过程控制与自动化仪表（共12篇）
过程控制与自动化仪表 篇1
摘要：化工生产过程中, 为了实现自动化生产的目标, 仪表自动化技术被广泛应用。研究自动化仪表的自动控制系统, 通过仪表的自动化, 进而达到石化生产过程的自动控制和管理, 有助于提高化工生产的效率, 保证化工生产的安全, 创造最佳的经济效益。
关键词：化工仪表,自动化,控制过程
石油化工企业的主要原料是石油和天然气, 由于其具有易燃易爆等危险特性, 因此, 在石油化工生产过程中, 必须设计安全生产控制设施。自动化仪表的应用, 可以提高生产的安全性和稳定性。对于石油化工自动化仪表系统的研究, 可以更好地保证石油化工企业的正常运行, 提高石化系统产品的质量, 降低生产成本, 促进企业快速发展。
1 石油化工自动化仪表概述
石油化工企业的生产过程比较复杂, 涉及高温高压的环境, 而且易造成环境污染, 有必要使用自控仪表进行控制, 保证化工生产过程的安全, 提高劳动生产率。使用化工仪表自动控制生产的过程就是化工生产的自动化。化工生产过程的自动化, 就是在石油化工生产过程中, 在整个工艺流程的各个环节, 所有的生产设备上应用一套自动化的装置, 利用装置的自动控制功能, 实现生产过程的自动化。
石油化工自动化仪表的种类繁多, 如温度检测仪表、压力检测仪表、液位检测仪表、流量检测仪表, 以及在线质量分析仪、液相色谱分析仪、气相色谱分析仪等, 经常应用的显示仪表有模拟式显示仪表、数字显示仪表以及屏幕显示仪表等, 将被测量数据显示出来, 为技术人员分析生产过程提供依据。
保证石油化工仪表测量的准确性, 关系到石油化工生产的全过程, 为了安全生产, 避免产生更高的误差, 误差就是测量的数据与被测量真实值之差, 误差越大, 对生产数据的分析越不利, 严重的偏差会误导操作, 引起石油化工生产的故障, 降低生产效率。
2 化工自动化仪表的自动控制系统
化工仪表是在石油化工生产过程中, 涉及到各级各类的仪表, 通过仪表可以录取各项生产参数, 及时有效地控制生产过程。化工自动化仪表的自控系统一般由变送器、传感器、自动控制器、执行器与被测对象等部分组成。各部分之间协调统一, 完成自动控制过程。
2.1 自动检测系统
化工生产的自动检测系统, 利用各种化工仪表对生产过程进行参数的测量, 录取, 获取化工生产参数, 为分析化工生产过程打下基础。自动信号和连锁保护系统, 对于石油化工生产中的关键参数设置保护信息, 对信号进行自动检测后, 达到规定数据进行有效地保护, 防止发生安全生产事故, 避免造成浪费。
2.2 自动操纵系统
石油化工生产过程中, 对生产工艺程序进行控制和管理, 事先编写程序, 通过计算机技术控制生产过程, 自动对生产设备进行周期性的操作控制, 实现自动开停车, 实施远程控制设备的运行或者停止, 实现了自动化, 降低劳动强度, 提高生产效率。操作平稳及时有效, 缩短操作的时间, 避免出现偏差。
2.3 自动控制系统
石油化工生产过程中的自动控制系统, 对生产中的某些关键技术参数进行自动控制和管理, 一旦发现参数出现偏差, 立即采取措施, 有效的进行控制, 当参数受到外界的干扰而偏离正常范围时, 能够自动调整到正常的数据, 保证石油化工生产过程的正常进行。
自动控制系统在使用前, 必须经过模拟装置的试验, 取得生产数据资料, 经过反复验证, 认为切实可行之后, 才能投入生产运行。在实际生产过程中, 不断发现新问题, 并不断改进技术, 解决生产故障问题, 有利于提高石化系统的经济效益。
化工仪表的自动化控制系统, 逐步发展为应用计算机的微芯片技术, 减小仪表的体积, 提高仪表的抗干扰性能和可靠性, 使化工自动化仪表得到快速的发展, 适应计算机技术与通讯技术的发展步伐, 促进石油化工企业的发展, 创造新的化工仪表自动化的时代。
3 化工自动化仪表的自动控制过程
在石油化工生产过程中, 自动化仪表的自动控制是通过检测变送装置, 将被控变量的数据转化为一种特性的信息输出, 可以是电流信号也可以是电压信号, 经过控制器的控制和调节作用, 与系统给定值进行对比分析, 找出偏差, 按照一定的运算方式进行运算, 如积分运算、导数运算、微分运算等, 将运算结果送到执行器, 执行器依据得到的结果信息, 改变操作变量的数据, 来控制被测变量, 达到自动控制和管理的目标。
如对于石油炼制过程中, 成品油和半成品油的生产过程, 通过自动化仪表控制生产过程, 将石油经过催化裂化等技术措施进行炼制, 得到合格的油品, 通过油品质量分析仪采集的数据, 得到合格质量的成品油直接进行外输, 如果在线质量分析仪分析的是半成品油, 需要进一步进行加工处理, 如进行加氢处理等, 才可以外输。
4 结论
通过分析石油化工自动化仪表技术的应用, 推动石油化工企业的进一步发展, 仪表自动控制系统的不断更新, 提高自动化生产过程控制, 发挥自动化仪表的作用, 提高石油化工生产效率。石油化工生产的自动控制体系不断完善和发展, 利用自动化仪表系统的自动控制, 实现生产过程的实时监控和管理, 为提高产品质量打下基础, 也为数字化管理提供数据和设备的支持。
参考文献
[1]李旭辉, 申轶华.化工生产中自动化控制仪表探讨[J].化学工程与装备, 2011, (11) .
过程控制与自动化仪表 篇2
自动化就是工业自动控制，是化工厂的自动控制系统，以前成为仪表专业，大家都说仪表是工厂的眼睛，实际上，现代自动控制系统不仅仅是工业生成的眼睛，同时还是工业生产的大脑。自动化控制系统产品随着电子技术的发展，从以前气动仪表、电动仪表发展到目前的集散系统，把单回路的控制集成到了对整个生产装置的所有控制系统的控制，操作可以在中央控制室足不出户就可以控制现场的阀门，能够及时通过对工艺设备里面的温度、压力、流量或液位进行控制，达到稳准快的控制效果。如果自动化控制系统出现问题，就会给工艺生产带来极大的伤害，特别是会对工艺产品的质量、产量甚至是安全带来极大的麻烦。仪表联锁涉及的安全系统对化工工艺生产的安全性极为重要，一个误操作可能会引起整个工厂的爆炸发生。在线分析仪表对工艺产品的质量具有极为重要的意义，特别是对产品的质量具有极为重大的意义。随着DCS控制技术的发展，控制系统还在紧急停车方面也有了极大的发展，特别是对工厂的核心机组的安全控制具有保护功能，可以确保工厂的安全生产。作为自控专业的同学，还是建议你好好地整理一下思路，把文章写好，我写的算是抛砖引玉了。
化工生产过程自动化是一门综合性的技术学科,它是利用自动控制器仪表学科,以及计算机学科的理论与技术,服务于化学工程学科的。化学工业是国民经济中必不可少的重要组成部分,它不但直接影响国计民生而且与国民经济的其他部门密切相关,同时又是农业、轻工、纺织、国防、交通运输等部门发展的不可或缺的基础工业之
一。化工生产过程,往往是在密闭的容器和设备中,在高压、真空、高温、深冷的情况下连续进行的。
此外,不少介质还具有毒、易燃、易爆、有腐蚀的性质。因此,为使化工生产正常地、高效地进行,就必须把各项工艺参数维持在某一最佳范围之内,并尽量使生产过程自动化、现代化。
所谓化工生产过程自动化,就是在化工设备上,配置一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行。这种用自动化装置来管理化工生产过程的方式,就称为化工生产过程的自动化,简称化工自动化。实现化工生产过程的自动化,不仅可以使生产保持在最佳状况下,而且可以有效地提高产品质量和数量,节约原材料和能源,降低生产成本,并且可以提高设备的利用率,从而延长设备的使用寿命,实现优质高产低耗。同时,能充分保证工作人员和设备的安全,减轻劳动强度,改善工作环境。更有意义是,实现生产过程的自动化,能够获得最高的技术经济指标,并能从根本上改变传统的劳动方式,提高劳动者的科学文化素质和技术素质,并且有利于社会主义现代化建设的需要。
