董壘，劉洪福，朱安鎮(zhèn)

(1.煙臺工程職業(yè)技術學院，山東 煙臺 264000； 2.聊城市魯西化工工程設計有限責任公司，山東 聊城 252000； 3.哈工大機器人(山東)智能裝備研究院，山東 濟南 250200)

0 引言

當前，隨著我國工業(yè)化進程的加快，自動化的機械控制技術取得了較好成果，就更應將其向各行各業(yè)滲透。在機械化工中，自動化控制技術可以發(fā)揮很大的作用，它不但可以減少原材料的消耗，還可以大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)速度，從而促進我國化工行業(yè)的健康發(fā)展。機械自動控制技術在化工生產(chǎn)的發(fā)展中占有舉足輕重的地位，其應用領域還在不斷的擴展，包括計算機控制技術、數(shù)據(jù)信號傳輸技術、數(shù)據(jù)存儲和調(diào)用技術，以及智能控制技術的集成和智能控制技術等，同時其還在化工生產(chǎn)的升級和改造中起到了很大的作用。

1 機械自動化技術的內(nèi)涵

自動控制技術是一門綜合技術，它把自動控制、信息論、計算機、電子學、系統(tǒng)工程等多種學科有機地結(jié)合起來，其中計算機技術和控制技術尤為突出。機械自動控制是指在制造過程中，根據(jù)預先設定的程序或指令，實現(xiàn)對機器和設備的自動控制，這是實現(xiàn)自動化方式的一種，也是實現(xiàn)自動控制的關鍵。機械自動化技術在國內(nèi)已有相當長的發(fā)展歷史，但其具體的時間和內(nèi)容卻不能完全確定。我國最早的自動化技術是在春秋時期就已有的。直到工業(yè)革命之后，瓦特蒸汽機的出現(xiàn)，讓自動化技術重新回到了人們的生活中。

2 化學工業(yè)中機械自動化控制技術的意義

化工機械是指在化工生產(chǎn)中所使用的各種設備、機械部件等?，F(xiàn)代化工機械是將自動化的技術手段運用到化工機械中，以改善其性能和工作效率。尤其是將自動化技術用于化工領域，其重要性不言而喻。

第一，可以有效地提高化工生產(chǎn)的自動化程度。在化學機械自動化方面，它的結(jié)構(gòu)比一般的化工廠要好得多?；瘜W機械自動化模式是利用先進的工藝技術，對化工生產(chǎn)進行集散式、集中式的控制，把各種化學設備的管理與控制整合到一個綜合的控制系統(tǒng)中，運用智能化的自動化技術，使化工生產(chǎn)的自動化和效率得到了極大的提升[1]。

第二，可以有效地提高數(shù)據(jù)采集和使用的可靠性。機械自動化技術在化工機械領域的應用，是以現(xiàn)代計算機技術為基礎，利用計算機進行整個過程的監(jiān)測。所以，將先進化工設備用于化工生產(chǎn)后，可以對生產(chǎn)現(xiàn)場產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)通過專用的通訊系統(tǒng)輸入到電腦中，使技術人員可以從電腦上獲得相應的數(shù)據(jù)，從而對化工生產(chǎn)現(xiàn)場、生產(chǎn)設備等進行全面了解和掌握，為相關人員的操作帶來了方便。同時，該系統(tǒng)還具有兩種聯(lián)動模式，可以有效地提高機器的可靠性，保證信息的收集、傳遞和保存，從而保證數(shù)據(jù)的分析與完整，從而提高機械的使用可靠性，為化工生產(chǎn)的數(shù)據(jù)提供優(yōu)質(zhì)的資料。

第三，對提升一線技術人才的素質(zhì)是有益的。在化工行業(yè)，為了擴大自動化技術的應用，需要技術人員不斷地更新自己的專業(yè)知識，不斷提高自己的專業(yè)技能，以便更好地操作新的化工機械，使之適應工作的需要。同時，在化工企業(yè)，會更加注重技術工人對先進機械技術的運用，企業(yè)也會通過技術培訓等方式，不斷地強化生產(chǎn)技術，對其性能、結(jié)構(gòu)、原理等進行全面地理解和把握，以達到提高企業(yè)生產(chǎn)效率的目的。

3 機械自動控制技術在化工生產(chǎn)中的應用

3.1 PLC技術在化工生產(chǎn)自動化中的應用

PLC是一個包含單片機的數(shù)碼電子裝置，操作方便，工作可靠。PLC的工作原理是：當輸出線圈通斷時，線圈的觸頭就會產(chǎn)生相應的反應。在循環(huán)掃描的情況下，當輸出繞組出現(xiàn)通斷電流并對其進行掃描時，線圈接觸器就會啟動。采用 PLC控制的化工設備可以有效地提高化工生產(chǎn)的效率。比如，在化工生產(chǎn)中，由于需要調(diào)整生產(chǎn)工藝，常規(guī)的化工機械裝置必須在控制系統(tǒng)內(nèi)進行線路改造，這不僅會增加成本，還會增加生產(chǎn)的難度。而帶有 PLC的化工機械，只要在終端電腦上進行編程，就可以實現(xiàn)對機器的控制，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品的工藝要求。PLC作為一種重要的工業(yè)設備，已成為一種不可或缺的自帶控制系統(tǒng)，并能與其他系統(tǒng)進行協(xié)同工作，實現(xiàn)整個化工生產(chǎn)的自動化，提高機器的質(zhì)量和精度。

