中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司 宁夏灵武 750411
摘要：自动化控制技术随着科学技术的发展应用更加的广泛，在很大程度上促进了化工的自动化生产。化工仪表是实现自动化生产的前提，如何把化工仪表自动化的技术应用好是重要的研究内容之一。本文就自动化控制原理及化工仪表在动化中的作用进行分析，并通过化工生产设备精馏塔的自动控制来详述化工仪表实现自动化生产的过程，以体现出仪表自动化控制对石化生产带来的便利以及高效率。
关键词：化工仪表；自动化；生产应用
引言
在我国现代化建设步伐不断加快的时代背景之下，仪表自动化在社会各个领域中都得到了初步的普及应用，有效推动了各领域信息化水平的提升。在该背景之下，化工工业对自动控制技术的应用也有了更高的标准，对此在将仪表自动化应用于化工领域之中时，必须结合其需要实现的功能，切实对其应用模式加以整合优化，以此进一步发挥出仪表自动化的经济价值与社会效益。
1.化工自动化的控制原理
1.1概念
所谓自动化，就是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置使机器、设备或生产过程自动的按照给定的规律运行，使被控对象的一个或几个物理量按照预定的要求变化。
1.2控制原理及组成
自动控制的原理是在参照了人工调节的基础上产生和发展起来的，其控制理念仿照了人工操作控制的全过程。比如对保持某储罐一定的液位值进行调节和控制，人工调节的操作方法是：用眼睛观察液位，在大脑中将观察到的液位值与工艺要求的液位值进行比较，当指示值偏大，则用手将储罐出口阀门开大；当指示值偏小，则用手将储罐出口阀门开小，最终确保液位值在所要求的高度。可见，人工调节过程是通过眼睛观察，大脑分析判断，手进行操作的过程，如果用自动化的装置代替人的眼、脑和手去调节，就形成了自动控制系统。一个简单的控制系统必然包括被控制对象、检测变送环节、控制器、执行器等四个部分组成。
2.化工仪表与自动化
化工仪表是实现自动化生产的前提和基础，是组成自动控制系统各部分的具体体现。根据自动化系统的组成，可把化工仪表分成几类：测量变送仪表、控制仪表、执行仪表、显示报警仪表等。
2.1测量变送仪表
其包括测量元件和变送元件，是自动控制系统中的检测变送环节，测量仪表是自动化系统中的重要组成部分，系统的控制精度首先取决于测量仪表的检测精度。主要检测的工艺参数有：压力、流量、温度、液位等。根据测量仪表所测量的内容，测量仪表可分为：压力测量变送仪表、流量测量变送仪表、温度测量变送仪表、液位测量变送仪表等。随着科技的发展，出现了以检测产品物性和成分为主要检测内容的仪表，从而实现对产品质量的直接控制。
2.2控制仪表
是自动控制系统中的控制器，控制仪表是实现自动化生产的核心装置。检测仪表将所测量的被控参数转换成电流或电压信号送往控制器，控制器将测量信号与给定信号进行比较产生偏差，并按照一定的调节规律去控制执行器，最终使得被控参数保持在预设的要求内。自动化控制生产中常用的控制器为DDZ-Ⅲ型控制器，该控制器品种很多，有基型控制器，有与计算机控制联用的控制器，还有为满足各种复杂要求的特种控制器。控制器的输入和输出电信号为1～5V和4～20mA。其中4～20mA的输出信号可通过250Ω精密电阻转换成1～5V的电压信号。目前控制器广泛应用的调节规律是PID调节，控制器的控制精密度主要看PID参数选择合理性，PID参数的整定要通过专业技术人员的整定和优化后才能投入使用。控制器必须要具备手自动切换功能，在控制系统投入运行时，要先进行手动输入改变调节器的输出，待系统达到稳定状态后再改为自动运行状态，当自动控制状态出现状况时，必须要切换到手动状态以防止系统失控。
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2.3执行仪表
