周琨

（新能鳳凰（滕州）能源有限公司，山東 棗莊 277520）

化工生產(chǎn)控制儀表智能自動(dòng)化應(yīng)用探析

周琨

（新能鳳凰（滕州）能源有限公司，山東 棗莊 277520）

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的大背景下，化工生產(chǎn)也迅速發(fā)展。傳統(tǒng)化工儀表已經(jīng)跟不上快速制造的需求，化工生產(chǎn)領(lǐng)域中控制儀表已脫離了手動(dòng)控制、人工操作的老路，在信息化的帶動(dòng)下，自動(dòng)化程度和智能化水平越來(lái)越高。在分析化工生產(chǎn)中自動(dòng)化儀表的特征的前提下，對(duì)其發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了綜述，通過(guò)分析智能自動(dòng)化儀表在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，為相關(guān)行業(yè)人員提供了經(jīng)驗(yàn)和借鑒，為化工生產(chǎn)中儀表的智能化和自動(dòng)化的提高提供了技術(shù)支撐。

化工生產(chǎn)；儀表；智能自動(dòng)化；應(yīng)用

0　引言

自動(dòng)化儀表是化工生產(chǎn)中的關(guān)鍵一環(huán)，在化工生產(chǎn)中，由于很多原材料都屬于易燃、易爆氣體或液體，安全生產(chǎn)便成為了前提，在化工生產(chǎn)中，儀表密封性、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性十分重要，因?yàn)槲ｋU(xiǎn)品的泄漏都可能引發(fā)安全問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)還會(huì)對(duì)操作人員的人身安全造成隱患。在生產(chǎn)過(guò)程中必須要利用儀表把各項(xiàng)工藝參數(shù)維持在最佳范圍內(nèi)，化工儀表在工業(yè)生產(chǎn)中主要實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)行為的監(jiān)測(cè)和控制功能，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的采集和處理，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)報(bào)警、記錄、控制等行為。本文將從多個(gè)角度對(duì)化工儀表的智能自動(dòng)化應(yīng)用進(jìn)行研究和分析。

1　自動(dòng)化儀表在化工生產(chǎn)中的特點(diǎn)

自動(dòng)化儀表解放了生產(chǎn)力，并且減少了誤差，提高了化工生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，下面將從幾個(gè)方面敘述自動(dòng)化儀表的特點(diǎn)。

1.1數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)

由于傳統(tǒng)化工儀表中并不存在智能自動(dòng)化的處理單元或相應(yīng)的軟件功能，這使得化工儀表硬件負(fù)荷加重，當(dāng)超過(guò)負(fù)荷能力或處于臨界值時(shí)，儀表工作能力將下降，并且存在一定的安全隱患。在化工生產(chǎn)中的自動(dòng)化儀表可以利用遍布設(shè)備的傳感器采集各種數(shù)據(jù)，并通過(guò)強(qiáng)大的計(jì)算功能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理。它可以降低對(duì)化工儀表硬件的損傷,高效的數(shù)據(jù)處理能力使得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、查詢(xún)的便捷性、覆蓋的全面性等得到保障。在一些危險(xiǎn)的場(chǎng)合，自動(dòng)化儀表的引入也可以在遠(yuǎn)程觀測(cè)數(shù)據(jù)，在不降低數(shù)據(jù)處理水平的前提下，避免事故的發(fā)生，維護(hù)工作人員的安全。