3.2 DCS分布控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應用

DCS是一種集計算機、通訊、顯示、控制為一體的控制系統(tǒng)。第一，反應器的反應溫度可以被控制。在化工生產(chǎn)中，存在著較高的熱效應和較差的傳熱效果，采用 DCS控制，可以實現(xiàn)對反應溫度的“程序設定”，在溫度上升時，系統(tǒng)會自動“設定反應溫度”。第二，可以確保機器裝置對液面的輸出進行有效的控制，使物料的分配更加合理，以確保在化工生產(chǎn)中更好地進行反應，減少系統(tǒng)波動引起的經(jīng)濟損失。第三，采用模糊控制技術，對機械裝置的相關參數(shù)進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)，以改善控制效果，從而提高化工生產(chǎn)的效率。第四，實現(xiàn)鏈路控制，將 DCS控制在機械裝置上，利用微機對整個化工生產(chǎn)進行連鎖控制，在系統(tǒng)運行達到鏈式控制要求時，就會產(chǎn)生一系列的自動控制動作，以確?；どa(chǎn)的安全。在化工生產(chǎn)過程中，裝入 DCS的化工設備可以更好地發(fā)揮其對生產(chǎn)的控制功能，保證生產(chǎn)過程的安全性，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，從而提高化工生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。

3.3 FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應用

FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)對 DCS進行了優(yōu)化，解決了 DCS僅能進行縱向信息傳遞的缺陷。同時利用 FCS實現(xiàn)了對 FCS進行橫向信息交換的目標，構(gòu)建了全數(shù)字化、雙向、多部件結(jié)構(gòu)的智能化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，并利用局域網(wǎng)總線實現(xiàn)了自動化控制[2]。FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)有如下優(yōu)勢：第一，優(yōu)勢全面擴散，能迅速響應突發(fā)化學反應。第二，采用二進制數(shù)字信號可以提高數(shù)據(jù)傳遞的精確性、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、減少來回的信號傳遞、增加數(shù)據(jù)的可靠性，同時滿足化工生產(chǎn)對機械設備的精確度、可靠性的要求。第三，它具有很強的可控性。采用數(shù)字化技術，能夠有效地避免設備的變形、碰撞損耗，并對設備的失效風險進行有效的控制，從而提高了企業(yè)的生產(chǎn)管理水平。第四，開放和互操作性。廠商間可以用總線通訊，構(gòu)成一個開放式的系統(tǒng)。第五，多變量的高空控制。該 FCS系統(tǒng)可應用于化工設備的現(xiàn)場總線變換裝置，對多種工藝參數(shù)進行校核，并由現(xiàn)場總線輸出。

4 機械自動控制技術在化工生產(chǎn)應用過程中的問題

4.1 機械自動控制技術與設備的達標率偏低

機械自動化技術和裝備是企業(yè)發(fā)展的關鍵生產(chǎn)力。但是，就目前我國化工企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，由于其技術、裝備等方面的缺陷比較突出，對安全問題的關注不夠，技術設備的達標率相對較低，加上日常生產(chǎn)操作缺乏規(guī)范性，員工在工作中面臨著大量的安全隱患，稍有不當將引發(fā)突發(fā)性安全事故，輕則阻礙生產(chǎn)作業(yè)的順利開展，重則威脅到人員的生命安全。另外，因為化工制品的腐蝕性很強，所以設備在使用過程中會出現(xiàn)連續(xù)腐蝕的問題，隨著使用年限的增加，設備的工作性能會大大降低，對正常的化工生產(chǎn)環(huán)境造成很大的影響[3]。

4.2 機械自動控制技術人員專業(yè)技能缺乏

要實現(xiàn)更高的生產(chǎn)要求，就需要對已有的機械自動化技術進行優(yōu)化，并能熟練地運用于化工領域。而要做到這一點，關鍵在于招聘專業(yè)人士，強化員工的職業(yè)道德。目前，我國的化工企業(yè)都是各個行業(yè)中快速發(fā)展的一批，因此，自動化設備的自動化控制技術也越來越智能化，大大提高了化工企業(yè)的生產(chǎn)效率。但是，機械自動化技術本身就很復雜，應用到實際工作中仍然存在很多問題。隨著科學技術的飛速發(fā)展，新技術層出不窮，對員工的工作能力也提出了更高的要求。但是，當前很多工人都不熟悉有關的儀器，很難掌握實際操作，缺少實踐經(jīng)驗，不僅限制了整個化工行業(yè)的發(fā)展，也限制了自動化技術的發(fā)展。為推動化工行業(yè)和自動化技術未來的發(fā)展，需要對工人進行經(jīng)常性的培訓與再教育，以提升其職業(yè)技術水平，進而推動化工企業(yè)的發(fā)展。

