化工自动化仪表及控制系统的智能化

发表时间:2021/9/3   来源:《科学与技术》2021年第4月第11期   作者:辛明
[导读] 现代化工业水平持续上升,对过程控制提出严格要求。工业领域应用过程控制方式,已经
      辛明
      大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司
      摘要:现代化工业水平持续上升,对过程控制提出严格要求。工业领域应用过程控制方式,已经成为自动化重要分支。热工、化工工艺设备持续革新,为了全面发挥出工艺效能,增加经济效益,需要配置自动化装置。现代工业发展速度加快,自动化控制提出较多严格要求,对仪表智能化提出重要指示。现阶段,化工企业生产规模持续扩大,且生产技术、工艺内容日益复杂,合理应用智能化仪表,全面促进化工发展[1]。
      关键词:化工;自动化仪表;控制系统;智能化
1 智能化仪表特点与功能
1.1数据存储功能
      在智能化仪表中配置微处理器,只需针对仪表实施通电操作,就可以恢复到断电数据状态。对于传统仪表来说,通过组合逻辑电路、时序电路方式,可以高效采集数据。然而仪表断电之后,需要从初始状态计算应用仪表,人力与物力消耗大。智能化仪表具备记忆功能,能够存储多个数据参数[2]。
1.2计算功能
      在传统仪器使用中,操作人员可以获取基础参数,之后通过模拟算法电路实行运算。通过此种方式,只能对简单数据进行分析。如果需要处理海量、复杂数据,则操作消耗时间比较多,相应降低计算精度。应用智能化仪表,需要采用数字电路控制法,能够实现准确数学运算。
1.3可编程特性
      利用编辑方式,可以实现程序功能,植入系统能够代替硬件结构,全面实现仪器仪表功能。按照逻辑电路可知,计算机软件程序替代后,属于硬件软件化处理。尤其是接口芯片复杂控制。当选用程序编写时,则操作较为简单[3]。如果应用硬件编写,需要依赖定时电路和控制电路,相应增加系统复杂度。
1.4误差修正功能
       微处理器应用软件,可以实现自主计算与分析,处理检测过程的抗干扰问题、线性化问题,有效缓解硬件负担。计算机系统存储容量大,所以采用远程控制方式,合理引入计算机系统,能够获取仪表检测结果,同时做出相关处理反应。微处理器可以降低误差,自动补偿误差。将温度补偿、传感器动态补偿、盲目补偿应用到智能化仪器中。
1.5网络化功能
      智能检测仪表具备网络化特点,利用网络系统联系多任务传感器、计算机系统,实现统一化管理,高度完成任务要求。在多操作、多网络状态下,可以对数据信息进行统一化监控、分享、处理,确保工程技术人员、质量安全人员分析数据信息。智能仪表中,仪表和单片机融合在一起,能够改变检测方法,创造新型测量仪器,无需依赖模拟化仪表,遵循预设计算方式。
2 智能化仪表的过程控制优化
      在实际生产操作中,因受到限制条件改变,最优设定值将会处于动态变化套在。智能化仪表按照控制量变化,对控制过程参数予以修改。在过程控制中,涉及到预处理电路,可以将输入信号进行整形、运算、补偿处理,利用模数转换器,可以将模拟信号转化为微处理器识别信号,利用串口将数据传输到寄存器内,存储相关数据信息。利用中央处理器,加工处理参数,将其存储到内存条,优化配置寄存器,显示出中奖数据。微电子技术、优化技术快速发展,在微机控制过程中,可以有效应用实时优化技术,从而优化整个生产过程。实时优化概念复杂,然而可以将其划分为动态优化控制、稳态设定值优化等。
2.1 动态优化控制
      此种优化控制措施,主要是调节变量与设定目标值比较接近,随着时间的变化,目标值也在持续变化,并非固定值。系统优化反馈控制、模型预测控制法需求度高,转变控制参数、控制算法,可以确保系统达到预期要求。
2.2 稳态设定值优化
       控制此种优化控制措施,主要是操作人员设置代数方程,系统按照设定目标要求,深入分析约束条件,对最优控制参数、算法进行计算,以此寻求稳态设定值。


3化工自动化仪表技术应用
3.1设备自动化检测系统
