浅谈化工仪表自动化控制技术

浅谈化工仪表自动化控制技术

周兆飞第一作者    马文仲  单浩

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摘要：本文旨在探讨化工仪表自动化控制技术的发展与应用。通过分析当前化工行业面临的问题和挑战，进一步探讨自动化控制技术对化工生产过程的优化、效率提升以及安全性改善的重要性。本文总结了目前主流的化工仪表自动化控制技术，并对其未来发展趋势进行了展望。

关键词:化工仪表；自动化；控制；技术

引言：

随着化工行业的不断发展，自动化控制技术的应用已成为提高生产力和经济效益的重要手段之一。化工仪表自动化控制技术在化工生产过程中发挥着关键作用，旨在实现对各种生产参数的精确测量、实时监控和精准控制。本文将从技术原理、应用案例等多个方面，深入探讨化工仪表自动化控制技术的重要性和应用价值。

1化工自动化仪表的种类

1.1物位仪表

物位仪表是化工自动化控制系统中至关重要的一个组成部分。它主要用于测量和监测容器或管道内液体或固体的高度或位置。物位仪表的种类繁多，根据其工作原理可分为多种类型，如浮子式物位仪表、探头式物位仪表、雷达物位仪表等。

浮子式物位仪表是最常见和普遍应用的物位测量装置之一。它通过浮子的上下浮动来反映物位的高低，从而进行物位的测量和控制。这种仪表结构简单、可靠性高，适用于各种液体和粉体的测量；探头式物位仪表则是一种非接触式的物位测量仪表，通过电容、超声波、微波或雷达等技术原理实现对物位的测量。相比于传统的浮子式物位仪表，探头式物位仪表具有不易受介质性质变化的影响，测量范围广等优点，尤其适用于高温、高压、腐蚀性介质等特殊工况下的物位测量；雷达物位仪表是近年来发展起来的一种新型物位测量技术，它利用雷达波进行物位测量。相比于传统的物位测量方法，雷达物位仪表具有无需直接接触介质、测量精度高、抗干扰能力强等优势，因此，在化工等行业得到越来越广泛的应用。

1.2压力仪表

压力仪表在化工自动化控制中发挥着重要的作用，它主要用于测量和调节体系中的压力参数。准确而稳定的压力仪表能够提供重要的监控和控制数据，确保化工过程的安全运行。

压力仪表的种类多样，根据其测量方式和工作原理可以分为压力变送器、差压变送器、压力开关等。压力变送器是一种常见的压力测量装置，可以将受测压力转换为标准信号输出，便于后续处理和控制。差压变送器则用于测量介质中两个不同位置之间的压力差，广泛应用于流量、液位等参数的测量和控制中；此外，压力开关也是常见的压力控制装置，它通过监测压力变化来实现设定值和实际值之间的比较，并根据预设条件进行报警或控制操作。

1.3温度仪表

温度是化工生产过程中一个重要的物理参数，精确的温度测量和控制对于保证产品质量和工艺安全至关重要。温度仪表作为化工自动化控制系统的核心组成部分之一，起着关键的作用。

温度仪表的种类多样，根据其感温元件的类型和工作原理可以分为热电偶、热电阻、红外线温度计等。热电偶是一种常见的温度测量装置，通过感温电极产生的电压信号来反映温度变化。热电阻则是通过电阻随温度变化而发生改变来测量温度的装置，常用的热电阻材料包括铂金、镍铬合金等；此外，红外线温度计是一种非接触式的温度测量装置，通过接收物体放射出的红外线来测量其表面温度。红外线温度计广泛应用于高温、危险、难以接触或移动目标的温度测量。

1.4流量仪表

流量仪表在化工过程控制中起着至关重要的作用，它用于测量介质通过管道或设备的流量，并提供相关的监测和控制数据。准确而稳定的流量仪表能够确保化工过程的正常运行和高效性。

流量仪表的种类繁多，根据其测量原理和传感器类型可以分为差压流量计、电磁流量计、涡街流量计等。其中，差压流量计是最常见和广泛应用的一种流量仪表，通过测量介质在管道中产生的压力差来计算流量。电磁流量计则是通过测量流体导电性来计算流量，适用于导电性介质的测量；涡街流量计则是通过测量流体通过装置时引起的旋涡频率来计算流量。

