孙伟 经丹
内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司 内蒙古 赤峰 025350
摘要：化工仪表作为监测化工产品生产的重要仪器，将自动化技术运用于化工仪表中，可在自动化的程序控制下，减少各种故障情况的发生，增强化工生产的安全性与稳定性，使化工生产更加智能化与现代化。对此，作者结合个人所学及相关资料，对化工仪表自动化技术进行了深入分析，旨在为相关人员提供参考。
关键词：化工仪表；自动化；自动控制
引言
化工产业是国民经济的重要组成部分，在我国工业化进程中发挥关键作用。在节能环保理念下，化工生产要兼具安全性及高效性，借助仪表自动化控制技术，能够达成这一要求。分析化工仪表自动化过程控制的技术优势及相关问题，可进一步提高仪表的智能化水平。化工自动化主要指在化工生产过程中借助先进生产设备，实现对工艺参数的自动检测、自动调节，进而使化工生产过程步骤得到优化控制。从流程上看，化工自动化是机器设备运转，生产过程中可以尽量少的人参与其中，通过设计操作要求，由仪器设备对要求进行响应，在检测、信息分析、处理、判断、操控上进行自动化操作。化工自动化仪器的应用为化工生产自控水平的提高提供了物质基础及技术支撑，化工企业在选择化工仪表仪器时，可以结合实际生产需求，选取具备更高生产效率及安全指数的自动化仪器。
1化工仪表自动化技术阐述
化工仪表作为化工生产过程中，必不可少的使用设备之一，化工仪表实际应用时的精准性，将直接影响到化工生产的质量。近年来，在受到科技技术快速发展的影响下，社会对于化工生产质量提出了更高的要求，这促使化工仪表的精准性提升与控制，成为了化工仪表应用的重要要求之一。因当前化工生产趋向于高效化的发展趋势，自动化技术逐渐被运用于化工仪表中，且这也是提升化工生产效率与质量的有效方法之一。化工仪表自动化技术是以计算机技术为基础，融合自动化元件、设备、过程控制技术、网络技术、信息技术与其他先进技术，在各种参数的设置下，通过指令传递的方式，实现产品的自动化生产，化工仪表自动化技术的出现与运用，使化工仪表从单一的测量功能，转变为了测量、存储、控制、预警与数据处理等一体化平台，这极大的促进了化工生产行业的发展，实现了化工行业的初步自动化。
2化工电气自动化仪表的主要故障问题
2.1温度自控仪表故障
(1)单点热电偶常见故障首先热电势值较低，热电偶受潮，绝缘性能变差；补偿导线和热电偶极性反向链接；线路电阻不够精确。其次热电势值较高，补偿导线与热电偶类型不相符合；热电偶电极材料发生质变。(2)多点热电偶常见故障在现代化化工企业中，存在各式各样的大型反应器，为了准确了解认知反应器内部不同分布位置的具体温度，需要使用多点热电偶。对于单点热电偶而言，多点热电偶的套管相对偏长，除存在单点热电偶常见故障之外，其自身还存一些特殊性故障。多点热电偶的套管过长，很容易脱落，使得测量温度差异过大。而且套管脱落需于系统停车之后加以清洗或者置换，并重新固定。在热电偶测量反应器处于相同水平面温度的时候，常常会出现一些数据偏差过大，此时需检查是否是变送器模块出现故障，是否需要重新更换模块。在反应器内部介质流速或者密度发生巨大转变时，多点热点偶数据存在偏差，则不认为是仪表出现故障。
2.2仪表安装故障
在安装化工电气自动化仪表的过程中，有些安装人员不严格按安装标准和安装流程操作，就很可能导致仪表在安装过程中出现损坏问题，进而引发仪表应用故障的出现。
2.3压力自控仪表故障
在化工生产过程中，特别是危险化学品生产时，经常会带有高温、高压、有毒、有害等不良现象，压力则是自动控制系统运行监控的关键参数。基于智能压力变送器为典型代表的压力控制系统在化工生产中广泛运用，智能压力变送器的应用在很大程度为操作人员严格把控生产进度提供了方便。压力控制系统常见故障是现场压力故障与运行系统故障，在故障出现的时候，需考虑故障性质属于现场故障还是系统故障，并详细核验现场压力显示与系统显示的一致性。系统显示错误、现场仪表显示正常的时候，则需要考虑系统故障，可重启控制系统。现场智能变送器经常出现的故障即输出显示为0，可认为电源线接反或电源电压不满足24VDC，或者电子线路板损坏。
3化工仪表自动控制系统维护技术分析
3.1做好化工仪表自动化各类技术档案的收集及管理
化工仪表自动化过程中，随着技术模块的升级，会产生大量的化工仪表技术档案，如设备升级、仪表维修、日常巡检等，应做好档案的收集及管理：一是设置技术人员及管理人员对化工仪表档案进行收集整理及存档，对档案分门别类，避免出现档案遗失；二是制定化工仪表技术档案的管理及应用制度，对技术档案中的数据信息做好研究利用，不能束之高阁；三是结合化工企业自动化水平情况及企业自动化需求，更新技术档案。
