保系统与多个设备的连接，维护设备控制的协调性。相比人工控制方式，自动化控制系统的响应速度快，控制精度高。在工业生产中应用自动化控制系统，可以提升生产效率，加快模块更新频率、运行速度，快速采集和处理信息数据。在内置程序支持下，中央控制模块制定科学控制方案，利用报警功能，准确判断自动化系统的状态与问题。当检测到故障问题时，可以自动开启应急处理预案，避免扩大不良影响，保证控制任务的完成度。

1.4集散控制模块

集散控制模块，包括防盗开关、自动控制、实时监控、历史记录等区域。在集散控制模块中实时监控，属于管理系统，可以实时记录生产过程，捕获和传输数据信息，不会改变数据形态。按照收集数据进行分析，并利用计算机显示屏反映出实际生产状态。实时监控系统可以控制实际生产状态，确保生产过程的安全性。自动化控制系统，可以有效调整生产过程的PID参数，添加集散控制技术，提升生产过程的精准度。在实时检测生产过程时，警报功能可以及时报警突发状况，按照技术人员预设的警报值，可以在集散控制系统运转期间，及时预警故障问题，确保技术人员及时发现问题。

2化工自动化仪表的自动控制过程研究

2.1传感器技术和仪表选择

不同化工产品生产过程需要不同的测量精度、运行环境和数据采集速度，选择合适的仪表和传感器对提升化工生产的安全性、可靠性和生产效率均发挥着重要作用。化工产品生产多运行于高温、高压、高腐蚀等极端环境，要结合化工生产具体环境选择抗高温、抗高压和抗腐蚀传感器，一些生产过程需要高速采集生产数据，也可能需要采集速度较慢但更高精度的数据，合适采样速率有助于满足特定化工生产需求。化工传感器和仪表成本对于项目的可行性和经济性非常重要，在选择自动化仪表时要考虑成本和性能之间的关系，而传感器的维护和校准对于保持其性能起到至关重要的作用，易于维护的传感器可以减少停工时间和维护成本。

2.2反馈控制与前馈控制

在化工自动化生产过程中，反馈控制和前馈控制是两种常用的控制策略，在优化生产过程、提高产品质量和确保系统稳定性方面发挥着重要作用。反馈控制是一种基于系统当前状态的控制策略，通过监测系统的输出并将实际输出与期望输出进行比较，然后根据误差来调整控制输入以使系统维持在期望状态。这意味着系统可以自动纠正偏差并保持在期望状态，反馈控制具有很强的适应性，能够应对系统参数变化和外部干扰，也能够在不确定性条件下进行控制，提高了系统的稳定性和鲁棒性，反馈控制广泛应用于化工生产过程中，如温度控制、液位控制和压力控制，在确保产品质量和生产效率方面发挥着重要作用。前馈控制是一种基于先验知识的控制策略，可提前预测系统干扰或扰动，并在其影响系统之前采取措施来抵消影响，前馈控制使用模型或先验知识来预测系统未来行为，并提前调整控制输入以抵消干扰或扰动，不依赖于实际输出的反馈信息，可以快速响应干扰且减少系统的响应时间，在已知干扰或扰动的情况下尤为有效，常应用于需要迅速应对干扰的应用，例如，化工生产过程中的喂料控制，有助于减小系统的不稳定性和振荡。

2.3人机界面操作技术

人机接口操作技术，对电气仪表自动化控制的依赖度高，能够有效控制电子仪器，促进工业企业的发展。传统用户界面操作问题比较多，很难控制电器的测量仪器，所以要更新和完善操作程序。在使用电气仪表自动化设备时，应当选择适宜的操作技术，保证电气仪表、操作人员的互补，全面提升操作效率，保证设备生产效率与质量。操作人员使用实用的操作程序，简化复杂的操作流程，注重用户界面操作技术的更新，做好程序优化工作，提升工作效率与质量。

2.4设备分析中的应用

电气仪表自动化，通过传感器实现通信，实时采集企业生产现场的数据，之后将数据信号传输到可编程逻辑系统、动态稳定控制系统内。系统按照预设标准，对设备运行状态进行分析，按照分析结果，科学调控设备驱动，保证电气设备运行状态的最佳化。调控操作之后，系统会产生新的数据信息，之后反馈给可编程逻辑、系统动态稳定控制系统。在信息传输期间，应当建立闭环模式，具备持续反馈功能、调控功能。闭环系统可以保障企业自动化生产的安全性，当电机设备出现故障问题时，异常信号利用传感器传输给自动化仪表控制系统，系统按照动态稳定控制系统、可编程逻辑系统，能够及时触发电器开关，从而代替主电机运转。在电气自动化仪表控制技术支持下，能够对电机温度动能参数进行分析，高效排查故障成因，将分析结果呈现在远程终端设备上。工作人员接收到警报之后，应当尽快处理电机故障。电气仪表自动化控制技术可以启用备用电机，保证生产与运转的顺利性，快速找寻故障原因，向技术人员传递警报信号。

结束语

综上所述，电气仪表自动化控制技术对化工企业的高质量运行具有很大的促进作用。通过对电气仪表自动化控制技术及系统模块组成与作用机制进行分析，提出了其在化工生产过程中如生产操作、产品集输、物料调度、设备分析、仪表检测、紧急停车等领域的应用，充分发挥电气仪表自动化控制技术的优势，全面保证化工生产的安全性与可靠性，为化工产业安全高质量发展起到了保驾护航作用。

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