化工自动化控制篇（1）

中图分类号：C35 文献标识码： A

正文：

一、当前电气自动化控制技术的状况与发展

早在上个世纪50年代，人们就是对电气自动化进行研究开发，而随着科学技术的不断发展，人们也将许多先进的科学技术和管理理念应用的电气自动化当中，从而电气自动化控制技术进行相应的改进和完善。目前，电气自动化控制技术已经被人们广泛的应用到了各个行业当中，并且取得了不错的效果。

1.1电气自动化控制技术的实际状况

近年来，人们也将现代化的信息技术应用的到了电子自动化技术当中，这不仅有利于电气自动化系统的业务信息数据的管理，还可以对电气自动化系统的整个运行过程的实际动态进行监控，从而实现生产数据的现代化、规范化的管理。并且将信息技术应用到电气自动化当中，也可以充分的发挥出电气自动化设备的应用效果，这也有利于人们对电气自动化的控制系统的日常维护工作和检修工作的开展。此外，在当前社会经济的发展的过程中，人们也可以借助计算机技术来对电气自动化系统进行有效的控制，进而将人员工作和计算机运作紧密的结合在一起，使得人们在对电气自动化系统进行维护和检修的过程中更加便利。

目前，电气自动化技术已经得到了广泛应用，这不仅有效的促进了我国社会经济的发展，还有利于我国电气自动化技术的改革，为我国国民经济的发展提供一个持续、稳定、健康发展环境，从而进一步的强化了企业或者事业单位在当前社会主义市场经济体制中的竞争力，使其工作效率得到全面的增长。

二、电气自动化技术优势

1）实现了设备与系统全工作流程内的高效监控。现代建筑电气系统结构复杂、功能多样，传统运行方式常留下管理盲区，导致故障的发生。而现代自动化技术通过“采集―处理―反馈”模块，对系统进行实时的数字化监控，能及时将控制中心的指令传达到系统，并将反馈信息同时传递到控制中心，实现对整个系统的高效控制。

2）联动性的提高。电气自动化技术将建筑中照明、配电、消防、空调等系统连接为一体，提高了其联动效果，解决了电梯系统依照各层用户流量实现其速度的自动调节，以及紧急情况下系统的自动识别、判断，及时实现预设的应急处理方案，实现子系统间的配置与互动。

3）安全性强。因电气系统固有的危险性，操作失误、设备故障等都可能造成系统产生安全风险，而自动化控制有利于系统对异常情况做出及时反应，并可通过遥控模式降低故障对维修管理人员产生直接伤害的风险。

4）数据完备、计算精确。自动化系统可综合其操作流程、故障处理等数据建立准确清晰的数据库，为后期优化的决策提供信息支持。

三、电气自动化控制技术研究

针对电气自动化控制技术进行实际研究，主要根据电气自动化控制技术特征、技术作用、设计理念等方面进行实际研究，明确整个电气自动化控制技术在企业生产过程中的重要作用。

1.电气自动化控制技术基本作用

1.1 电气自动化控制系统自动控制

整个技术在企业生产过程中的使用，能够实现自动化控制方式进行实际控制。在具体运行过程中，选用分散式控制系统进行控制，实现系统的集中控制。当整个设备无法实际运行时，控制系统会检测故障问题，进行自动切断运行电源，保证设备运行安全性提升。这就需要一整套技术进行实际操作与控制，实现控制过程完整性，提升生产效率性[2]。

电气设备在企业实际生产过程中，会存在相应故障发生的可能性。如电路实际运行电流超过电路最大限制，会导致系统运行出现问题，致使故障发生。这就需要安全措施进行保护，实现具体问题应对策略制定，实现自动化控制技术对设备运行问题进行解决。同时需要针对系统实际运行过程中，出现的具体问题进行实际分析，通过电气自动化控制系统自动控制进行实际调整或者更换，保证电气系统运行安全[3]。

1.3电气自动化控制技术监督功能

电气自动化控制技术在实际使用中，内部电流无法用肉眼观察。并且系统实际运行过程中内部是否有电流通过，也需要进行实际信号以及指示灯的设定。在整个监督系统下，进行电气自动化控制系统下指示灯的设计，能够实现故障问题及时预警。同时，应该严格管理与控制电气自动化控制系统设备安全性，控制故障发生。这样系统设计，能够有效减少设备故障发生频率，利用电气设备维护质量问题实现效率的提升。

1.4 电气自动化控制技术测量功能

保证企业生产质量以及实现高效生产，需要对于设备整个运行过程进行实时监控，保证设备运行安全性，随时对设备进行实际观察，检查运行过程中可能出现的问题。电气自动化控制技术的使用，能够及时通过相应数据测量参数分析具体故障原因，并制定良好的控制方式，实现设备运行稳定性的提升[4]。

2. 电气自动化控制技术设计理念

电气自动化控制技术具体设计方式分为三种，分别为集中控制、远程控制以及现场总线控制方式。

2.1集中控制

集中控制是整个自动化控制系统当中的重要方式，其在实际控制过程中，主要优点：处理过程中由中央处理机进行集中处理，实际设计过程相对简单，并且具体保护措施设定过程中要求较低，设备运行以及维护过程相对便捷；主要弊端：由于所有信息处理过程由中央控制系统进行集中处理，处理器工作量巨大，导致处理器运行压力增加，导致处理速度缓慢，生产投资加大。同时，在进行长距离电缆干扰也会影响系统安全性，错误操作机率提升。 2.2 远程控制

