化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)研究

化工儀表在當(dāng)前國(guó)內(nèi)的化工生產(chǎn)工作中發(fā)揮著極其重要的作用，上海上儀股份公司有效促進(jìn)了化工 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。 對(duì)于自動(dòng)化控制技術(shù)而言，其技術(shù)相對(duì)成熟、科技水平較高，現(xiàn)階段在化工 儀表中有著較為廣泛的應(yīng)用。 本文首先對(duì)化工儀表的類型進(jìn)行探討，并進(jìn)一步分析化工儀表自 動(dòng)化控制技術(shù)的作用、技術(shù)特點(diǎn)與功能，非常后對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究。

化工行業(yè)的發(fā)展為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步注

入了強(qiáng)大的動(dòng)力， 并為居民生產(chǎn)生活提供了便 利。就化工行業(yè)生產(chǎn)工作而言，其對(duì)于相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用要求較高， 生產(chǎn)環(huán)節(jié)有著較強(qiáng)的系統(tǒng)性、復(fù)雜性。同時(shí)，化工生產(chǎn)所用的原料大多具有易 燃性、易爆性，對(duì)于這些危險(xiǎn)品的合理應(yīng)用與處 置直接關(guān)系到生產(chǎn)工作的安全效果。因而，當(dāng)前要加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化化工儀表的應(yīng)用，利用自動(dòng)化控 制技術(shù)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)加以控制，提高化工生產(chǎn)工作的質(zhì)量與效率。

1 概述

1.1 化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)的作用 該技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)中，首先要進(jìn)行自動(dòng)化控制 系統(tǒng)、元件與設(shè)備的安裝、調(diào)試，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自我監(jiān)控、調(diào)節(jié)與管理。自動(dòng)化 控制技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，不僅能夠使勞動(dòng)力得到解 放，同時(shí)也提高了化工企業(yè)生產(chǎn)工作的效率與安全效果。此外，由于化工企業(yè)生產(chǎn)工作具有較強(qiáng) 的特殊性， 生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)外界環(huán)境有著特定的要 求，比如高溫、高壓等生產(chǎn)環(huán)境，將會(huì)給工作人員 的身體造成傷害。 同時(shí)，加之一些化工生產(chǎn)材料具有易燃性、易爆性、放射性等特點(diǎn)，一旦存在工作人員操作不當(dāng)?shù)膯?wèn)題， 將導(dǎo)致重大的安全事故。因而，現(xiàn)階段要注重自動(dòng)化化工儀表的應(yīng)用，借助于自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面有 效的控制，加強(qiáng)對(duì)信息技術(shù)與控制軟件的應(yīng)用，以此來(lái)提高生產(chǎn)環(huán)節(jié)的精確性與安全性。

1.2 化工自動(dòng)化儀表的類型

1.2.1 溫度儀表 在當(dāng)前的化工生產(chǎn)工作中，溫度儀表得到了廣泛的應(yīng)用。 化工生產(chǎn)需要在某些特定的壓力、 溫度環(huán)境中進(jìn)行，該過(guò)程對(duì)溫度條件有嚴(yán)苛的要 求， 因而在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中需要對(duì)溫度進(jìn)行控制，這 就要求溫度儀表能夠?qū)囟冗M(jìn)行精確的測(cè)量與 顯示，確?；どa(chǎn)工作的安全、高效開(kāi)展。一般來(lái)說(shuō)， 化工生產(chǎn)工作中常用到的溫度測(cè)試儀，其 測(cè)量材料不能對(duì)熱阻以及熱電偶有過(guò)分的依賴 性，測(cè)量材料要能對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的測(cè)量。 比如在應(yīng)用蒸發(fā)爐、 氣化爐進(jìn)行化工生產(chǎn)工作時(shí)，其溫度會(huì)出現(xiàn)高速的循環(huán)現(xiàn)象，所用溫度儀 表要能對(duì)該過(guò)程的溫度進(jìn)行有效的測(cè)量。作為化工表的重要組成部分，溫度儀表的應(yīng)用發(fā)揮著重要的作用。

