化工自動化儀表及控制系統智能化研究

朱晨鳴，霍明陽，王亮

[摘? ? 要]現代化工業行業高速發展的時期，人們對于化工生產工作提出了較高的要求，工業領域也在逐步地應用自動化和智能化技術，成為整個行業未來發展的重要方向。熱工、化工工藝設備不斷創新，為了能夠發揮化工工藝的整體功效，增加企業的經濟收益，就需要配置專業的自動化裝置。同時在化工自動化裝置中結合智能系統，提高整個化工生產的效率，保證化工生產過程中的全面監控，也可以加強對相關儀器設備的高效利用，為我國化工生產行業的高速發展奠定良好的基礎。在化工生產中智能化儀表具有非常重要的作用，它可以實現對化工生產過程中相關數據的分析以及控制，有效地提高化工生產工藝的穩定性，保證整個化工生產工作全面、順利的開展。

[關鍵詞]化工自動化儀表;控制系統;智能化

[中圖分類號]TQ056 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）02–0–04

Research on Intellectualization of Chemical Automation Instrument and Control System

Zhu Chen-ming，Huo Ming-yang，Wang Liang

[Abstract]In the period of rapid development of modern industrial industry， people put forward higher requirements for chemical production. The industrial field is also gradually applying automation and intelligent technology， which has become an important direction for the future development of the whole industry. Thermal engineering and chemical process equipment are constantly innovating. In order to give full play to the overall effectiveness of chemical process and increase the economic benefits of enterprises， professional automation devices need to be configured. At the same time， the combination of intelligent system in chemical automation device can improve the efficiency of the whole chemical production， ensure the comprehensive monitoring in the chemical production process， strengthen the efficient utilization of relevant instruments and equipment， and lay a good foundation for the rapid development of China's chemical production industry. Intelligent instrument plays a very important role in chemical production. It can realize the analysis and control of relevant data in chemical production process， and effectively improve the efficiency of chemical production process. Stability to ensure the comprehensive and smooth development of the whole chemical production.

[Keywords]chemical automation instrument; control system; intellectualization

1 化工自動化儀表與控制系統智能化分析

1.1 化工自動化儀表與控制系統智能化概述

化工行業的生產中會涉及到很多的變量，例如溫度、流量以及濕度等。為了加強整個生產過程的全面控制，就需要對這些變量進行及時的掌握，通過儀表反饋相關的數據，了解設備的運行狀態?；x表具備對化工設備進行自動化檢測的功能。使用自動化儀表可以實現整個化工生產的全面控制和監督，避免在化工原始生產過程中因人為因素造成的誤差，也可以保證整個化工生產工作的全面開展。另外，自動化儀表已經成為整個化工生產過程中非常重要的一項設備及控制系統，能夠有效地調節化工生產中的相關情況，提高設備和系統的運行效率，按照工作流程的要求對每個設備的實際運行情況進行真實的反映。而控制系統也會因控制內容的不同而存在相應的分類。隨著科學技術的創新和優化，智能化控制系統的應用效果也更加明顯?？刂葡到y是現代化化工生產中非常關鍵的一個組成，它可以通過在無人操作的基礎上對相關程序的設定，加強整個化工生產流程的自動化控制力度，控制系統智能化，還可以減少生產過程中的人員和物力投入，實現各項資源的優化配置，保證工業生產的效率和水平，也是未來我國化工生產非常重要的一個發展方向。

1.2 化工自動化儀表及控制系統智能化特點與功能

1.2.1 數據存儲功能

化工自動化技術應用過程中，儀表的使用以及智能化系統可以實現對儀表的通電操控，在儀表出現任何斷電的情況下可以及時的恢復。而傳統的運行體系中儀表一旦出現了短路的情況，將會導致存儲的數據和資源出現丟失的情況。這些問題會給整個生產流程帶來不良的影響，也會導致斷電之后的儀表存在最初的運行狀態，消耗大量的人力和相關的資源，也會對整個化工生產帶來不良的影響。只有應用了自動化儀表之后，才可以保證儀表具備記憶功能，加強對存儲數據的合理應用。

1.2.2 計算功能

在傳統的化工儀表應用過程中，技術人員需要根據基礎的參數，對后續的計算方式進行模擬。通過這樣的方法只能對一些簡單的數據進行處理分析，如果需要對大量的繁雜數據進行處理時，則會消耗較長的時間以及較大的人力，同時計算的精準度也會相應的降低。而應用了自動化儀表以及智能化系統之后，可以采用數字電路控制方法，對整個儀表收集到的數據進行精準的計算分析，不僅保證計算的準確性，同時還可以提高計算的速度，為后續儀表設備的使用以及相關化工生產流程起到積極的推動作用。