远程控制系统在电气自动化控制技术当中有所应用，优点：远程控制实际组态灵活，并且节省电缆，节约成本，并且在实际使用过程中具有材料靠抗性较高等特点。弊端：由于远程控制电气设备实际通讯量较大，使得现场总线实际使用过程中处理速度缓慢。远程控制系统在设定过程中只能够满足电气设备系统需求，不能够在大型电气自动化系统当中进行实际应用，导致应用范围降低。

2.3 现场总线控制

以太网技术以及现场总线技术的应用，对于电气设备的发展具有重要意义，实现智能化电气自动化设备可持续发展。现场总线控制方式能够针对电气设备当中具体问题进行实际分析，实现现场总线设备有效控制，其在实际应用当中具备以上控制方式的所有优点。并且节省变速器、隔离设备以及I/O卡件等等。并且智能设备在实际安装当中具有较好效果，实现安装与维护工作量成本较低。由于整个系统各项功能装置具备安全性，不会出现设备运行与信息处理过程中设备瘫痪状态出现，实现电气自动化控制技术的有效发展。

四、建筑电气自动化控制的发展方向

化工自动化控制篇（2）

中图分类号：TD27312 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0097-01

随着工业自动化技术在现代工业生产中的应用越来越广泛，其在工业发展中所占的地位也越来越重要。与传统的工业生产人工机械操作相比，自动化技术不但能够极大的提高生产效率，而且能够保证产品的生产质量，并有效处理生产效率与生产质量之间存在的矛盾。研究并改善工业自动化控制技术是未来工业技术发展中的重点，只有不断改进工艺自动化控制技术，才能使工业生产自动化、智能化、效率化和精确化水平得以进一步的提高，并且从当前的工业自动化控制技术应用现状来看，未来的自动化控制仪器仪表还需要向着可控性和可视性发展。以下本文中笔者就结合自己对工业自动化控制的认识，来探讨其发展应用问题。

1.工业自动化控制技术概述

工业自动化控制技术就是指利用微电子技术、电气技术、机械技术以及计算机软件技术来对工业生产过程进行控制，而无需使用人工操作机械来控制生产进度。也就是说，在工业自动化控制下的工业生产机械设备是利用各种仪器、仪表和控制器，按照预先设定的流程进行机械自动调节来进行生产运行的。因此在自动化控制系统中，必须要对所有涉及到生产调节的仪器都进行精准的参数设置，以确保其在生产中能够充分发挥职能作用，确保生产顺利进行的目的。一般来讲，工业自动化控制系统主要是由计算机、通信网络和各种传动设备组成。

2.工业自动化控制的发展现状

目前我国的工业自动化控制技术已经得到了很大的发展，自动化控制系统也逐渐趋于完善。但尽管如此，工业自动化控制技术仍然具有很大的发展应用空间。就目前来看，较为常用的自动化控制产品主要有PLC与工控PC两种，这两种自动化控制产品的应用代表了我国的工业自动化控制水平已经有了很大的发展。

2.1 PLC的发展与应用

PLC是可编程序控制器的英文缩写，是由美国通用汽车公司在1968年首先提出的可编程控制器的相关设想，并于次年研发出了世界上第一台PLC。随后世界各国都开始积极研发PLC，极大的促进了PLC的快速发展。直到今天，PLC已经成为一种应用广泛的工业自动化生产控制设备，在工业自动化发展中起到很大的推动作用。在我国，现也已经有很多科研单位或者工厂都在不断研发和改进PLC的性能，但很多技术都还要依赖国外进口，因此如何提高我国自主的工业自动化控制技术水平仍然是需要我们不断努力研究的课题。

事实上，PLC一直都是引领工业自动化发展的先驱，也是工业自动化的发展重点。这是因为PLC在工业生产中的用途极为广泛，不但能够实现单机自控的自动化控制系统，而且还能在流水线上的生产设备上进行使用。不但能够执行逻辑运算，还能够通过程序设置来实现定时、计数以及控制生产顺序。并且由于其是采用插入式模块结构进行控制，因而能够直接将数据信息传回计算机中，方便了管理与维护。另外，PLC的编程较为简单，能够在现场及时进行修改或调试，因为维护极为方便，可靠性较高，体积小，通用性很强，方便扩展和安装。

2.2 工控PC

工业PC主要包含两种类型：IPC工控机以及它们的变形机，如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是其他工控机，而IPC将占据管理自动化层。而目前工况PC之所以没有完全替代PLC，主要有两个原因：一个是系统集成原因；另一个是软件操作系统Windows NT的原因。一个成功的PC-based控制系统要具备两点：一是所有工作要由一个平台上的软件完成；二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见，工业PC与PLC的竞争将主要在高端应用上，其数据复杂且设备集成度高。工业PC不可能与低价的微型PLC竞争，这也是PLC市场增长最快的一部分。从发展趋势看，控制系统的将来很可能存在于工业PC和PLC之间，这些融合的迹象已经出现。

工业自动化控制PC的主要优点在于它便于安装和使用，具有高级的诊断功能，使用人员可以更加灵活的进行选择而且在使用的花费上也比较合理，在工业发展中极大地降低了生产成木，基于PC的控制器可以像PLC一样，并且作和维护人员接受，所以目前的制造商大部分都在生产中采用PC控制方案。近些年，工业PC在我国取得了很大的发展，技术与研发上也己经和发达国家水平相近。