1.2可編程能力突出

由于智能自動(dòng)化儀表的控制都是通過(guò)計(jì)算機(jī)的編程實(shí)現(xiàn)，所以在每個(gè)環(huán)節(jié)都可以設(shè)置斷點(diǎn)和自檢程序，這對(duì)于故障的排除和今后的改進(jìn)提供了可能。同時(shí)自動(dòng)化儀表的可編程序功能還可以對(duì)預(yù)知故障進(jìn)行預(yù)警，并利用程序可更改等特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行前期處理?；x表智能自動(dòng)化的植入,可以簡(jiǎn)化傳統(tǒng)改變化工儀器硬件的方式，而是改變程序的設(shè)置。例如，在化工生產(chǎn)中用到延時(shí)操作時(shí)，在正常計(jì)數(shù)的情況下，只需要對(duì)儀器進(jìn)行新程序的植入，改變PLC控制的相關(guān)環(huán)節(jié)，增加延時(shí)操作即可，而并不需要額外加入定時(shí)器等硬件設(shè)備，也不用更改已封裝好的電路。從這個(gè)意義上講，自動(dòng)化儀表的可編程能力使得其應(yīng)用范圍更廣，造價(jià)會(huì)更低，簡(jiǎn)化了化工儀器的結(jié)構(gòu)。

1.3存儲(chǔ)功能突出

由于自動(dòng)化儀表控制具有強(qiáng)大的儲(chǔ)存功能，面對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)的挑戰(zhàn)，自動(dòng)化儀表可以解決數(shù)據(jù)量的增多、精度要求高的問(wèn)題，其強(qiáng)大的計(jì)算處理和存儲(chǔ)能力可以提高化工生產(chǎn)的效率，增強(qiáng)其抗干擾能力。

1.4監(jiān)測(cè)處理能力較好

傳統(tǒng)化工儀表雖然也可以在監(jiān)測(cè)信息等方面進(jìn)行簡(jiǎn)單四則運(yùn)算的處理，但是這已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的工業(yè)需求，其快速性、準(zhǔn)確性無(wú)法得到保障，對(duì)于微積分、概率等問(wèn)題的處理能力十分欠缺。由于內(nèi)置微型計(jì)算機(jī)單元，其智能化、自動(dòng)化水平得到大幅提高?，F(xiàn)代的自動(dòng)化化工儀表在其內(nèi)部設(shè)置的通訊傳感器能夠及時(shí)對(duì)出現(xiàn)故障的部分傳輸信號(hào)，多種智能化模塊、傳感器、集成元件相互合作，通過(guò)大量電子元器件的工作使其具備模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存、1/0接口等功能。在總線技術(shù)的推動(dòng)下，化工儀表在主控機(jī)的控制中發(fā)揮著重要的監(jiān)測(cè)作用，對(duì)于設(shè)備的運(yùn)行狀況都可以顯示在集成界面中，操作人員只需要對(duì)PC界面的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析和監(jiān)控就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整套復(fù)雜設(shè)備情況的掌握，之前那種遍歷儀表盤(pán)記錄數(shù)據(jù)的方法已經(jīng)過(guò)時(shí)。

2　化工儀表中智能自動(dòng)化的應(yīng)用

化工儀表自動(dòng)化、智能化是當(dāng)前儀表發(fā)展的主流趨勢(shì)，他可以推動(dòng)化工生產(chǎn)效率的提高，進(jìn)一步解放生產(chǎn)力。智能自動(dòng)化儀表具有自動(dòng)信息監(jiān)測(cè)功能，同時(shí)由計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行控制，操作人員通過(guò)調(diào)節(jié)軟件參數(shù)，更改程序設(shè)置實(shí)現(xiàn)對(duì)智能化工儀表的控制，能夠進(jìn)行誤差修正，能把數(shù)據(jù)誤差降到最低。

化工儀表的監(jiān)測(cè)精度較比傳統(tǒng)化工儀表大幅度提高。微型計(jì)算機(jī)的工作頻率可達(dá)1兆赫茲以上，其數(shù)據(jù)處理速度十分迅速。如果在數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換過(guò)程中，對(duì)于一組模擬量需要存儲(chǔ)在儲(chǔ)存器中，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的字節(jié)量將十分巨大，智能自動(dòng)化儀表便可實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確地對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選處理后，得到需要的監(jiān)測(cè)數(shù)值。例如，化工生產(chǎn)中用到的水分測(cè)定儀，利用化學(xué)原理和一定的物理方法，它可以準(zhǔn)確判斷化工產(chǎn)品中的含水量，當(dāng)與設(shè)定值進(jìn)行比較后便可以判斷化工產(chǎn)品的含水量是否達(dá)標(biāo)，這提高了化工儀表的監(jiān)測(cè)能力，完善了化工儀表的監(jiān)測(cè)控制。

