汪劍 呂家樑

[摘? ? 要]在社會經(jīng)濟快速發(fā)展與科技水平不斷提升的背景下，智能化、自動化已成為各個領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，而儀表自動化就是產(chǎn)物之一，在諸多領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用?；ば袠I(yè)是推動國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，儀表自動化在化工工業(yè)當(dāng)中具有編程、數(shù)據(jù)處理、記憶、精確計算、修正誤差等功能，因此應(yīng)當(dāng)在化工工業(yè)中進行儀表自動化的常規(guī)控制、優(yōu)化控制技術(shù)并進行人機界面的結(jié)合，充分發(fā)揮儀表自動化在化工工業(yè)中的作用。

[關(guān)鍵詞]儀表自動化;化工工業(yè);編程

[中圖分類號]TQ056.1 [文獻標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–0–02

Application Analysis of Instrument Automation in Chemical Industry

Wang Jian，Lv Jia-liang

[Abstract]With the rapid development of social economy and the continuous improvement of scientific and technological level， intelligence and automation have become the development trend in various fields， and instrument automation is one of the products， which is widely used in many fields. The chemical industry is one of the pillar industries to promote the development of the national economy. Instrument automation has the functions of programming， data processing， memory， accurate calculation， error correction and so on in the chemical industry. Therefore， the conventional control and optimal control technology of instrument automation and the combination of man-machine interface should be carried out in the chemical industry， Give full play to the role of instrument automation in chemical industry.

[Keywords]instrument automation; chemical industry; programming

1 自動化儀表與化工工業(yè)分析

1.1 自動化儀表

自動化儀表是實現(xiàn)儀表自動化的前提與基礎(chǔ)。自動化儀表指的是由若干自動化元件構(gòu)成的、功能完善的自動化技術(shù)工具（見圖1）。自動化儀表具備多重功能，如顯示功能、測量功能、記錄功能、控制功能、報警功能等。自動化儀表屬于信息機器，可以轉(zhuǎn)換信息形式，將輸入信號轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲂盘?。常用的自動化儀表有溫度儀表、壓力儀表、物料儀表、流量儀表、在線過程分析儀表等，工業(yè)領(lǐng)域常用儀表有環(huán)保儀器儀表、電工儀器儀表以及工業(yè)自動化儀表。

（1）溫度儀表。無論是石化現(xiàn)場設(shè)備還是管道內(nèi)介質(zhì)溫度都需要指示控制，常利用熱電阻、熱電偶進行溫度指示，其中特殊的熱電阻包括油管平均溫度計，而特殊的熱電偶有表面熱電偶、耐磨熱電偶、防爆熱電偶遇多點式熱電偶等。

（2）壓力儀表。壓力儀表主要包括3種類型，即彈性式壓力儀表、液柱式壓力儀表與活塞式壓力儀表，具有傳送壓力信號的功能。

（3）物料儀表。根據(jù)測量方式可以將物料儀表分為浮力式物料儀表、直讀式物料儀表、電容式物料儀表等類型，在化工工業(yè)中的應(yīng)用范圍較為廣泛。

1.2 化工工業(yè)

化工工業(yè)是化學(xué)工業(yè)、化學(xué)工程與化學(xué)工藝的統(tǒng)稱。其中化學(xué)工業(yè)又稱為化學(xué)加工工業(yè)，指的是在生產(chǎn)過程中主要應(yīng)用化學(xué)方法的工業(yè)，主要包括農(nóng)業(yè)化工、石油化工、化學(xué)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，屬于知識和資金密集型產(chǎn)業(yè)?；すI(yè)在生產(chǎn)過程中具有生產(chǎn)技術(shù)多樣性、復(fù)雜性與綜合性;綜合利用原料;生產(chǎn)過程的比例性與連續(xù)性要求較高;耗能高等特點。大力發(fā)展化工工業(yè)，優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)工藝有利于發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、擴大工業(yè)原料，推動國民經(jīng)濟的發(fā)展。

2 儀表自動化在化工工業(yè)中的功能

2.1 編程

現(xiàn)代化化工工業(yè)生產(chǎn)需要先進科學(xué)技術(shù)的支持，應(yīng)用自動化儀表可以充分發(fā)揮儀表的自動化功能，滿足化工工業(yè)的生產(chǎn)需求，提高生產(chǎn)效率。儀表自動化是在無人操作的基礎(chǔ)上高效處理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并遠程傳輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這有利于降低生產(chǎn)管理成本，增強生產(chǎn)管理工作的真實性與可靠性，降低人工操作出現(xiàn)失誤的可能性。在化工工業(yè)當(dāng)中應(yīng)用自動化儀表并升級儀表自動化功能可以有效優(yōu)化設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并通過設(shè)置計算機軟件、研發(fā)相關(guān)功能提高設(shè)備的工作能力，從而形成完善的自動化生產(chǎn)鏈條，這就可以體現(xiàn)出儀表自動化的編程功能。

