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淺談化工行業(yè)自動(dòng)化儀表的常見種類與功能論文
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，給我們的生活、生產(chǎn)都帶來(lái)了極大的改變，尤其是自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)，更是極大的解放了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，保障了生產(chǎn)的安全性。從技術(shù)層面來(lái)講，自動(dòng)化生產(chǎn)的體系結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，它需要依靠眾多技術(shù)設(shè)備在空間和邏輯上的組合協(xié)調(diào)才能正常有效地運(yùn)行，如監(jiān)控傳感技術(shù)設(shè)備、信息傳輸技術(shù)設(shè)備、控制技術(shù)設(shè)備等。文章主要就化工行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中的自動(dòng)化儀表進(jìn)行相關(guān)的分析與探討。
1 自動(dòng)化及化工自動(dòng)化生產(chǎn)的基本含義
自動(dòng)化指機(jī)器設(shè)備、系統(tǒng)或是管理過(guò)程、生產(chǎn)過(guò)程等，在沒有人或少有人直接參與的情況下，按照預(yù)先設(shè)定的計(jì)劃，通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)、信息處理、分析判斷、操縱控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。自動(dòng)化是伴隨多種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的，它對(duì)這些多種科學(xué)技術(shù)進(jìn)行了整合，其中涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子學(xué)技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)、控制技術(shù)、信息傳輸技術(shù)等。如今，不論是生產(chǎn)領(lǐng)域還是交通運(yùn)輸、醫(yī)療、軍事、家居等領(lǐng)域，都在向著自動(dòng)化的方向發(fā)展。因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)可以有效代替人的勞動(dòng)力投入，使人可以更加專注于更有價(jià)值的事務(wù)，改善人們的生活、生產(chǎn)模式，提升人的創(chuàng)造力、創(chuàng)新力。
化工自動(dòng)化生產(chǎn)是指通過(guò)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。它是通過(guò)將若干的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備在空間和邏輯上組合成一個(gè)系統(tǒng)，并直接作用于化工生產(chǎn)設(shè)備，以代替以往的人工操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生產(chǎn)過(guò)程�；どa(chǎn)是非常重要而且對(duì)于當(dāng)前的社會(huì)來(lái)說(shuō)是不可缺少的，與其他的行業(yè)生產(chǎn)不同，化工生產(chǎn)具有一定的特殊性，如操作精準(zhǔn)度要求高、生產(chǎn)環(huán)境封閉、危險(xiǎn)性高等。人工進(jìn)行操作容易對(duì)工作人員的健康造成損害，而且較為容易出錯(cuò)，輕者會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)不合格，降低生產(chǎn)質(zhì)量，重者會(huì)引起安全事故，造成人員傷亡。而自動(dòng)化技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，則可以取代人的勞動(dòng)，提高生產(chǎn)操作的精準(zhǔn)度，嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝指標(biāo)，確保生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)有效保障人的安全。
2 化工行業(yè)自動(dòng)化儀表的常見種類
自動(dòng)化生產(chǎn)的體系結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，需要依靠眾多技術(shù)設(shè)備在空間和邏輯上的組合協(xié)調(diào)才能正常有效地運(yùn)行。對(duì)于化工自動(dòng)化生產(chǎn)而言，自動(dòng)化儀表是非常重要的一個(gè)技術(shù)設(shè)備，它是整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)體系當(dāng)中的重要組成部分，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中需求的不同，其種類也較多。
2.1 溫度儀表
在化工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，溫度是非常重要的參數(shù)，必須對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地控制，才能確保生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)安全。因此在化工自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，自動(dòng)化溫度儀表也就變得格外的重要。當(dāng)前，自動(dòng)化溫度儀表最常用的有熱電阻和熱電偶兩類，均可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)。通過(guò)顯示技術(shù)將溫度參數(shù)顯示出來(lái)，并通過(guò)信息傳輸技術(shù)、分析處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度參數(shù)的傳輸、存儲(chǔ)、分析和自動(dòng)化控制。
2.2 壓力儀表
