摘要：化工生产一般是在相对封闭的容器或者设备中进行，需要施以高温、高压和真空的环境，且整个生产工艺具有易燃、易爆和腐蚀性的特点，一旦泄露会对人体和环境造成严重伤害、为了确保化工生产安全、确保设备正常运行，需要将化工工艺参数设置在适宜的范围。利用自动化控制系统对仪表进行控制，可以实现对化工工艺参数和生产环节的控制，使得整个化工生产体系处于有序运行状态。本文就化工设备建设过程中仪表自动化建设与安装展开分析和探讨。
关键词：化工设备；仪表自动化；建设；安装
引言：众所周知，化工生产是一项具有一定危害性的生产项目，因此，它的生产环境一般是比较封闭的容器或者是设备并且要对其环境施以高温、高压。除此之外，化工生产还具有易燃易爆的特性，如果发生泄漏，那么后果将会十分严重。因此，要将化工工艺的参数设置在安全的范围之内，以保证化工生产的安全和设备的正常运行。化工仪表可以通过使用自动化控制系统来控制化工工艺的参数以及控制整个化工生产的环节，这样也可以保证化工生产处于有序、安全的运行环境状态中。
1、仪表自动化工程概述
1.1 仪表自动化工程基本内涵
所谓仪表自动化工程主要是应用于工业领域的一种新理念，而仪表自动化也没有具体的指向其中某个项目或是技术，其主要的原理是运用仪表作为控制的主要手段，实现自动化的管理。所以，仪表自动化应用于不同的行业便有不同的意义。在文章中仪表自动化可以理解为以下含义：仪表自动化工程，也可被称作自动化仪表，其自身是通过一些富有科技化的元件构成，并且具有一定的记录性的科学性仪器。
1.2 自动化化工仪表的发展现状
随着信息时代的到来，化工仪表得到了很大的发展空间。1）仪表检测率得到提高。计算机技术和化工仪表的结合形成了自动化的化工仪表。计算机作为仪表的监控中心，可以充分发挥其计算和存储能力，大大提高了仪表检测的速率。2）仪表检测准确性的提高。自动化的化工仪表可以对仪表检测的结果进行有效的监控，及时修正检测结果存在的错误，减少仪表检测的误差，提高了仪表检测的准确性。3）仪表处理和控制能力的提高。原有的化工仪表不能对复杂的工程进行检测，而自动化仪表因为有计算机技术的辅助，很容易就能完成复杂工程的检测。对比较难控制的复杂系统，自动化可以对其进行很好的处理和控制。
2、自动化仪表的类型
2.1 压力检测仪表
主要是对化工过程中的各种介质进行压强检测的。压力检测仪表主要由压力变送器、就地压力表以及压力开关等仪表构成的。
2.2 温度检测仪表
温度是化工产业中重要的参数，温度检测仪表对它的检测元件如热电阻、热电偶的材质都有特别的要求。需要根据所测物质的性质以及温度范围进行选择。在安装连接的过程中，尤其对所需要的补偿导线要注意。
2.3 流量检测表
流量检测表根据性能的不同可能分为电磁流量计，差压计和超声波流量计等。在进行使用时，对于流量口径、覆盖值以及量程的测量都要进行设置。在应用的过程中，不但要对它的工作原理以及应用技术进行分析还要流量结果进行合理的调整。
3、化工自动化仪表应用中需要关注的主要问题
随着我国科学技术水平的不断提高，各行各业都开始将自动化引入自身发展中，尤其是化工行业，受其易燃易爆、腐蚀性特征的影响，加快建设化工自动化仪表变得十分重要。目前，化工仪表的自动化进程有了显著的提高，极大提高了设备参数的精准度，但是，从化工自动化仪表的实际使用中还存在着一定的问题，需要引起行业的重视，而这也是保证化工生产持续、安全、稳定运转的前提。
3.1 控制系统容错性能问题
热电偶和热电阻是属于化工行业中的温度检测元件，温度经过检测元件得出一系列的温度数据，这些检测元件和温度检测软件连在一起，可以实时监控温度的变化。常用的控制器机柜和安全栅机柜所使用的就是热电偶检测元件。在化工生产自动化控制的过程中，每一个环节都需要人工控制和干预化工工艺参数，以保证每个环节的元件都处于最佳的运行状态，进而保证系统检测的精度。
系统在运行的过程中，虽然核心的元件运行正常，但是如果不注意一些小配件的故障也会对检测数据的精确度产生影响。容错能力较差就会造成系统的不稳定，加大系统停机的可能性。