3.工业自动化控制系统的仪器仪表

工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变，推进具有自主版权自动化软件的商品化。

3.1 电工仪器仪表

电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。

3.2 科学测试仪器

科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。产品以技术含量较高的中档产品为主。

3.3 信息技术电测仪器

信息技术电测仪器主要发展电测仪器软件化、智能化技术，总线式自动测试技术，综合自动化测试系统，新型元器件测量技术及测试仪器，在线测试技术，信息产业产品测试技术，多媒体测量技术以及相应测试仪器，用电监控管理技术等。

4.工业自动化技术系统的发展趋势

工业自动化控制系统的主要部分是IDE和IAS。IDE为每个应用程序提供了历史记录审核跟踪技术，包括户标识符、日期以及关于变化的详细信息。IAS对于用户来说可以大大的降低工程投资成木，可以简化分布式自动化应用的开发、维护和管理，未来的工业自动化控制系统会利用最新的科学技术成果，向网络化、平台化、集成化方向发展。现场总线是这几年迅速发展起来的工业数据总线，它的主要作用是解决工业现场的仪器仪表、控制器和执行机构等现场设备之间的数字通信，以及现场控制设备与高级控制系统之间的信息传递，现场总线使得测控设备具有了数字计算与数字通信的能力，极大地提高了信号的测量与传输的精度，增强了系统和设备的性能。目前我们国内现场总线的发展趋势主要表现在：自主研发的现场总线开始投入到市场，现场总线品中多样，竞争激烈，各行业的现场应用工程开始迅速的发展。

5.结语

综上所述，工业自动化控制技术作为推动现代工业生产自动化的主要动力，其不但能够减少人工劳动量，而且能够极大的提高生产效率，增大工业生产经济效益。更重要的是使用自动控制系统进行机械操控，就能使工人脱离恶劣的生产环境，实现更加现代化和人性化的工业生产。同时，工业自动化控制技术水平的高低也是衡量国家科技水平高低的重要指标之一，在未来的工业技术发展中，必须要加大对工业自动化控制技术和产品的研发应用，以促进我国工业经济的进一步发展。

化工自动化控制篇（3）

工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制，或者是工厂自动化控制。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。

工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使工厂的生产速度和效率提高了300%以上。20世纪80年代初，随着改革开放的春风，国外先进的工控技术进入中国大陆，比较广泛使用的工业控制产品有“plc，变频器，触摸屏，伺服电机，工控机”等。这些产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程，为中国现代化的建设作出了巨大的贡献。

1  工业自动化仪器仪表

    1.1 plc（可编程序控制器）

plc—可编程序控制器的英文为programmable logic controller，1968年美国gm(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求

①编程简单，可在现场修改和调试程序；　②维护方便，采用插入式模块结构；③可靠性高于继电器控制系统；④体积小于继电器控制装置；⑤数据可直接送入管理计算机；⑥成本可与继电器控制系统竞争；　⑦可直接用115v交流电压输入；⑧输出量为115v、2a以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；⑨通用性强，易于扩展；⑩用户程序存储器容量至少4kb。

   为了实现通用汽车提出的要求，第一台适合其要求的plc（可编程序控制器）于1969年在美国成功制造出来，自从第一台出现之后，随之，日本、德国、法国也相继开始了plc 的研发，并得到了迅猛的发展，现在主要生产plc 的厂家分别是：德国西门子、aeg，日本的三菱、美国ab，ge法国的te公司等。

    我国的plc研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的plc。此后，在传统设备改造和新设备设计中，plc的应用逐年增多，并取得显著的经济效益，plc在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。 

    目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产plc，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门a-b公司，北京和利时和杭州和利时，浙大中控等。

1.2 工控pc

    由于基于pc的控制器被证明可以像plc一样，并且被操作和维护人员接受，所以，一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用pc控制方案。基于pc 的控制系统易于安装和使用，有高级的诊断功能，为系统集成商提供了更灵活的选择，从长远角度看，pc控制系统维护成本低。 

由于plc受pc控制的威胁最大，所以plc供应商对pc的应用感到很不安。

事实上，他们现在也加入到了pc控制“浪潮”中。 

近年来，工业pc在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看，工业pc主要包含两种类 型：ipc工控机以及它们的变形机，如at96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业pc的运行稳定性、热插拔和 冗余配置要求很高，现有的ipc已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是其他工控机，而ipc将占据管理自 动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项，目标就是发展具有自主知识产权的pc-based控制系统，在3-5年内，占领30%(50%的国内市场，并实现产业化。 

几年前，当“软plc”出现时，业界曾认为工业pc将会取代plc。然而，时至今日工业pc并 没有代替plc，主要有两个原因：一个是系统集成原因;另一个是软件操作系统windowsnt的原因。一个成功的pc-based控制系统要具备两点： 一是所有工作要由一个平台上的软件完成;二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见，工业pc与plc的竞争将主要在高端应用上，其数据复杂且设备集成度 高。工业pc不可能与低价的微型plc竞争，这也是plc市场增长最快的一部分。从发展趋势看，控制系统的将来很可能存在于工业pc和plc之间，这些融 合的迹象已经出现。 

    2  工控行业仪器仪表发展

   工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成 自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变，5年内数字仪表比例达到60%以上；推进具有自主版权自动化软件的商品化。

    2.1 电工仪器仪表

电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。2005年，中低档电工仪器仪表国内市场占有率要达到95%；到2010年，高中档电工仪器仪表国内市场占有率达到80%。

