浅谈化工自动化控制技术的应用及发展

2022-09-10

1. 化工自动化控制技术的简述

在化工生产管理中融入自动化技术，控制整个化工生产的流程，这就是化工自动化控制。通过结合自动化的技术手段以及控制生产过程中的对象，就能让生产运行过程的控制变得自动化。自动化系统贯穿于原材料的加工到成品产出的过程，在过程当中的液压、温度、压力等参数都受到控制，让整个生产运行的过程更加安全可靠。

自动化控制技术并不是某一个层面的技术，而是系统化的运用。只有满足了下面三个条件，化工生产的自动化才可能得以实现。第一，要有整个自动化系统在生产过程中的具体应用方案，建立相应的管理平台;第二，需要实际操作的员工具有非常扎实的专业能力，可以科学的操作及管理相关技术设备;第三，对于设备的流量、温度、压力以及液位等参数，自动化设备需要能够有效的控制。

信息反馈对于自动化技术在化工生产过程中的应用有着密切的联系，当自动化系统中，控制器实施了操作之后，最终的控制信息会回传至控制器，通过对相关数据进行对比，控制器可以做出相应的调整方案，然后再把预期的控制效果传送给控制器，这个过程就被叫做反馈。信息反馈的机制可以有效的提升自动化控制的水平，同时这个过程也会受到信息的规律、形式以及大小的影响。

2. 化工自动化控制技术的应用分析

(1)仪表自动化实时监测与修复技术的应用

在控制化工生产的时候，需要用很多类别的仪表去控制生产设备，因此为了协助工作人员能够准确并及时的对生产状况有所掌握，就需要对仪表进行十分密切的关注。过去仪表只是作为硬件设备，没有办法特别准确并及时的将生产过程的问题展现出来。可是，自动化的设备使用仪表之后，能够对出现的问题进行简单处理，发现整个运行过程中的相关故障，而且可以把出现问题的位置精准定位出来，后续排查就不需要花费太多精力，从而让生产效率得到提升。

另外，自动化监测设备还可以对工作本身进行优化，能够及时发现各类生产过程中的问题，以确保生产任务顺利实现。因此，它能够避免造成危险的状况。集成电路技术和通信技术近些年有了很大的进步，分布式控制系统以及可编程逻辑控制器极大的提高了自动化控制技术，在仪表监控设备上有着广泛的应用。

自动化控制技术极大的提升了化工作业过程的安全性，目前在化工生产自动化中，监测仪器常用的是现场总线系统。FCS是一个可编程逻辑控制器综合应用系统，与分布式控制系统一起形成了系统的应用体系。FCS系统运用计算机终端软件让其功能得到进一步完善，目前FCS的功能越来越强大，在世界上发展速度是非常快的，让其成为了世界上较为知名的自动化控制监控系统。FCS在技术方面拥有这三个特征：总线标准是它的关键部分，它确定了核心的设备和技术;其尽可能的开放性及智能化的特征，可以在化工自动化生产中通过现场系统总线减少现场布线的量，另外现场仪表由单个通信过程可以实现多变的过程，让后期的维护变得更加方便进行。

通常情况下来说，在化工企业的实际生产流程中，其所使用的自动修复和检测技术可以对可靠性起到促进作用，化工生产的安全性更有明显加强，以确保安全的进行相关的生产作业。在这个阶段，随着越来越多的信息技术创新，自动化和测试修复技术可用于广泛的智能故障检测系统来实现，并能够详细并及时的记录相关数据，而且还可以自动修复一些问题，所以技术员工将能够方便及时的发现各类故障，并且快速而合理地排除故障，让整个生产环节更加的安全可靠。

(2)先进控制技术在化工生产中的应用

APC是一种先进的统一控制技术，和常规的单回路控制相比存在很大的不同，和PID控制相比有更多的优势，但是目前在业界这种更先进的控制技术并没有得到普遍的应用。先进的控制技术时代性比较强，还有着较为广泛的含义，目前还没有统一的、严格的界定。即便如此，线控控制还具有非常重要的作用，主要在于没办法实现控制目标，或者在不能有效控制复杂的工业环节的情况下会采用这种方式。

作为一种先进的控制系统，多变量预测控制属于比较常用的类型。这种系统不需要特别精确的数学模型，和普通控制比较明显的区别就是多变量控制。该技术主要用于控制类似于控制对象的多变量反应器技术，不是控制常规的单环形式，然后可设置小的流量，液位，温度和压力，但按照荷载，产品质量和设备等要同时加强设备的稳定性，打造更好的环境，促进生产效率的提高。

(3)监测模型分析技术

在这个阶段，化工生产，监督的具体方面，分析模型对整个生产链的安全保护具有十分重要的意义。用于化工生产过程的监控模型分析技术，通过对文书的执行情况进行了分析，提出的数据和其他类型的有关工作人员的信息，有很多用于化工生产的现实情况，只有对其进行更全面的把握，及时、准确地确定生产设备故障，特别是在大范围的出现时，仍然能够大幅提高化工生产的安全性和可靠性问题。