自动化仪表分类方法很多,根据不同原则可以进行相应的分类。例如按仪表所使用的能源分类,可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表(很少见);按仪表组合形式,可以分为基地式仪表、单元组合仪表和综合控制装置;按仪表安装形式,可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表;随着微处理机的蓬勃发展,根据仪表有否引入微处理机(器)又可分为自动化仪表与非自动化仪表。根据仪表信号的形式可分为模拟仪表和数字仪表等等。仪表覆盖面比较广,任何一种分类方法均不能将所有仪表分门别类地划分得井井有序,它们中间互有渗透,彼此沟通。例如变送器具有多种功能,温度变送器可以划归温度检测仪表,差压变送器可以划归流量检测仪表,压力变送器可以划归压检测仪表,若用兀压法测液位可以划归物位检测仪表,很难确切划归哪一类, 中外单元组合仪表中的计算和辅助单元也很难归并。化工自动化控制仪表的功能开发：
(一)仪表的测量精度高了
由于自动化仪表的中心控制系统是微型计算机,可以进行快速多次重复测量,然后求平均值。这样就可以排除一些偶然的误差与干扰。
(二)仪表具有修正误差的能力
实时地修正测量值误差是较为复杂的功能。装有微处理器的仪表可以减少误差,依靠限制干扰来提高精度。
(三)仪表能够实现复杂的控制功能
实现自动化以后,一些常规仪表不易实现的功能,在自动化仪表中就很容易实现。比如一台气相或液相色普仪,这种仪器利用对于复杂化学混合物进行色层分离的方法来确定样品中存在的每一种化学成分的含量。
在我国,解放前根本谈不上有仪表制造业,解放后,在中国共产党的领导下,我国的仪表工业,从无到有从小到大,得到了突飞猛进的发展,并且向着标准化的方向迅速前进。化工仪表及自动化,最早出现在四十年代,那时的仪表体积大,精度低。但随着科学技术的不断发展和电子技术的不断进步,在五十年代就出现采用0.2~1.0kg f/cm2统一气压信号的气动仪表,接着,又出现了采用4-20cm的直流信号的电动仪表,从而实现了集中控制,并使仪表体积大为缩小,可靠性和精度也有很大提高。
五、六十年代以后,特别是六十年后半期,随着半导体和集成电路的进一步发展,自动化仪表便向着小体积、高性能的方向迅速发展并实现了用计算机作数据处理的各种自动化方案。化工生产向大规模、高效率、连续生产,综合利用方向迅速发展,需要一类不仅能迅速、准确地监视工艺参数,而且能迅速地进行工况分析、判断、作出操作决策的自控装置,人工的操作也越来越不能适应生产的要求,必须有更有效地执行机构来操作生产。于是一大批的自动化装置应运而生,它们就是各种检测元件、变送器、调节器、执行器,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,起到“眼”、“脑”、“手”的作用,它们与生产设备一起构成了各种各样的自动化控制系统。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。1975年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。电子技术、计算机技术的发展,也促进了常规仪表的发展,新型的数字仪表,智能化仪表,程序控制器,调节器等也不断投入使用。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、数字仪表以及各种智能化仪表,计算机等都在进行使用,形成了气电结合、模数共存、取长补短,协同发展的局面。它们构成的各种自动化控制系统极大地推动着我们的现代化建设事业。化工生产过程自动化,是一门综合性的技术学科,它是利用自动控制学科仪器、仪表学科,以及计算机学科的理论与技术,服务于化学工程学科的。在企业里化工工艺及设备与自动化装置已经构成了有机的整体,没有现代化的自动化装置,也就没有现代化的化工生产。
自动化仪表与控制系统的讨论 篇3
关键词：自动化；仪表；控制系统；研究；完善
随着信息化时代的到来，信息技术成为推动国民经济发展的主要力量，应用于流程工业的智能型自动化仪表和控制系统在相关行业的经济发展中占有越来越重要的位置，化工设备的运行过程中，仪表是一项重要的组成部分，主要的作用是对相关信息数据进行测量和采集。仪表的自动化发展可以保证化工工程的顺利完成，更加适应当代的时代发展。化工系统的自动化控制过程中，仪表是一项重要的组成部分，具有一定的特殊性和重要性，可以实现对相关信息数据的测量和整合。在无人的条件下，也可以实现对信息数据的测量和处理，包括远程数据的传送和处理，是一项重要的化工工程设备，具有重要的作用。
一、自动化仪表的应用
在电气工程的应用中，自动化仪表作为一项重要的内容发挥了其独有的特点，为电气工程的发展奠定了基础，电气工程的应用和发展中，自动化仪表的优势表现在可拓展、有效的存储、信息数据的处理和计算等方面。
（一）可拓展
仪表的自动化进程中通过相应软件的引进能够替代原来的硬件逻辑电路，在电气工程中复杂的处理方式能够利用一些抽象简单的程序来替代，从而用软件和编程来实现电路的控制，所以仪表中软件的移入表现为成熟设计的有效拓展性。
（二）存储
仪表从原来的逻辑电路时序电路的组合来实现某一时刻的记忆，这种存储方式不能有效的保存，这一刻的存储很可能在下一个阶段小时，所以这种存储记录方式过于短暂，在自动化仪表的发展中，自动化仪表通过微型计算机的植入实现了对时间短的有效记忆和保存，通过对不同状态的记忆来实现对记忆信息的处理。
（三）信息数据的计算和处理
自动化仪表相较于传统的恶意表实现了对信息厨具的处理和计算，与传统仪表的简单存储不同，通过微型计算机的有效处理能够得到精准的数据和收集。
化工自动化仪表在保障化工安全生产过程中具有重要的监测作用，因此确保仪表检测功能的正常可有效避免安全事故的发生。工作人员在仪表工作过程中若发现故障，应及时了解故障信息，尽快查找故障原因并排除故障，为化工企业的安全生产创造良好的条件。
为保证各类仪器在生产实践中能正常发挥其各自的功能，应从以下几方面加强管理：首先，制定科学的巡回检查制度，根据各项操作规范对仪表的运行状况进行了解，为后期的检修提供依据。检查应包括日常性检测和定期检修保养两个方面，检修人员做好各项检修记录，做好各项技术交底工作。
二、控制系统的应用与发展
以DCS为例，DCS具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠的特点，在国内外电力、石油、化工、冶金、轻工等生产领域特别是大型发电机组有着较为广泛的应用。
其中DSC系统通过多台计算机同时通知生产过程中的过个控制回路，对于数据可以实现集中的获取和管理，并且对自动控制系统进行集中的控制，常用的分布式空盒子系统通过微处理机对各个回路进行有效的控制，常用的中小型工业控制计算机或者高性能计算机处理机来实现上一级的总体控制。
随着DCS技术的不断发展目前已经基本上非常实用和成熟，在目前的工业化进程中是一个重要的方向和内容，虽然现场总线技术的出现更有效的推动了工业自动化的发展，但是DCS技术仍然是现场控制的一个重要方式，总的来说DCS技术也在历史的潮流中不断的进步和创新，未来的发展方向大致如下：
（一）智能化方向
随着智能化技术的不断完善和进步，DCS技术也逐渐趋向于智能化的发展，尤其表现在数据库系统以及推理技能的发展方向，知识库系统KBS的应用能够实现远程的诊断和控制，从而大大缩短了空间距离，智能化将在DCS系统的各个阶段逐渐实现，类似于FF现场总线，通过微处理器来实现智能设备例如智能I/O、PID控制器、传感器、变送器、执行器、人机接口、PLC等的控制。
（二）DCS专业化
专业化是一个细化的发展方向，为了适应不同领域的不同应用方式和要求，DCS技术要根据相关专业的要求和工艺条件逐步改善，从而实现不同专业的不同DCS形式，例如：核电DCS，变电站DCS、玻璃DCS、水泥DCS等，从而大大提高DCS技术的专业性。
综上所述，在自动化仪表控制中，化工企业要注意从多方面严格维护，从制度上到故障的维护上都要提高重视，综合处理提高设备的运行效率，保障企业生产的安全性和稳定性，为社会的发展奠定良好的基础。
参考文献：
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[2]王景月. 关于自动化仪表与控制系统发展趋势的探讨[J]. 才智，2012，06：63.