      自动化技术未研发前,设备检修和维护只能由人工完成。虽然这些工人本身有着一定的经验,但是缺乏足够的科学依据,难免会出现失误,给企业带来经济损失。而大数据技术的研发和问世,正好弥补了这一问题。高效的自动检测技术在化工生产中的应用,是社会发展和科技进步的最终方向。所以,企业要从思想上提高认识,不断提升自身的检测水平。同时,还要打造高水平的工作团队,不断提高现有人员的文化素质,保证企业生产运营的安全性。此外,还要积极引进现代化技术,在生产中不断适应和完善。企业对于自动化控制技术的应用,要充分发挥其作用,做好安全检测工作,为化工企业的高效运营和发展提供更加全面的保障。
      3.2现场总线控制系统中的应用
      随着集散控制系统发展,逐渐出现现场总线控制系统,属于升级系统,被广泛应用到化工过程控制中。该系统可以将化工生产智能化仪表,转变为网络节点,并且连接在一起。企业信息能够延伸至现场设备,管理层可以整定在线参数、诊断故障,掌握智能化仪表实况。应用现场智能化仪表时,可以挂设在原总线上,无需增设其他组件。现代化工生产中,遵循 PLC 系统、FF 总线,可以促进现代仪表发展,实现创新应用。现场总线智能化仪表,可以通过嵌入式软件,对内部操作进行协调,实现自动校准、自动诊断、非线性补偿,同时可以分散生产过程控制、功能等。
3.3信号测量检查
信号测量检测主要是利用测量工具对仪表的信号情况进行检测,以确定其故障的准确部位,常用的信号测量仪表有示波器、万用表等多种工具,在实际的测量过程中,应根据实际使用需要选择合适的仪表和测量方式进行测量,以万用表为例,在对仪表内部线路通断的检测方面有着非常好的效果,而逻辑笔则常被用来检测集成电路的逻辑异常。当检测到信号异常部位后,就可以推断出故障所发生的准确部位原因,继而采取措施对其进行修复或者是利用零部件进行替换,来完成对仪表的修复工作。
3.4  仪表程序故障及恢复
      仪表机械结构或者电路方面的故障可以通过替换或者维修的方式进行修复,而程序方面的故障则需要从软件结构方面进行修复。通常情况下,仪表程序故障多数是由于受到了电磁干扰而导致的,此时,可以通过复位或者重启操作,观察其是否能够正常运行,若是故障依旧,则需要检查仪表程序执行是否有错误、存储结构是否发生损坏,并进行相应的排障和维修,使得仪表的数据显示正常。
4化工产业自动化控制发展趋势
      面对日益增长的社会经济,化工企业为了顺应时代发展需求,技术改革刻不容缓。自动化控制源于计算机处理技术,具有强大的信息存储能力和数据分析能力,可根据实际需求完成设备的自动调控,专业性更强。为了保证化工企业的自动化控制水平,需要在实际的生产运营中不断尝试和调整,最终形成符合自身发展实际的生产体系。由于设备自身性能的差异,在设备升级换代中,需要综合考虑其性能匹配程度。平台的构建要充分考虑到系统的是否出现排异,可满足多种自动控制系统的运行需求。现阶段,人工智能已经成为我们生活中不可分割的一部分,给我们的生产和生活带来了更多的便利。在不久的将来,化工企业的自动化水平在科技的推动下,必将形成统一的标准,现场应用不再受性能和参数差异化的影响。
结束语
   综上所述,为了确保智能化仪表运行寿命,必须科学检修和诊断智能化仪表。由于智能化仪表运行环境不同,因此遵循的检修标准也不同。为了延长智能化仪表使用寿命,必须采用科学化理论,联合智能化仪表维护经验,科学预算使用时间,维护和检修仪表故障,确保仪表运行正常化。化工仪表智能化发展,具备显著应用优势,网络化发展趋势,可以充分发挥出网络计算机、仪器仪表资源潜力注重动态优化控制、稳态设定值优化控制、预测智能化仪表的发展趋势,全面展示出智能化仪表的优势与特点。
参考文献
[1]王建涛.基于化工自动化仪表及控制系统智能化分析[J].电子世界,2020(20):40-41.
[2]闫志富.化工自动化仪表及控制系统智能化的研究[J].化工设计通讯,2020,46(05):120-121.
[3]张佳伟.化工自动化仪表及控制系统智能化的研究[J].数码世界,2020(05):272.
[4]周闯.化工自动化仪表及控制系统智能化的研究[J].科技风,2020(10):170.
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