1.2.2 壓力儀表

壓力儀表的類型較為多樣，比如當(dāng)前應(yīng)用較 多的有特種壓力表以及壓力變送器等。 壓力儀表 的廣泛應(yīng)用，不僅能夠?qū)Ψ哿罱橘|(zhì)壓力進(jìn)行有 效的測(cè)量，同時(shí)還能在腐蝕性等極端惡劣的條件下進(jìn)行壓力測(cè)量并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。 對(duì)于壓力儀表而言，其主要借助壓力變送器進(jìn)行壓力調(diào) 節(jié)，并且能夠?qū)y(cè)量所得的壓力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳送 到集散控制系統(tǒng)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的自動(dòng)測(cè)量 與調(diào)控。 壓力儀表的應(yīng)用尤其注意高溫情況下對(duì) 硅油型號(hào)的選擇，否則會(huì)不準(zhǔn)確。 對(duì)于特定介質(zhì)的壓力傳感器選擇尤其重要。

1.2.3 物位儀表

由于測(cè)量方式與測(cè)量需求的不同，在進(jìn)行化 工生產(chǎn)工作中所應(yīng)用的物位儀表也存在著較大 的差異。 現(xiàn)階段，應(yīng)用較為廣泛的物位儀表不僅 包含了雷達(dá)儀表、浮力儀表，同時(shí)也用到直讀儀 表等。 具體應(yīng)用過(guò)程中，要結(jié)合化工生產(chǎn)的實(shí)際 情況與需求。 相比較而言，雷達(dá)液位計(jì)和差壓液 位變送器有著較為突出的優(yōu)勢(shì)，它們不僅測(cè)量精 準(zhǔn)度高，同時(shí)有著較強(qiáng)的適用性，可以滿足多種

材料的測(cè)量要求。

1.2.4 流量?jī)x表

流量?jī)x表在化工日常生產(chǎn)中有很重要的作用。化工生產(chǎn)的投料比例都是通過(guò)流量計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。常見(jiàn)流量計(jì)有金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)、超聲波流量 計(jì)、電磁流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)等。質(zhì)量流量計(jì)用于 車間或?qū)ν饨Y(jié)算，精度高，誤差小；電磁流量計(jì)適 用于導(dǎo)電的介質(zhì)，應(yīng)用比較廣泛；金屬轉(zhuǎn)子流量 計(jì)在選型中注意介質(zhì)密度，密度不準(zhǔn)則測(cè)量數(shù)據(jù) 不準(zhǔn)，給化工生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患。

1.2.5 調(diào)節(jié)閥

調(diào)節(jié)閥在化工生產(chǎn)中的作用不言而喻。閥門(mén) 種類多，選型尤其重要。蒸汽調(diào)節(jié)閥的選型特別 要注意生產(chǎn)中防止閥門(mén)卡死， 盡量避免內(nèi)漏，否則對(duì)工藝被控溫度形成破壞性。切斷閥的汽缸要合適，選小會(huì)導(dǎo)致扭力小，容易使內(nèi)部的彈簧斷 裂。

1.3 化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)的特點(diǎn)與功能分析 其一，數(shù)據(jù)控制是該技術(shù)運(yùn)用的一個(gè)顯著特 點(diǎn)。 具體應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)對(duì)儀表數(shù)據(jù)的讀取與分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的控制。 其二，借 助于計(jì)算機(jī)以及相關(guān)的軟件系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn) 過(guò)程的自動(dòng)化控制。 同時(shí)，化工儀表與其他類型的儀器協(xié)同工作，還能對(duì)整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效 的管理。 其三，該技術(shù)具有計(jì)算功能。 在進(jìn)行化工儀表設(shè)計(jì)工作時(shí)，利用微型計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)化工儀表的自動(dòng)化計(jì)算功能。 這樣一來(lái)，不僅能夠降 低工作人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)還能有效提高化工儀表計(jì)算環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)性。 需要注意的是，化工儀 表應(yīng)用時(shí)要對(duì)非常大值或非常小值進(jìn)行設(shè)置，這在一定程度上能夠簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程。 其四，化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)具有較強(qiáng)的記憶功能。 以往在開(kāi)展化工生產(chǎn)工作時(shí)，化工儀表僅能完成某項(xiàng)單一的生產(chǎn)任務(wù)， 一旦生產(chǎn)工作中遇到了不可控的狀 態(tài)，將導(dǎo)致生產(chǎn)工作無(wú)法有序開(kāi)展 但是，通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)不僅能夠?qū)ο鄬?duì)復(fù)雜、龐大的生產(chǎn) 數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的儲(chǔ)存，并且可以對(duì)生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行有效的判斷，進(jìn)而可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)