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过程控制与自动化仪表 篇4
关键词：现代化工仪表,化工自动化,过程控制
0引言
近年来,随着国内电气技术的快速发展,工业生产也与时俱进积极将各种自动化技术应用到各个生产环节中。正是因为现代化工仪表及其自动化的广泛应用,才带动了工业生产效率的大幅提升。因此,在实际生产过程中,我们必须重视对现代化仪表及其化工自动化的过程控制,只有这样才能真正提高工业的自动化生产效率。
1现代化工仪表及化工自动化过程控制措施
由于化工生产多在封闭容器中完成,很难进行人工操作,再加上化工生产通常都具有较高的危险性,因此,为了实现化工生产的高效、安全进行,就对其各种工艺进行合理、科学控制。而现代化工仪表及其自动化的出现,为实现高效而安全的生产活动创造了可能。在实际生产活动中,现代化工仪表及化工自动化的过程控制情况如何,直接决定了生产活动安全性与效率的高低。笔者将现代化工仪表及化工自动化的过程控制技术详细分析如下。
1.1集散控制技术
新型的集散控制系统结构主要涵盖:企业管理层、单元控制、车间厂房、现场仪表。现代化工仪表在实际工作中,集散控制系统发挥着信息通道的作用,其具有实时性、全面性、系统性、准确性等优点。另一方面,集散控制系统还具有很强的人性化特点,借助自身的曲线打印、历史描绘、报警、提供人工参数等功能,使得手动与自动切换更为便捷。比如,某化工企业在引进集散控制系统时,借助整改甲醛、甲羧酸等仪表配置,积极而充分地发挥了集散控制系统的作用,最终高效完成了企业过程控制与管理工作。我们从统计到的实践反馈资料可以看到:新时期,化工企业在生产环节中引进集散控制系统所需要的资金在整个生产设备中占比为10%到16%。在生产中用到的甲醛具有很高的危险性,对二元混合器、氧化反应器等高危设备,必须在为其安装报警装置、安全连锁装置之后才能进行施工活动。
1.2可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器可通过用户存储、逻辑瞬即、计时运算、内部计数以及D/A、A/D恰当地进行数字输出与模拟输出,实现对生产过程的灵活、严格控制。与传统的单片机及继电器相比,可编程逻辑控制器具有体积较小、可靠性高、抗干扰性能强、维护便捷、通用性好等优点。其实,可编程逻辑控制器属于高度浓缩的小型计算机,其能对化工装置进行精准控制,保证工业生产各个环节顺利进行,其与继电器不同,在调整工艺时,也不必重新布线,只需借助对用户程序的更改,就可实现提高工作效率的目的,比较适合在大型工业企业中应用。当前,可编程逻辑控制器已经发展成熟,几乎所有厂家配套的都有软件包,涵盖通信、组态、故障诊断、编程、调试、运动等功能。常用的可编程逻辑控制器网络拓扑涵盖信息层、设备及过程管理。假如设备与现场总线管理结合在一起的话,工业生产过程中的变频器、仪表检测、MCC等外部装置都能与可编程逻辑控制器连接在一起。在实际控制中,可对整个车间甚至整个企业的装置进行控制;在信息管理过程中,可编程逻辑控制器发展到了以太网,从而实现了优化与统一信息控制的目标。在规模较大的化工企业中,可编程逻辑控制器普遍应用在生产活动的各个环节中,主要有压缩机、自带系统等,在实际工作中都能与集散控制技术较好地整合在一起使用,大大提高了化工企业的自动化生产水平及生产能力。
2现代化工仪表及化工自动化过程控制的发展
在以往的化工生产活动中,受间歇性及小批量生产的影响,企业为了降低生产成本,一般都会选用模拟仪表及智能仪表对生产过程进行控制,由于这些仪表的自动化水平不高,因此操作起来比较麻烦。当前,现代化工仪表的精细化与自动化程度大幅提升,基于工业控制、组态、总线的模板已经在微型计算机中得以广泛应用,从顺序及程序控制到当前的优化控制、批量生产,现代化工仪表已经有了翻天覆地的变化。针对很多间歇过程缺乏固定工作点的情况,这就要求精细化生产过程必须具有优良的动态性能。由于线性工作点稳定性较差,一般的PID调节仪表的时间与工况范围都十分有限,因此不易保障一致性的精细化生产。
如选用两位控制,蒸汽就会完全开放,然后冷却水也会全开,反应器的冷却全负荷时间是TD1,把控制环节的预定制设计为PL,时间设置成TD2;把温度设置为PID控制模式,并让反应器对其实施恒定控制。
3结语
总之,自动化控制是一个功能齐全、集成性高、灵活性强、精准度高的系统,其在工业生产中发挥着优化产品质量、改善生产环境等重要积极作用。因此,在化工的实际生产过程中,企业应积极引进各种先进的自动化仪表,有效提高过程控制成效、提升工作层次,为化工企业的安全、高效生产创造条件。
参考文献
[1]张洪翠.探讨现代化工仪表及化工自动化的过程控制[J].化工管理,2015(1):199.
[2]丁秋琴,姜盈盈.探讨现代化工仪表及化工自动化的过程控制[J].化工管理,2014(23):179.
石油化工仪表自动化控制技术探索 篇5
1石油化工仪表的控制系统分类
1.1较为分散的传统控制系统
在过去，我国的石化企业中使用的控制和管理系统针对性比较强，但是往往比较零散，正是这样的一种使用特性，反而使得分散式的传统控制系统体现出其明显优势，并因此而得到大力推广。虽然分散式的控制管理系统十分适用于石油化工行业特殊的生产性质，但其中还存在着不可忽视的弊端，并且通过先进的`科技手段是可以被弥补的。近几年来，由于我国的科技水平达到了一个相对发达的阶段，在石油化工这一特殊并且又十分重要的领域中，人们也开始有意识地将先进科技应用进来，促进整个行业的进步。随着国家和企业对这一领域的重视，技术人员在研究和开发的方面取得了更多的资金和时间支持，经过深入研究之后，开发了更为智能化、自动化的控制技术，使得现有的分散式控制管理系统取得翻天覆地的变化。
1.2新型分散控制系统
通常情况下石油化工工程会涉及到蒸馏、萃取、分离、裂解、聚合等许多工段，跟一般工业相比，其有着生产环节众多，工艺错综复杂，产品危险性高的特点。通过传统的控制系统可以对不同工段进行相应的控制，然而随着我国经济的发展，对产品质量和生产规模的需求也越来越高，因此传统的分散控制系统已经无法满足人们的要求。新型的分散控制系统可以实现对工艺流程中的自动化仪表集中显示，同时可以分别对各个工段的不同回路分别进行控制。通过传统控制系统和分散控制系统灵活的结合运用，可以充分发挥传统控制系统的专业化优势，又可以满足大规模装置的自动化控制，使得新型分散控制系统在石油化工领域迅速发展起来。而且随着自动控制技术的提高，人们可以将神经网络技术、模糊控制理论、智能控制理论应用到新型的控制系统中，使得控制精度得到进一步的提高，生产过程更加的稳定。因此，新型分散控制系统在未来还有很大的发展空间。
1.3总线控制系统
总线控制系统具有开放化、数字化、智能化以及微型化等特点。这些特点也正是现阶段在石化企业发展过程中所要完成的主要目标。现阶段，在各个生产领域当中已经广泛应用了未来战斗系统。开发未来战斗系统的功能设备和操作技术，就总线控制系统而言是完成可持续发展的前提。通过调查统计相关数据，发现在化工企业当中应用未来战斗系统，除了能够控制生产设备之外，同时还能够利用现场总线系统来配合局域网，从而更好地控制现场总线。但是现场总线控制系统在对化工企业当中的工作进行合理控制的时候离不开信息共享技术的有效支持，所以配合局域网可以将现场总线控制系统的优势充分发挥出来，进而有效实现制造商和用户的公开化。
2仪表自动化控制的基础特征
2.1具有交互界面
交互界面是自动化控制技术中必不可少的基础特征，是实现自动化控制的基础。以交互界面显示仪表监测的实时数据，使工作人员获取数据变得更加容易，有利于提高企业的工作效率，促进集成性生产。通常，交互界面都借助显示屏显示实时数据。工作人员通过显示屏上信号灯信息和实时数据，以仪表数据为参考基础，从而使工作人员进行相关的决策。目前，大部分石化企业正逐步普及自动化控制技术，人工交互界面的构建也越来越完善。其直观化和人性化的优点深受广大工作人员的青睐，有利于提高石化企业的生产效率，减少事故发生的概率。
2.2具备更高的安全性
最初对化工仪表进行使用的目的主要是为了监测关键环节的生产数据，有效结合相应的数据信息制定管理措施，保证企业生产的安全性。在具体进行工作的时候，工作人员必须要在现场进行操作，而在此过程中，难免会有一定的危险产生，而通过对自动化控制技术的有效应用可以降低人的直接操控，有效确保其安全性，将危险事故发生率降到最低。
2.3改善控制技术
略论工业仪表与自动控制系统发展 篇6
【关键词】工业仪表；自动控制系统；现状；建议
一、国内外工业仪表行业发展现状
1、国际发展现状
