论化工行业自动化仪表的常见种类与功能

论化工行业自动化仪表的常见种类与功能
1、化工生产过程自动化的相关概述
1.1 自动化的概念
从广义上来讲，自动化主要就是指机器设备在没有或少有人员参
与的情况下，通过自动检测、信息处理及分析、操作控制等系统的运
行下，完成实际生产任务。操作人员只要通过观察就可以监控整个工
厂的每项设备的运行情况。生产过程的自动化系统除了能够采集和处
理信息，还能通过控制系统对执行器进行调节，优化生产过程和保护
人和设备的安全。同时，自动化的出现及推广应用也标志着我国科技
水平较之过于已经得到了质的飞跃。自动化在实际运行期间整合了多
学科的科技技术，并对其进行了高度集约化的管理及控制。
1.2 化工自动化生产的概念
化工自动化生产指在化工行业实际生产的过程中应用自动化技
术，从而满足自动化生产的要求。同时，化工自动化生产实质上就是
将多种自动化生产设备及生产技术进行系统的整合，并使其成为一个
能够实现稳定运行的生产系统。同样，化工行业，特别是煤化工行业
在实际生产期间会具有一定的风险性，不仅会影响到产品的质量，更
会对化工企业经济利益乃至工作人员人身安全造成严重的威胁，因此
自动化生产技术此种将劳动力转化为自动化生产的方式便成为了各
化工企业的重要发展战略之一。现今阶段，化工企业都讲求的自控率，
主要指联锁回路、自控回路的投用率，在石化、煤化企业中，自控率
普片在99%以上，这也是化工企业安全稳定生产的筑基石。
2、化工行业自动化仪表的常见种类
2.1 自动化温度仪表
在化工企业实际生产的过程中，温度系数对其生产效率及生产质
量具有直接的影响，因此需要相关工作人员的高度重视及实施监督。
而将自动化温度仪表应用在实际生产系统中，就可以起到良好的控制
及监测温度的作用。温度元件一般分为热电阻和热电偶两种，常见的
热电阻又分为PT100、PT1000，且有两线制、三线制、四线制之分;常
见的热电偶又分为K型、J型、S型等等，种类繁多，选择时应注意
感温元件的测温范围。温度变送器是将电阻或弱电势信号，通过相应
的变送输出成标准信号，进而进行信号传输。
2.2 自动化压力仪表
压力系数同样对化工生产效益具有决定性的影响，没有进行控制
的压力往往会造成自动化设备运行事故的发生。而自动化压力仪表就
是在此基础上设计并投入使用的设备之一，其在实际运行期间能够将
设备压力系数进行全面的收集与整合，同时将压力系数以更加直观的
方式展示在工作人员的面前，便于工作人员对压力进行及时的调整，
大大提升了生产的安全性。现在的压力仪表，稳定性和连续性都有了
很大的提升。
2.3 自动化流量仪表
自动化流量仪表主要就是指对相关液体进行控制及监测。同时自
动化流量仪表也依照化工产业的实际生产需求分为多种类型，最常见
的是：质量流量计、涡街流量计、孔板流量计、电磁流量计等。具体
而言，自动化流量仪器可依照物料的介质不同分为质量流量仪表和体
积流量仪表等，两种计量单位可以通过温压补偿或者密度系数进行转
换。同时，不同的流量仪表在化工行业实际生产中应用的方式也具有
一定的差异性，需要相关工作人员对其进行认真的选择。
2.4 自动化物位仪表
在化工行业实际生产期间，也应对生产原材料进行准确的控制，
并以此降低实际生产过程中所发生的风险性因素。而自动化物位仪表
可实现对原材料用量的控制，并且相较于人工操作而言，自动化物位
仪表控制具有较高的效率及精准性。同时，自动化物位仪表也依照其
测量原理分为以下几种类型：差压式液位计、射频导纳液位计、超声
波液位计、浮子（浮筒）液位计、雷达式液位计、放射性液位计等。
2.5 自动化分析仪表
