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        化工儀表中的自動(dòng)化控制技術(shù)探究

        2021-01-05 13:50:52尹徽
        天津化工 2021年2期
        關(guān)鍵詞:控制技術(shù)測(cè)量生產(chǎn)

        尹徽

        (國(guó)能蒙西華瑞化工有限公司,內(nèi)蒙古烏海016000)

        1 化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)特點(diǎn)

        在傳統(tǒng)生產(chǎn)控制中,化工行業(yè)在生產(chǎn)控制方面,一般會(huì)應(yīng)用DCS控制自動(dòng)化策略,這種系統(tǒng)可以達(dá)到簡(jiǎn)化流程的目的,操作也相對(duì)簡(jiǎn)便。當(dāng)前技術(shù)發(fā)展背景下,自動(dòng)化控制技術(shù)具備較快的更新速度,智能化水平也逐漸提升。具體來(lái)說(shuō),自動(dòng)化控制主要有以下方面的技術(shù)特性。

        1.1 有利于技術(shù)措施的優(yōu)化

        近些年來(lái),關(guān)于自動(dòng)化控制的具體措施,改進(jìn)與提升速度相對(duì)較快。聚焦于化工領(lǐng)域,應(yīng)用串級(jí)控制與單回路的情況較多。在控制器規(guī)律方面,主要以PID方式為主,相較于DCS方式,PID設(shè)置了軟件包,提高了獨(dú)立性,在此基礎(chǔ)上,強(qiáng)化了動(dòng)態(tài)變量技術(shù)和軟測(cè)量技術(shù)的聯(lián)系。眾多化工企業(yè)對(duì)PID技術(shù)的價(jià)值,引起了足夠重視,以串級(jí)控制為主的儀表測(cè)控方式也逐漸推廣開(kāi)來(lái)。

        1.2 重視交互界面的作用

        化工儀表若想實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,就要重視人機(jī)交互界面的作用,借助人機(jī)交互的方式,達(dá)到顯示實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)的目的,達(dá)到集成性化工生產(chǎn)的要求。在顯示器的作用下,可以通過(guò)信號(hào)燈起到提示信息的作用,為化工操作決策提供較大參考依據(jù)。聚焦于化工儀表的發(fā)展現(xiàn)狀,人性化程度較高的交互界面也逐漸普及和推廣,這種模式人性化與直觀化的特性,體現(xiàn)得極為明顯,有利于構(gòu)建人機(jī)交互的整體框架。

        1.3 提高了安全程度

        化工行業(yè)通常會(huì)表現(xiàn)出較大風(fēng)險(xiǎn)性,究其原因,就是因?yàn)楹芏嗌a(chǎn)操作流程,都會(huì)存在較大安全隱患。為達(dá)到排查安全隱患,降低事故出現(xiàn)的概率的目的,應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)控制生產(chǎn)流程各個(gè)階段,針對(duì)性進(jìn)行危險(xiǎn)警報(bào)的設(shè)置。自動(dòng)化控制的根本目的,就在于為生產(chǎn)安全提供強(qiáng)有力保障,在避免出現(xiàn)化工安全事故,保障生產(chǎn)安全的前提下,盡可能提升經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

        2 化工自動(dòng)化儀表類型

        2.1 溫度儀表

        在化工生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中,溫度儀表在實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛?;ば袠I(yè)中常會(huì)涉及到各種化學(xué)反應(yīng),而這種反應(yīng)往往需要在特定溫度和壓力環(huán)境中,才能達(dá)到反應(yīng)條件。在這個(gè)變化過(guò)程中,就會(huì)涉及溫度儀表的安裝,對(duì)范圍內(nèi)的溫度進(jìn)行時(shí)刻監(jiān)督,這樣才能保證工作的高效和安全。在分類方面,溫度儀表主要可分成兩類:非接觸式和接觸式。非接觸式溫度儀表盡管具備較為廣泛的測(cè)溫范圍,但是測(cè)量誤差也較大;接觸式溫度儀表較為可靠簡(jiǎn)單,測(cè)量精度也更高,因此應(yīng)用范圍也較廣,例如熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計(jì)等。在實(shí)際化工生產(chǎn)階段,若蒸爐和和氣化爐在外表溫度方面,存在太大差異,就會(huì)產(chǎn)生高速循環(huán)的問(wèn)題,此時(shí)應(yīng)用溫度儀表進(jìn)行溫度測(cè)量的情況較多??傮w來(lái)說(shuō),在化工儀表中,溫度儀表是各類儀表的重中之重,具備較高實(shí)用性,可以達(dá)到科學(xué)控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)溫度的目的。

