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摘要：随着这些自动化装置的使用，我国经济进入全新的发展阶段，各项生产实现高效、快速运转，这更会使社会的生产效益大幅度提升。自动化仪表控制是化工生产中的一种创新科技的完美体现,只有充分掌握自动化仪表的基本原理及其相关技术,才能够在化工生产实际工作中合理地选择和使用相关仪表,使其发挥应有的作用;才能够真正地满足包括经济、性能和可靠性在内的各方面的需要。本文对化工生产中自动化仪表的控制进行了探讨。
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关键词：化工生产 自动化 仪表 控制
中图分类号：TN830文献标识码： A
一、对我国化工业常用的自动化仪表进行分析
根据实际应用情况，我国工业化生产中，常用的化工仪表自动化种类有如下几种：
1、压力仪表。化工生产中，压力仪表至关重要，因为没有压力，厂房设备和人员的安全都无从谈起，生产的顺利进行更是无法保障。常用的压力范围是负压到300Mpa，这是相对于高压聚乙烯反应容器而言。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、流量仪表。在工业生产的过程中，流量仪表的应用最为广泛，流量测量所获得的参数内容丰富，所以，对流量仪表的研究是化工仪表自动化研究中的重中之重。和人们日常所指的流速有所区别，流量指的是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量，有的时候，甚至需要应用流量计算仪来测量一定时间内流体的流量和体积。测量流量原理的采用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。
3、温度仪表。在化工生产中，对温度的测量与监控是不可或缺的。一般而言，温度仪表的指示范围是-200+1800℃，工业生产中所用的温度仪表无非两种，即热电阻和热电偶，且采用接触式的测量方式。温度控制实现自动化是必然的趋势，这与现场总线技术的应用有直接联系。
4、在线过程分析仪。在线过程分析仪是化工生产中实现控制和分析完全自动化的必要保证。和以往的化工生产相比，现代化的化工生产过程更注重工艺参数的自动化测量与控制，均是通过应用在线过程分析仪来实现。在线过程分析仪的采用是产品质量合格与否的间接保证，且应用在线过程分析仪并不是一种仪器的使用，一般而言是多套仪器的配合使用，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。
5、物料仪表。物料仪表其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。物料仪表虽种类众多，但除浮力式仪表可以通用外，其余的皆不可通用，这是由被测物料的特性所决定的。
二、工自动化控制仪表优势功能
化工自动化控制仪表主要特点是采用先进的微电脑芯片及技术,减小了体积,并提高了可靠性及抗干扰性能。实现真正的以逸待劳以及待人的目的。
1.仪表有了可编程功能
计算机的软件进入仪表,可以代替大量的硬件逻辑电路,这叫硬件软化。特别是在控制电路中应用一些接口芯片的位控特性进行一个复杂功能的控制,其软件编程很简单(即可以用存储控制程序代替以往的顺序控制）。而如果带之以硬件,就需要一大套控制和定时电路。所以软件移植入仪器仪表可以大大简化硬件的结构,代替常规的逻辑电路。
2.仪表有了记忆功能
以往的仪表采用组合逻辑电路和时序电路,只能在某一时刻记忆一些简单状态,当下一状态到来时,前一状态的信息就消失了。但微机引入仪表后,由于它的随机存储器可以记忆前一状态信息,只要通电,就可以一直保存记忆,并且可以同时记忆许多状态信息,然后进行重现或处理。
3.仪表有了计算功能
由于自动化化仪表内含微型计算机,因此可以进行许多复杂的计算,并且具有很高的精度。在自动化仪表中可经常进行诸如乘除一个常数、确定极大和极小值、被测量的给定极限检测等多方面的运算和比较。
4.仪表有了数据处理的功能
在测量中常常会遇到线性化处理、自检自校、测量值与工程值的转换以及抗干扰问题。由于有了微处理器和软件,这些都可以很方便的用软件来处理,一方面大大减轻了硬件的负担,又增了丰富的处理功能。自动化仪表也完全可以进行检索、优化等工作。
5、化工自动化控制仪表的功能开发
5.1仪表的测量精度高了
由于自动化仪表的中心控制系统是微型计算机,可以进行快速多次重复测量,然后求平均值。这样就可以排除一些偶然的误差与干扰。
5.2仪表具有修正误差的能力
实时地修正测量值误差是较为复杂的功能。装有微处理器的仪表可以减少误差,依靠限制干扰来提高精度。
5.3仪表能够实现复杂的控制功能
实现自动化以后,一些常规仪表不易实现的功能,在自动化仪表中就很容易实现。比如一台气相或液相色普仪,这种仪器利用对于复杂化学混合物进行色层分离的方法来确定样品中存在的每一种化学成分的含量。
