化工自动化控制及其应用研究

王頔

摘要：经过多年的攻关和不断的技术开发研究，我国近年来在化工自动化控制的控制规律、方案以及实施技术和规模集中方面，都已经取得了一定的成功经验，经济效益也得以显著提升，全国的在建百万吨乙烯厂犹如雨后春笋一般出现，为今后我国护工自动化产业的进一步的发展奠定了良好的基础。但是现阶段我国的化工自动化控制及其应用研究工作，仍然有许多亟待解决的问题，需要我们进一步深日研究。化工过程控制对于提高化工工艺水平，提升化工产能、产量、质量和淘汰落后产能，以及改善化工企业劳动效率等方面都将发挥越来越主要的作用。

关键词：化工自动化；控制；应用

1 化工自动化控制的现状和发展

近幾年，随着我国经济和社会的快速发展，自动化仪表正在朝着智能化的方向发展，并且已经取得了较大的进步，智能化仪表实现了数字化、小型化、轻量化，发展转变最大的就是实现了信号传递，也就是说化工自动化使用了现场总线技术，这样一来，将传统的模拟量信号转变为具有编码功能的数字量，大大减少了仪表电缆的使用量和人工铺设费用。化工自动化控制技术涉及到很多的现代技术，例如：控制理论技术、仪表技术、计算机技术等，从而对化工生产实现检测、控制、管理等目的，最终增加化工产量、减少能耗、生产高质量的产品的技术。化工自动化控制技术主要有三大系统组成，即化工自动化软件、硬件、应用系统。现如今，化工自动化控制成为制造行业中的最重要的技术，通过此技术可以有效的解决化工生产中出现的问题。现如今，当前我国化工自动化控制发展大部分都是从国外引进先进的设备，在投入使用一段时间后，根据企业的特点进行再次开发与利用。

2 一般控制与自动化的区别

2.1 一般在化工生产的过程当中

可以把不同种类的工艺平衡状态当作相对稳态的一个状态。如果在化工生产过程中趋于稳态状态时，一旦发生了干扰情况，所控制的变量则会偏离，然而，这时则可以通过在系统设备当中的装置从而促使变量逐渐的往稳定方向发展。在这个过程中，把受到干扰出现偏离的又回到稳态的过程则可以称作是动态过程。在一般情况下，我们把回复的过程可以看作是震荡式，把控制变量归位到初始状态，而也可以通过把控制变量转变为新的稳定状态。当前，在部分的生产设备当中，一般都可以通过预测把可能发生偏离的动态进行设计，而不能把所有的稳态进行计算设计。

2.2 由于化工自动化控制在发展过程中的效果是与信息反馈紧密相联的

通常在控制系统当中，主要是通过控制器进行采集信号，一旦把预期想要控制的信息传送到控制器里，并且对信息数据进行比较，再由控制器决定应怎样对其校正，因此，我们把这种传递的过程就称作是信息闭环回路的负反馈。由于信息反馈最重要的作用就是提高控制质量，这也是比较有效的一个重要措施，信息反馈通过改变其规律和大小等方面，则可以产生一定的控制效果，此外，也可以把相对不够稳定控制通过转变和调节作为质量控制的最佳状态，所以，在控制系统当中，闭环回路的负反馈则是最重要的一部分。

3 如何提高自动化控制水平

3.1 选取好质量控制的参数

如果参数本身很不符合正态分布，一般其平均值（算术平均，几何平均，重均，数均等等）能够符合正态分布。如果还是效果不行，则应该换更本质的，能够反映其性能的其它参数。比如某种氧化物产品，最初是微米大小，其粒度分布可由激光散射粒度仪准确测量，用体积平均值做指标来衡量就很好。后来产品改进成纳米级，粒度仪难以给出准确的结果，用高分辨显微镜则时间太长，不适合做为过程质量控制手段。

3.2 预防式质量控制管理

主动预防式更包括研究开发人员定期主动介入生产和质保过程，及时从一些异常痕迹中发现问题解决问题。许多异常痕迹往往不是工厂或质保人员的知识体系可以意识到的。此外，有时候问题并非真正在生产上，而是在质检人员的操作程序误差上，这些往往不是质检部门本身能够迅速发现解决的。