1.2.3 編程功能

通過編程技術可以實現程序的很多功能，植入相關的系統代替一些硬件結構，實現生產過程中儀表各項功能的全面落實。按照邏輯電路可以看出，計算機軟件系統替代人工技術之后，尤其是接口芯片復雜的控制都需要采取專業的技術。當選用程序編寫時，操作就較為簡單，可以應用硬件編寫，只需要根據電路和控制電路系統的整體使用性能，就可以改變傳統化工自動化儀表的應用狀態。

1.2.4 誤差處理功能

在化工自動化儀表的應用過程中，微處理器應用軟件可以進行精準的計算和分析，有效地處理檢測工作中存在的一些問題，減少硬件自身的壓力和負擔。計算機系統由于存儲量比較大，同時適用于遠程操控，因此要積極引進相關的軟件系統，加強對資源和數據的獲取力度，同時對這些數據的精準度進行嚴格的控制。微處理器可以有效地減少一些誤差問題，將傳感器以及溫度補償等功能應用到智能化的設備中，提高整個系統的智能化水平，加強化工自動化儀表的應用效率。

1.2.5 網絡化功能

化工自動化儀表自身具有網絡化的特點，通過網絡連接將不同的傳感器、計算機系統進行統一管理時，才能達到高效的管理作用。多操作和多網絡狀態下可以實現對數據的全面監控，有效地保證工程的技術人員在掌握數據之后，對工程的后續操作采取針對性的方法。智能化應用系統中儀表與單片機融合應用，可以有效地改善檢測方式，加強對新型設備的應用效果，改變傳統模式下化工儀表的弊端，還可以提高整個計算過程的精準度。

1.2.6 儀表的記憶功能

在化工生產過程中自動化儀表本身具有一定的記憶作用，它可以對生產中的相關數據進行及時的記錄。而傳統的化工生產由于采取的電路記憶方法不存在這一優勢，其在出現短路或斷電的情況下不能夠對數據進行及時的記錄，導致整個設備在后期使用的過程中需要進行再次啟動，兩者是不能共存的，否則會導致數據出現遺失等不良的問題。應用了自動化儀表之后可以在其設備的內部進行信息模塊的安裝，加強對相關數據的存儲和記憶。這樣可以保證自動化儀表在出現斷電的故障時，加強數據記錄的真實性與完整性。在整個生產流程出現故障時可以起到一定的保障作用，也可以提高生產流程的高效化。

2 化工自動化儀表及控制系統智能化分析

2.1 智能化參數控制

在化工自動化儀表以及智能化系統應用的過程中，儀表反饋的參數是整個化工生產過程中重要的數據資源，也是實現整個生產流程安全穩定的關鍵。因此，需要保證這些數據的準確性和及時性，加強對這些數據的分析，提高整個化工生產的效率。自動化儀表通過智能化的參數測控和分析減少了在參數測控過程中的人為因素干擾，保證了數據的精準度智能化目標的實現。傳感器具有較強的抗干擾能力，不僅可以保證測量數據的相關準確性，同時還可以實現數據的快速傳輸和處理。這對我國化工自動化生產具有非常重要的意義，也是實現化工生產智能化發展的重要基礎。

2.2 智能化系統的控制

控制系統在整個化工生產中屬于重要的核心內容，它對于化工生產的安全和操作起到了非常重要的作用，化工自動化儀表在整個生產過程中可以對相關的設備運行參數進行測量和分析。結合相應的信息技術與網絡技術，有效地實現對化工生產過程中各項數據的處理和分析能力，實現了對整個智能化系統的全面處理。工作人員需要結合智能化的控制系統對每個單元控制進行靈活的調整，實現主動式維護保養以及系統優化的效果，體現了控制系統智能化的特性。

2.3 現場總線的控制

在我國現代化集散控制系統應用之后，逐步出現了總線控制系統，它屬于一種升級的系統，目前在很多的化工生產工作中都被廣泛的應用。該系統可以將化工生產的自動化儀表轉為網絡節點，并且進行相互的連接?；て髽I只要將信息延伸到現場，設備管理人員就可以根據相關的在線參數以及診斷故障掌握具體的儀表應用情況。針對于智能化系統和自動化儀表的應用，可以掛車在原有的總線系統上，不需要進行其他組件的安裝。在實際的化工生產過程中，還可以通過PLC系統和總線系統實現現代化儀表的全面應用。加強對自動化儀表使用功能的全面開發?，F場總線智能化儀表可以通過嵌入式軟件的方式對其進行內部的調節和控制，實現自動化儀表的自我校準、自我診斷，提高了儀表的應用效率，也加強了整個智能化控制的水平。