    2.2 科学测试仪器

科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。产品以技术含量较高的中档产品为主，到2005年在总产值中占50%～60%。

    2.3 环保仪器仪表

环保仪器仪表重点发展大气环境、水环境的环保监测仪器仪表、取样系统和环境监测自动化控制系统产品，2005年技术水平达到20世纪90年代后期国际先进水平，国内市场占有率达到50%～60%，到2010年国内市场占有率达到70%以上。

    2.4 仪器仪表

仪器仪表元器件“十五”及2010年前，尽快开发出一批适销对路、市场效果好的产品，品种占有率达到70%～80%，高档产品市场占有率达60%以上；通过科技攻关、新品开发，使产品质量水平达到国际20世纪90年代末水平，部分产品接近国外同类产品先进水平。

    2.5 信息技术电测仪器

信息技术电测仪器主要发展电测仪器软件化、智能化技术，总线式自动测试技术，综合自动化测试系统，新型元器件测量技术及测试仪器，在线测试技术，信息产业产品测试技术，多媒体测量技术以及相应测试仪器，用电监控管理技术等[1]。

化工自动化控制篇（4）

1.1现场总线的崛起

半个多世纪以来，工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等4代过程控制系统，当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点，DCS既是一个过程控制体系的名称，有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品，这种DCS系统相对较为封闭，而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的，因此相对较为开放。

与早期的一些控制系统相比，DCS系统在功能和性能上有了很大进步，可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制，但其仍然是一种模拟数字混合系统，从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递，仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输，而不是数据通信，难以实现仪表之间的信息交换，因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现，从而由集散控制过渡到彻底的分散控制，正是在这种需求的驱动下，自20世纪80年代中期起，现场总线便应运而生，并通过激烈的市场竞争而不断崛起。

现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表，使它们各自都具有了数字计算和通信能力，即所谓“智能化”；采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带，把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络，并按公开、规范的通信协议，使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换，形成多种适应实际需要的控制系统，即所谓“网络化”；由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品，因而它所需要的控制信息(如实时测量数据)不采取向PLC或计算机存取的方式，而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取，在现场总线控制系统(FCS)的环境下，借助其计算和通信能力，在现场就可进行许多复杂计算，形成真正分散在现场的完整的控制系统，提高了系统的自治性和可靠性。

FCS成为发展的趋势之一，是它改变了传统控制系统的结构，形成了新型的网络集成全分布系统，采用全数字通信，具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点，形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络，顺应了控制网络的发展要求。

1.2现场总线的现状和标准化问题

目前，国内、外的现场总线有60几种之多，由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景，在商业利益的驱动下，导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下，修改后的IEC61158.3～6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集，它们分别是：①基金会现场总线FF(原有的技术规范IEC61158)；②ControlNet；③Profibus；④P—Net；⑤FFHSE；⑥SwiftNet；⑦WordFIP；⑧Intferbus。这8种现场总线中，④、⑥是用于有限领域的专用现场总线；②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来，本质上以远程I/O总线技术为基础，通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能；①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来，具有总线供电和本征安全功能；①、⑧属于现场设备级总线，②、⑤属于监控级现场总线；③、⑦则是包括两个层次的现场总线。

以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议，例如：Profibus采用的是令牌环和主/从站方式；FFHSE是CSMA/CD方式；WordFIP是总线裁决方式。因此，要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面，系统集成将面临更为复杂的任务，系统集成技术也将会有很大的发展。

1.3现场总线的新动向—工业以太网

长期以来的标准之争，实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展，人们开始寻求新的出路，一个新的动向是从现场总线转向Ethernet，用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术，在IT领域已被使用多年，已有广泛的硬、软件开发技术支持，更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架，可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用，国际上成立了工业以太网协会，开展工业以太网关键技术的研究。此外，开发设备网供应商协会(ODVA)已经了在工厂现场使用以太网的全球性标准——以太网/IP标准。该标准使用户在采用开放的工业应用层网络的同时，能利用可买到的现成的以太网物理介质和组件，也即由多个供应商所提供的可互操作的以太网产品。随着网络技术的发展，以太网应用于工业领域所要面对的网络可确定性问题、环境适应性问题、包括总线供电和本征安全问题都会迅速得到解决。

2管理控制一体化

工业自动化领域的另一个发展趋势是管理控制系统的一体化。

2.1何谓管控一体化

在市场经济与信息时代的飞速发展中，企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大，现代工业企业对生产的管理要求不断提高，这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制，同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台，把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起，通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理，形成一个意义更广泛的综合管理系统。

2.2现场总线为管控一体化铺平了道路

企业信息网络是管控信息集成的基本条件，没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集，建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享，以及与外部世界的信息沟通。

水工业和一般企业网络大致可分为3层，即企业管理层，过程监控层和现场控制层。

管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成，把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备，此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络，充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点，为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础，现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路；过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成，现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连，或者监控层直接由现场总线来担当；监控站可以完成对控制系统的组态，执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能；企业管理层由各种服务器和客户机等组成，用于集成企业的各种信息，实现与Internet的连接，完成管理、决策和商务应用的各种功能。

2.3管控一体化的支持环境与系统集成

基于系统之间横向数据交换及控制系统与管理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加，现场总线的应用越来越广泛，制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局，管控系统建立统一的数据管理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。同时，采用分布式网络系统，采用C/S或B/S结构，可以在实现企业各层次功能模型的同时，实现网络连接在结构上的简化，从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境，为实现数据资源共享的目标奠定了基础。

