(石藥集團(tuán)中諾藥業(yè)(石家莊)有限公司，河北 石家莊 050041)

化工生產(chǎn)控制自動(dòng)化及儀表探究

劉彥武

(石藥集團(tuán)中諾藥業(yè)(石家莊)有限公司，河北 石家莊 050041)

化工生產(chǎn)常常在封閉、超高或低溫度等特殊條件下作業(yè)，又基于安全問(wèn)題的考慮，避免需要投入大量人手操作，發(fā)揮自動(dòng)化控制和儀表的監(jiān)測(cè)作用在化工生產(chǎn)行業(yè)已經(jīng)成為必然要求和趨勢(shì)，本文就此問(wèn)題進(jìn)行探析。

化工生產(chǎn);自動(dòng)化;儀表

1 化工生產(chǎn)控制自動(dòng)化現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到化工行業(yè)生產(chǎn)上，大大促進(jìn)生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)行，同時(shí)，自動(dòng)化設(shè)備裝置也在廣泛投入使用，避免了直接投入人力勞動(dòng)。這種采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化裝置來(lái)代替人力進(jìn)行化工生產(chǎn)方式，被稱(chēng)為自動(dòng)化化工生產(chǎn)過(guò)程。監(jiān)測(cè)儀表是自動(dòng)化設(shè)備中不可或缺的部分。經(jīng)濟(jì)發(fā)展科技進(jìn)步，讓半導(dǎo)體與集成電路得到進(jìn)一步強(qiáng)化，體積小、精度高的自動(dòng)化儀表得到了社會(huì)的肯定，以計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)處理中心的多種自動(dòng)化方案得以實(shí)現(xiàn)。

化工企業(yè)要發(fā)展，產(chǎn)品生產(chǎn)就必須向大規(guī)模、連續(xù)高效生產(chǎn)與綜合利用的方向改革。人工操作由于難度大、效率低，合格工人培養(yǎng)難度大等眾多問(wèn)題，越來(lái)越無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)需求，必須尋找更有效的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)操作生產(chǎn)。所以，對(duì)工藝參數(shù)的監(jiān)控迅速、準(zhǔn)確，能快速進(jìn)行工況分析、判斷并做出操作決策的自動(dòng)控制裝置是適應(yīng)當(dāng)前化工企業(yè)發(fā)展需求的。于是，大批自動(dòng)化裝置部件，如:檢測(cè)元件、調(diào)節(jié)、變送、執(zhí)行等各相關(guān)元件或結(jié)構(gòu)裝置依次衍生而出，各種不同的自動(dòng)化的控制系統(tǒng)，便是它們?cè)谏a(chǎn)操作與工藝設(shè)備中和生產(chǎn)設(shè)備的不同結(jié)構(gòu)組合而成。

化工產(chǎn)業(yè)的大力擴(kuò)展，社會(huì)對(duì)化工產(chǎn)品的要求提高，讓化工產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)越來(lái)越趨于精細(xì)化、規(guī)模化，所以讓自動(dòng)化控制與儀表又有迅猛發(fā)展，新產(chǎn)品和新技術(shù)層出不窮。如:電動(dòng)和氣動(dòng)的Ⅱ型、Ⅲ型儀表都已經(jīng)陸續(xù)投入大規(guī)模使用階段，多功能組裝式儀表也相繼投入運(yùn)行，而這種以微型處理器作為基礎(chǔ)的過(guò)程性控制儀表，即集中分散型的控制系統(tǒng)更是將自動(dòng)化技術(shù)推往更高的水平。

2 當(dāng)前自動(dòng)化控制下的儀表優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前科技微電腦芯片技術(shù)的應(yīng)用，不僅極大的縮小了化工自動(dòng)化控制儀表體型，且精度、容錯(cuò)性、抗干擾性能及可靠性都得到了大幅提高。

2.1 計(jì)算功能。微型計(jì)算機(jī)的使用讓自動(dòng)化儀表可以進(jìn)行更多復(fù)雜和精確的計(jì)算，因此自動(dòng)化儀表能經(jīng)常進(jìn)行一些諸如確定一個(gè)極大或極小值、被測(cè)量給定極限檢測(cè)、乘除一個(gè)常數(shù)等多個(gè)方面的比較和運(yùn)算。

2.2 可編程功能。硬件軟化就是儀表中大量硬件的邏輯電路被計(jì)算機(jī)軟件所代替。其中最特別的是在控制電路里應(yīng)用一些接口芯片的“位控特性”進(jìn)行一項(xiàng)復(fù)雜的功能控制，而其軟件編程十分簡(jiǎn)單，可以用存儲(chǔ)控制的程序替代之前的順序控制。

2.3 數(shù)據(jù)處理的功能。在測(cè)量活動(dòng)中，尤其是室外測(cè)量中，由于各種自然或認(rèn)為的原因，經(jīng)常遇到自檢自校、線性化處理、工程值與測(cè)量值的轉(zhuǎn)換及其抗干擾等技術(shù)問(wèn)題，但有了微處理器與相關(guān)軟件便可以很方便地解決，既減輕了大部分硬件的負(fù)擔(dān)，又可以增強(qiáng)其信息處理速度與精度，使得自動(dòng)化儀表可以進(jìn)行優(yōu)化和檢索等工作。