当前，国际过程工业仪表和控制系统的技术发展迅速。工业仪表方面，普遍采用电子设计自动化（EDA）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、数字信号处理（DSP）、专用集成电路（ASIC）及表面贴装技术（SMT）等技术，直接带来的就是仪表测量精度的提高、可靠性的提高、易维护性提高。控制系统方面，在信息技术的推动下，逐步向功能模块化、规模大型化、网络开放化的方向发展，系统软件呈现出接口标准化、应用便捷化、应用专业化的发展趋势。目前大型工程的联合装置往往使用一套控制系统，操作室高度集中，控制点规模达到数万点，开放的网络和软件标准化接口实现全厂异构系统的互联，使测量控制系统与企业经营管理系统紧密结合，形成从生产控制的底层到企业管理上层的管控一体化。
2、国内发展情况
近年来，伴随着一些重大工程的实施，我国电力、石化、冶金等领域的企业和工程公司在应用软件和优化软件开发及系统集成技术等方面有了相当进展。通过承担国内外系统的工程应用，掌握了一批大型工程和装置的自控应用技术，总线技术、安全控制技术、先进控制技术等方面应用都取得了积极进展。国产DCS系统成批进入大型石化工程项目，浙江中控公司ECS-700系统、和利时公司MACS系统都有非常良好的市场表现。
二、发展趋势与对策
1、发展趋势
（1）仪表智能化水平不断提高。智能化是仪器仪表发展的核心，在工控方面，过程控制以前主要由调节器、PLC或DCS来完成，如今一台智能化的变送器或者执行器，只要植入控制算法模块，就可以与有关的现场仪表在一起组成现场系统，实施现场自主调节，实现了控制的彻底分散，使调节更加及时，系统可靠性得到提高。
（2）仪表测量控制精度不断提高。随着企业间竞争的不断加剧，企业对产品质量的要求日益提高，因而对生产过程测量仪表的精度要求也越来越高。为了实现这些要求，很多企业还建立自己的计量与能源管理中心。随之而来，各类变送器的精度普遍从百分之0.5提高到0.02，为企业管理精细化提供了强有力的设备保障。
（3）现场总线应用越来越广。现场总线技术的广泛应用，使组建集中和分布式测试系统变得更为容易。现场总线已成为全球自动化技术发展的重要表现形式，它为过程测控仪表的发展提供了千载难逢的发展机遇，并为实现进一步的高精度、高稳定、高可靠、高适应、低消耗等方面提供了巨大动力和发展空间。以现场总线为代表的控制网络技术在我国已经逐步得到推广，自上海赛科项目大规模采用现场总线以来，各种工程项目采用现场总线的心理障碍已经基本消除。由于近年大型工程项目较多，我国无论在采用现场总线仪表的项目规模还是在采用的数量方面都处于国际领先位置。
（4）网络化趋势明显。现场总线技术采用计算机数字化通信技术，使自动控制系统与现场设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底层，可使智能仪表的作用得以充分发挥。随着工业信息网络技术的发展，以网络结构体系为主要特征的新型自动化仪表，即IP智能现场仪表代表了新一代控制网络发展的必然趋势。控制网络的传输速度虽然可以满足许多一般应用的需要，但是对于动态测量控制要求高的应用无法满足。“响应频率宽度”、“响应时间”等时间相关技术指标是控制网络系统和仪表的软肋，大部分系统回避这些指标。由于网络瓶颈，一些较复杂的数据交换量大的控制回路不得不减少网段内仪表数量，这样又增加了跨网段的信息交换量。
（5）控制系统越来越开放。现在的测控仪器越来越多采用以Windows/CE、Linux等嵌入式操作系统为系统软件核心和高性能微处理器为硬件系统核心的嵌入式系统技术，未来的仪器仪表和计算机的联系也将会日趋紧密，标准接口可连接多种现场测控仪表或执行器设备，在过程控制系统主机的支持下，通过网络形成具有特定功能的测控系统，实现了多种智能化现场测控设备的开放式互连系统。
（6）安全性得到空前的重视。DCS和SCADA等控制系统逐渐与互联网相连，网络安全问题正引起大家的关注，特别是美国对伊朗核设施发动网络病毒攻击后，世界各国更加重视工业控制领域的网络安全问题，我国已启动网络安全等级评价，针对不同的系统采取不同的防范措施，以确保国家政治经济安全。
2、发展对策
（1）建立产业风险投资机制，鼓励对产业的风险投资。仪器仪表行业，是国家的基础装备产业，必须大力支持。降低企业税赋，尤其是增值税，使企业能够积累较多的资金用于科技创新和扩大再生产。允许企业提取上年销售总额10%用于科技开发，计入当年成本，并能够滚动使用。
（2）抓住市场导向，拓宽领域。在优先发展国民经济支柱产业和重大技术装备急需的仪器仪表的同时，紧紧围绕市场需求，拓宽其服务领域，培养新市场，增强市场的快速反应能力。
（3）在产业技术政策方面，支持关键共性技术的开发；鼓励产品出口，尤其鼓励高技术含量、高附加值产品出口，与之相应制定鼓励出口的有关政策；明确制定有利于民族工业发展的采购政策；鼓励具有自主知识产权的先进在制软件产品。
（4）推进新一代基于现场总线技术的智能仪表的开发和产业化，积极发展特种工况要求的执行器与调节器等系列产品的研发，重视冶金、石化、建材、纺织、造纸、食品等行业所需的各种专用仪表的开发和生产。发展适合自控应用需求的工业数据通信与网络技术、全智能控制器、基于混杂、非线性系统的新一代先进控制技术、制造执行系统MES集成技术和软件开发。
（5）大力培养人才，吸引和使用人才要制定相关的政策给予保证，扶植和发展一批生产基地和重点企业，支持一批当前国内需求较大、在经济建设和科研工作中具有示范作用的建设项目作为发展的依托工程。
（6）体制创新，优化结构。大力推进仪器仪表行业的战略性结构调整，加快改革，优化结构。全面贯彻国际标准质量体系认证，建立行业的质量体系，加强可靠性技术研究，提高产品内在质量水平。
（7）我国军工领域的研发和生产具有很强的实力，制订政策，鼓励军转民；同时鼓励民用企业接受军工任务，相互渗透，促进发展。
三、结束语
自动化仪表和控制系统作为整个装备的神经中枢、运行中心和安全屏障，已经成为重大装备的重要组成部分，对我国装备工业的振兴和发展具有重要意义。国产仪器仪表产品在可靠性和工程应用能力等方面与国外产品尚有一定差距，产品精密度、数字化、智能化、集成化、自动化程度较低，一般常规品种居多，高档智能型产品较少，前沿技术和标准化技术的研究还很不足。基于此，对于自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势的研究具有比较重要的现实意义。
参考文献
过程控制与自动化仪表 篇7
1 自动化仪表在化工生产中发挥的作用
对于具体的化工生产实施, 主要是在密封设施完好的容器中进行的, 在经过高温高压效果下, 改变物质原有的特性, 容易发生爆炸、自燃、腐蚀等危险, 严重的影响到人们的生产生活安全。为了有效解决这一问题, 必须准确设定各项工艺参数的数值, 使其在合理区域内开展工作, 自动化仪表的应用, 能直观体现数据的变化情况, 维持最佳效果。
自动化仪表是化工生产的心脏, 并且涉及到众多领域, 是比较复杂繁琐的一门课程, 它具有提高生产准确率, 解决各种疑难杂症的优点。化工生产的各个环节, 或多或少的都会受到自动化仪表的影响, 它能在短时间内记录控制数据信息, 按照编定的程序进行计算, 保障设备在正常的条件下实施工作[1]。
在日常工作时, 经常会出现设备中的数值同实际生产信息发生冲突, 通过自动化仪表分析对比后, 能第一时间找出问题所在, 并予以调整, 保障生产的安全性。另外, 自动化仪表具有报警作用, 能及时处理失误、事故等现象。所以, 自动化仪表在化工生产中发挥着重要的作用。
2 仪表的具体分类情况
对于自动化仪表, 有多种分类方式, 可以按照不同的原则要求、性能特点等进行划分, 比如, 依据安装形式划分, 大体上分为架装仪表、盘装仪表等, 依据参数划分, 可分为液位仪表、压力仪表、流量仪表、温度仪表等。本文主要是根据自动仪表各自功能实行的分类, 具体介绍如下。
2.1 检测仪表
该仪表的性能是测量数据是否出现异样, 保障检测的准确度, 一般用在液位、压力、流量或者温度测量中, 同时兼具记录、调节、整合的作用。根据检测仪显示方式的不同, 又可以详细的划分为数字式、模拟式等特色类型的显示仪表。
2.2 调节仪表
该仪表又被称为调节器, 顾名思义调节器的优点就是能快速对比预设参数和生产参数的数据, 并把测量的结果反馈给上级。根据调节方式的差异, 可分为两种形式, 即连续调节仪表、断续调节仪表。
2.3 执行器
执行器的另一个名称是执行机构, 它的工作原理是参照调节器的信号规律, 调节化工生产中实际使用的数据。随着化工生产工作日益迅速, 其生产范围和程度逐渐加深, 对自动化仪表也提出越来越高的要求。根据能源需求不同, 可分为三种类型, 即气动式、电动式和液动式[2]。
自动化仪表类型不同, 决定其工作原理不同, 值得我们注意的是, 在相同的仪表不同规格下, 其测量的方法也不尽相同, 这警醒人们在选择自动化仪表时, 必须在掌握详细变化值的基础上, 确定最终的测量区间和规格型号。
3 自动化仪表在化工生产中的实际功能
3.1 数据记忆和处理功能