2化工自动仪表的基本特点

化工自动仪表作为化工生产过程中的重要组成部分，具有以下几个基本特点：

精确度高。化工生产对于数据的准确性要求极高，化工自动仪表能够实现对各种参数进行高精度测量和控制，保证了生产过程的稳定性和可靠性；多功能性强。在化工生产中，需要监测的参数种类繁多，化工自动仪表能够实现多参数的同时监测和控制，提高了生产效率和质量；应用范围广。化工自动仪表不仅可以应用于液体、气体等常规介质的测量和控制，还可以适用于高温、高压、腐蚀性介质等特殊环境下的应用，具有较强的适应能力；自动化程度高。化工自动仪表能够通过预设程序和逻辑控制实现自动化操作，减少人为干预，降低了操作风险，提高了生产效率。

综上所述，化工自动仪表的高精度、多功能、广泛应用以及高度自动化是其在化工生产中不可替代的重要地位和价值所在。

3化工仪表自动化控制技术

3.1自动检修技术

自动检修技术是化工仪表自动化控制技术中至关重要的一环。它是通过利用先进的传感技术和智能化设备，实现对化工设备运行状态进行实时监测和分析，及时发现故障并进行修复。该技术可以大大提高生产效率，降低维护成本，保障生产安全。自动检修技术的实施不仅节约了人力成本，同时也减少了生产中的停机时间，使得生产过程更加稳定和可靠。

3.2程序化控制技术

程序化控制技术在化工仪表自动化控制中扮演着至关重要的角色。该技术通过事先设定好的程序和算法，使得化工生产过程可以自动进行调节和控制。程序化控制技术不仅提高了生产的精度和效率，同时也大大减少了人为干预所带来的误差。其广泛应用于化工生产中的各个环节，为生产过程提供了稳定的保障。同时，程序化控制技术也为生产数据的收集和分析提供了便利，帮助企业更好地了解生产状况，并做出相应调整和改进。

3.3分散式生产控制

分散式生产控制是化工生产过程中一种创新性的方法。该方法通过将生产控制系统分散布置在各个生产单元中，实现对生产过程的实时监控和调节。这种分散式控制不仅提高了生产的灵活性和响应速度，减少了中央控制系统的压力，同时也增强了系统的稳定性和安全性。通过分散式生产控制，化工企业能更好地应对生产过程中的突发情况，保障生产的连续性和稳定性，提高生产效率和产品质量。

4化工仪表自动化控制的管理  

4.1 提高相关人员专业性

在化工行业中，化工仪表自动化控制技术起着至关重要的作用。为了更好地应对市场竞争和提高生产效率，提高相关人员的专业性显得尤为迫切。建立起系统完善的培训计划和体系，定期对相关人员进行专业知识和技能的培训教育。只有不断学习和提升，才能跟上行业发展步伐；鼓励员工参加行业内的技术交流会议和学术研讨活动，不断扩大视野，深化对行业发展趋势的理解。此外，建立起良好的学习氛围和团队合作机制，激发员工的学习热情和创新意识。

4.2 建立健全的安全管理制度

安全是企业发展的基石，建立健全的安全管理制度对于化工仪表自动化控制至关重要。开展专业的安全培训，提高员工的安全意识和操作技能，确保员工具备应急处置能力；建立安全责任制度，明确各岗位的安全职责，强化安全管理的执行力度，形成从领导到员工全员参与的安全文化；定期开展安全风险评估和隐患排查，及时整改安全隐患，确保生产过程安全稳定；建立安全奖惩机制，激励员工积极参与安全管理，同时对违反安全规定者进行严肃处理。

结束语：

综上所述，化工仪表自动化控制技术是化工行业发展的必由之路。通过合理应用该技术，可以实现化工生产过程的精确控制和高效管理，提高产品质量和生产效率，降低能源消耗和环境污染。然而，在应用过程中，我们也需认识到自动化控制技术存在的局限性，如对技术人员素质要求高、设备故障率等。因此，我们应持续拓展研究和创新，以提高化工仪表自动化控制技术的可靠性和适应性。相信在不久的将来，化工仪表自动化控制技术将在化工行业发挥更加重要的作用，并为行业的可持续发展做出贡献。

参考文献：

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[2] 秦菲. 自动化控制在化工安全生产中的优化 [J]. 科技论坛,2016,10:377.

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