化工仪表与自动化过程控制问题研究

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[摘 要]现代化工仪表及化工自动化技术是目前行业所关注的焦点问题之一。本文从化工仪表的种类入手，对仪表自动化功能与过程控制进行阐述，旨在对现代化工仪表及化工自动化的过程控制研究提供参考建议。

[关键词]现代化工 仪表 自动化 控制

中图分类号：TQ056 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0312-01

1 前言

最近几年来，随着科学技术有效应用，我国电气工程领域取得的巨大成绩，其中自动化技术已经全面覆盖现在工业的不同角落。现代化工仪表及化工自动化的过程控制，能够将生产效率大大提高，也正是因为化工仪表自动化技术的普及，我国化工行业的发展呈现出爆发式增长的态势，因此认真研究化工仪表自动化过程控制，并分享研究成果是一项非常有意义的工作。

2 化工业常用的仪表汇总

根据实际统计，目前我国工业化生产中常用的化工仪表自动化种类大致有如下几类。

2.1 压力仪表

鉴于化工行业的特殊性，压力仪表在化工生产中起着至关重要的作用，因为通过压力检测，操作人员在操作设备时就具有了安全性，进而可以有效完成生产过程。相对于高压聚乙烯反应容器而言，常用的压力范围是负压到300Mpa，测量压力的原理有多种，根据不同的测压原理，一般选用不同种类的压力仪表，最为常用的压力仪表有三类，分别是弹性式、活塞式（压力校验仪）和液柱式。压力仪表的应用范围也十分广泛，高温介质、腐蚀介质、易结晶介质等诸多介质都可以做压力测量，而且测量的精度相当高，可以达到0.1级，这是我国工业水平不断提高的结果。

2.2 流量仪表

流量仪表的应用在工业生产的过程中最为广泛，流量仪表所测获的参数内容非常丰富，因此在化工行业中对流量仪表的有效使用一直都是主要研究课题之一。流量仪表和人们日常所指的流速存在一定差异，流量测算强调单位时间内在有效截面内径流的流体的体积和质量。测量流量原理采用的是根据流体介质的不同而划分的，测量流量可以分为测量体积流量和测量质量流量。一般而言，常用容积法和速度法来测量流量的体积，常用推导法和直接法来测量流量的质量。

2.3 温度仪表

温度仪表在化工生产中对温度的测量与监控作用是无法替代的。通常状态下，温度仪表的指示范围是-200与+1800℃之间。在工业生产中，的温度仪表大体分为两种类型，一是热电阻型；二是热电偶型，测量方式均采用接触式。自动化控温是目前主流的趋势，这与现场总线技术的应用有直接联系。

2.4 在线过程分析仪

为了实现化工生产中的自动化控制和分析，在线过程分析仪的采用是必要的。与传统化工生产相比较，注重工艺参数的自动化测量与控制是现代化工生产进步的亮点之一，其测量与控制过程均来自于在线过程分析仪的有效应用。在线过程分析仪间接保证了产品质量的有效性，在线过程分析仪往往需要多套仪器协同使用，一般而言是核磁、原子吸收、液相色谱等十几种仪器多为我国化工生产中所采用。

2.5 物料仪表

物料仪表主要是用于对液位的测量，测量的对象是原料、半成品或者成品。由于测量方式的不同，物料仪表种类众多，随着化工产业的不断发展，石化行业对物料仪表的精度上提出更高要求，精度较高的磁致伸缩式（0.05%）、雷达式（0.3%）和矩阵涡流式（±1mm）液位计应用广泛。

3 化工仪表自动化控制的重要意义

化工生产自动化过程简称为化工自动化，是指化工生产过程中通过在设备上安装一些自动化装置来取代人为手工操作，进而实现生产自动化的过程。作为我国的支柱产业之一，化学工业在国民经济快速发展过程中所取得的成绩有目共睹，化工产业的自动化程度也越来越高，一般情况下，化学生产过程通常在都会封闭空间内进行，由于化学药剂等物品的特性以及操作空间的封闭性导致生产环节事故频有发生，严重影响员工身体健康甚至威胁到生命安全，人员作业难度极大。因此，为了实现化工生产的环保性和安全性，对工艺的指标进行严格的监督与控制是非常重要的，在这其中最为显著的办法就是实现化工仪表的自动化。

4 如何实现化工仪表自动化过程的控制

4.1 发挥仪表的编程功能

在仪表的制造过程中加入计算机软件元素，将传统的大量硬件逻辑电路进行替换，实现硬件软化，特别是是在控制电路中应用一些复杂功能的控制软件，大大简化了仪表内部控制的结构，采用高端的计算机软件对仪器仪表进行改造，代替常规的逻辑电路，大大提升了仪表的性能和仪表的运行速率。

4.2 发挥仪表的计算功能

在仪表的设计中加入微型计算机，实现仪表计算的自动化，因此仪表就具备了对许多复杂数据的计算能力，并且在一定程度上的准确性也大大提升。在实际的化工仪表运作过程中，需要对乘除一个常数或者确定最大以及最小值，这就凸显出了自动化化工仪表计算功能的优越性，简化了工作程序，也减少劳动力。

4.3 发挥仪表的可记忆功能

传统的仪表采用的是硬件设施，只能够对一时或者一阶段的状态进行记录，并且对于太过复杂的实际工作状态并不能及时的保存，在新状态的来临后，老的状态记录就会被删除。当微型计算机引入到自动化仪表后，由于计算机本身强大的储存功能，能够将状态一直记录下来，方便查看。

4.4 发挥仪表的复杂控制功能

当化工仪表实现自动化后，一般常规仪表不能实现的相关功能，在自动化的化工仪表内能够得到完整的处理。这就对化工生产中遇到的复杂性问题得到了相应的控制，大大减少了化工生产过程出现故障的概率。

4.5 发挥仪表故障监督功能

仪表显示以及记录的是整个化工过程中的相关数据，传统的仪表采用的是硬件的设施，没有办法灵活的具体显示出故障的大置，但是基于现代化工自动化下的仪表，由于拥有了微机处理系统，能够较为精细的找到故障数据，为相关故障排除与检修人员带来便利，既节省了维修检查时间，又在一定程度上提高了化工生产的效率。继而保证仪表监控人员能够通观全局，及时把握现代化工过程中可能出现的问题，有效地对其进行避免，利于保障现代化工的稳定性、安全性以及经济性。

5 现代化工自动化仪表的发展前景

实现现代化工生产运行的平稳、安全以及可靠是现代化工自动化仪表的基本目的，所以对化工数据进行显示、记录以及调控等措施是必不可少的，但是由于社会经济的不断发展，科学技术的不断进步，化工新型设备逐渐增多，并且化工设备之间的联通方式也越来越复杂，为了确保化工设备的安全运行，相关部门投入了大量的人力物力和资金，将现代化工自动化仪表的设计理念引入到了化工生产过程控制之中。

6 结束语

现代化工仪表及化工自动化的过程控制的研究可以根据现代化工的特点使用现实与理论相结合的方法进行系统的研究，包括控制主站系统和自动化装置，是对于整个现代化工机械运行状态进行研究的。在可能出现安全故障的时候，为安全处理中心提供事故的事故处理的相应应对措施，应用全微机化内部设施代替了原有的化工仪表的硬件设施，提高故障的检修以及排除速率，进而将事故发生时所带来的不必要的经济损失降到最低。

参考文献

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