精细化工行业中自动化控制的实践研究

杨栩

摘 要：会科技的不断进步，引领着各行各业的技术也朝着更加先进的方向前进。随着我国科学技术的不断发展，自动化控制技术在精细化工行业中得到了广泛的应用，使得我国精细化工产品的质量得到了一个飞跃的发展。自动化技术在我国精细化工行业的应用，减少了大量的资金投入，同时在一定程度上提高了精细化工产品的质量。本文主要探究了精细化工行业中自动化控制的主要应用以及自动化控制技术的发展。

关键词：精细化工行业;自动化控制;实践研究

引言：近些年来，我国精细化工行业的快速发展，使精细化工产品不再是人们口头上的一件新鲜事，而是逐渐成为了确确实实的产品，精细化工行业对于促进我国的持续发展起到了积极的促进作用。精细化工产品的精细合成，不仅需要选择良好的化学物质合成材料，对于精细化工合成技术以及精细化学材料产品也有较高的技术要求。自动化控制技术在我国精细化工行业发展中的广泛应用，减少了企业人力、物力的大量资金投入，同时也使我国精细化工产品行业对相关产品的质量检测更加严格，为相关企业工作人员的日常工作降低了许多风险，创造了安全的工作生活环境。

一、自动化控制的相关内涵

自动化控制在我国精细化工行业的广泛应用，大大降低了工作的危险性，能够对其中危险性较高的几个步骤过程进行实时的自动监测，并不断自动调控与其相关的化学反应条件，确保化工生产的安全。自动化控制在实际运用的过程中，主要以其中的温度、湿度等为控制条件，一旦某一因素达到一定的浓度时，相应的浓度感受器就会立即开始自动工作，并根据实际的条件以及化学反应的状况，对化学反应中的条件进行自动调整，确保整个化学反应过程的顺利进行。在目前新时代的发展背景下，自动化控制技术已经逐渐成为了该行业日常工作的重要技术手段。

二、自动化控制在精细化工行业的主要应用以及现状

与精细化工行业相当的石油生产行业相比，自动化控制技术在精细化工行业的应用开展得并不是十分顺利，自动化控制技术在精细化工行业中的发展受到生产工序复杂性以及正确的引导作用等，使得精细化工行业中的自动化控制技术并不是十分成熟。

（一）特殊的生产过程是目前自动化控制难以普及的主要原因

传统的化工生产过程原料相对单一，反应原料配比相对恒定;反应连续且快速，反应过程停留时间短;但是当原料反应速度和化工原料反应速度之间达到基本平衡时，可轻松实现连续、稳定、高效率的全方位自动化化工生产，全程甚至不必再需要任何人工技术干预，基本上都可以由工厂自控化工操作员一人兼任。但传统精细化工的生产过程工程线较长、单元氧化反应多、原料复杂、中间反应控制管理要求严格等几大特点，特别是每一步单元反应都需要不同的反应条件，产品中间反应控制过程需要人工进行大量的分析，精细化工产品生产管理过程的工艺特殊性，使得自动化控制技术似乎没有用武之地。

（二）行业缺乏示范和辐射效应

国内的精细化工产业以中小企业发展为主，普遍存在企业规模小、利润低、效益差等客观问题，许多企业个体经营者对于传统的作坊式人工生产管理观念根深蒂固。由于企业前期资金短缺、员工素质不高，已有的人工机械操作已不能完全满足企业生产力的要求，由于产业前期缺乏自动化生产的技术示范和产业辐射带动效应，企业前期尝试的一些生产项目也因盲目冒进、企业疏于对人工操作/设备维护技术人员的专业培训，自动化生产发挥不了一些实质性的示范作用等，也是目前造成国内精细化工产品自动化产业发展迟滞的主要原因之一。

（三）生产过程中忽视了国家的政策

近年来，国家对精细化工企业的技术生产工作提出了越来越高的要求，从《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》《重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案》等不难发现，通过安全生产自动化控制技术，要求将国家指导性的安全控制配备方案贯彻实施，全面完成我国精细化工生产企业生产自动化安全控制配备系统升级改造，将大大推动安全自动化配备技术在我国精细化工生产行业发展中的广泛普及应用程度，不仅使其能有效率地减少化工安全事故的频繁发生，同时也有效保证了化工生产系统运行的安全持续、稳定，保证了化工产品的技术质量和成品产量，改善了企业员工日常工作时的环境并大大减少了其在企业中使用工时的成本。但是有部分相关企业在进行生产制造的过程中，对于国家的一些政策并没有过多地关注，不能及时跟随国家的发展步伐进行生产和发展，这对于化工行业自动化控制技术的发展十分不利[2]。