以往的化工仪表, 大多是将时序和逻辑电路进行组合, 记忆某段工程的相关内容, 当这一时段结束, 开启全新的记忆状态后, 前面的所有数据内容都会消失。而目前使用的自动化仪表设备, 内部安装有微型计算机装置, 它具备记录功能, 这项措施能重现工作, 保障传统信息的储存。自动化仪表进行工作后, 不但可以自动保存前一部分的信息, 还能与之后的内容进行比较, 一旦发现差错, 能根据设定的程序实行处理。
在化工生产时, 通常会遇到诸多问题, 具体包括工程信息和实际测量数据之间的转换、线性化的解决问题等等, 而自动化仪表能有效、快捷的进行处理, 这样的工程设计, 一方面能增加功能的运用, 另一方面能减少额外设备的负担, 在整体上提高了工作的时效性。
3.2 可视编程功能
该项功能是在计算机的协助下, 使自动化仪表自身包含可视编程的作用, 在使用前, 工作人员要提前进行测试, 在达到准确的效果后, 方可进行安装。可视编程能独立完成数据的控制, 无需过多的设备加以辅助, 它的外形轻巧便捷, 便于使用操作, 此外还具备计算机的功能, 快速准确的完成工作任务。
3.3 计算功能
由于仪表中配备微型计算机, 许多复杂繁琐的计算任务都可以在短时间内解决[3], 工作人员只需提前把资料设定在自动化仪表中, 它便会自行检测对比, 并且得出结果, 精度极高。仪表经常使用的计算公式就是加减乘除, 明确其中的最大值或者最小值, 给出适当的界限, 计算出最终结果, 占据了速度和准确率双重优势。
4 结语
综上所述, 在化工生产中, 随着自动化仪表技术的不断创新, 其规模和范围逐渐扩大, 加之计算机等高新技术的普及, 让自动化仪表的应用备受关注。本文简要介绍了自动化仪表的作用功能, 明确它对化工生产和人民生活的重要用途, 无论是经济基础, 或者工业发展, 都需要自动化仪表的大力配合, 因此, 自动化仪表在我国化工生产中发挥着不可限量的作用。
参考文献
[1]袁佐东, 朱芸芸.化工生产控制自动化仪表问题探究[J].电子技术与软件工程, 2014, 07:263.
过程控制与自动化仪表 篇8
目前来看, 国内精细化工产品已基本上能够满足市场需求, 部分产品还应用于出口贸易市场, 比如甜叶菊、天然色素以及木糖醇等化工产品, 深受国际市场欢迎。然而, 国内精细化工行业也存在着一些问题, 受到先进发达国家化工工业的不断挑战。因此, 在当前的形势下, 加强对现代化工仪表及化工自动化过程控制问题研究, 具有非常重大的现实意义。
1现代化工仪表类型及其性能分析
1 . 1测量温度的仪表
化工生产过程中, 由于化学反应会使化学原料发生变化, 因此对环境温度控制要求非常高。一般而言, 化工厂生产过程中的温度多在-200 ~ +1 800 ℃ 范围之内, 采用接触法测量温度时, 最常用的是热电阻仪表、 热电偶仪表等。 在现代电子技术应用条件下, 将仪表获得的信号录入到DCS之中, 或者录入采集仪表之中。
1 . 2测量压力的仪表
化工生产中除了对温度要求比较高, 还对压力控制提出了非常高的要求, 压力是化学反应中必不可少的条件。 实践中, 只有压力达标以后, 才能确保化学反应效果。 化工生产过程中, 常用的压力处于负压到3 0 0 M P a之间。 因对压力测量能够根据多个基本原理, 所以压力仪表类型多样化。
1 . 3测量物位的仪表
化工生产中的化学反应, 除对温度、压力有所需之外, 还对原料有大量的需求, 其中最关键的是控制原料的量。 在生产实践中, 需对原料、成品或者半成品等实时测量和监控, 其中多数物料测量需利用浮力式测量方法。同时, 可根据具体的测量方式, 对物料仪表进行精细化管理, 比如直读、差压、 浮力、电接触、超声波以及电容和重锤等, 精度最高的当属雷达式、 矩阵涡流式及磁极伸缩式等类型的测量方法。
上述几种方式的精度, 可分别达到0 . 3 % 、 0 . 0 5 % 、± 1 m m , 而且会随着科技水平的不断提高, 快速在化工生产行业得以普及。
1 . 4测量流量的仪表
数据测量始终贯穿于化工生产全过程之中, 较之于温度、 压力以及液位和流量等参数, 其内容更加丰富。 由于精细化工的产品生产规模较小, 因此采用半连续生产工艺可以尽量保证产品的质量。同时由于产品的工艺参数会随着时间发生变化, 因此其过程控制具有动态、变化范围大、工作点不稳定等特点, 这就要求过程控制系统具有更大的适应性以及调节范围。流量测量过程中, 所秉承的基本方法主要有速度法以及容积法等, 采用这些方法对体积流量进行具体测量;同时, 还可采用直接法以及推导法等, 对质量流量进行测量。
2现代化工仪表功能及其自动化控制
化工生产过程中的自动化控制仪表, 最为鲜明的一个特点就是先进微电脑芯片以及技术的应用, 大大缩小了体积, 抗干扰性以及可靠性大幅度提高。
2 . 1可视编程功能
对于化工仪表而言, 可视编程是软件技术应用的结果, 先进的计算机技术应用使仪表可视编程功能更加强大。 在安装仪表过程中, 安装人员应当根据实际情况、 具体需求等, 预先编程程序, 以便于日常处理相关数据。 从应用和控制效果来看, 该功能无需利用太多的硬件设施, 只需要一些简单的逻辑电路进行辅助计算即可, 在一定程度上实现了独立控制效果。
2 . 2计算功能
从结构来看, 自动化仪表中配备了很多微型的计算机操作系统, 对相对比较复杂的一些数据进行独立计算, 自动化仪表的计算功能也非常强大。 实践中, 控制人员事先将数据处理资料布设于仪表系统之中, 然后利用自动化仪表进行检测, 实现自动计算。 该技术充分利用电子计算机对化工产品的构造、特征、规律进行分子设计, 并对绿色精细化工产品的关键因素进行放大, 实现化学工业生产无废水、无废渣、无废气。
2 . 3数据处理及绿色催化技术
在传统模式下, 化工仪表多采用组合方式, 即将逻辑、时序两种电路组合应用, 对时段的数据进行记忆;当运行到下一阶段时, 前一段的记忆信息就会自动消失。 由此可见, 现代自动化仪表, 具备了数据处理、 记忆功能, 尤其是其内部配置的微型计算机, 本身具有较强的保存功能, 这在很大程度上确保了数据存储、记忆质量和效率。 催化剂是化学物质发生反应的基本要素。绿色催化技术就是通过改变催化剂成分, 促进化学物质的高效合成, 防止有害毒物的产生, 并且能够做到干净无污染, 充分保护生态环境。
3仪表标准化建议
3 . 1加强创新
标准化属于一门科学, 作为经济活动的重要组成部分, 应当发挥标准化在经济发展过程中的技术支撑和基础作用, 而且还有保持积极态度、 加快改革标准化建设中的不适应部分, 着力处理制约标准化发展的重难点问题。比如, 经费不足问题解决, 建议争取政府和企业的投入与支持, 以此来实现行业仪表标准化建设;在解决标准制修订工作周期长问题时, 通过简化部分报批程序、利用先进的网络技术手段进行交流、 讨论以及传输和发布, 从而缩短标准制修订周期。
3 . 2加大行业标准化建设和宣传力度
企业装备管理部门及相关人员应当充分认识到, 仪表标准化在技术活动、 方便生活、 采购经济活动中具有重要的地位和作用, 只有贯彻执行好仪表的标准化才能保障装备质量的社会应用效率。 同时, 还要提高企业对标准化工作的认知度和参与行业标准化工作的意识和积极性, 营造环境, 使企业在激烈的市场竞争中, 逐步认识到努力争取行业标准制修订工作话语权重要性, 鼓励和吸收更多企业参与标准化工作, 这样就可以推进行业标准化建设。
3 . 3加强行业队伍建设
目前参与标准的研究, 以及贯彻执行, 主要是各级教育技术装备部门技术管理人员, 确实存在人员流动大、 年龄老化和从事标准化工作积极性不高等问题, 应有计划、有步骤地做好标准化人才的培养工作。 建立一套完整的培训机制, 每年定期开展对行业标准化工作人员的系统培训, 提高仪器仪表标准化工作队伍的技术水平。
4结语
总而言之, 现代化工仪表及其化工自动化过程控制分析过程中, 主要是基于现代化工特点, 利用理论与现实结合法, 系统化的对其进行研究, 其中包括主站系统以及相关的自动化设备, 说到底就是对整个化工机械运行情况进行分析。
在故障问题出现时, 提供处理对策。精细化工的发展对于我国的化工行业的发展有着极其重要的意义, 因此在发展的过程中需要引起我们的重视, 注重各项技术的利用, 使得精细化工可以朝着更加科学的方向前进。
摘要：近年来我国对各种化工产品的需求不断增加, 促使精细化工产品的生产日益多样化和科学化, 而精细化工的生产控制技术及未来的发展趋势是未来这一行业的主要发展方向。本文对仪表的主要类型及其性能进行分析, 并在此基础上就现代化工仪表在化工自动化过程中的应用和控制, 谈一下自己的观点和认识, 仅供参考。
关键词：现代化工仪表,化工自动化,过程控制,标准化
参考文献
[1]秦旭.针对化工生产控制过程中自动化仪表分析[J].化工管理, 2015 (02) :31~35.