如前所述，在多总线并存的局面下，系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接，并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通，使之成为一个可以满足用户需求的整体。因此，系统集成既包括硬件产品的集成，也包括软件产品的集成。对硬件集成来说，需要借助网桥、网关沟通总线接口。一般同种总线的网段采用中继器实现网段的延伸，采用网桥实现不同速率网段之间的连接；不同类型的总线网段之间以及现场总线与以太网等异构网络之间采用网关实现互连，如公司与生产厂或其他部门距离较远时，采用公共数据网或电话网来实现局域网的连接，这在水工业的城市污水处理和截流系统、自来水厂站之间及供水管网调度系统等方面也是经常会遇到的问题。因此可以预计，今后这类通信接口产品将会变得很热门，从软件集成来说，通过OPC、ODBC等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现，能将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中，具有很大的硬件灵活性，并且可以提供与多种管理软件的连通性，从而可较为经济地解决管控系统之间的连接。

目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品，形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等，管控一体化软件则有美国信肯通公司的Think&DO、Lntellntion公司的iFIX等。

化工自动化控制篇（5）

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0066-01

在工业发展史上，自动化的出现及应用为促进工业发展起到重要作用，但是随着社会经济不断发展，传统工业自动化已无法满足社会需求，而工业过程控制自动化中智能控制的出现使这个问题迎刃而解。智能控制工业生产自动化的出现，对工业生产自动化技术发展起到重要作用，使企业产品在保障质量的同时，还能提高企业总体生产效率，所以促进工业大力发展自动化、智能化是目前工业发展中一个主要方向。

1 工业过程控制及智能控制技术基本概念简述

1.1 工业过程控制概念简述

工业过程控制是指在进行工业生产作业中，根据工业生产过程需要，结合电子计算机应用、先进生产产线、仪表显示等，根据产品自身要求结合相关应用控制理论，从而设计出工业生产过程控制系统，并可以将工业自动化生产实现。在工业生产过程中，工业过程控制可以有效控制生产时间，使生产设备间的停滞和等待得到有效控制，通过仪表面板对生产线的监控，使生产环节中出现的无效停滞、等待和错误信息得到良好传达，在根本上提高工业生产效率。

1.2智能控制概念简述

智能控制（intelligent controls）是指在工业生产控制过程中，不经人工操作与干预前提下，依靠智能系统自主驱动智能机器，从而实现对操作目标进行有效控制行为的自动控制技术。智能控制是科学技术发展中一个重要成果，其结合了先进电子计算机技术、先进信息技术和先进工业生产控制技术，所以智能控制涉及科学技术应用领域较为广泛，其应用形式大体可分为模糊控制系统、专家系统、学习控制系统与人工神经网络控制系统等。智能控制在工业生产控制应用时不仅可以精确达到控制目的，还能根据相关控制知识理论进行推理，还能优化生产中总体控制模式，为促进工业生产效率起到重要作用。

2 智能控制在工业过程控制中的使用范围

2.1 生产过程信息自动获取

在工业进行生产作业中，智能控制系统对所有生产设备运行状态信息进行自动获取，运用自身系统进行运算，根据不同设备运行状态做出相关调整，减少了工业生产作业中对人工的需求，从而降低企业生产成本。目前我国工业控制发展速度过于缓慢，其根本原因就在于信息化程度偏低，信息化技术是智能控制系统中一个重要组成部分，而信息化技术的不足直接造成智能控制系统在总体结构上存在缺陷。随着我国工业生产自动化的广泛应用，在智能控制系统方面应有所加强，在结合先进科学技术同时，也应加强信息化技术的发展，这样才能使我国在智能控制水平上立于国际科技前沿。

2.2 工业生产过程中的系统建模

系统建模主要应用于数据监控与采集，根据生产作业中机器的脉冲数进行记录，将数据在特定时间内传输到数据存储系统中。数据在存储系统中，使用A/D单元模式进行转，使模拟量转为数字量，然后将数据自动存储在储存系统中，PLC可以使用小型打印机将DM区数据进行定期打印处理，计算机同时也可以对PLC区域数据进行读取，然后进行计算作业，PLC此时便作为电子计算的数据终端。数据监控系统是对产线整体运行状态进行监控，当某处运行机器系统发生故障时，其可以自动产生警报信息，并将故障数据做出记录传输到储存系统中，当运行机器故障过于严重时，PLC可以立即将整条产线作业中止，并停止故障机器系统运行。数据监控过程中，不仅可以对系统故障进行报警处理，还可以根据实时状态对机器系统中的计时器、计数器做出有效调整，使产线生产更为规范、合理。

2.3 工业生产过程中进行动态控制

在工业生产中，将智能控制与产线总控部门、机器设备系统、PLC进行连线处理，实现四个部分数据互通，使生产过程与控制系统有效结合在一起，工作人员可以通过智能控制系统对生产运行设备的监视，根据各设备生产运行状态，通过控制系统进行远程操作处理。随着智能控制技术在工业上的广泛应用，使更多工业企业对其了解程度更为深刻，更多企业体会到智能控制技术对工业生产的影响力。目前我国将智能控制技术已应用到工业生产中，但智能控制技术上的薄弱使企业受益不多，没有达到企业通过工业过程控制增加经济效益这一目的，在我国工业生产中，只有生产过程运用了自动控制，剩余大部分生产操作依旧是依靠人工作业完成。

