计算机在化工自动化仪表系统中的应用分析

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  摘要:新时期,计算机领域相关技术飞速发展,自动化仪表作为与计算机集成的装备,在化工企业自动化控制中起着关键作用。因此,本文围绕自动化控制、数字工厂探讨了化工自动化仪表系统中计算机的具体应用思路、途径、支撑点,仅供参考。
  关键词:计算机;化工企业;自动化仪表系统;数字工厂
  计算机本质上是一种数据处理工具,配合相应的软件算法可以针对巨量数据进行复杂计算,明确数据之间的逻辑关系。化工企业自动化仪表系统在化学工业的工艺流程当中占有重要地位,为了促使自动化仪表系统发挥最佳作用,并为化工工艺的改进升级提供必要数据参考,计算机将发挥重要作用。
  一、关于计算机的思考
  计算机是一种计算工具,也可以作为一种控制工具,但平常使用的计算机并不适合进行复杂的工业控制,运行环境要求非常苛刻,比如早期将工业控制计算机直接用来做电气自动化控制,但是故障非常多,不管是硬件还是软件,硬件方面因为计算机的抗干扰能力并不是专门为复杂环境设计的,所以经常因为干扰而导致电源、硬盘、输入输出接口等硬件故障。软件方面,计算机程序存在一些循环,这些循环如果设计不当就会因为某些条件而引起程序进入死循环,最终系统宕机。由此也使得工业控制计算机并不能达到理想的自动化控制目标,PLC这种可编程逻辑控制器才成为市场上的主流装备。
  从自动化控制的角度来讲,计算机是不适合单独作为自动化控制中心装备,但是却可以作为配合自动化控制装备的设备,对自动化作业机械性能改进,实现数字化作业,即数字化工厂。自动化工厂中如果需要更新产品或者材料,管理岗位上的人需要先分析产品实际情况后确定是否停止生产,此时企业内部的设计、生产、采购等部门需要进行协调,而传统的协调方式往往效率低下,且容易出现问题,通过计算机打造数字化工厂则解决了各部门协调沟通的问题,即将整个企业内部的作业流程整合进计算机平台上,实现互联互通,在平台上更改任一数据,整个工厂都能够看到,同时计算机以相关算法对更改进行分析并自动调整出新的生产方案,通过网络再下傳至PLC,PLC则根据方案调整控制参数,实现新产品的自动生产。
  从自动化仪表系统的角度来讲,计算机主要针对仪表系统收集的数据进行更为深度的处理,随着技术进一步发展,计算机以智能节点存在于数字化工厂中,并通过实时的数据交互来形成高度智能化有机体,现阶段则主要把计算机作为分布式计算的节点,基于自动化仪表系统收集的数据,进行大数据分析,为决策提供依据。
  当然由于计算机技术是一个涵盖范围相当广泛的一个领域,包含数据存储、数据分析、计算机网络通信、嵌入式系统等等,就现阶段而言,要实现自动化仪表的高度自动化,嵌入式计算机系统成为关键点,通过嵌入式计算机系统来自动调整仪表零点、量程、多点检测,并且通过较强的信息处理能力提高仪表运行速率等等,提高自动化仪表的效用。在计算机网络的配合下,将前端传感器、控制装置,中间PLC等逻辑控制器,后台数据库,工作站进行连接,形成高效物联网。
  二、计算机在化工自动化仪表系统的应用
  (一)计算机在化工自动化仪表系统的应用思考
  1、嵌入式计算机系统及其核心技术
  现阶段化工自动化仪表作为化工工艺自动控制电子系统的部分,一般有多个功能模块,并且按照一定的组合形式构成一个嵌入式计算机系统。其功能模块主要由软硬件来实现,其中硬件主要为芯片、总线以及接口,软件则包含传感测量、故障检测、量程处理等。通过构建嵌入式系统后,仪表从以前的接收和发送功能扩展出分析、处理、检测、控制、计算等功能。
  目前自动化仪表由于嵌入式计算机系统的应用,将传感技术、数据集成技术、智能控制技术、人机界面技术进行整合,将可能推动自动化仪表成长为智能化仪表,并存在于物联网之中,为化工企业的所有业务环节提供数据支撑。其中传感技术为自动化仪表提供实时检测的功能,作为前端数据采集的关键节点存在。数据集成技术,数据集成对自动化仪表的测量控制功能有着巨大影响,尤其是在大系统下,会影响化工自动化程度。智能控制技术,主要为自动化仪表提供监控功能和控制功能,但前提条件是要在充足数据支撑下,进行智能化分析,使设备按照一定既定目标进行运作,现阶段主要依靠大数据技术来实现智能化分析,而大数据分析需要更强大的计算能力,因此智能分析多数情况下是在后台进行。人机界面技术为仪表的操控提供了一个非常好的人机交互界面,方便操作人员对仪表进行操作。随着单片机技术的进步,现在的仪表只需要一块单片机芯片,即可实现多种功能的集成,现在单片机主要包含存储器、A/D转换模块、看门狗电路等,基本上可实现大部分功能,且对外围电路需求少。
  2、计算机在化工自动化仪表系统的应用途径
  对于化工企业而言,在实现自动化控制生产的过程中,可考虑如下几种途径来实现计算机在自动化仪表系统中的应用。其一,基于微型计算机技术,通过微电子芯片集成各种所需功能,并用在仪表上,实现仪表的自动化。其二,采取嵌入式系统方案,利用嵌入式微处理器,在仪表上构建嵌入式计算机系统,主要采用单片机技术。其三,利用计算机网络技术,将前端传感器、仪器仪表、控制器、计算机进行连接,构建物联网,配合PLC等中控装置,实现自动控制的同时,由前端传感器、仪器仪表采集数据,供应给PLC进行自动控制的同时,分发给后台计算机,由计算机对这些数据进行处理,为决策提供数据依据。
  (二)计算机在化工自动化仪表系统应用的支撑点
  为了实现计算机在化工自动化仪表系统当中的高效应用,应对计算机技术、自动化仪表技术进行深度研究,自动化仪表技术本身属于交叉学科,涉及很多学科内容,计算机技术是其中之一,因此需要进行深度的研究,打下坚实理论基础。
  应在化工企业营造技术创新的氛围,通过激励企业内部职工的积极性,促使计算机更高效地用于自动化仪表系统,在不断探索创新中,研究计算机在自动化仪表中应用的新方法,新模式。
  三、结束语
  化工自动化仪表系统在化工工艺自动化控制领域是非常关键的系统组成,新时期,通过科学运用计算机技术,打造物联网、智联网、数字化工厂是必由之路,应当在不断研究探索中,思考计算机技术在自动化仪表系统中更多的应用方式方法,不断提高化工企业经营管理效率。
  参考文献
  [1]王娜. 计算机在化工企业自动化仪表系统中的开发分析[J]. 河南科技, 2013(10):131.
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