在引入新的自动化化工仪表后，比对附带的技术档案，与原有仪表档案进行比对分析，查找自动化提升所在，为后续仪表设备的升级换代提供依据。
3.2软件冗余
软件多重冗余的逻辑表决即冗余系统通过多数原则明确结论的具体过程与方法。就相同介质的测量，可安装两块或更多仪表进行测量，将数据分别传输于冗余系统表决，从而明确系统执行状态，冗余表决的实践应用在很大程度上提升了自动控制系统可靠性与稳定性，并降低了非必要设备联锁动作对于化工生产的影响。通常情况下，表决方式主要有二选一表决逻辑、二选二表决逻辑、三选一表决逻辑、三选二表决逻辑。就三选二表决逻辑而言，在正常状态下，三块自动控制仪表状态都显示为1，只要其中任何两个自动控制仪表组合信号都为0，那么表决器便会直接命令执行器快速准确执行联锁动作。三选二表决逻辑是相对更为合理的选择，其不可以避免二重化系统无法辨别真伪的不足，任何通道不论出现怎样的故障，系统通过表决之后都可照常运行，从而促使其安全性与可用性处于科学合理的水平状态下。
3.2跟进化工仪表自动化应用过程中的维护保养
化工仪表自动化应用过程中，对仪表装置要制定严格的维修保养制度并执行，确保化工仪表在参数上始终保持高精准度，保障化工生产过程中的效率及安全：第一，维护保养化工仪表时，应根据化工仪表的类型差异，明确维保细则，设置专业维修技术人员参与维保过程，避免仪表重要元件部位，如控制器、仪表盘等出现电子短路等问题；第二，对化工仪表的精准性进行校对，考虑化工仪表所处工作环境的复杂性，通过试验手段，测试其在极端生产环境下数据参数显示的精准性，如数据显示失准，及时调整，以免对化工产品生产质量造成损害。
3.3实时仪表监控技术
实际运用时，实时仪表监控技术是以DCS和PLC控制技术为基础，对生产环境与生产过程中产生的各项数据，实时分析与记录各项数据，并在数据分析完成后，将数据反馈给工作人员。工作人员在获取到实时仪表监控信息后，根据内容及时调整与管控，即可最大程度的确保化工产品生产的效率与质量。化工仪表生产过程复杂，危险因素比较多，但实时仪表监控技术的运用，为提升化工产品质量提供了众多优势。实际运用实时仪表监控技术时，需要对应完善相关技术与设备，以计算机技术、信息技术与先进相关技术为支撑，合理安排人员负责实时仪表监控的管理，才可发挥出实时仪表监控技术的优势。
3.4硬件冗余
通过多相同模块或部件拼接，在热备用工作模式下，其中一块保持工作状态，负责系统数据采集、运算、控制输出、网络通讯；另一块备用，负责全过程实时跟踪工作卡内部控制状态。工作/备用卡件间的正负逻辑是相互排斥的，也就是一个为工作卡，另一个为备用卡，二者之间存在冗余控制电路与信息通讯电路，负责协调两块卡件，并有序运转，以确保输入输出特性的同一性。现代化通讯技术的快速发展在很大程度上促进了冗余技术升级优化，冗余技术包含在线故障检测技术，可发现故障、定位故障、隔离故障、告警故障。故障检测主要包含电源、微处理器、数据通讯链路、数据总线、I/O状态等等。而故障诊断包含自诊断与相互诊断，自动控制系统出现故障的时候，可无扰动自主切换。冗余技术不仅可帮助维护人员评估判断系统故障，方便及时维护，消除故障点，还可显著提升系统可靠性与稳定性，从而确保化工安全生产。
3.5数据网络拓展以及自动化控制系统的智能化
移动化管理应用与工厂数据信息网络化伴随着工厂的发展一同进步，总部对于各地工厂的情况需要随时得到了解，就需要借助互联网技术，所以需要库存采购管理、人力资源管理、数据集成分析、生产过程控制等多个管理模块组成企业管理整体解决方案。智能化数据分析主动式维护保养控制系统是工厂的核心，对现场的数据进行采集运算，在利用现场执行单元的调节控制就是成个生产装置的大脑。计算机网络的发展带动了现场总线控制技术一同发展，自带微处理器的智能传感器与智能执行器的大量应用，分担了大部分需要传统控制系统的运算处理，控制系统也从直接面对现场测控仪表的生产控制，转变为工厂数据处理中心，负责与现场监控仪表处理器的数据共享、优化工艺方案、主动式维护保养、运行数据信息化以及故障预警等，形成了智能型控制系统为数据处理核心、测控功能下放的分工协作网络模式。
结束语
综上所述，化工行业是我国国民经济的产业支柱之一。立足于长远化的发展角度而言，化工仪表融入自动化技术，进行深入的功能改进与完善，是实现化工产品高品质的重要技术策略之一。在实际进行化工仪表运用时，可根据化工产品的生产情况，合理运用自动化控制技术，不断改进与推进自动化技术在化工仪表中的应用，扩展化工仪表的功能，进而有效提升化工产品的生产效率与质量。
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