2.2 數(shù)據(jù)處理

化工工業(yè)生產(chǎn)涉及很多生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備運作等內(nèi)容，應(yīng)用儀表自動化可以控制設(shè)備運行質(zhì)量，優(yōu)化設(shè)備運行效果?；すI(yè)生產(chǎn)的設(shè)備類型較多，不同生產(chǎn)模式對生產(chǎn)設(shè)備的要求不同;因此，需創(chuàng)新儀表設(shè)備，提高儀表設(shè)備的利用率。應(yīng)用自動化儀表可以有效彌補化工生產(chǎn)中的問題以及傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的不足。為了提高自動化儀表的應(yīng)用質(zhì)量，需要收集化工工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)信息，從而了解工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的問題。通過收集數(shù)據(jù)、編輯數(shù)據(jù)可有效控制儀表，進行生產(chǎn)操作，這就反映出了儀表自動化的數(shù)據(jù)處理功能。通過儀表自動化整合數(shù)據(jù)信息，處理原始數(shù)據(jù)，可以為后續(xù)生產(chǎn)目標(biāo)與方案的制定提供幫助，也可以有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化。

2.3 精確計算

在科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的過程中，儀器自動化生產(chǎn)過程中會應(yīng)用電子信息技術(shù)、微型計算機等，符合生產(chǎn)要求。在化工工業(yè)當(dāng)中可以將微型計算機與現(xiàn)代儀表結(jié)合起來，利用微型計算機的計算功能加快儀表的運行速度，通過數(shù)據(jù)處理與精確計算開展生產(chǎn)工作。微型計算機可以參與儀表與儀器的工作中，高效處理數(shù)據(jù)信息，全面展示儀表自動化的功能與效果，精確計算出化工工業(yè)生產(chǎn)的實際需求與相關(guān)細節(jié)。

2.4 記憶

在化工工業(yè)生產(chǎn)中，可以將自動化儀表與電子信息技術(shù)結(jié)合起來，利用電子信息技術(shù)進行存儲設(shè)計，從而存儲生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)信息，并在內(nèi)部存儲設(shè)備的運行中滿足程序應(yīng)用需求，使工作人員能夠在短時間內(nèi)搜索到所需信息。同時，也可以利用電子信息技術(shù)構(gòu)建生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，第一時間發(fā)現(xiàn)和解讀數(shù)據(jù)信息，降低數(shù)據(jù)存儲與處理工作的難度，提高工作質(zhì)量。

將微機技術(shù)與儀表自動化結(jié)合起來，通過完善系統(tǒng)豐富工作內(nèi)容、對儀表工作進行全面指導(dǎo)，加強電路信息的整合。儀表自動化的實現(xiàn)有利于原始數(shù)據(jù)的保存，再利用電子信息技術(shù)的功能可以進一步解決生產(chǎn)過程中的問題，提高化工生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。

3 儀表自動化在化工工業(yè)中的應(yīng)用策略

若想充分發(fā)揮儀表自動化在化工工業(yè)中的作用就需要進行常規(guī)控制、優(yōu)化控制技術(shù)并實現(xiàn)人機界面可視化操作。

3.1 自動化儀表的常規(guī)控制

在化工工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用自動化儀表的主要目的是提高生產(chǎn)質(zhì)量、處理生產(chǎn)細節(jié)，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，增強生產(chǎn)過程的有序性，優(yōu)化生產(chǎn)操作、對基本生產(chǎn)流程進行規(guī)劃。在生產(chǎn)當(dāng)中，應(yīng)高度重視生產(chǎn)細節(jié)調(diào)試工作，利用頻率較低的調(diào)節(jié)方式進行控制。而這種方式就是儀表自動化的常規(guī)控制，可以通過不同的模板對生產(chǎn)過程進行統(tǒng)一管理與監(jiān)督，滿足儀表自動化的常規(guī)管理需求。同時，儀表自動化在生產(chǎn)運行中需對生產(chǎn)流水線進行常規(guī)控制，即控制生產(chǎn)流水線產(chǎn)品生產(chǎn)，利用自動化功能同時實現(xiàn)控制算法并完善設(shè)備功能。無論是產(chǎn)品原料進入生產(chǎn)線，還是加工后的產(chǎn)品流出生產(chǎn)線等環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)信息都會被自動化儀表檢測，可穩(wěn)定生產(chǎn)流程。

3.2 優(yōu)化自動化儀表控制技術(shù)

先進的科學(xué)技術(shù)與較高的生產(chǎn)效率有利于提高化工企業(yè)的市場競爭力，推動化工企業(yè)的進一步發(fā)展。同時，應(yīng)用先進的生產(chǎn)技術(shù)可以滿足高質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)需求。在化工工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用自動化儀表的常規(guī)控制可以開展基本管理工作，優(yōu)化設(shè)備操作系統(tǒng)。但是，常規(guī)控制形式存在較多問題，為此應(yīng)通過有效手段優(yōu)化自動化儀表及其控制技術(shù)，為此應(yīng)通過有效手段優(yōu)化自動化儀表及其控制技術(shù)。相比于常規(guī)控制，可以在自動化儀表當(dāng)中加入相應(yīng)的程序，從而實現(xiàn)線性控制，有利于改善控制人員憑借自身經(jīng)驗進行判斷控制的現(xiàn)狀，可提升生產(chǎn)水平。儀表自動化的數(shù)據(jù)計算功能可以對生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)進行計算與控制，降低控制人員進行生產(chǎn)控制的難度，提升生產(chǎn)控制數(shù)據(jù)處理與傳輸?shù)乃俣取?/p>