可以事先把握以及理解化工生产的所有细节，让整个环节的生产过程都有着很强的可靠性以及安全性。经过仔细分析了化工生产各个环节的情况，对于其中很多生产设备存在的故障以及安全隐患，能够进行及时的挖掘，这样就能够及时的发现并解除该设备的质量以及安全风险。

(4)紧急停车系统技术的应用

在自动化控制技术的应用方面，紧急停车筛查系统是非常重要的部分，特别是在化工自动化系统控制方面。为了避免发展成严重的安全事故，当生产装置或者设备运行到了相应的标准值时，就会触发该系统以防止造成恶性安全事故的发生。化工自动化控制以及经济停车系统存在一定的区别，化工自动化控制主要是动态并连续的控制和监测生产设备，让生产的各项指标都能够在标准的范围内运行;但是经济停车系统主要检测关键参数的临界值，一旦设备的有关参数超过了临界值，那么紧急停车系统就会干预，保证整个生产过程都能够安全可靠。

紧急停车系统按照实际停车的方式可以分成全面紧急停车、正常停车以及局部紧急停车三种，这样能够充分的保障整个生产的安全性。全面紧急停车主要是有些突发的意外事件导致了停水停电的现场;正常停车属于有规律和计划的停车，方便工作人员进行检查和维护;局部紧急停车是在遇见设备故障、电源损害等运行故障的时候，而发生的停车事件。因此，应该尽量避免有太多的中间设备;故障安全原则主要在于执行单元和检测单元，当出现故障可能导致其他危险时，紧急停车系统就会启动以避免事故发生。

3. 化工自动化控制技术的发展趋势

随着微电子的快速发展，单机操作已经逐步被计算机网络业务所取代，无论是仪表控制或者仪表测试方面，在工程作业监控、资源管理系统以及工业仪器仪表检测设备等方面，已经有了广泛的应用。目前，尽管随着化工自动化水平不断进步，但是只有比较少的一部分中小企业采取了自动化控制系统，所以该项技术仍然有着非常大的进步空间。

(1)集成自动化系统

当前，化工公司需要重点关注信息化系统的建立，自动化的系统已经在全球很多化工企业中得到了应用，如果想要参与到全球竞争，必须要具备综合的自动化控制系统，需要运用集成系统来同步调控、管理并操纵整体的运行。此外，很多石化企业目前规模较大，可以达到几万点的控制规模，如果想要系统化的集成整个工厂控制体系，就需要更加先进的自动化集成系统。

(2)管理自动化

根据化工公司将来的发展方向、模式、目标和管理内容来看，需要从业者逐步的适应自学习的模式，不断对管理的思想进行创新，恰当使用专家系统，创建新的系统应用方式，对人类的决策行为进行高度的学习并模仿，让化工行业信息化系统更好的参与到管理中，推动行业更加高效的发展。

(3)设施的更新换代

加工设备和仪表等是化工自动控制当中常用的设备。按照化工自动化仪表不同的能源可以划分为气动、液动和电动，按照微机处理技术的应用与否，可以进一步分成自动化以及非自动化两种。将来从能源角度来说，电动以及液动将会成为核心，逐步过渡到自动化。对于加工设备来说，目前行业内普遍使用的是微软的操作系统，将来随着我们国家的化工行业的发展，也能够像美国化工行业一样强大。

中国的化学品管理公司必将逐步应用CIPS和DCS系统，充分运用调度层和三个方面之间决策无缝连接技术手段，而在化学自动化控制系统的应用方面，在执行现有的控制技术基础上进行创新，同时创造出多种控制平台，并最终实现数据的共享，这才是控制一体化的真正内涵。此外，随着社会的不断进步，化工企业的硬件会很快的更新，直至整个链路将采用全日制化工自动化控制技术。

4. 结束语

总之，电子信息技术的飞速进步，让化工控制自动化越来越成熟，但是对于其规模和可靠性来说，目前中国的自动化控制系统仍然有很长的路要走，特别是自动化控制系统通信网络的稳定性学习，不仅是为了实现自动化的发展方向，也应让通信系统水平得到提升。向二次开发远程控制的稳定性和自动化发展，使化学品制造商和控制效率之间，形成更高层次的化学工程自动化控制设备。

摘要：化工自动化技术一直在高速发展，但化工生产有系统性、危险性、繁杂性及规范性等特征，人为因素也会造成化工行业发生各类安全和质量问题；若想从根本上加强化工行业的效率，便需将自动化控制技术应用于生产流程中，进而提高操作的安全性和效率。基于此，本文首先简述了化工自动化控制技术，接着对其应用技术进行了详细分析，最后阐述自动化技术在化工生产这的应用发展。

关键词：化工,自动化,控制技术,应用,发展