4 提高化工自动化控制水平的有效措施

4.1 质量控制参数要合理选择

在试验生产过程中，必须要选择质量较好的控制属性与指标。但是，对于化工企业来说，参数大多数都不是统一、规划的，大多数都呈个分布的。通常情况下，参数都符合正态分布，那么我们就可以选用正态分布的理论来描述化工自动化控制的各项指标。

4.2 采用预防式质量控制管理模式

在主显示器上接收数据信息，并且可以绘制出相应的质量控制图，当发现系统出现问题时，就应该立即产生警报，通知有关人员要及时采用有效的措施加以解决。此模式就是与方式的质量控制管理模式，而且这也是最常见的质量控制模式。化工自动化控制管理目标是要获得稳定的可靠产品。一旦质量控制效果不好，那么生产的产品也就不符合要求，所以，必须重新就行加工，结果大大增加了生产成本。然而，如果质量控制效果良好，那么就会使化工企业生产效率大大提高，而生产成本也就相应的会减少。

5 化工生产中自动化控制具体应用举例

5.1 自动化控制在急停系统中的应用

安全生产事故大部分是由人和物的不安全因素导致的，为最大限度的保障生产的正常运转，避免因事故带来的人身和财产上的损失，化工自动化在急停系统中的应用显得尤为重要。其主要工作原理是某一生产环节一旦出现故障，该系统就会根据设置好的程序对正在运行的程序进行依次关闭，从而避免安全事故的扩大化这就是安全仪表联锁系统。另外需要注意的是在完善自动化急停系统时，必须保证其独立性，避免其他设备故障对急停系统造成影响，也不可以各种方式绕开安全仪表联锁系统。

5.2 自动化控制在故障分析中的应用

对生产设备进行及时有效地数据分析是实现自动化控制在化工生产过程中最重要的环节之一。在化工生产过程中，利用自动化控制技术对设备进行数据分析，将故障信息以数据报告形式显示出来，以便技术人员及时发现并进行处理。由此可见自动化控制技术不仅可提高化工生产企业的工作效率，合理规范生产流程，还可以及时发现生产过程中的安全隐患，为避免安全生产事故的发生提供有力保障。

6 化工自动化控制的产生及发展

同其他技术科学的发展历程相仿，自动化控制理论的产生也基本是基于生产与发展的需求，在人类已有的技术和科研知识成果基础上，顺应时代的发展需求而产生。自动化技术首先在上世纪 30 年代的电子通讯工程中取得了较大的发展而本世纪 60 年代自动控制理论进一步得以深化和延伸。现代控制理论作为一种设计和分析复杂控制系统的科学方法，以Kalman 等的最优滤波理论、Bel1man 的动态规划理论为标志，特别是近年来的工业应用领域中对工业过程自动化的大量生产和中试实践活动，使得公共自动化控制从稳定单个工艺变量的 SISO系统，扩展到对于整个单元操作运行的 MIMO 系统操作，推动了生产装置的优化，加速了工艺流程改进的步伐。

7 结语

化工自动化控制是一门主要应用自动控制仪器表的学科，一般情况下这个学科主要是在化工这方面应用。进入二十一世纪之后，我国经济迅速的发展的同时，化工自动化控制也因此受到影响而飞速的发展。这篇文章中，我们就我国现在的发展情况和化工自动化控制的自身特点进行研究讨论，从而指出化工自动化控制存在的一些不足，进而提高使化工自动化控制更好的发展的措施，使我国化工自动化控制发展的更加完善。

参考文献

[1] 褚兴典，齐好军.浅议化工自动化控制技术[J]. 化工管理. 2015（23）

[2] 晁元德.化工自动化控制的发展趋势分析[J]. 化工管理. 2014（05）

[3] 王骥程.谈谈化工自动化的发展[J]. 炼油化工自动化. 1983（02）

（作者单位：天津联维乙烯工程有限公司）