        2.2 壓力儀表

        各類化工儀表中,壓力儀表同樣是相對(duì)常見(jiàn)的,而且壓力儀表類型同樣較為豐富。舉例來(lái)說(shuō),壓力變送器或者特殊壓力表,應(yīng)用的壓力表主要可以檢測(cè)粉顆粒物,如果出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,還能進(jìn)一步顯示數(shù)據(jù)。在儀表中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù),壓力儀表可以借助壓力變送器,達(dá)到調(diào)節(jié)壓力的目的,還可以向集散控制系統(tǒng)中傳輸獲取的數(shù)據(jù),起到自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)控制壓力的作用。

        2.3 物位儀表

        化工企業(yè)生產(chǎn)階段,不可避免會(huì)涉及眾多測(cè)量方式,當(dāng)然,具體用到何種測(cè)量方式,需要依照實(shí)際情況針對(duì)性選擇,物位儀表就是起到測(cè)量作用的一類儀表。在分類方面,物位儀表主要包括雷達(dá)儀表、浮力儀表和直讀儀表等。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用層面,雷達(dá)儀表優(yōu)勢(shì)較為明顯,不僅具備較高實(shí)用性,而且測(cè)量精度也較高,適用于各類材料的測(cè)量,因此雷達(dá)儀表在化工生產(chǎn)階段,使用范圍也相對(duì)廣泛。

        3 化工自動(dòng)化儀表的控制技術(shù)

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

        化工企業(yè)在化工生產(chǎn)階段,不可避免會(huì)應(yīng)用自動(dòng)化檢測(cè)和修復(fù)技術(shù),這類技術(shù)在精準(zhǔn)性、安全性和可靠性方面,優(yōu)勢(shì)較為明顯,生產(chǎn)階段在運(yùn)行和安全方面,都能有效保障。當(dāng)前社會(huì)背景下,科技發(fā)展速度較快,自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的自動(dòng)化檢測(cè)和修復(fù)技術(shù),可以令設(shè)備出現(xiàn)的故障得到有效解決,也可以達(dá)到修復(fù)故障的目的,輔助工作人員解決各類問(wèn)題。

        3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

        化工生產(chǎn)階段,現(xiàn)場(chǎng)總控系統(tǒng)具備較強(qiáng)開(kāi)放性和實(shí)操性,在未來(lái)控制系統(tǒng)的發(fā)展方面,具備主導(dǎo)性作用,發(fā)展前景相對(duì)廣闊?,F(xiàn)階段現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表,在表現(xiàn)上主要呈現(xiàn)分散度良好的特點(diǎn),這也有效增強(qiáng)了化工儀表的功能性?,F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)除了具備較好的適應(yīng)性,控制功能和運(yùn)行水平同樣較強(qiáng)等普通儀表不具備的優(yōu)勢(shì),該控制系統(tǒng)可以起到分散控制的作用,可以在不同儀表中連接總線,這種方式不但降低了電線使用量,還為后續(xù)儀器的檢修和調(diào)試,帶來(lái)了較大便利性,促進(jìn)了化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

        3.3 分散式生產(chǎn)控制

        分散式控制技術(shù)在化工儀表中,同樣較為常見(jiàn),該控制方式不但可以保證較好的生產(chǎn)環(huán)境,而且還能有效減少生產(chǎn)階段出現(xiàn)的能源和材料損耗,這也是當(dāng)前分散式控制,在化工企業(yè)日常生產(chǎn)中,應(yīng)用程度較為先進(jìn)的一個(gè)原因。但是,相應(yīng)存在的弊端也較為明顯,在應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行功能的更新,引起足夠的重視。對(duì)化工企業(yè)而言,在化工儀表中應(yīng)用分散控制系統(tǒng),其必要性不容忽視,可以保證控制系統(tǒng)整體的完整性。隨著科技水平的逐漸提升,數(shù)字化操控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用,可以很大程度上提升化工生產(chǎn)精準(zhǔn)度,減少化工生產(chǎn)中成本投入。

        3.4 人機(jī)界面與操作模式

        新型自動(dòng)化系統(tǒng)先進(jìn)程度較高,除了過(guò)程變量之外,智能設(shè)備可以完成設(shè)備診斷、校準(zhǔn)信息的任務(wù)。新型自動(dòng)化系統(tǒng)可以向特定設(shè)備傳輸有關(guān)命令,執(zhí)行校準(zhǔn)與其他類型的操作,在集成APC第三方應(yīng)用程序方面也更加便利,用戶可以借助任意瀏覽器,對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn),不用在個(gè)人設(shè)備或者移動(dòng)終端上安裝軟件。

