化工自动化仪表与自动化控制技术分析

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  摘要:化工仪表是对化工过程工艺参数实现检测和控制的自动化技术工具,能够准确而及时地检测出各种工艺参数的变化,并控制其中的主要参数,保持给定的数值或规律,从而有效地进行生产操作和实现生产过程自动化。随着自动控制技术的更新发展,化工仪表控制逐步向着自动化的方向发展,促使化工仪表的工作效率与质量提升。因此,探究化工仪表自动化控制技术具有极高的现实价值。
  关键词:化工;自动化;仪表
  1 化工仪表的类型与特点
  1.1 化工仪表的常见类型
  1)压力仪表。
  包括特种压力表、压力传感器、压力变送器等,主要依托压力变送器向着集散控制系统完成采集数据信息的传递,并在此基础上实现对压力的自动化测量与控制。
  2)温度仪表。
  在实际的化工生产中,应用的多数化学反应均需要具备固定的温度条件,此时必须要引入温度仪表,实现对化学反应过程中温度变化情况的监测与控制。
  3)流量仪表。
  主要用于化工生产过程中对体积流量、质量流量等流量参数的测量。主要包括节流式、差压式、速度式3种类型。
  4)物位仪表。
  主要包括浮力式、雷达式、差压式、直读式4种类型,承担着化工生产过程中液位、固体颗粒和粉粒位,以及液-液、液-固相界面位置的测量任务。
  1.2 化工自动化仪表的特点
  化工自动化仪表是具有较完善功能的自动化技术工具,一般具有数种功能,包括测量、显示、记录或测量、控制、报警等。同时,化工自动化仪表本身是一个系统,也是整个自动化系统中的一个子系统。
  2 化工仪表自动化控制的主要流程
  2.1 仪表的选择与控制技术
  仪表选取的合理程度直接关系着化工仪表自动化控制的效率效果。例如在需要严格控制温度的化工生产实践中,必须引入温度仪表进行生产温度数据的测量,避免由于温度过高/过低所导致生产安全事故、化学反应不完全等问题的发生。在这样的情况下,应当选用精准程度更高的双金属温度计,保证温度数据采集的准确性。在进行物位测量时,要参考生产中的物料状态完成测量机构的选定,还要加设不同功能的物位仪表。
  2.2 现场自动化线路布设
  化工生产中应用的自动化控制系统需要现场自动化线路的支持,布设过程中不仅要敷设实体线路,还要完成信息化网络线路的规划。现场自动化线路布设的要点如下:着重确保自动化线路可以实现所有化工仪表运行数据信息的采集,且能够与人机界面、计算机系统保持畅通连接状态;若引入FCS现场总线控制系统,则可以在现场总线控制系统以及控制回路中加入化工仪表以及化工生产仪器。通过这样的方式,能够促使化工仪表运行数据迅速、准确地传递至人机界面中,提升相应数据信息的利用率,并保证化工仪表自动化控制的科学性与实效性。
  3 化工仪表自动化控制中的关键技术
  3.1 分散式控制技术
  在实际的化工生产过程中,所涉及到的控制内容包括半成品材料、成品,其控制条件存在差异,因此使用分散式控制技术更为合适。在分散式控制技术的支持下,化工生产中各个流程的实际情况得到有效监控,实现实时性、真实性生产运行数据信息的提取,为化工生产所有流程的可控提供保障。
  3.2 PID先进控制技术
  PID先进控制技术(多项变量控制技术)的形成与应用将化工生产推向了新高度,自动化控制技术的先进性更为凸显。对于PID先进控制技术而言,其主要在实际的化工生产中应用最为广泛的调节器控制规律如比例、积分、微分控制,控制稳定性更强,且调整操作相对简单。在化工生产中,若是无法完全掌握被控对象的结构和参数,或不能获取精确的数学模型时,又难以使用其他技术进行控制,这种情况下,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,此时应用PID先进控制技术最为适宜。
  3.3 基于微机的局部优化控制技术
  在现代化控制理论的支持下,自动化控制技术实现了智能算法的多样化。实践中,依托对接口芯片位置的调整,即可达到控制复杂功能的效果。模型辨识技术、多变量动态软件测量技术等均具备着简化的控制流程,还可以达到提升自动化控制效率效果的目标,进一步提高化工仪表自动化控制的可靠性。
  3.4 人机界面控制技术
  出于对运行数据信息可视化的考量,在化工生产仪表自动化控制中引入人机界面控制技术是必然选择。在人机界面的支持下,相关人员获取仪表设备运行信息、故障信息等成为现实,且可以利用人机界面中提供的多种操作功能键,完成对化工生产仪表与设备的控制。为了进一步提升控制的效率效果,应当将原有的一对一管理模式转变为一对多管理模式(单一控制室实施多个仪表装置的控制),结合对CRT、LED先进显示模式的应用,促使化工生产仪表及设备结构的进一步完善。
  3.5 程序化控制技术
  通过在化工仪表控制中引入计算机技术,仪表自动化控制的性能、速度、精准程度均有所提升,结合计算机编程控制模式的应用,使化工生产仪表自动化控制的灵活性、效率效果大幅增加。实践中,依托程序化控制技术,可以实现的性能包括:推动化工仪表与生产设备控制向着智能化的方向发展;将机械与电子部件替换为软件程序,使化工仪表发生故障问题的概率明显下降,也一定程度减轻了故障排除与检修的难度;达到提升化工仪表使用年限的效果。
  4 结语
  在明确化工仪表自动化控制主要流程的基础上,通过分散式控制技术、PID先进控制技术、基于微机的局部优化控制技术、人机界面控制技术、程序化控制技术、自动化检测与修复技术、在线自动监测技术的应用,推动了化工仪表控制不断向着自动化、智能化的方向发展,提升了化工生产以及化工仪表控制的效率效果,更好地维护了化工生产的安全性与可靠性,实现了化工生产的升级。
  参考文献
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