摘要：化工生产过程存在易燃、易爆、有毒、有害等危险特性，风险很大。通过自动化控制技术，对液位、压力、温度等参数进行自动化技术控制，能达到自动报警、联锁、切断等功能，提高了化工生产的安全指数。本文对智能自动化在化工仪表中的应用进行了阐述。
关键词：智能自动化；化工；仪表；应用
一、仪表自动化技术的应用
自动化仪表是由众多自动化元件组成的自动化技术工具，通常同时具有测量、显示、记录、控制、报警等多项功能。自动化仪表是自动化系统的重要组成部分，可以完成信息形式的转换工作，将采集的信号输入并转换输出。目前，自动化仪表正向以最优质量为目标的最优化控制发展，控制方法由传统的模拟反馈方式转变为数字开环预测试控制，控制装置从手动定值调节器、PID调节器发展为以微型机为核心的数字调节器以及自适应调节器。自动化仪表在化工安全生产中的广泛应用，使化工行业的管理战略发生了巨大的转变，改变了化工行业的竞争机制，创造了新的经济增长点。
要提高生产效率，简化生产过程，就需要减少人工控制需求。化工生产的复杂性要求自动化仪表首先必须满足直观、易用的要求，这样才能提高自动化仪表的运行效率和实际应用能力。然后，还需要满足智能化和网络化的要求。此外，对于仪表等设备的管理和维护采取先进的管理模式，要求各个方面都做到规范化，进行精细化管理。
二、智能化仪表的特征
1、可编程功能
由于计算机软件的应用于仪表后，大大简化硬件结构，利用简单的软件编程可在控制电路中应用一些接口芯片可完成一个控制复杂的功能，能代替大量的电气硬件逻辑连锁。
2、计算功能
由于自动化化仪表内含微型计算机，可进行复杂的运算，控制精度很高，在自动化仪表中可经常进行诸如乘除一个常数、确定极大值和极小值、被测量的给定极限检测等多方面的运算和比较。
3、修正误差的功能
实时地修正测量值误差是较为复杂的功能。装有微处理器的仪表可以减少误差，依靠限制干扰来提高精度。例如在温度计电路中，如果使用的敏感元件为热电偶就会出现非线性感应，而通过在智能温度计中加入相应的子程序就可以有效地修正热电偶带来的非线性感应。
4、数据处理的功能
在测量中常常会遇到线性化处理、自检自校、测量值与工程值的转换以及抗干扰问题。
5、完善的自诊断功能
通过通信器可以查出变送器自诊断的故障结果信息。智能仪表建立在微电子技术发展的基础上，超大规模集成电路的嵌入，将CPU、存储器、A/D转换、输入/输出等功能集成在一块芯片上，甚至将PID控制组件也置入其中。加之现场总线的应用，智能仪表与控制系统之间的数字通讯将替代以往的模拟传递，大大提高了精度和可靠性，避免了模拟信号在传输过程中的衰减，长期难以解决的干扰问题得到解决。此外，由于数字通讯，节省了大量电缆、安装材料和安装费用。
三、智能自动化促使仪表网络化
将计算机与化工仪表连接起来，通过神经网络自学习、自组织联想记忆功能、模式识别以及自适应等智能化软硬件实现对计算机及化工仪器仪表中资源特性以及潜力的灵活调用。例如通过将数字万用表以及示波器连接到WEB，借助于模式识别软件以及因特网就可以对不同时空条件以及仪器仪表类别特征进行区别，并检测出临界值，最终作出不同的响应;同时也可以借助于分布式数据采集系统替代传统的单独数据采集设备，从而可以通过跨越以太网等网络实现远程的数据采集与测量。
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借助于网络化的智能测量环境，可以将不同任务、不同类型的计算机以及仪器仪表有机连接，从而高效的完成多种形式的任务要求，例如可以将某区域采集的数据传送到需要这些信息的部门或者地方，同时将数据拷贝多份送达相应的部门或者送到远方的数据库进行保存，便于日后的调用。此外化工仪表管理的网络化可以实现不同用户对同一过程的监控，例如