是自动控制系统中的执行器，主要接受控制器送来的控制信号，去改变生产工艺中管道的物料流量，使生产过程按预定的要求正常进行。执行器可分为电动、气动和液动三类。工艺选择可根据控制要求来选择不同类型的调节阀作为执行器，其中最常用的执行器为气动调节阀。
2.4显示报警仪表
即信号联锁自动保护系统，是生产过程中的一种安全装置。其虽然不是自动化控制系统的组成部分，但是在生产控制中也是必不可少的部分，该系统的信号源也是通过各种测量仪表获得。当信号识别部件接收到测量仪表发送来的工艺参数后，就会与设定值比较进行判断，一旦接收到的信号源与设定值发生偏差，安全联锁系统即刻给出告警和切断信号，以保护装置的安全。
3.仪表自动化应用于化工领域的功能
3.1可编程功能
借助于现今成熟的计算机技术，可以以编程的方式实现对自动化仪表本身功能的不断完善，而自动化仪表运作的可编程功能也由此得以衍生。通过将计算机应用程序与自动化仪表的有机整合，可以有效实现对现有自动控制结构的完善，能够防止出现数据资料传送环节受阻的现实问题，不光可以进一步减小定时电路的使用，还能够以此为基础，简化原本的生产环节，节约所需要投入的生产成本，这就可以有效提升化工企业生产的质量指标与效率。
3.2数据处理功能
电子信息技术与自动化仪表的高效整合，有效实现了对自动化仪表功能的优化与完善，不光克服了自动化仪表在使用过程中所存在的局限性问题，还提高了其处理与整合各类数据信息的能力，可以减少不必要检索步骤与时间的方式，进一步提高自动化仪表在化工工业领域的应用价值。
3.3记忆功能
自动化仪表内部的微型计算机能够存储较多数量的数据资料以及应用程序，且具有较强的兼容性，所以使用者只需要进行简单的操作就能够调用相应的数据及程序，有效实现了对传统逻辑性电路信息存储方式的革新，不光能够实现对原始数据的有效存储，还能够借助于所建立的数据库自动处理所存在的问题，能够为使用者提供可随意调动的数据资料，具有极高的信息化水平，能够以自动控制的方式提高化工生产的效率。
3.4处理数据及修正误差功能
在化工工业生产时，自动化仪表能够实现对多类数据的整合处理，还能够实现测量值以及工程值间的有效转换，再加上其具备一定的容错能力与兼容性，所以在出现误动操作的情况下，其也可以以误动保护的方式对各类误差问题的修正，其处理结果具有极高的精准性，能够为后续生产活动的开展提供具有较高价值的数据资料信息。
4.仪表自动化在化工工业方面的应用
4.1常规性控制
自动化仪表在化工工艺中的应用多是从连续控制以及顺序控制等模式实现对生产活动的有效调控，其在细节控制的过程中通常会选择比率调控的方式，能够在常规性控制的过程中将算法及其对应的模块进行有机整合，并加以系统控制。
4.2先进的控制模式
伴随着现今化工工业领域对自动化仪表控制要求的不断提升，其普通的控制模式已经不能够满足现今化工工业对其数据资料整合处理量以及信息传送效率的实际需求，对此必须加强对自动化仪表控制模式的开发。
4.3人机界面的结合
自动化仪表虽然已经具备了一定的自动控制能力，但仍然需要有专门从事自动控制的人员协同作用才能够进一步发挥出它的应用价值，对此必须加强其与人机界面的融合。
5.结束语
综上所述，在国内化工企业对生产精度及生产效率要求不断提升的背景之下，可基于现今的电子信息技术，将自动化仪表合理的应用于生产过程中，实现对生产活动的高效管控以及对数据资料的整合处理，并加强对自动化仪表的不断开发工作，以此进一步发挥出自动化仪表在化工工艺领域中应用的经济价值与社会效益。
参考文献：
[1]乐建波.化工仪表及自动化（第三版）北京：化学工业出版社，2010
[2]黄永杰.精馏塔自动控系统设计 化工技术与开发，2012年1月
论文作者:胡敏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/28
标签：仪表论文; 化工论文; 测量论文; 控制器论文; 自动化仪表论文; 自动控制论文; 数据资料论文; 《基层建设》2017年第33期论文;