2.4 以太網控制系統

工業化生產過程中，以太網屬于一種新型的控制網絡，它可以對整個化工生產的系統進行各個層面的掌控，并且延伸到現場的設備管理層面。工業控制網絡以及信息網絡技術的統一化開發，需要遵循相關的網絡瀏覽器以及新型智能化的儀表應用。網絡通信功能需要借助智能化和高精準度的儀器設備，提高整個化工生產的效率和水平，并且實現以太網控制系統的全面應用。

2.5 集散控制系統的應用

我國20世紀就已經出現了現代化的集散控制系統，隨著互聯網技術的應用，計算系統涉及到的范圍也更加廣泛，同時包含了多個智能化儀表，這樣可以形成智能化儀表的整體控制系統總體結構。在現場及智能化的儀表應用過程中可以利用協議方式的連接，對整個生產過程中的相關數據進行精準的獲取，還可以利用交換信息以及控制量，提高整個智能化控制系統中自動化儀表的調節、控制、檢測等相關的功能。

2.6 智能化儀表的維護

在化工自動化儀表設備的日常維護和檢修過程中，可以通過相關的保養措施提高整個設備的使用效率，延長設備的使用壽命。針對于同一設備的儀表在運行環境不同以及維護流程不同的基礎上，運行的壽命和使用的性能也會存在一定的差異。運行環境主要是為儀表設備安裝的位置以及與外部環境接觸的實際情況，這對于儀表的防護會產生很大的影響。儀表內部接觸的介質環境對于自身的設備壽命以及測量的精準度和使用的效率，也會帶來較大的影響。如果運行環境不同則設備的使用狀態也會存在很大的差異。為了延長儀表設備的使用壽命，就需要根據科學的原理，結合相應的維護措施，加強對儀表生命周期的全面預算和分析。在儀表出現任何故障時，可以進行預見性和計劃性的處理方案，開展有效的檢修和更換處理，保證整個化工生產工作能夠全面順利的開展。另外，化工生產中儀表設備也會涉及到控制系統、執行系統等多個功能。對于儀表而言，需要對設備的使用流量、溫度、濕度以及相關的液位等進行測控，做好對自動化儀表裝置的維護和更換。在儀表對生產產生較大影響時，可以通過一主一備的方式保證整個生產工作的順利開展。在化工生產控制系統中要多應用集散控制系統，加強整個系統的運行效率，減少各種安全故障的發生。同時還可以發揮設備和系統的自我診斷功能，提高整個安裝設備的使用效率。智能化儀表長期處于運行的狀態下，維修工作人員就需要對儀表進行定期的檢驗，如果發現了電路插座松動、脫落以及接觸不良等情況，需要及時地進行緊固處理，避免儀表內部出現零件接觸不良的情況。檢修人員還需要按照相關的工作流程，對儀表進行故障分析，減少對整個生產流程帶來的不良影響，提高整個運行環境的水平。

3 化工自動化儀表以及智能系統未來的發展方向

3.1 朝著高精準度方向發展

現階段我國社會的高速發展對于化工產品也提出了較高的要求，國家針對于化工行業提出了相關的節能減排政策，并且做出了具體的規劃。這就需要化工企業和相關的管理人員對自身的未來規劃有一個全面的了解，加強對自動化儀表以及智能化系統的全面應用，有效地控制生產過程中系統的精準度提高。生產設備的使用效率可以保證化工儀表的精準度，加強對化工生產中各項數據的收集整理，然后通過專業的分析和研究，加強生產流程的安全性和高效性。

3.2 朝著智能化方向發展

現階段，我國化工自動化儀表是整個智能系統中的關鍵組成部分，它有利于提高化工儀表體系的操作性和開放性。將CPU計算系統融入到化工自動化儀表中，可以實現化工儀表的自動補償、自動量程切換以及自動校準核算等相關的工作?；x表的智能化發展可以保證整個化工生產工作流程的水平得到全面的提升，因此在未來的發展中，智能化也是一個重要的發展核心與目標。

3.3 朝著網絡化方向發展

近些年我國計算機技術的高速發展，以網絡結構系統為基礎的自動化智能儀表是新時代控制系統中非常重要的一個發展趨勢，它主要是利用數字通信技術使生產設備實現自動控制和管理。經過與企業的信息網絡進行連接，發揮智能化操控的功能?；ぷ詣踊瘍x表在高速發展的信息時代，基于網絡結構系統的智能化系統也在逐步的完善，尤其是嵌入式網絡為基礎系統生產結構實現了真正意義上的自動化以及網絡化應用。

4 結語

自動化儀表是我國化工工業生產中非常重要的一種輔助裝置，儀表自動化創新能夠保證化工生產效率與安全生產水平的提高。在實踐工作中，還要結合儀表自動化優勢，注重技術的應用與創新，推動儀表自動化智能化、網絡化發展。

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