自动化分析仪表，主要指的自动化在线过程分析仪表，用于化工
生产流程中（即在线）连续或周期性检测物质化学成分或某些物性的
自动分析仪表。主要对工厂的安全和产品的质量起决定性作用，一般
由取样预处理、分析仪、电源和电子线路、显示和记录四个部分所构
成。化工过程自动化生产中常用的分析仪表一般有：流程PH計、氧
化锆、红外气体分析仪、在线色谱分析仪、磁氧分析仪等等。
以上为化工生产过程自动化中的五大参数，在化工生产过程中起
着至关重要的作用，控制系统利用五大参数通过智能执行器对调节对
象进行调节和控制，以达到稳定生产的作用。自动化仪表一般分为传
感器、变送器与智能控制器三部分，仪表将信号传送给DCS、PLC等
控制器的I/O卡件，然后通过控制器CPU进行计算，将数据传送给
上位机，把温度显示出来，并对被控变量再进行运算和控制，以达到
所需的设定值。
随着科技的发展，检测仪表也越来越智能化，在体积减小的情况
下，精度越来越高，抗干扰性越来越强，免维护性越来越普及。尤其
现在总线技术的普及，越来越多的仪表支持更多的总线通讯协议，也
使得自动化仪表达到更好的经济性与智能性。现今，SIL分级的概念
日渐推崇，为了安全与准确通常对重要仪表测点设置三取二进行监控
联锁，以提高测量及操作的准确性，避免误操作与失效风险。对危险
的介质测点将信号接入独立的安全仪表系统，以保护人和设备的安全。
3、化工行业自动化仪表的功能分析
3.1 自动化仪表的记忆存储功能
化工行业自动化仪表，具有一定的记忆功能。原有仪表，主要是
利用电路组合进行简单的工作，其记忆时间非常短，经常会被下一个
数据代替。而现有自动化仪表在原有基础上加入了微型存储芯片，大
大提升了仪表对于数据的记忆及存储功能，更便于相关工作人员对设
备实际运行的历史趋势进行调用，为故障分析、工艺判断提供依据。
3.2 自动化仪表的编程功能
随着的电子技术发展速度的逐渐提升，在现有自动化仪表中也融
入了计算机编程设计功能，冠以强大的嵌入式芯片，使得仪表发挥出
可编程控制器的功能，其自身运行情况及系统上的升级也可以借助编
程软件很好的诊断及完成，从根本上提升了化工工程在实际生产过程
中的各项资源的利用率。
3.3 自动化仪表的监督功能
在化工行业实际生产的过程中，自动化仪表设备不仅可以对生产
中各系数进行精准的采集，也对生产期间各设备的运行情况进行监督，
及时发现相关设备在运行期间的风险性。同时，可通过联锁报警功能
提醒操作员注意设备的运行是否正常。自动化仪表还能够对发生故障
的部位进行自我诊断，并将诊断结果通过总线快速的传输到上位机中，
降低了设备运行故障对实际生产造成的不良影响。
3.4 自动化仪表的处理功能
自动化仪表处理功能主要体现在其对设备实际运行期间信息资
源及数据的处理上，例如生产值之间的相互转换、生产流程的线性化
处理、设备实际运行期间的抗干扰性能等方面。同时，在自动化仪表
中加入了软件及芯片处理装置，仪表中存储数据也可通过总线上传到
计算机处理，由于仪表的智能处理功能不断加强，也减轻了控制系统
的工作负担。
总结：总而言之，随着科技技术的不断发展，以及“中国制造2025”
以及“工业化4.0”概念的普及，自动化生产越来越智能，越来越普及，
各地都在建设信息化智能化工厂。新一代信息技术产业的发展，大大
加快了化工自动化工厂的发展，工业自动化也迎来突飞猛进的发展，
其中自动化仪表实际运行质量及运行效率对于化工生产具有直接的
影响，因此这就需要相关工作人员将当前的发展重点转向至对于自动
化仪表的深入研究上，明确自动化仪表的种类以及不同种类的各自功
能，在合适的工况下选择合适的自动化仪表选型，并以此促进化工企
业稳定可靠的生产。