过程控制与自动化仪表 篇9
21世纪以来, 由于我国制造业的飞速发展, 不仅很大程度地拉动了我国对自动化仪表与控制系统的需求, 而且使我国在很多刚上的大型项类目中所用到的自动化仪表和控制系统的先进程度已经达到了世界领先水平。现如今, 在一些发展中国家自动化仪表的的发展与应用每年保持以20%~30%的速度增长, 而世界整体的增长速度在3%~4%左右, 而与之对应的, 因为传统制造业已经过了辉煌期, 所以在发达国家, 与之配套的自动化仪表自然就增长极为缓慢。我国的自动化产品虽然在某些方面赶上或达到了世界领先水平, 但是整体水平与国际水平还有较大差距, 尤其在高技术和高附加值产品方面确实还落后发达国家15年以上。
由于现代工业向着大型化和复杂化的趋势发展, 国外自动化仪表和控制系统已经将“高可靠性”作为其发展的重要方向。近年在原理和结构设计的创新, 以及成熟的核心技术精密加工和特殊加工工艺的发展下, 逐渐改变了现场仪表复杂、易损和难以维修的状况。国际领先的企业甚至表示将要提供保修期可长达10年, 而且使用期也不需维修调整的产品, 还提出终身保修的目标。同时, 随着现场总线技术的应用不但可以及时发现单个产品的故障, 而且可以实时监控整个工程中成千上万台工业自动化控制设备, 实现了预防性维护, 明显提高了整个系统的可靠性。现场总线技术的发展还主要表现在设备资产管理、预测诊断和平稳操作等方面, 显现了极有发展前景的势头。在制造商中基于现场总线的竞争至今还没有真正的赢家, 不仅让用户感到了极大地厌倦, 同时也在很大程度上消耗了企业发展的许多资源;另一方面, 现场总线在快速响应方面和复杂控制方面的表现存在瓶颈, 有待提高。
2 国内外自动化仪表与控制系统发展现状
多年来, 我国政府对仪表行业提供了有力的支持和保障, 使我国形成了比较齐全的仪器仪表工业门类和比较合理的布局, 已经形成了具有相当技术基础和生产规模的工业体系。在树立起国产自动化与控制系统的良好形象的同时也产生了一批国内知名企业和品牌, 而且也极大地提升了国产控制系统的产业规模和竞争力。随着市场占有率的迅速扩大, 让我国企业在某些行业已经具备与跨国公司同台竞技的能力。
自控系统在IT技术的推动下, 系统软件逐渐在应用方面呈现出比较便捷化、接口方面趋向于标准化、产业方面趋向于专业化, 并且发展的方向逐步向网络开放化、功能模块化、规模大型化的步骤迈进。当前, 由于实施了具有前瞻性维护的技术, 比如通过智能化和现场总线网络技术, 因此使得产品故障可以通过国际流程工业仪器仪表得到迅速的判断。新技术、新原理以及新材料的应用也使现场仪表对复杂工况条件和环境的适应性显著提高了, 并且耐高温、高压和高压差、强冲刷、强辐射、多相流、非接触检测以及无损检测等产品的出现也绝大部分用户的现场检测难题得到解了决。无线通讯、自适应、自诊断等技术方才可以实现的基础都是由于应用了快速发展的高量程比、模块化结构、红外技术。
3 自动化仪表与控制系统的发展趋势
随着现代科学技术的不断发展, 自动化仪表必须要达到更高更新的要求, 才能满足当前现代化建设的发展的要求。在数字化、智能化和网络化技术的支持下, 自动化仪表与控制系统的技术发展呈现出了信息化、标准化和网络控制的发展趋势。
3.1 信息化
“企业信息化”这一概念实际上是指企业信息的集成和整合。伴随着技术的进步和人工智能化的发展, 自动化仪表与控制系统在设备中的所处的位置越来越重要, 嵌入式微计算机的应用使自动化仪表的结构概念和设计观点得到了极大改变, 肯定会对自动化仪表与控制系统的发展产生一定的影响。自动化仪表技术包括信息的采集、处理和应用。因此, 为了最有效地利用信息, 必须用自动化和系统的信息模型“简化”、“规则”和“抽象”信息。
3.2 标准化
一直以来, 标准化在自动化仪表发展上都发挥着举足轻重的作用。即使是处在新经济时代, 还是需求大量的信息接口标准, 目前, 我国的仪表产品正在追赶着世界先进水平, 在这条道路上标准化必将还会发挥着重大作用。在相同的技术水平上并且拥有很多种标准化方案的接口标准是现代化需求的共同特点。因此, 我国为了占领市场先机, 完全改变了标准化的理念, 目前对高技术新产品可以先制定标准。
3.3 网络控制
自动化仪表技术包括信息采集、处理和应用。而能将这些步骤有效连接起来的就是网络。毫无疑问, 随着需求的不断出现, 随着小型化、微型化、智能化的发展简化安装和调试的复杂性、扩展无线功能以及发展网络技术将是势在必行。未来, 网络仪表和网络控测将是自动化仪表新的发展着力点, 其发展速度势必将获得大幅提升。
4 结束语
当今世界已经进入信息时代, 信息技术已经成为推动国民经济和科学技术高速发展的重要手段, 而自动化仪表与控制系统的发展对于我国科学技术的提高和工业水平的进一步提升具有举足轻重的作用。对仪表的要求更趋向于小型化, 减轻重量、降低生产成本和便于使用与维修等。从趋向于高精度化、智能化、总线化和网络化的工业自动化仪表, 从工业现场仪表的发展进程中我们就可以看出, 计算机技术对现代自动化仪表技术的发展有着十分重大的促进作用。也就是说, 现代化的自动化仪表拥有的智能化技术不仅仅改善了仪表本身的性能, 还影响到了整个控制网络的体系结构, 因此计算机网络与工业局域网的融合势必使现代自动控制技术得到很大发展和丰富。在计算机网络技术支持下, 我相信新一代的智能化仪器仪表将在各行各业得到越来越广泛的应用, 为我国相关产业的发展打下坚实的基础。
参考文献
[1]湛玉凤.我国工业自动化仪表与控制系统取得重要进展[J].河南科技, 2010 (14) .
[2]丁伯慧.智能化再现机器人设计问题的讨论[D].天津轻工业学院, 2000.
[3]韩冬, 张宏建.基于嵌入式的智能化与网络化的自动化仪表[J].自动化仪表, 2004 (5) .