三、化工自动化仪表及控制发展方向及建议
1、过程检测仪表与执行器的智能化
“智能化”是工业过程控制自动化的发展方向之一，在智能检测仪表和执行器领域，新一代固态传感器和智能变送器向微型化、高精度、低功耗、智能化方面进展。例如新型电磁流量计借助微处理器和软件编程技术，可实现拓宽量程、测量误差补偿、零点校正、励磁自诊断、正反流向判断、空管与不满管自诊断等，可靠性与稳定性大为提高。通过智能流量演算器可与各种流量变送器配合使用，具有复杂计算和补偿修正功能，测量精度达到 0.2 级。新型多声道的超声流量计用于大口径、高温、高粘度、含微粒杂质等特殊介质的流量测量，精度达±0.15％FS，重复性达±0.02％FS。基于雷达技术的新型微波液位计，在化工、石化等行业用于高温、高压、腐蚀、挥发、冷凝等复杂工况条件，市场需求增长率很高。 基于磁致伸缩原理的新型液位计在石化企业的储罐计量中能同时测量液位和界面及多点温度，最大量程达 18m，测量精度达±0.05％FS，重复性达±0.002％FS。分布式光纤温度传感网络是一种实时、在线、多点光纤温度测量系统，是典型的激光光纤温度通讯网络，一根 2km风纤上可采集 1000 个温度信息并能进行空间定位，具有自标定、自校准和自检测功能，可用于危险品仓库等的温度报警和大型设备温度分布测量。智能阀门定位器是新一代智能化执行机构不可少的配套产品，内装高集成度的微控制器，具有多种符合现代过程控制技术要求的功能。
2、DCS与 FCS将共存和互补
随着国际现场总线标准的实施, 现场总线技术的成熟以及现场总线控制系统的推出, 它将对我国仪表和自控领域产生巨大的影响, 也必将对我国化工企业仪表和控制系统的应用产生很大的影响。因此, 我们应密切关注现场总线技术及现场总线控制系统的发展。近年来 DCS发展很快，完备的功能和广泛的应用仍占据不可替代的地位，预计今后很长一段时间，DCS与 FCS将共存和互补。
四、总结
总的来讲，化工生产行业在生产发展中，慢慢引入自动化仪表到生产进程中，借助生产控制自动化仪表的智能化、高速化、高效化、一体化和操作透明化的特点，完成企业的管控职能。改变以前落后的调节系统指标，完成了对机组运行监控维护的高效处理，促进化工产业的更好发展。
参考文献
[1] 毛康法.化工自动化仪表的发展与应用浅析[J].城市建设,2010(7).
[2]丁向阳，于丽丽，论仪表自动化应用发展趋势及建议价值工程[J]2011,30(21)
[3]张楠，对现阶段我国工业自动化仪器仪表行业的展望[J]中国高新技术企业，2012
[4] 张家铣，浅谈化工生产中自动化控制仪表的使用和发展[J]儀器仪表，2011
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关键词：化工生产 自动化 仪表 控制
中图分类号：TN830文献标识码： A
一、对我国化工业常用的自动化仪表进行分析
根据实际应用情况，我国工业化生产中，常用的化工仪表自动化种类有如下几种：
1、压力仪表。化工生产中，压力仪表至关重要，因为没有压力，厂房设备和人员的安全都无从谈起，生产的顺利进行更是无法保障。常用的压力范围是负压到300Mpa，这是相对于高压聚乙烯反应容器而言。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、流量仪表。在工业生产的过程中，流量仪表的应用最为广泛，流量测量所获得的参数内容丰富，所以，对流量仪表的研究是化工仪表自动化研究中的重中之重。和人们日常所指的流速有所区别，流量指的是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量，有的时候，甚至需要应用流量计算仪来测量一定时间内流体的流量和体积。测量流量原理的采用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。
3、温度仪表。在化工生产中，对温度的测量与监控是不可或缺的。一般而言，温度仪表的指示范围是-200+1800℃，工业生产中所用的温度仪表无非两种，即热电阻和热电偶，且采用接触式的测量方式。温度控制实现自动化是必然的趋势，这与现场总线技术的应用有直接联系。
4、在线过程分析仪。在线过程分析仪是化工生产中实现控制和分析完全自动化的必要保证。和以往的化工生产相比，现代化的化工生产过程更注重工艺参数的自动化测量与控制，均是通过应用在线过程分析仪来实现。在线过程分析仪的采用是产品质量合格与否的间接保证，且应用在线过程分析仪并不是一种仪器的使用，一般而言是多套仪器的配合使用，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。