实际操作中质量监控人员、各部门的工程技术人员、主管领导人员等可以在不同地方对各地进行监测，从而免去了亲临现场的麻烦，同时也便于信息的及时搜集、决策制定以及规律分析。在网络化背景下一旦发现问题可以立即实现重新配置或者及时的商讨对策，从而尽快的制定挽救措施。
四、智能化仪表的维护
仪表设备的使用寿命和日常维护是分不开的，同一台仪表设备因使用的环境不同，维护标准不同，其使用寿命肯定不同。使用环境是仪表安装位置与外界环境接触的空气环境，如油污、水汽、灰尘及防护息息相关，仪表内部接触的介质环境都影响着设备的使用寿命及测量数据的准确性，不同环境下使用的仪表设备不尽相同。如何有效提高仪表设备的使用寿命，通过科学理论，结合仪表设备维护经验，对仪表设备使用生命周期预算，在仪表设备损坏故障发生前有计划、有预见性的进行防护检修或更换，有利于现场生产的顺利进行。化工行业仪表设备可分为三大部分：即测量仪表、控制系统、执行机构。
测量仪表主要包括温度、压力、流量、液位等参数的测量装置，这些仪表应根据其重要性及使用寿命周期定期进行维护和更换，对于影响生产的测量仪表可安装两个，作为一备一用，实现化工生产的顺利进行。
化工生产的控制系统一般采用DCS控制系统，DCS可靠性高，故障率低，自诊断报警功能强，安装位置周边安全性高，机房建设标准高，使用环境好，而且重要仪表控制回路又采用冗余配置，因此DCS设备生命周期较长，优于现场仪表设备。
生产控制的执行机构绝大部分是仪表调节阀，仪表调节阀应用面广，故障率高，故障点多，调节阀内件、盘根及其附件使用寿命差异较大，对其实行寿命管理十分必要。
五、对于智能仪表技术及其应用未来发展方向的建议
1、智能仪表的智能化程度有待进一步提高
智能仪表的智能化程度表征着其应用的广度和深度，目前的智能仪表还只是处于一个较低水平的初级智能化阶段，但某些特殊工艺及应用场合则对仪表的智能化提出了较高的要求，而当前的智能化理论，如：神经网络、遗传算法、小波理论、混沌理论等已经具备潜在的应用基础，这就意味着我们有必要也有能力结合具体的应用需要下大气力开发高级智能化的仪表技术。
2、智能仪表的稳定性、可靠性有待长期和持续的关注
仪表运行的稳定性、可靠性是用户首要关心的问题，智能仪表也不例外，随着智能仪表技术的不断拓展、新型的智能仪表也将陆续投放市场，这需要我们始终把握一个原则：每一项智能新技术的应用有待实践的检验，是否用户有信心和勇气敢于做“第一个吃螃蟹的人”。这就需要安全性、可靠性技术的并行开发。
3、智能仪表的潜在功能应用有待最大化
目前工业自动化领域的实际应用尚未将智能仪表的功能发挥最大化，而更多的只是应用了其总体功能的半数左右，而这一应用现状的主要原因是，控制系统的总体架构忽略了诸如现场总线的技术优势，这需要仪表厂商与用户建立良好的合作伙伴关系，加强长期合作，以短期投资促长期效益，通过建立“智能仪表+现场总线”的控制系统架构，确立优化的投资观念，达成和谐共赢的目标。
结束语
如果将整个化工生产装置当作一个人体的话，那么仪表就像是人的眼睛和耳朵，能及时“看到”和“听到”化工生产系统中的各类参数，然后可以进行自动化控制。随着信息化的发展，仪表的自动化程度越来越高，其应用也越来越广泛。在化工安全生产过程中，通过自动化控制技术，可以有效控制液位、压力、温度等参数。一旦出现异常，系统会自动产出、报警、联锁、紧急切断等功能，防范事故的发生，大大的提高了化工生产的安全指数。
参考文献
[1]宋庭芙.探析化工安全生产中的自动化控制[J].化工管理，2013，5：52.
[2]郭振家.浅谈仪表自动化在化工工业方面的应用[J].科技与企业，2012，8：335.
论文作者:孙孝明,单振扬
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/29
标签：仪表论文; 化工论文; 测量论文; 功能论文; 设备论文; 智能仪表论文; 环境论文; 《基层建设》2017年第14期论文;