化學(xué)工程與工藝化工生產(chǎn)控制探究

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摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)化工生產(chǎn)的需求越來(lái)越大,生產(chǎn)也越來(lái)越智能化、自動(dòng)化。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的重要產(chǎn)業(yè),化工的發(fā)展離不開(kāi)人們的生活,為了促進(jìn)化工的全面發(fā)展,生產(chǎn)必須實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。自動(dòng)化需求主要體現(xiàn)在儀表和控制水平上,本文主要分析了儀表自動(dòng)化生產(chǎn)的主要類(lèi)型化工產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：化工生產(chǎn)；自動(dòng)化儀表；控制

1化工生產(chǎn)中自動(dòng)化儀表的概念

化工工業(yè)生產(chǎn)操作過(guò)程的完全自動(dòng)化控制是廣泛指在各種化工設(shè)備上直接配備一套自動(dòng)化控制裝置，直接用來(lái)代替部分化工操作技術(shù)人員的日常工作，使工業(yè)生產(chǎn)在一定很大程度上可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。這種用機(jī)械自動(dòng)裝置用來(lái)控制各種化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的物理方法被人們稱(chēng)為化學(xué)過(guò)程物理自動(dòng)化。在一個(gè)大規(guī)模、高效、連續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)中，制造業(yè)正朝著綜合利用的模型方向快速優(yōu)化發(fā)展，這種利用模型不僅僅是需要快速、準(zhǔn)確地分析控制生產(chǎn)工藝中的參數(shù)，而且能夠快速分析判斷情況，為了對(duì)工廠(chǎng)的運(yùn)行和自我調(diào)節(jié)做出決策，人工操作越來(lái)越不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，必須有更有效的機(jī)構(gòu)來(lái)管理生產(chǎn)。測(cè)量傳感器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器等以及相關(guān)機(jī)械設(shè)備的各種自動(dòng)檢測(cè)控制元件，在工業(yè)生產(chǎn)工藝控制設(shè)備中，起著眼睛、大腦和機(jī)械手的重要作用，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，儀器儀表和設(shè)備自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)得到了迅速進(jìn)步發(fā)展。

2化工生產(chǎn)中自動(dòng)化儀表分類(lèi)

根據(jù)測(cè)量?jī)x器的使用形式，化工產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)中的化工自動(dòng)化測(cè)量?jī)x器大致可以細(xì)分為三類(lèi)：板式基礎(chǔ)測(cè)量?jī)x器、塊式測(cè)量?jī)x器和組合裝配式測(cè)量?jī)x器，它們都是專(zhuān)門(mén)為儀器測(cè)量一個(gè)特定的自測(cè)量程而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因此直接從這個(gè)直尺上直接讀取儀器測(cè)量后的結(jié)果很容易，通用性相對(duì)不強(qiáng);塊式儀器組合測(cè)量?jī)x表是它是由于儀器應(yīng)用的更加廣泛性而逐漸產(chǎn)生的一種組合儀表。通常只需要執(zhí)行一個(gè)模塊功能，如饋電控制模塊、調(diào)節(jié)器等，模塊間的智能儀表以電子表格或者信號(hào)線(xiàn)的形式進(jìn)行連接，系統(tǒng)模塊可根據(jù)實(shí)際需要通過(guò)不同的智能儀表管理模塊靈活進(jìn)行建立;系統(tǒng)組合在智能機(jī)組上的各種儀表模塊代表了智能機(jī)組系統(tǒng)組合智能儀表的進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展，它可以利用微機(jī)集成電路等各種電子元件技術(shù)來(lái)自動(dòng)創(chuàng)建各種儀表模塊，并且還可以任意選擇多個(gè)儀表模塊間來(lái)組成所有必需的組合儀表，目前廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，如分體控制系統(tǒng)。儀表按現(xiàn)場(chǎng)安裝操作方式不同可以細(xì)分為現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)安裝顯示儀表、后前前面板顯示儀表和前前面板顯示儀表，要求其具有良好的自身防護(hù)性能結(jié)構(gòu)，具有耐火防爆、防腐、防振等主要功能;一般現(xiàn)場(chǎng)安裝在后面的表板上的顯示儀表沒(méi)有自動(dòng)顯示表盤(pán)功能，正常使用情況下不能按需要進(jìn)行操作;自動(dòng)表盤(pán)顯示儀表一般安裝在自動(dòng)表盤(pán)上，通常與表盤(pán)顯示和自動(dòng)控制儀表功能同時(shí)進(jìn)行操作。按動(dòng)力測(cè)量方式儀表中的動(dòng)力傳輸信號(hào)根據(jù)動(dòng)力傳輸方式儀表種類(lèi)進(jìn)行劃分，可以再依次細(xì)分為氣動(dòng)機(jī)械動(dòng)力測(cè)量?jī)x表、電動(dòng)機(jī)械動(dòng)力測(cè)量?jī)x表和各種類(lèi)型液動(dòng)機(jī)械動(dòng)力測(cè)量?jī)x表。