        4 化工自動(dòng)化控制中儀表控制的策略

        4.1 提高設(shè)計(jì)化工自動(dòng)化儀表測(cè)量的科學(xué)性

        計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,使測(cè)量和處理工序速度更快,這不僅對(duì)減小儀表設(shè)備體積有一定好處,還能進(jìn)一步改善儀表設(shè)備運(yùn)行功能和控制技術(shù),達(dá)到提高化工自動(dòng)化儀表控制精度的目的。在實(shí)現(xiàn)方法方面,首先在設(shè)置化工自動(dòng)化儀表的環(huán)節(jié),應(yīng)當(dāng)借助計(jì)算機(jī)編程技術(shù),令儀表可以更好結(jié)合不同類型的軟件系統(tǒng),促進(jìn)軟件在芯片、儀表電路控制水平的提升;其次,應(yīng)基于計(jì)算機(jī)編程,應(yīng)用存儲(chǔ)控制程序,達(dá)到有關(guān)自動(dòng)化儀表的控制目的,進(jìn)而起到綜合控制儀表電路的效果;最后,應(yīng)當(dāng)將隨機(jī)存儲(chǔ)器作用發(fā)揮至最大,計(jì)算并記憶儀表測(cè)量數(shù)據(jù),為后續(xù)數(shù)據(jù)處理有關(guān)工作,打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

        4.2 強(qiáng)化化工自動(dòng)化儀表數(shù)據(jù)的收集和分析

        欲強(qiáng)化石油化工自動(dòng)化儀表有關(guān)數(shù)據(jù)的收集和處理,首先要借助信息技術(shù),提高計(jì)算機(jī)對(duì)自動(dòng)控制儀表的控制信息化水準(zhǔn);其次,應(yīng)當(dāng)在達(dá)到信息化控制目的的基礎(chǔ)上,將收集數(shù)據(jù)有關(guān)的軟件系統(tǒng),在進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)上內(nèi)嵌,通過(guò)重復(fù)與快速的測(cè)量,實(shí)現(xiàn)儀表數(shù)據(jù)準(zhǔn)確程度的提升;最后,應(yīng)當(dāng)在保證數(shù)據(jù)收集準(zhǔn)確性的同時(shí),借助計(jì)算機(jī)工業(yè)軟件分析并處理有關(guān)數(shù)據(jù),計(jì)算相關(guān)結(jié)果。

        4.3 建立化工自動(dòng)化儀表誤差糾正體系

        欲建立化工自動(dòng)化儀表誤差糾正體系,首先,應(yīng)當(dāng)重視計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的作用,借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng),對(duì)化工生產(chǎn)工藝參數(shù)、被控對(duì)象和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和處理,構(gòu)建對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型;其次,應(yīng)利用計(jì)算機(jī)或儀表,切除小信號(hào)或排除擾動(dòng),減少測(cè)量誤差,促進(jìn)化工儀表精度的提升。

        4.4 執(zhí)行儀表控制系統(tǒng)有效方案

        當(dāng)前社會(huì)背景下,我國(guó)化工企業(yè)各項(xiàng)工作中,化工儀表控制有效方案的執(zhí)行,占有舉足輕重的地位。傳統(tǒng)的化工企業(yè)控制系統(tǒng),在組成方式上,是由各種控制室組合成的,每個(gè)設(shè)備都在不同控制室,無(wú)形中平添了更多工作量,也容易出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況。因此,如果同一個(gè)控制室便能容納所有設(shè)備,就會(huì)顯著降低工作人員的工作量,在控制系統(tǒng)操作方面便利性更強(qiáng)。我國(guó)化工企業(yè)應(yīng)用自動(dòng)化控制儀表的方式,不但促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)效益的提升,而且給予了更多安全保障,符合科學(xué)技術(shù)在化工企業(yè)中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

        綜上所述,當(dāng)前化工儀表在化工企業(yè)發(fā)展中,其重要性不言而喻。我國(guó)化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)在保證安全生產(chǎn)的前提條件下,適當(dāng)摒棄傳統(tǒng)控制手段,未來(lái)的發(fā)展方向,應(yīng)著力提高化工儀表的自動(dòng)化程度,彰顯自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)勢(shì),促進(jìn)化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升,全面強(qiáng)化化工企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

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