试论电气与仪表自动化控制系统 篇10
关键词：仪表自动化,电气,控制系统
电气系统顾名思义就是控制电气工作的操作系统, 随着计算机的发展, 由数据化操作替代人类手工操作而产生的管理形式。
而仪表自动化则是电气系统中的环节, 仪表是用于监测各项数据的器械, 也为系统提供操作数据支撑, 而采用自动化的仪表, 可以让电气系统实现初级智能化, 即有仪表不断向系统反馈信息, 系统采取相应的算法进行自动化指令分配, 由此提升生产和生活效率。
1 电气与仪表自动化控制系统的功能
1.1 工业中的智能监控作用
智能监控是指:在完善的操作系统中, 自动化仪表将所检测到的信息上传, 由系统对信息分析和整理, 并根据算法实现自动化操作。根据自动化流程来看, 操作系统的主要功能在于接受数据、分析数据和发出指令三方面的工作, 所以, 其基础便是仪表所提交的信息。
简单来说, 如果仪表不是自动化, 其所检测到的信息需要人力的控制, 而自动化就能够让系统完成全部工作。在工业生产中, 效率和成本一直是重要的问题, 生产效率意味着更高的效益, 成本的控制也是提升利润空间的关键, 无论是效率还是成本的需求, 都需要精准的控制实现, 这也是电气和仪表自动化的系统的主要工作。
1.2 自动化控制的保护功能
无论是在电器生产, 还是家庭生活, 电气的应用都存在着一些不安全性, 例如电量的变化等。而任何一次问题的发生都会造成电气系统的侵害, 也可能出现不必要的人身和财产伤害。
所以, 电气应有的安全十分必要。通过自动化系统, 仪表实时的数据采集工作, 并不断向系统的服务器终端反馈, 一旦数据出现异变, 系统将自动停止相关位置的运作, 这也有效的规避了风险。故此, 自动化也是当前实现电气安全的必要手段。
1.3 数据测量与整合功能
数据是实现电气控制的核心, 原因在于自动化的系统需要通过不同的参数变化, 对电气当前的状态做出判断, 进而发出正确的指令。而参数就是数据, 所以, 在电器系统中必然, 也必须有数据的测量和整合的功能。
数据的测量就是获取数据的手段, 其主要依靠仪表的自动化实现, 而整合则需要系统数据库和特定的算法。另外, 整合还能够通过数据的积累, 为电气管理提出最优方案, 使能效最大化。
2 电气与仪表自动化控制系统的应用与发展前景
2.1 自动化仪表在冶金生产中的应用
从冶金业目前的生产技术需求来看, 无论是生产还是管理均无法脱离电气的帮助, 而在现有的条件中, 实现自动化控制, 能够为冶金工作节约大量的人力成本, 并减少错误的发生, 同时优化冶金生产能力。自动化是相对智能的管理手段, 可以在不需要人力的情况下, 进行机械和电路的控制, 并为监控者实时提供准确而又高精度的数据, 这对于生产而言显然有着事半功倍的效果。
而电气自动化主要有五个关键部位组成:一是数据采集端, 包块检测仪表等;二是数据传输端, 包括传感器、接收器等;三是数据处理及备份段, 即系统终端的服务器和数据库服务器;四是指令段, 包括系统分析模块、系统指令模块和服务器终端输出等;五是执行端, 是对指令进行执行的位置, 包括执行器。
总的来看, 这五个部分除了仪表的自动采集和传输, 以及系统的自动分析和指令发出外, 皆是当前冶金生产不可缺少的控制环节, 所以, 仅需要将自动化的设备结合当前控制系统投入生产之中, 便能够由此实仪表自动化, 进而提升冶金的生产效率。
2.2 电气与仪表自动化控制系统的发展前景
2.2.1 开放式控制
所谓的开放控制是指在现有的系统条件下, 以服务器作为终端, 并由相应的系统对全局进行管理。近年来仪表自动化的不断发展, 让其电气系统开始逐渐扩大到了相关领域, 并在发展中发现, 规模涉及越大的电气系统, 越能够有效的实现电气安全, 并由此提升管理效率。
实现开放式的控制并不困难, 仅需要将各个关键部位连接网络通路即可, 使其形成完善而又完全覆盖的局域网, 管理者便能够根据程序对此进行管理, 包括检测、监测、指令控制等。
2.2.2 智能化发展
众所周知, 人类的在计算机上的智能并未完全实现, 但是根据现有的机械操作和手工指令操作来看, 自动化控制已然成为了相对智能的新方式。
以往仪表中的参数是用来“事后核对”, 即发生故障之后, 维修工人会根据仪表上的数据, 重新修正电路, 而智能化却能够将仪表从解决层面, 过渡到监管层面上, 例如当数据出现异常波动时, 系统会根据参数判定问题, 并采取相应的方式自动修正, 虽然一些问题可能无法直接从参数的调节, 或者开关的控制进行解决, 但是, 尽早的将开关闭合能够的避免安全遭到侵害。所以, 智能化的发展不仅是当前的趋势, 也是工业领域的普遍需求, 只有不断实现智能才能够在有效的条件下, 完成更优秀的生产成果。
2.2.3 网络化趋向
几年来一些学者提出了电气系统与OA系统一体化的发展方向, 实质上是将工厂生产的电器系统与办公系统相融合, 由于电气关系到的生产能力和效果, 所以其所提供的数据, 能够帮助其他部门在运营、推广、仓储等方面的管理有所加强, 而电气系统通过其他领域的信息, 也能够实现更好的生产优化。
3 总结
我国近年来电气自动化开始蓬勃发展, 在不断攻破难题的过程中, 使电气自动化真正的帮助了工业生产实现优化。不过, 虽然取得了一定的成就, 但是, 工业损耗的问题仍旧存在, 这也需要电气自动化系统不断的加强和优化, 使其能够发挥潜能, 更有效的帮助工业生产和生活领域的电气实现完善控制。
参考文献
[1]郑勇.浅谈电气与仪表自动化控制系统[J].科技与企业, 2015.
[2]张晓飞.浅谈电气与仪表自动化控制系统[J].科技致富向导, 2015.
[3]禹宏雷, 薛成群, 韩旭.浅谈电气与仪表自动化控制系统[J].科技创新与应用, 2014.
自动化仪表控制系统探析 篇11
【关键词】自动化仪表；计算机控制系统；嵌入式
目前，在我国电力、石油、冶金、化工、建材、轻工等工业领域的企业新建和改造过程中，除工艺流程和工艺设备外，企业更重视自动化仪表和控制系统，以增加产品品种，提高产品质量，降低成本，获取更多利润。而且企业要安全地生产，达到国家对环保的要求，需要用新的检测技术，功能更强的控制方法来控制生产过程，对系统的可靠性、精确度、乃至操作和维护以及节省投资方面提出了更高的要求。因此企业用户需要了解国际上新的检测技术和控制系统的发展状况及其新产品在应用方面的经验；而仪表制造厂则必须研究、开发与生产适销对路的产品，并要在改造现有企业方面提供系统集成解决方案。
自动化仪表通常包括流量、压力、温度等各种仪表。自动化仪表通常同时具备几种功能，比如测量或者记录、显示、控制以及自动报警等，普遍用于石化、冶金、电力、科学研究以及国防等领域的自动化控制。自动化仪表控制系统是各类生产装置的神经中枢，一方面对设备运转进行监测，另一方面对装置的基本参数进行调整和控制。
一、自动化仪表行业的主要发展趋势
随着现代科学技术的不断发展进步，企业对自动化仪表提出了更高更新的要求。伴随着新的工作原理和新材料的出现，催生出新的自动化仪表，例如利用超声波、微波、射线、红外线、核磁共振、超导、激光等原理和采用各种新型半导体敏感元件、集成电路、集成光路、光导纤维等元器件，生产出各种新型的测控仪表，为企业实现生产精细化、管理标准化提供了支撑。
1、智能化
从工业自动化仪表的发展趋势看，智能化是其核心部分。所谓智能化表现在其具有多种新功能。在工控方面，过去控制的算法，只能由调节器或DCS 来完成，如今一台智能化的变送器或者执行器，只要植入PID模块，就可以与有关的现场仪表在一起实现自主调节，提高了整个系统的可靠性。
2、高精度化
由于工业生产对成品质量的要求日益提高，国家的政策和法令对节能减排也有更高的要求，因此提高测量仪表与控制系统的精度就被提上了议事日程。例如用于贸易交换计量的科氏质量流量计，精度已达到百分之零点零五，部分气体超声波流量计的准确度已达到百分之零点五，同时新一代的DCS也以此作为一个重要的指标。当前一些新建的大型项目，在招标时，对有关产品的精度已提出明确的要求。这既是一个门槛，也是一种对制造厂商的资源的要求。
3、无线化