2.4 工业生产过程中的应用机制

智能控制技术在工业过程控制自动化应用中可分为两种，一种是局部级控制应用，另一种是全局级控制应用。局部级控制应用是对某一生产单元进行自主设计，其应用范围针对目标集中。全局级控制应用是对整条生产线进行自动化生产作业，包括对整条生产线总体生产工艺记性进行控制，处理生产过程中的机器故障，根据实时运行状态进行总体调整。智能控制技术在工业过程控制自动化中的应用，在基础上强化了产品质量，人工虽然是工业发展中不可缺少的主要力量，但通过自动化产线制造出的产品无论在总体上，还是局部微观工艺上都强于人工制造，所以大力发展智能控制系统对促进工业自动化生产发展有着十分重要影响。

3 结语

随着我国工业正在向大型化和复杂化方面不断发展，使工业过程控制自动化发生了很大改变，由简易型逐渐向高科技型不断转变。在工业生产过程中，智能控制系统对整体自动化产线进行全程监控，并根据机器实时运行状态做出有效调整，为工业生产提高生产效率和经济效益。

参考文献

化工自动化控制篇（6）

中图分类号：TP302文献标识码：A文章编号：1009-3044（2018）15-0245-02

目前，我国网络技术发展较为迅速，机械制造行业和网络技术相互结合发展，以此为仪表自动化的控制提供了有效的技术支持，实现仪表自动化控制，能够使石油化工设备稳定性及安全性得到有效提高。但是目前我国仪表自动化技术和发达个国家相比较为落后，起步较晚，在实际使用过程中具有多种问题。所以，对仪器自动化仪表控制的研究尤为重要，从而促进石油行业能够更加科学的发展。

1石油化工自动化仪表控制技术分析

因为石油化工行业自身具有较大的危险性，所以还有化工管理过程中的安全生产尤为重要。在技术人员实现自动化仪表操作过程中，要保证石油化工生产的安全性，其在实际生产中尤为重要。所以，就要使石油化工自动化仪表控制审视进一步的提高，并且加强生产过程中的检查及控制力度，充分掌握生产进度及精准性，及时了解实际生产过程中的问题及安全隐患，并且制定相应的措施，保证企业生产的安全性[1]。目前，石油化工自动化仪表控制技术为以下内容。

1.1检测模型分析技术

在自动化控制过程中，其中尤为重要的技术就是监控模型技术，此技术能够对生产运行的情况进行全面掌握，从而有效且及时的诊断机械设备中的故障，以此使安全生产可靠性得到有效提高。企业在使用检测模型的过程中，能够提前知道可能发生的情况，并且还能够对生产链安全性进行控制。利用监控模型技术还能够了解企业运行的基本情况及进度，预测企业生产过程中的安全隐患，以此有效降低行业的风险。

1.2分析自动化检测及修复技术

一般在石油化工企业实际操作过程中，仪表自动化技术的使用能够使石油化工企业安全生产得到提高，并且保证设备能够安全有效的运行。我国目前的信息技术发展在不断的加快，自动化检测能够根据设计程序实现故障自动检测，并且对其进行修复处理，还能够保存相应的数据，从而帮助工作人员及时发现其中的故障，之后制定相应的措施，有效降低石油化工生产成本，使工作效率得到有效提高[2]。

1.3实时仪表监控技术

目前石油生产实际操作过程中，对石油生产安全性进行保证的主要技术就是仪表监控就，此种技术属于实际生产过程中的主要内容，其将中心处理器及其他软件作为基础，对仪器中的数据进行全面分析，以此能够使工作人员充分了解石油生产进度，其对于生产操作的降低具有较大的帮助[3]。图1为实时仪表监控技术的结构。

2石油化工仪表自动化控制技术的特点

2.1自动化仪表的特点

总体分析，自动化仪表主要是根据先进微电脑芯片技术有效实现自动化控制，其不仅能够缩小自身体积，使测量抗干扰性及可靠性得到有效的提高，还能够在石油化工生产过程中使用，从而充分发挥自身的作用。首先，其位置控制硬件电路具有可编程的功能，利用软件部分接口芯片进行复杂控制，使顺序控制转变为存储控制。其次，具备记忆存储功能，能够随机将此部分信息到存储器中存储，并且进行保存；最后，具有良好的计算功能，因为微型计算机是到自动化仪表中进行配置的，所以要求其能够实现高精度复杂计算，并且对极大值及极小值进行明确，具有强大的计算功能[4]。

2.2检测方式

使用仪表自动化控制检测方式。在实际生产过程中，石油化工行业的温度会出现过高或者过低的情况，这个时候对于温度计就有一定的需求，但是不能够使用水银玻璃温度计，此会对热电阻信号及热电偶信号的传输造成影响。可以使用双金属温度计，并且在生产过程中要对仪表检测精准性进行检测，从而提高化工企业的效益。比如，在对生产环节温度变化进行动态观察的过程中要根据仪表对目前生产温度进行明确，以此有效实施温度控制措施。保温产品的液位能够得到生产产品数量等一系列的相关信息，�亩�有效实现可视化的生产。对压力值及流量等工艺参数进行重视，能够有效为生产提供较为精准的数据支持[5]。