壓力也是化工生產(chǎn)過(guò)程中需要著重關(guān)注和控制的一個(gè)參數(shù)指標(biāo)。因?yàn)閷?duì)于很多的化工產(chǎn)品生產(chǎn)而言，壓力都是相當(dāng)重要的反應(yīng)條件之一。如果控制不精準(zhǔn)，一方面影響生產(chǎn)質(zhì)量;另一方面影響生產(chǎn)設(shè)備，造成設(shè)備故障或者安全事故。自動(dòng)化壓力儀表可以通過(guò)壓力傳感器進(jìn)行壓力參數(shù)的采集，將壓力參數(shù)的值準(zhǔn)確地顯示出來(lái)，并根據(jù)生產(chǎn)需求動(dòng)態(tài)地調(diào)整壓力。
2.3 物位儀表
在化工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，對(duì)原材料的使用量必須要做到非常精準(zhǔn)地控制，否則就會(huì)影響到生產(chǎn)質(zhì)量，甚至造成安全事故。自動(dòng)化物位儀表可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程中相關(guān)原料用量的監(jiān)督、控制，而且相比于人工控制而言，其控制精度更高，可以有效確保生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)安全�，F(xiàn)目前，化工自動(dòng)化物位儀表按測(cè)量原理分類，主要包括電容式、超聲波式、浮力式、差壓式、雷達(dá)式、矩陣渦流式等多種類型，其中較為先進(jìn)和準(zhǔn)確的是雷達(dá)式物位儀表和矩陣渦流式物位儀表。
2.4 流量?jī)x表
在化工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，對(duì)相關(guān)液體的流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制也是相當(dāng)重要的。自動(dòng)化流量?jī)x表根據(jù)流量測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不同，可分為不同的種類。例如依照流體介質(zhì)的不同，能夠?qū)⑵浞殖少|(zhì)量測(cè)量?jī)x表和體積測(cè)量?jī)x表，而其中不同的儀表所采用的方法也不相同。質(zhì)量流量測(cè)量通常采用的是直接和推導(dǎo)的方法，但體積測(cè)量則主要采用的是速度和容積測(cè)量的方法。
除了上面所介紹的參數(shù)測(cè)量的儀表，在線分析儀表也是化工自動(dòng)化生產(chǎn)中較為常見的，但是其一般只出現(xiàn)在較為高端的生產(chǎn)儀器中，其主要作用是連續(xù)或周期性檢測(cè)物質(zhì)化學(xué)成分或某些物性。隨著產(chǎn)品品質(zhì)的提升，技術(shù)的進(jìn)步，以及環(huán)境保護(hù)要求的提高，在線分析儀表應(yīng)用愈加廣泛。
3 化工行業(yè)自動(dòng)化儀表的常見功能
3.1 記憶功能
傳統(tǒng)的化工儀表都是簡(jiǎn)單的通過(guò)對(duì)時(shí)序電路進(jìn)行組合工作的，只能做到讓儀表在某一時(shí)間上記憶某種命令，并且這種記憶一定會(huì)被下一個(gè)命令所代替。當(dāng)儀表處于另一個(gè)狀態(tài)時(shí)，前一個(gè)記憶的信息將會(huì)全部消失，但是儀表中加入了微型芯片后，就變成了一臺(tái)擁有強(qiáng)大記憶功能的儀表，它可以同時(shí)記憶多項(xiàng)命令，具有較強(qiáng)的存儲(chǔ)能力。
3.2 編程設(shè)計(jì)功能
隨著計(jì)算機(jī)軟件的不斷研發(fā)，目前在化工自動(dòng)化儀表中也實(shí)現(xiàn)了對(duì)這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用。它可以在某種程度上發(fā)揮儀表中硬件的作用，尤其在對(duì)電路進(jìn)行一定的控制上，在某些接口處安裝具有記憶功能的芯片，將會(huì)實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的系統(tǒng)控制，使用軟件編程很好地解決這一問題。如果使用以前的普通硬件，在體積上將會(huì)存在較大劣勢(shì)，因此使用具有固定程序的軟件，可以大大簡(jiǎn)化儀表中的硬件結(jié)構(gòu)，也可以取代以往的邏輯電路。
3.3 數(shù)據(jù)處理功能
化工儀表在使用的過(guò)程中將會(huì)遇到很多技術(shù)上的問題。例如工程值之間的相互轉(zhuǎn)換、線性化處理、抗干擾等問題。在儀表中安裝了電腦軟件和微芯片后，儀表的測(cè)量工作就可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)軟件進(jìn)行計(jì)算。這樣可以讓儀表工作得更加便捷，極大地減弱硬件的工作負(fù)擔(dān)，自動(dòng)化儀表甚至可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)運(yùn)行。
3.4 故障監(jiān)督功能
在化工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，自動(dòng)化儀表不僅可以通過(guò)自我控制，在一定程度上避免生產(chǎn)故障的發(fā)生，而且對(duì)于不可避免的故障，它還能夠起到很好的監(jiān)督作用。傳統(tǒng)的儀表在故障發(fā)生之后，不能顯示故障的所在，也不能顯示故障歷史記錄。而自動(dòng)化儀表卻能夠?qū)崟r(shí)記錄所有的相關(guān)數(shù)據(jù)，并具有自我診斷故障部位，分析故障原因，為檢修工作提供非常有價(jià)值的參考依據(jù)，提高檢修效率和準(zhǔn)確性，甚至延長(zhǎng)儀表使用壽命。
4 展望
自動(dòng)化儀表是伴隨多種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的，現(xiàn)目前其所涉及到的相關(guān)科學(xué)技術(shù)還在不斷地進(jìn)步，因此化工自動(dòng)化儀表在功能和性能上都還有很大的提升空間。例如，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，將進(jìn)一步提升自動(dòng)化儀表的智能特性，以便其具備更加先進(jìn)的控制能力，進(jìn)一步減少人力勞動(dòng)的投入，將化工生產(chǎn)從自動(dòng)化引向智能化時(shí)代。
5 結(jié)束語(yǔ)
從當(dāng)前來(lái)看，化工生產(chǎn)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，其中自動(dòng)化儀表所起到的作用不容小覷，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加強(qiáng)自動(dòng)化儀表的研究與實(shí)踐應(yīng)用，使其在化工自動(dòng)化生產(chǎn)中發(fā)揮出更大的作用、價(jià)值，推動(dòng)我國(guó)化工生產(chǎn)行業(yè)更快、更好地發(fā)展。
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