3.2 冲程泵出口流量测量表精度问题
绝大多数的化工装置和设备有着较高的要求对原材料的使用量，所以需要借助流量测量设备来精准的控制和管理原料，为化工生产的顺利运行提供保障。冲程泵是目前化工生产中最常使用的一种途径，通过使用其往复运动的柱塞来配送原料。在使用冲程泵的过程中，还要和流量仪进行配合，只有这样才可以对物料进行精准的控制，保证化工生产整体处于良性运转的状态。比如，在设置橡胶生产装置的过程中，利用碱液冲程泵运送物料的时候，通过使用高质量流量计可以明显提高物料的运送控制精度。如果使用的是转子流量计，那么其控制精度就会存在一定的不稳定性，极易在最大值和最小值之间浮动，这样就不容易获取精准的数值。所以，要依据自身的实际情况来选择最佳的检测仪表，保证所获取数值的精准度。
3.3 温度、压力补偿问题
在使用压差仪表的过程中，要注意控制和管理好相应温度压力补偿。计量仪表被广泛应用在化工行业中，压差计量仪表的使用需要重点关注温度、压力等的补偿问题。
3.4 搅拌设备内部温度检测仪表的安装问题
在建设化工设备的过程中，一定要格外注意搅拌设备内部的温度检测套管安装问题，如果没有设置好合适的参数，那么就会加大套管的安装难度。除此之外，如果管理不到位，温度套管安装质量没有保证，那么就很容易在化工生产过程中发生套管根部断裂的情况，严重时还会造成安全事故的发生。
4、基于智能化技术的化工设备仪表自动化系统建设
一个完整的基于智能化技术的化工设备仪表自动化控制系统包括常规控制部分、人机操作界面和安全性能控制系统三个主要部分，结构如图1所示。
4.1 常规控制部分
对于新型的DCS电动单元组合仪表和气动组合仪表，化工生产常规控制部分基本采用自动化技术进行顺序、批量、连续控制。控制方式主要包括单回路调节、串级调节、前馈调节、比率调节、自动选择调节、匀速调节、非线性调节等。所有的控制策略均以PID调节方式为技术基础，其具有控制算法速度快、控制性能稳定等优点。各个控制功能块之间具有多重、可选择性，可并联连接，能够进行自主跟踪、补偿，通过无扰切换实现与其他功能块之间的组合、连接。
4.2 人机界面
在智能化控制系统应用之前，化工企业的控制装置及系统多设置一个控制室即可。当前，化工生产过程中主要采用并行式的控制室设置方式，在整个厂房设置一个中央控制室之后，还需要并行设置多个子控制室。在控制过程中，中央控制室利用LED显示设备，将整个系统的各个自动化仪表信息实时显示到屏幕中，利用指示灯、鼠标、键盘灯相互配合，通过触摸屏进行辅助控制。
在进行DCS组态的过程中，利用人工控制界面，可以确定需要操作的方式和具体工位号，从而实现快速的画面“组态”。在制作具体的模拟图和化工生产工艺流程图时，需要对生产工艺进行严格审定，并结合系统的信息处理能力、报警等相关优化措施，进行具体设计、制作。同时，在完成工艺系统的安装集成，实现系统建设的硬指标之后，还需要对人机界面的其他软指标进行设计控制，使得其能够较好地配合工艺操作人员的操作需要。
4.3 安全仪表控制系统
化工生产设备装置具有连续性强、规模化明显以及工艺复杂的特点，在整个生产过程中，易燃、易爆物品随处可见。在基于智能技术的自动化仪表控制系统中，DCS系统及设备担负着极为重要的责任，可以通过设置安全联锁来保证工艺系统的安全性。同时，基于IEC61508和IEC61511构建安全生产管理系统（SIS），与DCS系统配合使用，可将化工生产工艺系统危险性降至最低。
5、结语
化工设备的建设过程中，仪表的自动化系统建设与安装尤为重要，将直接影响到整个系统的运行效率和运行稳定性。
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论文作者:麦彬超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
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