5、物料仪表。物料仪表其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。物料仪表虽种类众多，但除浮力式仪表可以通用外，其余的皆不可通用，这是由被测物料的特性所决定的。
二、工自动化控制仪表优势功能
化工自动化控制仪表主要特点是采用先进的微电脑芯片及技术,减小了体积,并提高了可靠性及抗干扰性能。实现真正的以逸待劳以及待人的目的。
1.仪表有了可编程功能
计算机的软件进入仪表,可以代替大量的硬件逻辑电路,这叫硬件软化。特别是在控制电路中应用一些接口芯片的位控特性进行一个复杂功能的控制,其软件编程很简单(即可以用存储控制程序代替以往的顺序控制）。而如果带之以硬件,就需要一大套控制和定时电路。所以软件移植入仪器仪表可以大大简化硬件的结构,代替常规的逻辑电路。
2.仪表有了记忆功能
以往的仪表采用组合逻辑电路和时序电路,只能在某一时刻记忆一些简单状态,当下一状态到来时,前一状态的信息就消失了。但微机引入仪表后,由于它的随机存储器可以记忆前一状态信息,只要通电,就可以一直保存记忆,并且可以同时记忆许多状态信息,然后进行重现或处理。
3.仪表有了计算功能
由于自动化化仪表内含微型计算机,因此可以进行许多复杂的计算,并且具有很高的精度。在自动化仪表中可经常进行诸如乘除一个常数、确定极大和极小值、被测量的给定极限检测等多方面的运算和比较。
4.仪表有了数据处理的功能
在测量中常常会遇到线性化处理、自检自校、测量值与工程值的转换以及抗干扰问题。由于有了微处理器和软件,这些都可以很方便的用软件来处理,一方面大大减轻了硬件的负担,又增了丰富的处理功能。自动化仪表也完全可以进行检索、优化等工作。
5、化工自动化控制仪表的功能开发
5.1仪表的测量精度高了
由于自动化仪表的中心控制系统是微型计算机,可以进行快速多次重复测量,然后求平均值。这样就可以排除一些偶然的误差与干扰。
5.2仪表具有修正误差的能力
实时地修正测量值误差是较为复杂的功能。装有微处理器的仪表可以减少误差,依靠限制干扰来提高精度。
5.3仪表能够实现复杂的控制功能
实现自动化以后,一些常规仪表不易实现的功能,在自动化仪表中就很容易实现。比如一台气相或液相色普仪,这种仪器利用对于复杂化学混合物进行色层分离的方法来确定样品中存在的每一种化学成分的含量。
三、化工自动化仪表及控制发展方向及建议
1、过程检测仪表与执行器的智能化
“智能化”是工业过程控制自动化的发展方向之一，在智能检测仪表和执行器领域，新一代固态传感器和智能变送器向微型化、高精度、低功耗、智能化方面进展。例如新型电磁流量计借助微处理器和软件编程技术，可实现拓宽量程、测量误差补偿、零点校正、励磁自诊断、正反流向判断、空管与不满管自诊断等，可靠性与稳定性大为提高。通过智能流量演算器可与各种流量变送器配合使用，具有复杂计算和补偿修正功能，测量精度达到 0.2 级。新型多声道的超声流量计用于大口径、高温、高粘度、含微粒杂质等特殊介质的流量测量，精度达±0.15％FS，重复性达±0.02％FS。基于雷达技术的新型微波液位计，在化工、石化等行业用于高温、高压、腐蚀、挥发、冷凝等复杂工况条件，市场需求增长率很高。 基于磁致伸缩原理的新型液位计在石化企业的储罐计量中能同时测量液位和界面及多点温度，最大量程达 18m，测量精度达±0.05％FS，重复性达±0.002％FS。分布式光纤温度传感网络是一种实时、在线、多点光纤温度测量系统，是典型的激光光纤温度通讯网络，一根 2km风纤上可采集 1000 个温度信息并能进行空间定位，具有自标定、自校准和自检测功能，可用于危险品仓库等的温度报警和大型设备温度分布测量。智能阀门定位器是新一代智能化执行机构不可少的配套产品，内装高集成度的微控制器，具有多种符合现代过程控制技术要求的功能。
2、DCS与 FCS将共存和互补
随着国际现场总线标准的实施, 现场总线技术的成熟以及现场总线控制系统的推出, 它将对我国仪表和自控领域产生巨大的影响, 也必将对我国化工企业仪表和控制系统的应用产生很大的影响。因此, 我们应密切关注现场总线技术及现场总线控制系统的发展。近年来 DCS发展很快，完备的功能和广泛的应用仍占据不可替代的地位，预计今后很长一段时间，DCS与 FCS将共存和互补。
四、总结
总的来讲，化工生产行业在生产发展中，慢慢引入自动化仪表到生产进程中，借助生产控制自动化仪表的智能化、高速化、高效化、一体化和操作透明化的特点，完成企业的管控职能。改变以前落后的调节系统指标，完成了对机组运行监控维护的高效处理，促进化工产业的更好发展。
参考文献
[1] 毛康法.化工自动化仪表的发展与应用浅析[J].城市建设,2010(7).
[2]丁向阳，于丽丽，论仪表自动化应用发展趋势及建议价值工程[J]2011,30(21)
[3]张楠，对现阶段我国工业自动化仪器仪表行业的展望[J]中国高新技术企业，2012
[4] 张家铣，浅谈化工生产中自动化控制仪表的使用和发展[J]儀器仪表，2011