浅谈智能化仪表在化工过程控制中的应用

浅谈智能化仪表在化工过程控制中的应用

发表时间：2018-01-07T10:10:14.710Z 来源：《基层建设》2017年第29期作者：王冬[导读] 摘要：在市场经济快速发展的背景下，我国的化工工业可以加快了发展的步伐，智能化仪表在我国化工生产企业中的应用范围越来越广，仪表本身在化学工业中就是重要的组成部分，其自动化程度越高，工作效率就会快速实现提升，对化学工业的发展和进步产生了进一步的推动作用。

天津渤化永利化工股份有限公司天津 300451 摘要：在市场经济快速发展的背景下，我国的化工工业可以加快了发展的步伐，智能化仪表在我国化工生产企业中的应用范围越来越广，仪表本身在化学工业中就是重要的组成部分，其自动化程度越高，工作效率就会快速实现提升，对化学工业的发展和进步产生了进一步的推动作用。仪表自动化应用于工业方面，可以对化工工业的科学技术水平提升以及生产效率的提升产生强大的促进作用。

关键词：化工控制；智能化仪表；有效运用引言

随着现代化工业的飞跃发展，生产装置的规模不断扩大，生产技术及工艺过程愈趋复杂，对实现过程自动化的控制系统相应地提出了更高的要求，仪表具备了“思考”能力，也就是我们所说的智能。现在我国大、中、小型企业以及广大乡、镇企业依据不同的生产实际和需求，气动仪表、电动仪表、模拟仪表、数字仪表及各种智能化仪表，计算机等都在进行使用。智能化仪表在化工生产中的应用极大地推动着我国的现代化建设事业的发展。 1智能化仪表的发展

三十年代出现了模拟仪表，并逐步应用到过程控制中。它经历了基地式、单元组合式（I型、n型、l型）和组装式等几个发展阶段。由于工艺设备的进步对仪表的要求越来越苛刻，常规模拟仪表的使用并不那么完善，在生产过程的协调和管理方面暴露出了它的局限性。五十年代末期，为克服模拟仪表的局限性，产生了计算机集中控制。它可把几十个、甚至几百个控制回路以及上千个过程变量的显示和操作集中在一起，在这方面虽然取得了一定成果，但它本身亦存在着重要弱点。六十年后半期，随着半导体和集成电路的进一步发展，一大批的自动化装置应运而生，它们就是各种调节器、执行器、变送器、检测元件，以及其他各种有关的装置等。在生产的工艺设备上和操作中，它们与生产设备一起构成了各种各样的自动化控制系统，起到“脑”、“眼”、“手”的作用。七十年代以来，仪表和自动化技术又有了迅猛的发展，新技术、新产品层出不穷，气动Ⅱ型、Ⅲ型仪表、电动Ⅱ型、Ⅲ型仪表相继投入使用，多功能组装式仪表也投入运行，特别是微型计算机的发展在化工自动化技术工具中发挥了巨大作用。后来出现了以微处理器为基础的过程控制仪表——集中分散型控制系统，把自动化技术推到了一个更高的水平。 2智能化仪表使用过程中存在的缺陷 2.1智能化仪表的使用性能不够安全

智能化仪表的正常运行是依靠其内置构建微型计算机的工作，针对各种生产生产数据进行相应的处理。这样在电脑病毒十分猖狂的网络环境中，仪表装置内的计算机储存的资料极易受到病毒的入侵，进而出现信息泄漏风险。或是出现竞争对手利用不正当手段窃取生产信息，以及不法分子生产信息的曝光等。虽然智能化仪表的利用可以为化工工业生产效率进行有效提升，但是也带来了相应的危险因素。通常情况下，智能化仪表的操作人员需要具备基本的专业操作能力，否则非专业人员的操作十分容易出现操作失误，造成数据丢失的情况，严重阻碍了化工生产进程，导致企业出现严重的经济损失。

2.2安装成本高

智能化仪表在化工工业中的应用虽然可以极大的提升化工生产效率，最大程度的节省工业生产时间，但是其安装和使用的成本较高，其在施工过程中会带来相应的资金投入，才能保证其正常的运行和使用。这就意味着企业必须具备良好的物质基础，投入大量的资金才能实现自动化生产。也就是说，化工企业需要具备强大的资金能力才能实现仪表的智能化。很多公司都想借助智能仪表来实现自身升级，但是在各个方面都需要投入相应的资金，必然会在一段时间内为企业造成经济负担。