的處理。 該功能的實(shí)現(xiàn)，需要借助先進(jìn) 的科學(xué)技術(shù)與手段，保證化工儀表的存儲(chǔ)空間得 到顯著的提升。 其五，化工儀表還具備可編程功能。 軟件技術(shù)與計(jì)算機(jī)等技術(shù)的應(yīng)用，使得化工儀表的可編程功能大大提高。 可編程功能使得復(fù) 雜的控制系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化，化工生產(chǎn)工作的可操作 性顯著提高。 此外，具有可編程功能的化工儀表，促使自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，儀表的功 能更加多樣，有效提高了化工設(shè)備的生產(chǎn)效率與 質(zhì)量。

1.4 化工儀表的安裝與調(diào)試

要確保自動(dòng)化化工儀表的有序運(yùn)轉(zhuǎn)，就要對(duì)前期的設(shè)備安裝與調(diào)試工作加以重視。 首先，在 進(jìn)行前期的安裝工作時(shí)，要嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)做好勘測(cè)與施工圖繪制工作，同時(shí)還要針對(duì) 現(xiàn)場(chǎng)的情況制定詳細(xì)可行的施工安裝計(jì)劃；其次，參與安裝施工的技術(shù)人員要詳細(xì)閱讀安裝說(shuō) 明書(shū)，并熟悉相關(guān)的施工圖和技術(shù)規(guī)范。 這一過(guò) 程中，技術(shù)人員要嚴(yán)格按照操作流程開(kāi)展設(shè)備安 裝。此外，為確?；x表自動(dòng)化控制技術(shù)得到 有效的應(yīng)用，開(kāi)展生產(chǎn)工作前還要按要求做好設(shè) 備的調(diào)試與試運(yùn)行工作， 及時(shí)排除設(shè)備安全隱 患，確?；x表運(yùn)行期間的安全與穩(wěn)定。

2 化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)研究

2.1 自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)和修復(fù)技術(shù)

對(duì)于化工企業(yè)而言，在開(kāi)展化工生產(chǎn)工作時(shí)要注重自動(dòng)化化工儀表的應(yīng)用，并注重對(duì)自動(dòng)化 檢測(cè)技術(shù)以及修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用。 相比較而言，該 類技術(shù)具有較強(qiáng)的可靠性、 精確性以及安全性， 對(duì)確保設(shè)備的安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要的作用。 由 于化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)受到諸多因素的影響，以及惡劣生產(chǎn)環(huán)境的不利影響， 導(dǎo)致設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)故障與問(wèn)題。 通過(guò)自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)以及修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確、快速地定位出設(shè)備故障類型與原因，進(jìn)而為后續(xù)設(shè)備故障的修復(fù)提供幫助， 有效提高了 設(shè)備維護(hù)工作的質(zhì)量與效率。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

作為現(xiàn)代化控制系統(tǒng)的一個(gè)重要發(fā)展方向，在進(jìn)行化工生產(chǎn)工作中應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，可以有效提高相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量與管理水平。 總體而言，該系統(tǒng)具有一定的開(kāi)放性、互操作性、 數(shù)字性等特點(diǎn)，該系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展具有廣闊的 前景。 現(xiàn)階段應(yīng)用較廣的總線智能儀表，具有分 散度好的顯著優(yōu)勢(shì)，該儀表的應(yīng)用能夠有效提高化工儀表整體功能。 另外，該類控制系統(tǒng)對(duì)于不同環(huán)境有著良好的適應(yīng)性，這也是普通化工儀表 所不具備的功能。 在具體安裝過(guò)程中，通過(guò)將總線連接到多個(gè)儀表中，一方面能夠降低電能的使用量，另一方面還可以為后期儀器的維護(hù)與調(diào)試工作提供極大的便利。 例如，某化工單位在進(jìn)行化工生產(chǎn)工作中， 安裝了年產(chǎn) 90 萬(wàn)噸乙烯裂解 裝置，并使用了現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。 對(duì)于該系統(tǒng) 來(lái)說(shuō)，它不僅囊括了 4.7 萬(wàn)個(gè)控制電路，同時(shí)還與 數(shù)萬(wàn)臺(tái)儀表進(jìn)行連接。具體控制環(huán)節(jié)中，僅憑借 一個(gè)中心控制器就可對(duì)其進(jìn)行有效的控制。 從當(dāng) 前總線控制系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀來(lái)看，上海上儀股份公司主要通過(guò)閥門(mén) 控制器事先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線 PID 控制。 該系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，還能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集散控制，有效改善了整個(gè) 系統(tǒng)的運(yùn)行效果， 防止數(shù)據(jù)負(fù)載等問(wèn)題的出現(xiàn)。 就該企業(yè)而言， 其控制系統(tǒng)自控率已經(jīng)超過(guò)了95%，同時(shí)也為該企業(yè)帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。