三、自动化控制系统在精细化行业中的重要应用

在精细化工生产过程中，被控对象往往存在不同程度的生产延迟，即长期滞后生产现象。在精细化工行业普遍采用的批量生产模式中，延迟滞后问题更为突出。通过对时滞控制系统的理论分析，发现无效时滞控制系统比其它有效时滞控制系统更稳定，更易于控制。通过工艺装备的不断完善和自动监控技术的系统结构优化，可以在更大程度上解决生产滞后现象，这对我国精细化工自动化控制技术改造仍具有积极的現实意义。

（一）优化生产工艺，改进生产设备

在我国每年出口的精细化工产品中，几乎全部以间歇式加工生产和全过程加工为主。生产流程也几乎是所有实验室反应过程的单纯能量放大。如果我们能通过生产工艺技术和设备工程技术的综合改进，对反应生产流程设备进行连续性优化技术改造，如连续管式反应器生产设备，如连续釜式组合反应器、管式连续反应器、流化床管式反应器等，可以用来调整管式连续反应器的位置。例如，初始终点入口管的空间位置（釜内相同的入口管空间）相当于整个反应器的初始终点反应时间，中间入口管的位置相当于釜内的中间终点反应时间，管端的终点反应时间相当到釜中所有的终点反应时间。也就是说，对于不同的间歇反应点，可以控制连续反应时间和连续反应空间的长度，实现了其从间歇连续反应阶段到连续间歇反应的空间转变，有效率地降低生产工艺过程管理中的物料滞后效应，容易用于实现较高应用程度的物料自动化过程控制。这也极有可能认为是一些目前市场产量较大的新型塑料精细化工品的原料及该品种的当前工业应用发展主要技术方向，如过氧化物加氢、硝化、水解、氯化、氨化等生产线全过程均已经基本实现连续批量化、自动化批量生产，使得企业工艺水平和企业产品质量大幅提高，成本率也相应大幅下降。

（二）在现有的生产工艺和设备的基础上进行自控优化

对于不需要进行连续自动化控制改造的各种生产控制装置，通过对自动控制策略的正确选择和优化即可来快速完成各种自动化控制改造，可以由此达到较好的自动控制改造效果。精细化工中自动化控制的一个核心技术问题主要在于如何克服其产品生产的全过程管理中的各种滞后生产现象，滞后问题分为两种主要类型：容量上的滞后和纯阻力滞后，容量上的滞后一般来说是由于扰动物料或介质能量的运动传递系统需要通过一定量的阻力而扰动引起的，通俗的话来说，就是扰动对象物料受到一定的阻力作用后，从不稳定一直到再次稳定的一个过程;纯容量滞后的阻力产生一般来说是由于扰动介质的物料输送阻力需要经过一段时间而扰动引起的，被容量调节器参数容量开始发生变化的第一时刻落后于阻力扰动对象出现的最后时刻，这个落后的一段时间过程称为纯容量滞后。如何通过自控过程优化技术解决这两类过程滞后技术问题，也是企业精细化工艺和生产过程自动化控制改造中必须面临的重要技术问题[3]。

四、自动化技术在精细化工行业中的发展前景

（一）取长补短，加强信息交流

国内外在石油化工及其他基础材料化工制造产业中的总体质量自动化先进程度远远要高于其他精细化工制造行业，无论是化工自控质量仪表的正确运用还是质量控制策略的正确选择都已经有许多成功经验和相关技术成果可以我们借鉴。精细化工自动化技术的稳步发展局限在生产行业内部是远远不够的，还需要向国内外先进的精细化工工业自动化设备生产技术行业专家进行技术交流和研究学习，克服不平衡的发展状况，推动整个生产行业化工自动化技术水平的不断提高。

（二）重视专业培训，提高操作维护水平

自动化技术是一门集计算机、网络、自动控制、仪表于一体的交叉综合性技术。它是一种跨学科、跨行业的综合性技术。专业性强，技术更新快。随着自动化在精细化工行业中的作用日益重要，设备和专业人员的素质也是判断企业自动化程度的标准之一，合格的自动化人才需要丰富的知识和不断学习更新。因此，在对员工的专业培训中，企业也需要不断提高自己的专业操作水平，不断提高自己的专业技能。

结语：自动化控制技术逐步成为了我国经济化工行业的重点内容，相关的企业要对自己的技术水平进行不断的提升，以期能推动我国经济的快速发展。

参考文献：

[1]刘正昶. 精细化工行业中自动化控制的实践研究[J]. 轻松学电脑， 2019， 000（022）：P.1-1.

[2]张榛. 自动化控制在精细化工行业中的应用[J]. 当代化工研究， 2018（5）：78-80.

[3]乐龙斌. 自动化控制系統在精细化工企业中的应用[J]. 数字化用户， 2017， 23（034）：111.