3石油化工自动化控制中的仪表控制

目前，我国社会经济在不断的发展，人们对于石油化工产品需求在不断的增加，以此导致现代石油化工市场存在供不应求的情况，从而促进了石油化工产品生产的发展。在石油化工生产过程中，仪表控制属于尤为重要的环节。仪表控制在石油化工自动化中的优势为智能化、数字化及网络化等，使用先进信息技术，能够为石油化工自动化控制提供基础的分析、存储及预测的能力。虽然石油生产效率在网络、计算机及数据信息等技术方面具有明显的提高，但是其在石油生产过程中具有大量易燃易爆及有毒的物质，所以在石油生产过程中要求相关技术人员通过自动化控制仪表对生产技术参数进行严格的控制，从而使石油化工生产可靠性及安全性得到提高。另外，相关部门还要实现只有化工生产信息化管理，从而使石油化工行业生产效率得到提高，降低石油化工生产人员劳动强度，提高产品质量及经济效率[6]。目前，石油化工自动化控制仪表策略为：

3.1常规控制

通过常规DCS、电动单元组合仪表等仪器的发展分析，石油化工各行业的自动化连续控制、顺序控制及批量控制等基本的控制策略并没有变化，其中主要包括回路、连续等控制，分为单回路、串级、均匀、非线性、自动选择及前馈等调节，不过都是将PID调节作为基础。简单来说，就是功能块及控制算法并没有较大的变化。其中控制方案及组态能力具有较大的变化，功能块之间的连接主要包括并联连接、多重窗帘及选择性连接等方式，使用批工艺应用模块，此种方法透明并且便于使用。3.2安全仪表系统

因为石化装置具有大型化的特点，其容易流程较为复杂，并且易燃易爆，对于环境保护具有较高的要求，从而能够使安全性需求得到有效的提高。一般都是通过DCS的设备实现安全连锁保护，在部分企业已经无法满足需求，所以其中的紧急停车系统等都在DCS以外进行设置。目前自动化仪表行业中基于IEC61508的安全仪表系统能够有效满足石化企业需求。安全仪表系统能够有效解决工程问题，其能够连续性的在线运行，在侦测不安全事件的过程中，能够立即实施行动，从而降低可能出现的损失。功能安全要以安全指标、风险度及安全完整等级相互结合，正确使用SIS系统。目前我国只是使用石油化工紧急停车和安全连贯系统设计导测作为根据[7]。

3.3先进控制与优化

基于现代控制论的发展，多种智能化的算法逐渐发展，出了智能PID控制，多变量控制已经被广泛应用到石油及炼油行业生产实践过程中，其主要是将DCS作为基础。也能够是独立的，也可以是软件包。其与多变量动态过程模型辨识及软测量等技术具有密切的联系，大部分都是使用测控和PID串级控制相互结合。目前单一油源在炼油厂中使用数量较多，其中的卡边控制等基于平稳操作的效益提高效果更加明显。

3.4人机界面

目前大部分石化企业正在通过一个装置及控制室逐渐过渡为多个装置一个控制室或者全厂使用一个中央控制室，或者将LED屏幕进行展现，配以相应的指示灯及显示仪表，将键盘及鼠标的操作作为基础，结合按钮、旋钮及触摸屏。该文要说的是在DCS组态过程中和控制策略相互结合的人机界面操作策略确定，工位号操作可以结合仪表棒图和分组、细目及趋势等画面，以此有效促进组态实现。模拟图制作要根据工艺要求实现，此与信息处理能力、报警、优化操作及事故判断的处理等人机界面友好问题具有密切的联系。不仅要与HMI软件的产品性能得到提高，并且还要在系统集成过程中除了要注意控制方案等硬指标，还要人机界面能够有效完成，树立自动控制人员牢固思想，和工艺操作人员相互配合，以此有效实现操作。

3.5现场总线控制系统

化工自动化控制篇（7）

中图分类号： TN830 文献标识码： A

引言

化工自动化控制指的是：在化工生产这方面，把自动化的设备引用到化工的生产当中，从而提高化工的生产效率，同时自动化设备的应用减少了人工资源的浪费，使化工生产能够自动化的进行和应用。在生产的过程中应用到了自动化的设备进行企业管理的相关的生产方法就叫做化工自动化。目前，这种化工自动化控制正在影响许多的领域范围，但是主要还是应用在化工生产的方面，除此之外，这种化工自动化控制在自动化控制方面的应用也比较多。化工自动化控制的发展可以大大提高化工方面的生产效率，同时这种自动化的应用在某种程度上还可以改善工厂的工作环境氛围。

一 、化工自动化控制的发展现状分析

从目前我国的发展现状来看，智能化控制是自动化控制的发展方向，同时，自动化控制在向智能化控制发展的过程中取得了很好的成果。进入二十一世纪之后，我国经济飞速的发展的同时我国的科学技术也取得了飞快的进步，化工自动化控制在传统的应用实施中是由检测部分和控制部分组成的，但是由于科学技术的发展应用，现在的实施过程中可以做到检测和控制作为两个独立的环节存在。现在发展后的化工生产过程主要是由化工分析，化工方面的自动化系统和化工的自动化实施组成的。

化工方面的自动化系统中应用的现场技术，同时这种自动化系统应用到了很多的领域的技术比如：仪表技术领域，理论的控制系统领域和计算机技术领域等等，这些领域的技术在化工的自动生产过程中，是通过自动化控制，自动化检测和自动化管理的作用进行的。随着我国经济的发展，化工自动化控制已经成为我国非常重要的一项科学研究技术，这项技术可以有效地解决我国发展中出现的很多难题。我国不断的对自动化控制进行研究和探讨，目前这种自动化控制不仅仅应用到了计算机领域，更多的应用在了化工生产领域方面，提高了化工生产的效率同时也提高了化工产品的质量，对我国化工生产起到了积极地促进作用。