3 常見(jiàn)儀表探析

常見(jiàn)儀表應(yīng)用到生產(chǎn)中，自動(dòng)化儀表各種各樣，譬如壓力儀表和流量?jī)x表是一般化工生產(chǎn)企業(yè)都用到的。此外，測(cè)量溫度和物料等各種儀表也是常見(jiàn)的。隨著新科技的發(fā)展，各種儀表不斷問(wèn)世。以下就計(jì)算常見(jiàn)的幾種儀表。

3.1 在諸多儀表中，壓力儀表在化工生產(chǎn)中，尤為重要。它不僅是生產(chǎn)安全的監(jiān)測(cè)儀器，還是保證化工生產(chǎn)順利完成的必要保障。壓力儀表通常情況下，能實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控范圍可以由負(fù)壓力至300MPa，對(duì)生產(chǎn)的全過(guò)程的壓力狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。目前，壓力儀表運(yùn)用的測(cè)量原理概括起來(lái)有三種，即彈性式和液柱式，還有特殊的活塞式。在選用壓力儀表的過(guò)程中，工作人員需要根據(jù)不同類(lèi)別的介質(zhì)和壓力產(chǎn)生的具體方式等各種情況來(lái)對(duì)儀表進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x取。隨著科技的發(fā)展，儀器的精密程度將越來(lái)越高，而且抗腐蝕耐高溫等性能也將不斷提高。

3.2 流量?jī)x表是化工生產(chǎn)中使用最廣泛的，其監(jiān)控目標(biāo)主要是，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)有效截面積的介質(zhì)體積、質(zhì)量。流量?jī)x表的測(cè)量?jī)?nèi)容十分豐富，根據(jù)需求，對(duì)流量、體積進(jìn)行計(jì)算與測(cè)量。根據(jù)流量?jī)x表的測(cè)量原理，可分為質(zhì)量流量測(cè)量和體積流量測(cè)量。在生產(chǎn)使用時(shí)，一般情況下，采取速度法與容積法進(jìn)行對(duì)流體體積的測(cè)量，而對(duì)于流體質(zhì)量的測(cè)量，則多采取直接法以及推導(dǎo)法。

3.3 溫度儀表是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)中溫度的監(jiān)控，可測(cè)量值是－200°C至1800°C。按原理的不同，可分為熱電偶和熱電阻兩種模式，測(cè)量的方式多為接觸式。如果能夠?qū)崿F(xiàn)溫度的自動(dòng)化控制，那么就可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用

3.4 矩陣渦流式、磁致伸縮式以及雷達(dá)式等不同類(lèi)型的高精度儀表是由于測(cè)量方式與原理的差別而存在的物料儀表，其中最常用及通用的是浮力式儀表。物料儀表是針對(duì)液位的測(cè)量?jī)x器，包括對(duì)原料、成品和半成品的測(cè)量。

3.5 在線過(guò)程分析儀表則是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)中的控制和分析的自動(dòng)化的基本保障。注重工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代化工生產(chǎn)中的關(guān)鍵，工藝參數(shù)的測(cè)量的自動(dòng)化過(guò)程便是由在線過(guò)程分析儀表來(lái)進(jìn)行的。在線過(guò)程分析儀表是需要多種儀表之前的相互配合與使用從而對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量是否合格進(jìn)行監(jiān)控的。在現(xiàn)代化的化工生產(chǎn)中都更加注重工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，工藝參數(shù)的測(cè)量設(shè)定需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，這個(gè)過(guò)程就是通過(guò)在線過(guò)程分析儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)。在線過(guò)程分析儀表都需要多種儀表相互配合使用來(lái)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量是否合格等進(jìn)行監(jiān)控。

4 結(jié)束語(yǔ)

上文通過(guò)分析我國(guó)現(xiàn)在化工生產(chǎn)行業(yè)中的控制自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)當(dāng)前化工行業(yè)采用的儀表監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了探討，并介紹了幾種常見(jiàn)的監(jiān)測(cè)儀表，希望在科學(xué)信息技術(shù)發(fā)展迅猛的今天，化工生產(chǎn)自動(dòng)化控制技術(shù)和儀表研發(fā)有更大的突破。

［1］沈瑜.化工生產(chǎn)控制自動(dòng)化儀表探究［J］.硅谷.2008(09).

［2］趙萬(wàn)程.化工生產(chǎn)工藝過(guò)程自動(dòng)化的現(xiàn)況和趨勢(shì)［J］.化學(xué)世界.1962(02).

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1003－5168(2013)07－0077－01

劉彥武(1981.10—)，男，吉林樺甸市人，畢業(yè)于北京化工大學(xué)，本科學(xué)歷，助理工程師。