摘要：现如今，工业的生产都朝着大型化以及系列化的方向发展。工厂在追求规模效益的同时，智能型测控仪表及控制系统以其先进性、可靠性及智能化，正逐步发挥作用。本文以当前测控领域前沿技术的研究，展望未来化工的智能化前景。
关键词：化工自动化；仪表；控制系统；智能化研究
1.自动控制系统概述
自动控制系统是实现生产过程或其他过程自动化的主要方式，简称自控系统。自控系统是在没有人直接参与的情况下，按照预定程序进行的控制系统。自动控制系统按控制原理分为开环控制系统和闭环控制系统；按给定信号分为恒值控制系统、随动控制系统以及程序控制系统。控制器、被控对象、执行机构、变送器是自动控制系统的四个主要环节[3]。目前，化工自动控制系统已广泛应用于各个领域。化工企业生产过程中遇到各种各样的物理变量，如温度、厚度、流量、速度、位置等，都有相对应的控制系统来进行调控。随着控制技术的发展，自动控制系统的应用领域在不断扩大，不只在化工企业中运用，还涉及医学和经济等领域。化工行业在生产和管理中逐渐实现了自动化，如以前化工企业反应炉内温度的调控必须通过手工进行，这样对工人来说工作环境是艰苦的，而且炉内的温度不容易控制，化工自动化控制系统的出现很好地解决了这个问题。化工自动控制系统可将炉内温度精确地控制在 0.5℃的偏差范围内，还能检测控制整个工艺过程。
2.化工生产控制自动化仪表的发展现状
在20世纪40年代以后，自动化仪表被开发出来，因为受当时科技因素的影响，当时的首台自动化仪表的精准程度较差、体积偏大。在20世纪60年代以后，随着科学技术的不断发展，此时的自动化仪表有了较大的改善，其精准程度逐渐加强、体积逐渐变小，并且充分融合了计算机对数据进行处理，在一定程度上了增强工作效率。到了20世纪70年代，自动化仪表已具备非常强的实用性，伴随科技水平的逐渐提升，大量新兴技术与高科技产品获得运用，自动化仪表逐渐开始进入微型计算机、微型处理器以及微型软件等，进而使得其具有更加多的功能，企业化工生产环节的工作效率有了较大幅度的提高，大量化工企业逐渐将自动化仪表当作化工生产过程的常用设施。伴随计算机技术的快速进步，自动化仪表同样会迅速发展。当前自动化技术的运用范畴极其广泛，比如气动仪表、电动仪表以及数字仪表等。自动化装置已经进入到化工行业的各个领域，对于化工行业来说是一种必不可少的设备，其可以高效地促进化工生产效率的加强，进而推动我国国民经济建设。
3.测控技术智能化的发展方向
（1）自动化测控仪表的智能化：数字化测量控制技术、智能数据有效性分析、控制功能可靠性判断准确测量一直是自动化领域计量和控制的前提，因此传感器技术一直处于自动化仪表发展的前沿。大规模DSP数字处理电路、微处理器（MCU）的日趋成熟，促使化工检测仪表最前端的传感器技术、特别是集成型智能传感器技术快速向智能化发展。智能传感器具有精度高、稳定性好、采用高性能微控制器的特点，采用数字化处理技术，相对于传统传感器在变送传输过程中的转换精度、响应时间、抗干扰、数据有效性分析校验、零点量程等调整、多参量测量、易于组网等方面，具有无可比拟的性能优势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆尤其在化工生产中，传统的传感器无法对某些产品质量指标（例如，物料粘度、材料硬度、表面光洁度、金属疲劳度、组分成分、颜色及味道等）进行快速直接测量，而利用智能传感器可直接测量与产品质量指标有函数关系的某些参量（如温度、压力、流量、密度等等），结合神经网络或专家系统技术建立的数学模型进行计算，即可推断出产品的质量。自动化领域已经使用的智能化传感器有E+H智能pH分析探头（也叫数字电极）、托利多的智能型称重模块等等，将来智能化传感器功能会越来越强大。（2）自动化控制系统的智能化：智能化数据分析，主动式维护保养控制系统是整个工厂的核心，负责现场检测数据采集、运算，再通过对现场执行单元的调节控制，是整个生产装置的大脑。而随着现代通信技术、计算机网络技术及现场总线控制技术的飞速发展，自带微处理器的智能传感器和智能执行器的大量应用，分担了大多数需要传统控制系统的运算处理，控制系统也由直接面对现场测控仪表的生产控制、演变成工厂数据处理中心，负责与现场测控仪表处理器的数据共享、运行数据信息化、工艺方案优化、故障预警和主动式维护保养等，形成以智能型控制系统为数据处理核心、测控功能下放的分工协作网络模式。（3）安全仪表系统的冗余和仲裁：预防事故发生，主动消除事故、或降低事故损失化工生产规模化后，安全已成为生产的重中之重。根据安监总局〔2009〕116号令有关15种危险工艺（安监总管三〔2013〕3号补充为18种）及实施措施，要求设置安全仪表系统SIS。安全仪表系统以IEC61508作为基础标准，遵循国际安全协会规定。包括检测单元、控制单元和执行单元以容错的多重冗余结构，提高故障裕度，保证了单一硬件故障不会导致系统安全功能丧失。通过自诊断功能，发现并预防潜在的危险，防止事故的发生、降低事故带来的危害及其影响。安全仪表系统基于自身硬件多重冗余架构，在将来相当长的时间内，会继续为大型化工装置的安全保驾护航。未来随着冗余型智能型测控仪表的进一步发展、在已满足功能安全的情况下，集中式的安全仪表系统也许会被更直接面对工艺生产装置的离散型冗余智能型测控仪表取代。（4）工业控制总线化、无线化：连接底层智能型测控仪表，远程数据采集、远程控制现场总线是近年快速发展的工业控制总线技术，解决生产现场的智能化仪表、控制器、执行器等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递交换。代表性的有Profibus现场总线和FF现场总线等，是未来智能化进一步发展的基础。Emerson公司推出的新一代Smart Wireless技术方案，更是实现了FF现场总线技术的无线化，可为工厂节约50%系统安装成本并加快工程进度，实现底层智能化仪表数据的无线传输、采集和控制。（5）信息管理系统数据网络拓展：工厂数据信息网络化及移动化管理应用随着工厂全球化，总部需要随时了解各地工厂情况，借助互联网技术，出现了由制造数据管理、计划调度管理、库存采购管理、成本质量管理、人力资源管理、生产过程控制、数据集成分析等多个管理模块组成的企业管理整体解决方案和智能制造系统。如MES（Manufacturing Execution System）即制造企业生产过程执行系统，和SAP（systems applications and products in da⁃ta processing）等ERP企业管理解决方案。
4.结束语
总而言之，在化工生产中，自动控制系统的广泛应用极大地提高了生产的效率和质量。但是就目前结合自动化控制系统应用中存在的问题，作为化工企业应做到及时改进，加大对此领域的研究开发，保证化工生产安全有序的进行，保障企业的可持续发展。
参考文献：
[1]张剑凌.关于化工生产中自动化控制仪表的相关研究[J].科技与企业，2016，（5）：11.
[2]杜晓宇.基于化工生产控制过程中自动化仪表研究[J].黑龙江科技信息，2014，（10）：12-13.
论文作者:侯世功,李明军,王伟波,张强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
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