在化工儀表中引入智能自動(dòng)化后，降低了外界對(duì)化工儀表的干擾，有效地保障了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。例如在常見(jiàn)的溫度電路中，熱電偶的控制需要面對(duì)熱電偶非線性的特點(diǎn)，控制難度較大，智能自動(dòng)化化工儀表可以通過(guò)對(duì)系統(tǒng)電路中的程序進(jìn)行調(diào)整，在熱電偶的工作閾值到達(dá)前發(fā)出預(yù)警或者調(diào)節(jié)相應(yīng)的參數(shù)，減少電路的故障發(fā)生可能。

3　化工生產(chǎn)中自動(dòng)化儀表的發(fā)展

在信息化的大背景下，儀表控制也得到了一定的發(fā)展，儀表的自動(dòng)化控制進(jìn)入了更高的層面，計(jì)算機(jī)控制、集成電路實(shí)施的特點(diǎn)讓化工儀器不論在生產(chǎn)管理方面還是工作準(zhǔn)確性方面都提升了一個(gè)層次。雖然較之前的人工控制而言，如今的自動(dòng)化儀表大幅提高了化工生產(chǎn)的效率，提高了準(zhǔn)確性，但是其在準(zhǔn)確性和人機(jī)交互方面還有很長(zhǎng)的路要走。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，化工生產(chǎn)控制儀表的方式將趨向多樣化，智能控制理論的不斷發(fā)展使得自動(dòng)化儀表的智能化水平進(jìn)一步提高，例如專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊控制、智能PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、總線技術(shù)、遺傳算法、人機(jī)接口技術(shù)等等技術(shù)的融入使得化工儀表的智能自動(dòng)化能力加強(qiáng)，編程思路的優(yōu)化將會(huì)進(jìn)一步提高智能儀表的數(shù)據(jù)處理能力和效率，封裝技術(shù)的應(yīng)用將使得儀表更為集成化、小型化、輕便化，電子元器件質(zhì)量的提高將會(huì)使得電子化的儀表性能更加穩(wěn)定，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。隨著操作人員管理能力的提高和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，化工儀表的規(guī)?；芾韺?huì)成為可能，復(fù)雜精密化工設(shè)備也將會(huì)隨著化工儀表的自動(dòng)化水平提高而得到進(jìn)一步發(fā)展。

4　結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷深入，化工生產(chǎn)起到了支柱產(chǎn)業(yè)的作用。化工生產(chǎn)具有一定危險(xiǎn)性，對(duì)各項(xiàng)變量參數(shù)的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性要求較高，化工儀表在化工生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著重要預(yù)防、保護(hù)和監(jiān)測(cè)的作用。隨著化工儀表中智能自動(dòng)化的應(yīng)用的不斷加深及功能的不斷擴(kuò)充，傳統(tǒng)化工儀表已經(jīng)淡出人們的視線并逐漸被能力更強(qiáng)的自動(dòng)化儀表取代，智能化的特點(diǎn)保障了化工儀表監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性，使得化工生產(chǎn)的順利進(jìn)行，可以推測(cè)化工儀表中智能自動(dòng)化的應(yīng)用必將更加廣泛。

[1] 鄧峰.化工儀表中智能自動(dòng)化的應(yīng)用[J].化工管理，2015,32:9+11.

[2] 陳鵬.化工生產(chǎn)控制自動(dòng)化儀表初探[J].科技展望，2016,15:47.

TQ056.8

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1671-0711（2016）09（上）-0103-02