2.3数据传输功能中会出现一定的阻碍

在智能化仪表于化工工业生产范围的进一步扩大，将会极大提升其使用效率，仪表中的计算次数以及处理次数也会相应的增加，数据的积累不断增多，会引发数据传输受到阻碍。曾有研究表明，在多台计算机同时使用处理中，传输的数据数量增加，但是整体数据传输效率会严重降低。

3智能化仪表的应用

3.1在记忆功能方面的应用

传统仪表要进行记忆和信息的储存，就要通过采用逻辑电路和时序电路，信息没有记忆方面的功能，但是智能化仪表解决了传统仪表的这个缺点。智能化仪表在对计算机通电并进行操作以后，计算机就可以对信息进行存储保留。

3.2在计算功能方面的应用

之前的仪表对数运输的精准度不太高，因为通常都是使用模拟电路来进行对数运输。一般情况下，模拟算法都会存在一定局限性，对数运输都不是很准确。但是自从智能化仪表运用数字电路控制，一些复杂和精确方面的运算都可以进行操作了。

3.3在网络化功能方面的应用

想要完成各种不同形式的网络化测量，可以把一些不同任务的仪表和计算机联合起来，也可以让多个用户一块来进行监控。比如，在距离较远的两个地方，每个部门的技术和质量监控人员可以对统一生产运输进行检测控制，不需要亲自到达现场，他们可以更好地建立数据库，对数据进行收集。

3.4智能化仪表具有可编程性

所谓的硬件软化指的是计算机的软件进入仪表，取代大多数的硬件逻辑电路。将软件移到仪器仪表里，不仅可以简化硬件结构，还可以取代以往常规的逻辑电路。在对电路进行控制应用的过程中，软件的编程控制是一个相对比较复杂的过程，接口芯片位控特征还是比较简单的，但如果带上硬件的话，对定时电路和一个复杂功能的控制就会比较麻烦。

3.5仪表能够有效地处理数据

测量中经常会遇到一些问题，如自检自校和抗干扰等，微处理器可以全面的对这些问题进行处理。微处理器不仅具有能够丰富处理的功能，还能减轻硬件的负担。装有微处理器的仪表，能够有效地减少误差，依靠限制干扰进一步提高精度。

4 智能化仪表的过程控制优化

在我们的实际生产过程中，由于各种限制条件的改变，最优设定值可能在每一个时刻都是不同的。这就需要我们的智能化仪表根据控制量的变化来修改控制过程中的参数。随着微电子技术和优化技术的发展，实时优化（Real Time Optimization）技术可以在微机控制过程中实现，进而对整个生产过程进行优化。实时优化的概念是十分复杂的，但是我们可以简单的将其分为两类：动态优化控制和稳态设定值优化。

4.1动态优化控制

动态优化控制：是指调节变量趋近于设定的目标值，其目标值是随时间的变化而变化的，并不是一个定值。这就需要系统优化反馈控制和模型预测控制方法。意味着要改变为最佳的控制算法与控制参数，使得整个系统能够达到使用者预期的要求。

4.2化控制

稳态设定值优化：是指操作者设定一个代数方程而非微分方程，系统根据设定的目标要求，考虑当前的约束条件，计算最优的控制参数与算法求最优解稳态设定值。

结束语

随着仪器仪表在化工行业中地位的不断提高，不少问题也随之衍生。在我们日常的工作生活中不断的发现问题，并且去解决它才能促进智能化仪表的自动化更好的发展，才能促进我国的仪器仪表产业的发展水平迈向更高的阶段。

参考文献

[1]梁诗环.讨论智能化仪表在化工过程控制中的应用[J].城市地理.2014(18).

[2]任永彬,东盼,刘国明,杜涛.智能化仪表在化工过程控制中的应用研究[J].中国石油和化工标准与质量.2012(08).

[3]冯明坤.浅谈智能化仪表在化工过程控制中的应用[J].科技与企业.2011(11).