摘要：现代化的化工生产离不开现代化的化工仪表，化工仪表在自动化控制方面的应用日益广泛和深入，本文对其发展现状进行了概述和分析，旨在促进行业的技术交流与发展。
关键词：化工；仪表；自动化控制
在科技发展的推动下，化工领域正加速向化工自动化方向发展，在这过程中，化工仪表是其重要实现手段和表现形式，现代化工企业必须高度注重这方面的研究和开发应用。
1 化工仪表的主要类型
1.1 温度仪表
化学反应是化工生产的基本形式。过程中既需要特定的温度条件，也伴随着吸放热效应。为保证正常、安全生产，必须对温度进行实时有效的调控。化工温度仪表多采用双金属温度计，测量范围通常在摄氏零下300～2000之间，是具有较高使用率的化工仪表。
1.2 压力仪表
温度和压强是化学生产中的两大基础条件。控制压力就要用到压力仪表。压力仪表种类较多，测量介质、原理各有不同，适用于不同的生成环境，能够在极端环境下准确测量压力指标，并将数据传送至自动控制系统，实现对压力自动调控。
1.3 物位仪表
化工生产通常需要在密闭在空间内进行，因此对反应器中物位的掌握非常重要。物位仪表最直观和常用的是液位仪表，根据不同的环境和精度需求，也可以采用超声波、雷达等回波反射式仪表以及矩阵涡流式仪表。个别化工环境下，还有电容式、激光式等多种测量方法，满足对不同环境、不同材料的测量需求。
1.4 流量仪表
流量仪表是化工生产中掌控液体、气体等流体数据基本手段。类型繁多，功能多样，按照不同的测量工作原理，有电磁式、浮子式、涡轮式，还有热式、两相流量计等。随着新型化工产业的发展，流量仪表不断朝着数字化方向发展，为企业提高效益，节约能源提供了精准数据支撑。
1.5 分析仪表
分析仪表可以分为实验室分析仪表、在线分析仪表两大类。它通过对分析对象的自动取样、测量，然后运用设定计算工具和计算模型，对特定的数据进行分析并反馈，能够实现对正常生产状态的精准监控，是化工自动化中最显著的体现。
2 化工仪表的自动化控制功能
随着科技的发展和深入应用，化工仪表早已超出了单一、孤立的检测功能，朝着自动化方向大跨步发展。其在自动化控制方面的功能发挥，主要体现在以下几个方面：
2.1可编程功能
现代化的仪表生产中，原本大量的硬件电路被软件元素所替代，对常规的硬件电路实施数据化、软件化改造，在简化仪表结构的同时，使其采集、检测和分析所得的结果转变成为可编辑的数字信息，仪表速率、性能大大提升，并为数据信息的进一步深度应用提供了无限可能。
2.2计算功能
在可编程功能的基础上，将计算机的运算功能加入仪表的研发制造，一方面，使化工仪表本身具备功能所需的数据处理能力，性能发生了质的改变，能够与智能化的自动控制系统相匹配。另一方面，通过计算机技术的助力，化工仪表的感知能力、精准程度大大提高，功能优势得以更好发挥。
2.3记忆功能
经过计算机化改造的化工仪表具有强大的记忆存储功能，对历史数据以及来自外部大数据能够长期而有序的加以存储和再利用，工作人员可以随时调取查看历史信息，更加全面的掌控机械和设备运行情况，调节控制化工生产。
2.4复杂控制功能
结合了智能运算技术的化工仪表具有强大的自身控制能力，同时增加了与自身相关的其他功能，能够及时感知和处理与之相关联问题。换言之，自动化仪表具备独立处理复杂问题的能力，功能和应用更加深入而广泛。
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2.5故障监督功能
仪表自身能够处理的数据门类越来越多、功能越来越强大，涉及到生产全流程、各环节，对出现的各类故障信息、错误数据，化工仪表能够及时进行分析，准确找到故障点位，为设备检修维护工作提供数据支持，提供化工生产效率。
3 应用现状分析
3.1 常规控制技术
