化工自动化仪表及控制系统智能化

化工自动化仪表及控制系统智能化

李卓华

新疆中泰博源水务科技有限公司   841000

摘要：近几年来，我国在自动化领域取得了令人瞩目的建设成就，自动化技术不断成熟，在各个领域都得到了广泛应用。尤其是在化工领域，自动化仪表的使用明显提升了化工生产水平，而当前社会的快速发展对化工产品的需求增长，化工生产规模进一步扩大，为了确保化工生产过程中良好的控制效果，对测控仪表和控制系统也提出了更高的要求。将自动化仪表及智能化控制系统应用到化工生产中势在必行，在这样的情况下，对化工自动仪表及控制系统智能化进行深入分析，有着非常积极的现实意义。

关键词：化工自动化仪表；控制系统智能化

引言

化工自动化技术全面提升了化工生产的效率，原因是自动化操作模式可在现代化工仪表的支持下对各类机械装置、元件的运行状态进行监测，能依据大数据分析出装置的运行状态，全面提高化工企业的生产效率。另外，装置运行中可及时参照、对比标准化的仪器运行数据，在模拟预测的过程中评价出装置运行隐患，进而降低人为操作模式对生产、管理的负面影响。通过监测出化工仪表的操作过程，运用相应控制方式展开技术评价，有利于提高监测控制的有效性。

1化工自动化仪表的主要组成类别概述

化工企业生产自动化的仪表系统，通常包含温度仪表、压力仪表、流量仪表、物位测量仪表和在线过程分析仪表，多种仪表主要用于化工产业生产过程中，相关温度、压力、溶液液位或气源等数据信息的监测。(1)温度仪表。温度仪表作为最常见的化工自动化仪表装置，主要用于化工生产温度的测定和控制。在化工企业产品生产过程中，利用温度记录仪、温度送变器等仪表装置，接触式测量不同时间段的升/降温度曲线，然后在温度记录仪、温度显示仪、温度变送器等设备中进行显示，来保证温度调节的可控性。(2)压力仪表。不同化工生产环节中都存在气压的变化，如流化床反应器加压/减压的压力变化操作，压力变化会对化工生产的安全性造成严重影响。当前化工企业使用的压力仪表，按照工作原理主要分为弹性式、液柱式、活塞式等类型，如压力变送器HAKK-EKA430A通常用于对化工生产气体、液体和水蒸汽等压力进行监测，压力仪表测量的压力值范围在300MPa以内，仪表量程精度为±0.1%。在完成化工生产压力值测量后，将其转变为DC的直流电流信号输出。(3)物位测量仪表。物位测量仪表在化工企业生产过程中，负责物体溶液、粉粒状材料液位的测量，以及固体物料颗粒、堆积高度等的测量。通常根据技术实现条件的区别，分为电容式、激光式及静压式仪表，可以有效测量塔罐、槽罐等容器内的液体位置高度。其中测量多种不互相溶解液体、固体液面位置的仪表装置，被称为相界面计，自动化物位测量仪对化工行业液位的测量非常精准。

2化工自动化仪表及控制系统智能化

2.1可编程过程控制

化工生产中可应用PLC系统决策出指定的控制目标及控制思路，在必要的数据统筹、数据分析、数据计算过程中分析出软件、硬件系统的工作情况，这也为逻辑电路的转换、协调及推广应用提供了有效的技术支持，可方便在远程端口中监控仪表的工作状态。从综合的角度来讲，复杂的控制模式能全面体现出仪表的运行状态，也能在电路控制、设计融入的过程中展开自动化监控测试，方便技术人员统计出电路结构的功能性指标。另外，技术人员可在智能系统的服务中得到机组的运行状态，在有效的监控中得到智能化操控模式，有利于提升各传感、检测装置运行的合理性。通过逐步巩固运行装置的稳定性，确保仪表的功能性在指定范围内，有利于在可控的过程中对仪表的功能展开必要的测试，提升生产运行的稳定性。

2.2温度仪表

在化工生产各个环节中，温度仪表在实际中应用较为广泛。化工行业中常会涉及到各种化学反应，而这种反应往往需要在特定温度和压力环境中，才能达到反应条件。在这个变化过程中，就会涉及温度仪表的安装，对范围内的温度进行时刻监督，这样才能保证工作的高效和安全。在分类方面，温度仪表主要可分成两类：非接触式和接触式。非接触式温度仪表尽管具备较为广泛的测温范围，但是测量误差也较大；接触式温度仪表较为可靠简单，测量精度也更高，因此应用范围也较广，例如热电偶、热电阻、双金属温度计等。在实际化工生产阶段，若蒸炉和和气化炉在外表温度方面，存在太大差异，就会产生高速循环的问题，此时应用温度仪表进行温度测量的情况较多。总体来说，在化工仪表中，温度仪表是各类仪表的重中之重，具备较高实用性，可以达到科学控制生产环节温度的目的。

2.3化工自动化仪表控制系统功能实现

化工自动化仪表的智能化控制系统中，通常借助于M16C/62单片机的硬件设备，包括时钟芯片DS1302、存储器、仪表传感器、步进电机驱动器、Max202线路驱动器、PWM控制放大电路等，可以在短时间内对多项控制功能进行高效准确地实现。(1)自动量程切换。针对不同化工产品生产的实际状况，自动校正xmz-10数显温度、超声波液位表的测量量程，如不同电流情况下对应的液位满度、零点数值，降低由零点漂移带来的量程测试误差[5]。(2)化工生产多点检测、干扰排除。利用多种化工自动化仪表传感器，以及计算机可编程的控制指令装置，进行多点数据信息的及时采集、故障检测。之后借助于数字滤波器，选择适合的滤波算法，对周围村长的干扰源信号、信号特征做出分析，以便及时准确了解化工产业流程的实际运行情况。(3)数字信号处理及数据交互。采取多层次的数字信号处理、数据计算方式，如频谱分析、标度变换、统计整合等数据处理方法，通过M16C/62单片机计算机控制平台，加强不同设备之间化工数据的交互传播、共享，显著提高化工自动化仪表的实时数据传送效率和通信质量，对产生的测量误差、故障问题做出自动分析与修正。

结语

化工行业作为我国工业的重要组成部分，对我国的经济和社会发展有着非常重要的影响。在化工生产过程中，温度、压力等仪表对化工生产所发挥的作用不可忽视，而具备数据存储和处理、可编程逻辑控制和故障预警功能的自动化仪表，对化工生产效率和安全性更有明显的提升效果。自动化仪表作为化工自动化常见的设备之一，化工企业应当强化自动化仪表与控制系统智能化的有机结合，才能有效提升化工生产的自动化水平。

参考文献

［1］陈烨.化工自动化控制及化工仪表的应用研究［J］.石化技术，2020，27（8）：23，25.

［2］王彦棋.现代化工仪表及化工自动化的过程控制探讨［J］.中国石油和化工标准与质量，2020，40（14）：170-171.

［3］唐天洋.仪表自动化在化工生产中的应用［J］.化工设计通讯，2019，45（11）：86-87.