3.3 重視人機界面的結(jié)合

從本質(zhì)上來看，儀表自動化是儀表與計算機的結(jié)合，可以在提高儀表工作效率的同時實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可視化操作，檢測生產(chǎn)過程中的設(shè)備狀態(tài)與數(shù)據(jù)信息，加強生產(chǎn)線控制。儀表自動化有效提升了人機結(jié)合的水平，減少了人工的使用。化工工業(yè)生產(chǎn)具有一定的危險性，實現(xiàn)人機界面結(jié)合有利于將人工與設(shè)備結(jié)合起來，降低人工操作的危險性?；て髽I(yè)可以安排專業(yè)的技術(shù)人員參與化工生產(chǎn)，讓技術(shù)人員選擇自動化儀表，在生產(chǎn)操作當(dāng)中靈活應(yīng)用電子信息技術(shù)，利用自動化儀表進行生產(chǎn)與技術(shù)的監(jiān)督管理，從而獲得其他設(shè)備的生產(chǎn)支持。應(yīng)用自動化儀表、電子信息技術(shù)的生產(chǎn)流程與工作模式就是自動化生產(chǎn)模式。在這一過程中需要注意的是在應(yīng)用自動化儀表之前需要安排專業(yè)的電子信息技術(shù)人員進行軟件程序編輯，保障程序可正常運行。且設(shè)置程序支持生產(chǎn)工作需要專業(yè)技術(shù)人員的支持。為此，設(shè)備技術(shù)管控人員在生產(chǎn)與管理工作當(dāng)中發(fā)揮著重要作用。這就要求化工企業(yè)聘用專業(yè)能力強、綜合素質(zhì)高的技術(shù)人員，并定期對技術(shù)人員進行專業(yè)培訓(xùn)，豐富技術(shù)人員的理論知識、提高技術(shù)人員的實踐能力，繼而優(yōu)化生產(chǎn)工作。

4 儀表自動化發(fā)展趨勢

4.1 自動化設(shè)計思想

若想推動自動化發(fā)展就需要從工藝控制、設(shè)備分布等方面入手，從而增強自動化儀表的準(zhǔn)確性。此外，在生產(chǎn)之前，工作人員需科學(xué)把控計算機系統(tǒng)當(dāng)中的內(nèi)容，如儀表系統(tǒng)的就地控制、用電設(shè)備的就地控制等內(nèi)容。

4.2 電子自動化技術(shù)與設(shè)備

（1）嵌入技術(shù)。其是利用傳感器連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與現(xiàn)場設(shè)備的，且需要執(zhí)行器的支持。對于遠程現(xiàn)場設(shè)備信息傳輸，主要是在信息技術(shù)與診斷技術(shù)相融合的基礎(chǔ)上，為了達到檢測要求，工作人員采取相關(guān)手段，從而使遠程監(jiān)控設(shè)備與現(xiàn)場設(shè)備連接起來，為報警系統(tǒng)的運行提供保障。

（2）現(xiàn)場總線技術(shù)?，F(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展趨勢是信息化，因此需要加強現(xiàn)場總線技術(shù)的集中化管理。近年來，微處理器的應(yīng)用范圍越來越廣泛，調(diào)節(jié)器的智能化水平也不斷提升，設(shè)置相關(guān)數(shù)字有利于提升儀表的數(shù)據(jù)運算水平，優(yōu)化儀表的自動化功能，使儀表可以輸入多元化制式信號。

工作人員應(yīng)利用科學(xué)技術(shù)提升調(diào)節(jié)器的智能化水平，減少儀表的操作環(huán)節(jié)，提升儀表的自動化水平。在儀表精細化程度不斷提升的背景下，各領(lǐng)域?qū)ψ詣踊瘍x表都會提出不同的要求。因此，在設(shè)計自動化儀表前需加大分析力度，滿足實際需求。此外，自動化控制技術(shù)的發(fā)展會增強儀表的便捷性，降低自動化儀表的管理難度，可減少對人力資源與物力資源的依賴。

5 結(jié)束語

在化工工業(yè)生產(chǎn)過程中，化工產(chǎn)品的質(zhì)量與儀表的功能息息相關(guān)，化工人員需全面了解儀表自動化功能的意義與價值，科學(xué)選擇自動化儀表，為生產(chǎn)提供支持，為此需要進行自動化儀表的常規(guī)控制、優(yōu)化自動化儀表控制技術(shù)并注重人機界面的結(jié)合，推動化工工業(yè)的發(fā)展。

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