现场总线本来是一种非常有前途的技术，理应得到迅速的发展和推广，但由于国际标准的过多，影响了推广，例如第一代总线型的现场总线的国际标准已达到10多种，加上第二代的实时工业以太网，其国际标准可能会有20多种，而第三代的总线通信方案又在兴起，而且各大跨国公司和有关组织都在制定各自的标准，目前知道的就有HART、ISA的SP100、IEC、还有艾默生、西门子等一些大公司都在制定各自的标准。标准过多，对用户来讲，实在不是一个好兆头，用户希望能够通过努力，制订出单一的国际的标准。
工业生产要求高产，稳定，优质，低耗，安全，环保。随着生产规模越来越大，如火电机组已有100万KW的超临界机组；炼油企业达到了1000万吨级，乙烯装置也达到了100万吨的规模，测量和控制的点数不断增加，一般已达万点以上。如果现场仪表能够实现通信无线化，电缆和维护的工人量都会大大减少，施工设计部门和最终用户都是会欢迎的，因此研发近距离，低功耗可靠的无线通信是当前的一个亮点。
4、网络化
现场总线技术采用计算机数字化通信技术，使自动控制系统与现场设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底层，可使智能仪表的作用得以充分发挥。随着工业信息网络技术的发展，有可能不久将会出现以网络结构体系为主要特征的新型自动化仪表，即IP智能现场仪表，如：基于嵌入式Internet的控制网络体系结构，其特点是：首先Ethernet贯穿于网络的各个层次，它使网络成为透明的，覆盖整个企业范围的应用实体。它实现了真正意义上的办公自动化与工业自动化的无缝结合，因而我们称它为扁平化的工业控制网络。其良好的互连性和可扩展性使之成为一种真正意义上的全开放的网络体系结构，一种真正意义上的大统一。因此，基于嵌入式Internet的控制网络代表了新一代控制网络发展的必然趋势，新一代智能仪表一IP智能现场仪表的应用将越来越广泛。
5、开放性
现在的测控仪器越来越多采用以Linux、VxWork等嵌入式操作系统为系统软件核心和高性能微处理器为硬件系统核心的嵌入式系统技术，未来的仪器仪表和计算机的联系也将会日趋紧密。Agilent公司表示仪器仪表设备上应当具备计算机的所有接口，使用这样的仪器仪表设备和操作一台简易电脑简直是如出一辙。通过网络形成具有特定功能的测控系统，实现了多种智能化现场测控设备的开放式互连系统。
二、自动化仪表控制系统的主要发展趋势
工业控制自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。
分布式控制系统为一种全新的计算机控制系统，它是基于集中式控制系统逐步发展与演变出来的。它是主要由一个过程控制级以及过程监控级所构成的利用通信网络作为其纽带的系统，将现代计算机技术、现代通信技术、现代图形显示技术以及现代控制技术即4C技术进行综合，其指导思想是集中操作与分散控制与集中操作、分级管理以及配置灵活等。
过程控制与自动化仪表 篇12
1 石油化工行业自动化仪表的阐述
目前我国石油化工行业自动化仪表的实际情况, 其主要包括以下三个阶段:设计、施工和调试, 无论是哪个阶段都必须根据国家相关标准要求进行, 同时设计、施工以及安装工作人员, 必须具备较强的专业技能和知识, 确保自动化仪表能够安全、稳定运行, 进而使其能够充分发挥出自身的作用和价值。
根据功能、性质的不同, 我们可以将自动化仪表分成以下五种类型:一是, 根据仪表本身性质的不同, 可以分为三种类型, 即液动、气动以及电动这三种形式的仪表;二是, 根据仪表结构的不同, 可以将其分为基地式仪表、综合控制式装置以及单元组合式仪表这三种;三是, 根据工作人员对其安装的方式不同, 可以将其分为现场型仪表、架装型仪表以及盘装型的仪表;四是, 根据其功能的不同, 可以将其分为智能型的仪表和非智能型的仪表;五是, 根据其信号表现形式的不同, 可以将其分为模拟型仪表和数字型仪表两种。由此可以看出, 自动化仪表的种类是非常多的, 这也是其能够在各个行业中得到广泛应用的一个重要前提。
2 石油化工行业自动化仪表的特点
自动化仪表能够在石油化工行业得到广泛应用的一个重要原因, 就是其具有非常独特的特征, 下面我们就对其特点进行详细的分析。
2.1 可编程功能
自动化仪表在对电路进行有效控制时, 硬件软化能够凭借接口芯片的某些功能实现较为复杂的功能控制, 另外, 自动化仪表的软件编程改变了传统的顺序控制方式, 而是选择了储存控制程序的方式, 另外在通过硬件来实现控制时, 必须具备较为健全的控制电路, 所以说, 自动化仪表通过软件代替硬件的方式来控制电路, 从而在最大程度上使硬件的结构得到了简化。
2.2 记忆功能
传统的仪表基本上都是选择组合逻辑电路和时序电路这两种形式, 但是这两种形式的记忆时间有限, 而且还只能对一些比较简单的状态进行记忆, 一旦由一个状态进入下一个状态后, 前一个状态的记忆基本上完全消失。而自动化仪表引入了微电脑芯片技术, 能够将全部的状态都记住, 因此, 只要我们将其充满电, 就可以保存下所有的记忆, 进而方便人们对信息进行相应的处理。
2.3 数据处理功能
我们在实际测量过程中经常会遇到类似线性化处理、测量值和工程值之间的有效转化以及自检自校等比较难的问题。现在通过自动化仪表中的微处理器技术, 能够借助这些软件来进行处理, 操作简便、准确性高, 从而使得处理功能变得更加丰富。
3 石油化工行业自动化仪表控制技术的分析
3.1 常规控制技术分析
就目前实际情况来说, 人们基本上还将以前的石油化工行业自动化控制策略保留下来, 仍是批量控制、连续控制以及顺序控制这三种控制技术。人们通过以前的控制技术来对自动选择调节、均有调节、串级调节、比率调节、分成调节、自动选择调节、非线性调节等方面的内容进行有效控制。在这里需要注意的是, 在以上众多调节中, 最基础的还是PID调节, 即人们基本上保留了原来的功能模块和控制算法, 只是对控制方案和组态能力这两方面内容进行了较大的改变。
3.2 先进控制技术分析
近几年, 随着我国相关部门加大了对自动化仪表的研究, 使其相关技术得到了快速发展, 越来越多的新技术应用到自动化仪表中去, 从而使其变得更加智能化和数字化。就目前实际情况来说, 除智能PID控制器技术外, 在我国石油化工行业中基本上已经将全部的多变量控制技术投入实际应用中, 智能PID控制器技术虽然也是将DCS作为基础, 但是它不仅是软件包, 还可以是独立的个体, 而且绝大多数的多变量动态过程的软测两技术都跟其有着非常紧密的联系, 在一般情况下, 人们将测控跟PID串级控制结合在一起进行综合使用和分析, 从而使其控制技术得到有效提高和完善。
3.3 人机界面
当前, 我国很少还有使用一对一的控制室和装置的石油化工企业, 基本上都是使用多个装置对应一个控制式的形式, 同时都是采用CRT和LCD显示屏主要表现形式, 有时候还会使用一些指示灯或显示仪表来进行辅助;另外基本上是以键盘和鼠标操作为主, 少数旋钮、触摸屏作为辅助工具。对于DCS的组态来说, 人机界面的操作方式基本上是跟控制方式紧密结合在一起的, 而且在操作工位号时, 对于一些具有代表性的“仪表棒图”, 例如分组画面、细目画面以及趋势画面等, 基本上都能够相伴, 能够以最快的速度实现“组态”。在这里需要注意的是, 工作人员一定要谨慎制作模拟图, 严格按照相关工艺标准要求进行, 这主要是由于模拟图跟操作优化、报警、信息处理等方面的人机界面有着非常紧密的联系, 是人机界面取得较好相处的关键。因此, 除了不断创新和改革HMI、DCS相关软件产品功能外, 还要严格按照相关要求实现控制方案, 同时还要对在系统集成中的一些硬指标的控制提高重视, 要求相关工作人员一方面必须付出百分百的努力来实现人机界面的软指标, 另一方面还要具有较高的思想和觉悟, 跟操作人员之间建立友好的关系, 具有一定的团队协作精神, 进而能够确保工艺装置设计的更加完美。
4 结语
综上所述, 随着我国相关部门加大了对自动化仪表的研究, 使其相关技术得到了快速发展, 越来越多的新技术应用到自动化仪表中去。因此, 要求相关工作人员必须加强对自动化仪表控制技术的重视程度, 严格按照相关工艺标准进行设置, 不断提高自动化仪表的控制技术, 进而使其能够在石油化工行业起到更加重要的作用。
参考文献
[1]齐凯浅谈石油化工行业自动化仪表的常见故障与处理措施[J]-《中国石油和化工标准与质量》-2013 (3) .