2.1按用途和功能

2.1.1壓力儀表。由于使用壓力儀表與安全的質(zhì)量密切關(guān)系，引起了工程界的重視。壓力測(cè)量范圍一般為300mpa（用于高壓反應(yīng)聚乙烯酯化反應(yīng)）液體壓力自動(dòng)傳感器、傳感器和各種專(zhuān)用液體壓力儀表分別應(yīng)用不同的工作原理，可以適用于各種高溫效應(yīng)環(huán)境、脈動(dòng)效應(yīng)介質(zhì)、粘度、粉末、晶體管等介質(zhì)環(huán)境中的液體壓力自動(dòng)測(cè)量，精度較高可直接達(dá)到低至α級(jí)的液位，活塞式液體壓力自動(dòng)控制測(cè)量?jī)x表。平衡式基本壓力位移自動(dòng)調(diào)節(jié)器系統(tǒng)作為一種基本壓力位移調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，除了充分利用基本壓力位移傳感器中所傳遞的sdcsd等信號(hào)或其它位移調(diào)節(jié)器外，在該領(lǐng)域仍有廣泛的應(yīng)用。2.1.2物位儀表?；瘜W(xué)工業(yè)通常測(cè)量液位。由于測(cè)量過(guò)程與被測(cè)材料的特性密切相關(guān)，按測(cè)量方法可分為直讀浮力、靜（壓差）、靜（壓差）、電接觸、電容、超聲波、雷達(dá)、錘子、散熱器、激光、磁致伸縮、基體渦流等，包括雷達(dá)（0.0）、磁致伸縮（q0.5%）和基體渦度計(jì)（IMM）等，在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。2.1.3流量?jī)x表。流量計(jì)參數(shù)是我國(guó)化工行業(yè)測(cè)量溫度、壓力、液位、流量四大重要參數(shù)中最豐富的一個(gè)，在當(dāng)今國(guó)際市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件下，流量計(jì)對(duì)測(cè)量的重要意義不言而喻。從交通控制的技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定和溫度優(yōu)化補(bǔ)償是兩個(gè)永恒的技術(shù)主題，我們今天所要談?wù)摰母咚俳煌?，不是總體的速度，而是一個(gè)單位一定時(shí)間內(nèi)有效地在液面上被切斷的有效液體最大體積和一定溫度的優(yōu)化補(bǔ)償，以及壓力的補(bǔ)償，以及一定時(shí)間內(nèi)管道內(nèi)液體體積和質(zhì)量的積聚（流量計(jì)數(shù)器）;高溫和低溫電介質(zhì)的流動(dòng);高粘度、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的消耗;流量測(cè)量的原理可分為速度法、體積流量法、直接法和輸出法。實(shí)際上，它們可以分為自動(dòng)節(jié)流排氣閥或傳動(dòng)壓差（包括射孔器、噴嘴、文丘里排氣管等）、轉(zhuǎn)子、容積式（包括橢圓管或齒輪、腰管、旋轉(zhuǎn)閥或活塞等）、轉(zhuǎn)速（包括水表、渦輪、靶、電磁傳動(dòng)元件、超聲波、渦流等），質(zhì)量計(jì)和流量計(jì)方法主要包括奧利熱式電子質(zhì)量計(jì)和流量溫度計(jì)、科里奧利熱式質(zhì)量計(jì)和流量溫度計(jì)等。

3化工生產(chǎn)控制自動(dòng)化儀表的發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)40年代以后，自動(dòng)化儀器得到發(fā)展，由于當(dāng)時(shí)科技因素的影響，第一臺(tái)自動(dòng)化儀器的精度和體積都很低。此時(shí)，儀器的自動(dòng)化程度大大提高，其精度逐步提高，體積也減小，完全融入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，在一定程度上提高了工作效率。隨著我國(guó)科學(xué)性和技術(shù)水平的逐步提高和大量新一代技術(shù)、高新技術(shù)產(chǎn)品的引進(jìn)，自動(dòng)儀器開(kāi)始出現(xiàn)在微型計(jì)算機(jī)、微處理器和微處理器中，使其成為可能。隨著儀表功能的不斷增多，化工企業(yè)的質(zhì)量生產(chǎn)管理效率已經(jīng)得到了顯著性的提高，大量大型化工企業(yè)逐步將通用自動(dòng)化化工儀表作為現(xiàn)代化工企業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程設(shè)備中的一種通用設(shè)備。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷飛速發(fā)展，自動(dòng)化計(jì)量?jī)x表也在不斷飛速發(fā)展。自動(dòng)化已經(jīng)進(jìn)入化學(xué)工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，為化學(xué)工業(yè)提供必要的設(shè)備，它可以有效地促進(jìn)化學(xué)生產(chǎn)效率的提高，從而促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

4化工行業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制智能儀表五大優(yōu)勢(shì)控制功能

4.1儀表有了可編程功能

進(jìn)入控制儀器的接口計(jì)算機(jī)控制軟件接口可以用來(lái)代替大量的控制硬件邏輯電路它也稱(chēng)為控制硬件邏輯電路，控制電路一般采用一系列硬件接口型的芯片組來(lái)進(jìn)行控制定位器和控制，其軟件編程非常簡(jiǎn)單。如果你攜帶硬件，你需要一個(gè)大的控制和時(shí)鐘電路。

