化工仪表自动化及在生产中的应用

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  [摘 要]随着科学技术的发展,自动控制技术的应用越来越广泛,为化工自动化生产提供了更大的便利,化工仪表是实现自动化生产的前提,如何把化工仪表自动化的技术应用好是重要的研究内容之一。本文就自动化控制原理及化工仪表在自动化中的作用进行分析,并通过化工生产设备精馏塔的自动控制来详述化工仪表实现自动化生产的过程,以体现出仪表自动化控制对石化生产带来的便利以及高效率。
  [关键词]化工;仪表;自动化;控制;精馏塔
  中图分类号:TQ056 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)09-0381-01
  导言:所谓自动化,就是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置使机器、设备或生产过程自动的按照给定的规律运行,使被控对象的一个或几个物理量按照预定的要求变化。
  1.化工仪表类型
  1.1 温度仪表
  在目前的化工生产过程中,其化学反应、变化等都需要在一定的压力、温度环境下进行。在这个过程中,温度表需要显示和控制温度,以实现安全和高效的生产。目前,在化工生产中常用的温度测试仪采用接触法测量材料的温度,依赖于热阻、热电偶等完成温度的测量。比如,在化工生产中,蒸发炉的表面温度和汽化炉的汽化都是在高速循环情况下进行温度测量。因此,温度仪表在化工仪表中占有重要的地位,在实际应用中,依靠现场总线技术实现温度的自动控制。
  1.2 物位仪表
  在化工企业生产过程中,根据测量方法的不同,物位仪表可分为雷达仪表、浮力仪表、直读仪表等。从目前的应用情况来看,结合化工生产的实际情况,雷达仪器具有精度高、适用性广等优点,可以满足各种材料的测量要求,可广泛应用于化工企业测量。
  1.3 压力仪表
  在化工仪表中,压力表的类型非常丰富,如特殊压力表、压力变送器等,该仪器不仅可以测量粉末颗粒介质压力,还可以在极端环境下进行数据测量,在自动化技术支持中,压力表压力调节系统主要依靠压力变送器,将压力数据发送到DCS控制系统,最终实现压力的自动测控。
  2.化工仪表自动化控制的主要功能优势分析
  当前化工仪表自动化过程控制技术发展迅猛,其自动化控制功能也越来越多,具体来讲它涵盖了以下4点功能优势。
  2.1 当前化工仪表自动化控制技术具有智能化可编程功能,它在化工仪表中设置了各种计算机软件元素,基本实现了“硬件软化”技术转化过程,而且在控制电路方面还利用功能相对复杂的控制软件配合化工仪器仪表来实现有机改造,确保化工仪表内部结构得到大幅度简化,进而为仪表本身提高运行速率及性能。
  2.2 传统化工仪表的硬件设备在记忆功能方面表现一般,具体来讲就是其记录形式略显单一,对分段状态记录模糊,无法实现过于复杂的计算记录流程。而在自动化仪表引入之后,借助计算机本身所具备的强大储存功能,它也能够实现新老状态下的仪表数据快速全记录过程,更方便对数据的日常查看与现实需求调整。
  2.3 化工仪表自动化过程控制提供自动化故障监督功能,同时完全显示整个化工生产过程中所涉及的相关信息数据。而且现代化化工自动仪表还具备微机处理系统,能够对故障数据进行较为精确细致的有效查找与排除,为故障检修人员节省大量检修维护时间。另外,化工仪表自动化过程控制中的故障监督功能在安全稳定性方面表现更好,能够实现化工企业的精细化生产管理。
  2.4 在化工仪表自动化控制进程中也加入了微型计算机配置,希望实现仪表的自动化计算过程,对复杂数据进行精确计算。这一点能够实现化工仪表的有效智能简化,为化工企业节约大量劳动力,全面提高企业生产效率。
  3.化工企业自动化工业仪表的控制技术
  3.1 常规控制
  事实上,化工行业的自动化控制,批量控制和连续控制等基本控制策略仍然是相同的,这些我们都可以从电动单元组合仪表、气动单元组合仪表、DCS、新一代DCS的变化观察。这些控制主要包括很多方面,如比例调节,均有调节,前馈调节,自动选择调节,分成调节等。也就是说,功能块和算法基本不变,控制方案和组态能力有很大变化。
  3.2 安全仪表系统
  化工企业的安全要求越来越高,主要是运输过程中,易燃、易爆的原因引起的。过去简单的由DCS设备实现的安全连锁防护措施,已经不能满足企业的需要,所以紧急停车系统尤为重要。
  3.3 先进控制和优化
  在现代控制论的推动下,各种智能算法日趋多样化。事实上,除了智能PID控制器外,多变量控制已应用于化工企业和炼油企业的生产实践阶段。虽然它是基于DCS的,但它可以是软件包,也可以是独立的软件。多变量动态过程和模型识别技术是软测量技术,它们之间有着很大的联系,大多采用PID串级控制和测量相结合的方式。目前,化工企业不再是一对一的装置和控制室,而是发展到相应的控制室控制多个装置的形式。其性能主要在LCD和CRT上显示出来,偶尔有一些显示仪表和指示灯。鼠标和键盘操作是主要的,触摸屏和几个旋钮都是辅助工具。工业电视摄像头也实现了用DCS取代专用屏幕的目标。
  4.自动化控制技术在化工仪表中的应用分析
  4.1 化工仪表自动化控制系统技术
  仪表控制系统检测技术。目前化工企业在生产过程中经常会遇到温度的变化,如果不能及时处理,会对生产产生一定的影响。而目前,由于化工企业生产中经常出现较大的温差现象,使用原位温度计会存在局限性,因此,化工企业往往采用热电偶或热电阻。在生产过程中,也要重视仪器的控制,为了更好地实现安全生产,在一般情况下,为了实现这个目标,可以从以下几点进行处理:
  ①跟踪生产过程中的温度变化,并根据仪器显示的信息,及时告知工作人员,确保相关人员对温度的变化做到心中有数。
  ②掌握产品液位。有些化工企业同行对液体有特殊要求,所以需要在生产中通过液位来获取与生产有关的信息,也就是化工企业的生产可视化。
  ③记录压力、流量等参数数据,最终为整个生产提供真实有效的数据。应采用仪表控制系统来控制的方法。目前,在中国化工仪表控制系统是由多个控制室、各控制一套控制设备。
  4.2 安全仪表系统控制技术
  当前化工企业的安全生产在社会上得到了广泛的关注,这是大规模、连续生产过程中的一系列安全问题。在传统化工生产中,依靠DCS设备实现安全联锁保护的方法不能满足安全生产的要求。在此基础上,出现了安全仪表控制系统控制技术,可以对生产过程中的危险因素进行判断,并实时发送信号给控制室,加强相关作业人员的重视程度和对生产过程的关注,确保安全生产。
  4.3 现场总线控制系统
  一般来说,现场总线控制系统(FCS)具有较强的開放性、全数字化以及良好的互操作性,已经成为现代控制系统的未来发展方向,具有广阔的发展前景。目前现场总线智能仪表具有良好的控制分散度,进一步加强了仪表的功能,除了具有很强的适应能力外,其操作水平、控制功能也不是传统仪表所能比拟的。
  5.结束语
  化工仪表自动化技术的应用,极大的提高了现代企业的生产控制水平,但是按照目前自动化控制在化工企业生产的应用上,还具有很大的技术上升空间,仍需要继续努力提升化工仪表自动化控制技术在化工生产中的的应用能力。
  参考文献
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