常规控制中，化工仪表主要通过现在常用的DCS系统（集散控制系统），实现对整体化工生产的有效控制。DCS系统是一套成熟的自动化技术，主要特点是分散控制、集中管理，各部仪表可以随时交换数据，通过网络连接实时下达指令。 借助其架构，化工仪表具备了广泛的信息来源渠道，指令下达更加顺畅，准确性、实时性、全面性的优势得以充分体现。目前，DCS系统也在不断改进，其高可靠性以及易于维护的优势不断优化改进，借助新型DCS系统，现代化工仪表资源正在逐步获得更加可靠的应用。
3.2 先进控制技术
在DCS系统不断推进发展的同时，PID控制技术（比例-积分-微分控制器）也在同步发展。PID也是广泛应用于工业自动化的控制系统。PID仪表多用于高精度测量中，目前已有系列化产品。它的主要特点是独立性强，在执行动态测量的同时，能够找到各部仪表间的关联性，优化生产的自动化。
3.3 安全监测技术
安全监测技术是化工生产的必然要求。近年来，我国化工企业发展迅速，整体规模明显增大。在化工生产中，持续的工作状态极易导致出现泄露、渗出、过热烧毁等种种风险隐患，而化工产品的危险性大，安全要求高，安全监测技术尤为重要。基于此，化工仪表的安全监测功能日益受到广泛重视，围绕该项应用的研究、应用越来越多。全方位、全时段的安全监测，有效的保障安全生产的能力，不断成为企业生存的第一着眼点。在这方面，化工仪表有这异常广阔的发展空间。
3.4 人机界面技术
人机界面（Human Machine Interaction）是计算机与使用者交换信息的对话接口，是用户和系统进行信息交互的媒介。人机界面技术在现代化工仪表中的应用，是开发应用化工仪表功能、提高化工自动化水平的重要依托。近年来，相关企业投入大量研究，也取得了长足的发展的进步，旨在通过人机界面的研发，提高化工仪表的精准性、可操控性。在目前的应用中，工人可以更多的在人机界面控制室操控生产，人力资源成本、安全风险大大降低。可以预见，依托化工仪表的人机界面技术，未来的化工生产将越来越多的通过远程自动化来实现，人力操控的范围会逐步降低。但就目前看，该方面的研究和应用仍欠成熟，也必将是未来化工自动化的重点发展方向。
3.5 现场总线控制系统
现场总线控制系统（Fieldbus Control System）简称FCS，兴起于上世纪90年代，是仪表技术、控制技术、计算机技术三者有机结合的产物，近年成为工业生产自动化领域新的热点。相比于传统的DCS（集散控制系统），FCS采用全数字模式、全分散架构，具有开放式互连、互操作等新型功能优势，在化工仪表的发展中，借助FCS实现自动化控制，仪表功能更容易得到较为全面的体现。其突出优点除了有效的控制之外，自诊断、自维护、自校正能力更是突破了信号点对点传输的限制。在此环境下，化工仪表效能存在相当大的发展空间。
4 结语
化工仪表研究和应用迅速发展，其在自动化控制方面功能强大。目前，其新型应用层出不穷，且仍然存在巨大的发展空间。特别是随着网络技术、大数据技术的飞速发展，其功能优势更加凸显，必将在未来的化工自动化控制领域发挥更大效能，为化工产业发展提供强大助力。
参考文献：
［1］谷越. 石油化工仪表中自动化控制技术的相关研究[J]. 化工管理，2016，33:103.
［2］丁亮. 石油化工仪表中的自动化控制技术[J]. 电子技术与软件工程，2017，03:139.
［3］姜淼. 浅析石油化工仪表中的自动化控制技术[J]. 化学工程与装备，2016，06:172-173.
论文作者:王伟
论文发表刊物:《中国电业》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/1
标签：仪表论文; 化工论文; 功能论文; 技术论文; 自动化控制论文; 数据论文; 测量论文; 《中国电业》2019年第13期论文;