4.2設(shè)備具有存儲(chǔ)功能

以往對(duì)于采用各種組合時(shí)序邏輯和復(fù)雜時(shí)序電路的檢測(cè)儀器，在某一關(guān)鍵時(shí)刻只需要記憶一些簡(jiǎn)單的工作狀態(tài)，當(dāng)下一個(gè)狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)，前一個(gè)狀態(tài)的信息就會(huì)消失，因?yàn)樗碾S機(jī)存取存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)前一個(gè)狀態(tài)信息，當(dāng)它連入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它可以同時(shí)存儲(chǔ)內(nèi)存和大量的狀態(tài)信息，然后重復(fù)或處理。

4.3儀器具有計(jì)算功能

由于自動(dòng)化儀表中含有微型計(jì)算機(jī)，它可以進(jìn)行許多復(fù)雜的計(jì)算，精度很高。在自動(dòng)化儀器中，它常?？梢赃M(jìn)行各種運(yùn)算和比較，例如，作為常數(shù)的乘法、量值的確定、測(cè)量極限值的確定等。

4.4儀器具有數(shù)據(jù)處理功能

在測(cè)量過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)線(xiàn)性處理和自調(diào)整的問(wèn)題，通過(guò)測(cè)量值與工程值的轉(zhuǎn)換和抗干擾能力，這些程序一方面可以方便地通過(guò)微處理器和軟件的建立，一方面，大大減輕了硬件的負(fù)擔(dān)，另一方面提高了硬件的處理能力。

5自動(dòng)化質(zhì)量?jī)x表在石油化工行業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量控制系統(tǒng)中的主要應(yīng)用研究方向

5.1智能化的機(jī)組監(jiān)控

信息化智能化工自動(dòng)控制裝置的廣泛應(yīng)用。現(xiàn)場(chǎng)使用智能儀表傳感器不僅可通過(guò)安裝遠(yuǎn)程自動(dòng)控制和智能儀表數(shù)據(jù)管理器進(jìn)行配置，并且還可隨時(shí)改變每個(gè)安裝點(diǎn)的位置和零部件剪。自動(dòng)控制標(biāo)注定位精度，計(jì)算定位誤差，并對(duì)系統(tǒng)生成的精度曲線(xiàn)測(cè)量報(bào)告數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)范化分析處理，智能旋轉(zhuǎn)控制閥管理軟件在對(duì)閘門(mén)閥桿各個(gè)性能指標(biāo)進(jìn)行多次綜合測(cè)試評(píng)價(jià)后，允許對(duì)各個(gè)閥門(mén)軸承進(jìn)行在線(xiàn)自動(dòng)組裝、調(diào)試和自動(dòng)校準(zhǔn)，以便于確定各個(gè)閥門(mén)軸承是否出現(xiàn)卡住，提出了一種基于旋轉(zhuǎn)控制設(shè)備工作狀態(tài)振動(dòng)控制的綜合維護(hù)應(yīng)用策略，分析了各種旋轉(zhuǎn)控制設(shè)備的工作狀態(tài)，如如何檢查閥門(mén)風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，其具體應(yīng)用方案應(yīng)基于可靠的振動(dòng)控制診斷技術(shù)，通過(guò)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)電控制診斷，綜合處理分析閥門(mén)軸承出現(xiàn)磨損等異常現(xiàn)象，確定故障原因，報(bào)警，協(xié)助維修，進(jìn)行維修指導(dǎo)，無(wú)不良影響。

5.2過(guò)程變得優(yōu)化

自動(dòng)化工業(yè)化工產(chǎn)品模擬生產(chǎn)質(zhì)量控制器還提供可以用于提高產(chǎn)品模擬量生產(chǎn)控制管理系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)測(cè)量范圍和生產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)。目前，模糊控制、自定義適應(yīng)控制、狀態(tài)自動(dòng)預(yù)測(cè)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)已被許多大型企業(yè)廣泛采用，但效果不佳?，F(xiàn)代企業(yè)必須采取安全、廣泛、有效的措施化工生產(chǎn)自動(dòng)檢測(cè)儀表安裝調(diào)試方便，對(duì)蒸汽燃燒和溫度優(yōu)化有很大影響。

5.3管理控制一體化

控制集成是指將DCS和MIS控制系統(tǒng)集成為一個(gè)綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，在未來(lái)的廣泛網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建設(shè)方向上，工廠(chǎng)級(jí)管理信息系統(tǒng)將全面實(shí)施，以DCS單元為基礎(chǔ)。

6結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，在我國(guó)化工行業(yè)生產(chǎn)機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展中，只有充分了解掌握各種自動(dòng)化加工儀表的一些基本原理和各種相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，才能在從事化工行業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用工作中合理化的選擇和正確使用各種相關(guān)自動(dòng)儀表，使其充分發(fā)揮其所應(yīng)有的示范作用。

參考文獻(xiàn)：

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作者:司穩(wěn)琴 單位:蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)