4.3 缺乏有效的監(jiān)督體制

新時期的化工工業(yè)自動化控制技術，除了具有一定的管理權限外，還缺少一套行之有效的監(jiān)控體系，這就給企業(yè)在實際生產(chǎn)中的使用帶來了一些問題，而這些問題又沒有得到有效解決，給企業(yè)的發(fā)展帶來了不利的影響。由于沒有充分關注機械自動控制技術的應用管理體系和監(jiān)督體系，致使其存在著安全隱患，機械自動控制技術在化工生產(chǎn)中應用的難度不斷加大，機械自動控制技術的安全性無法得到有效保證，從而使機械自動控制技術在化工生產(chǎn)中應用的難度不斷加大。

5 機械自動控制技術在化工生產(chǎn)應用中的解決措施

5.1 建立健全機械自動控制技術管理責任機制

根據(jù)化工機械自動化技術在安全管理和維修中的重要作用，結(jié)合目前企業(yè)各個環(huán)節(jié)所采用的機械自動化技術，不斷改進和規(guī)范機械設備的管理和維修。具體措施如下：第一，制定設備操作規(guī)程，維護保養(yǎng)制度，并把制度貫徹到位。第二，明確機械自動控制技術管理人員和操作人員的職責，除了日常生產(chǎn)中要密切關注機械自動控制技術應用的狀況外，還要認真落實好安全生產(chǎn)責任，也要做好日常的漏洞查補工作。第三，建立機械自動化技術管理的管理評價體系，健全和完善目標責任制，通過物質(zhì)和精神上的激勵，激發(fā)員工的工作積極性和責任感，在技術和思想上形成網(wǎng)格化的管理態(tài)勢，以保證機械自動化技術的安全、高效應用。

5.2 加強機械自動控制技術管理維護隊伍建設

第一，要引進更多的專業(yè)的自動化技術管理人才。目前的化工生產(chǎn)工藝越來越智能化，許多自動化設備的自動化技術都是引進的，對管理的要求也越來越高，這就需要有高水平的技術人員來進行維修。因此，引進高水平的、有經(jīng)驗的機械自動化技術管理人才是非常重要的。第二，要加強對現(xiàn)有的機械自動化技術管理人員的技術培訓，對于重點和難點要進行針對性的培訓，從理論和實際兩個方面，不斷地提升技術管理人員的業(yè)務能力。第三，要強化機械自動化技術管理人員的職業(yè)操守，增強他們的工作積極性和責任感。另外，機械自動化技術管理和維修人員的安全意識必須持續(xù)加強，并做好相應的安全防范工作，確保員工和化工生產(chǎn)的安全。

5.3 加大機械自動控制技術在化工生產(chǎn)應用中的監(jiān)管力度

針對目前化工生產(chǎn)中存在的監(jiān)管缺失問題，必須采取行之有效的措施，盡快地解決這些問題，才能使化工企業(yè)的生產(chǎn)工作得到更好的發(fā)展。在此背景下，首先,必須對機械自動化技術進行優(yōu)化與強化，加強對生產(chǎn)實踐的監(jiān)管與管理，嚴格控制技術應用不當、技術使用不當?shù)葐栴}出現(xiàn)。其次，要根據(jù)企業(yè)的規(guī)章制度來規(guī)范員工的行為，以確?；て髽I(yè)的總體利益。唯有各有關部門充分認識到監(jiān)控機制的作用，才能保證其在實際生產(chǎn)中的順利實施，并不斷深化其技術革新。再次，特別是要強化“迭代升級”的自動化技術，必須建立健全監(jiān)管制度，才能促進社會主義市場經(jīng)濟的健康發(fā)展。之后，在構(gòu)建和完善監(jiān)控系統(tǒng)時，要通過制定行之有效的制度來防止使用主體使用機器自動化技術不當，防止機器自動化在運行中造成損失，從而促進有關工作的順利開展[4]。最后，在強化監(jiān)管制度的同時，也要不斷地提升員工的整體素質(zhì)，從而在工作中能夠更好地履行自己的責任。

6 結(jié)語

機械自動控制技術的迅速發(fā)展與應用，可以縮短產(chǎn)品的研發(fā)、制造周期，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。在化工企業(yè)中，要注重機械自動控制技術的運用，要強化化工設備的改造，以達到提高生產(chǎn)效率的目的。應當在機械自動控制方面加大投資力度，建設通用的機械控制軟件數(shù)據(jù)庫，建立智能資產(chǎn)評估與轉(zhuǎn)讓系統(tǒng)，發(fā)展數(shù)字制造、微納制造、智能機器人等領域，努力推進新技術、新系統(tǒng)應用到企業(yè)的生產(chǎn)實踐中，最終提高我國企業(yè)的產(chǎn)品競爭力。