二 化工自动化控制的特点分析

（一）具有信息反馈的特点

在化工自动化控制当中自动化控制是由信息之间的反馈完成的，具体的过程是：由化工自动化控制器采集信号，如果采集到控制系统想要的信号的话就把这种信号传递给控制器，再由控制器对这种信号进行比较处理，并对数据信息进行校正，以上这种信息的传递过程就称为信息的反馈过程。这种信息反馈过程可以提高化工控制系统的质量，在控制系统中，信息反馈的作用原理是通过对其信息规律和大小的改变来完成的，通过这种方式控制系统便能产生相应的控制效果。同时，控制系统可以改变信息规律和大小的同时，还可以在控制系统相对不是很稳定的情况下把这种不稳定的系统转变成最佳的信息控制系统，因而，信息反馈是自动化控制最重要的一个特点。

（二）受到干扰时的动态过程

一般情况下，在化工自动化控制生产中，把不是一个类别的平衡状态看成是一个相对稳定的状态也是允许的，在化工自动化生产的过程中如果系统在将要接近稳定状态的时候，出现了干扰信息，那么自动化系统所控制的变量就会发生偏离的现象，出现偏离现象时利用控制系统中的自动化设备可以使已经偏离的变量重新回到稳定的状态。我们把受到干扰的变量在自动化控制系统下由偏离到稳定的过程称为动态过程。在控制系统的调整作用下，可以把偏离的变量调整到原来的初始状态同时也可以调整到稳定的状态。在现在的自动化控制的研究中，一般情况下控制系统都可以通过预测的作用把那些将要发生的偏离的动态进转变到稳定状态，但是控制系统并不能对所有的稳态进行这种设计。

三 、化工自动化控制应用中的问题分析

当前，生产化工产品中存在的问题主要有以下几点：其一：在进行生产模型的研究和科学技术的改良时，应该做到资源充沛同时资金充足，还有很重要的一点是要用雄厚的科研实力，具有这些优势的同时往往也缺少了在产品改良优化方面的措施和要求；其二：在进行工作安排的时候并没有根据每个人的实际实力进行安排和分配，而只是简单的认为学历高的人就应该安排在产品的开发中，这样做大大的降低了产品的生产效率同时也造成了大量人力资源的浪费。

在化工产品的生产过程中，我们应该做到花更多的时间和精力去研究开发新技术，使化工企业的生产效率提高，从而提高企业的经济效益。但同时，在生产过程当中，也应该多研究应用一些信息方面的技术，从而做到，使产品生产率提高的同时，产品也得到优化。

在化工企业生产模型的问题上，我国都是在一些相对比较大型的生产企业中进行模型的开发和研究，但是在化工产品的生产过程中，由于生产每个化工产品的生产流程都具有自身的特点，因而，生产出来的化工产品模型的通用性能就相对比较差，这样的话，这种模型就不能特别广发的运用到化工企业中。

在化工自动化产品的生产实施中，控制系统在科学技术方面仍然达不到相应的标准，因而，在化工自动化控制系统的研究和实施中我们要注重与现实情况的结合，不能出现两者脱节的现象。同时要知道理论是从实践中总结出来的，在现实中的实践要以理论为基础，不能出现实践与理论不相符的情况。

四 、应对化工自动化控制应用中问题的方法分析

一般情况下，控制系统的主显示器能够接收到需要控制的信息，同时主显示器还可以把这种数据信息绘制成图形，这样当控制系统发生故障的时候就可以及时的把问题反映给相关的工作人员进行处理和维修。这是控制系统中比较常见的一种管理模式，这种模式可以有效的管理控制系统的质量。在化工自动化控制系统中，所做的一切努力都是要提高化工产品的质量，只有产品的质量提高了，所生产出来的产品才是合格的产品，因此，在生产过程中要提高化工自动控制系统的质量，控制质量提高了产品的质量才有保证，提高控制质量会相应的使产品的生产成本提高，但是在提高控制质量基础上的产品质量的提高，同时又会使生产效益提高，这样的话，在某种意义上，实际上是降低了化工产品的生产成本。

在现在的化工自动化控制系统中一般采用的是自动化控制与自动化管理融为一体的系统模式，这种系统模式能使企业取得一定的经济效益，因此，这种模式得到广泛的实施和应用。但同时也应该对自动化系统的研究更加的深入和具体，把运筹方面的知识和一些智能方面的控制理论结合在一起，使我国的自动化控制更加的先进。

结语

进入二十一世纪之后我国经济飞速的发展，因而，化工自动化控制也得到了不断的进步。化工自动化系统的应用可以有效的提高企业的生产效率，从而使企业的经济效益提高，同时化工自动化系统的应用还可以使企业的工作环境得到改善，对企业的发展起到积极的促进作用。

参考文献

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[2]庞浩军. 化工自动化控制及其应用[J]. 科技传播,2012,06:121.

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[4]罗小青. 浅谈化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁改造[J]. 化工设计通讯,2010,04:49-51+64.

化工自动化控制篇（8）

1．前言

化工生产自动化指的是在原有的生产设备中，再加入一些合理的自动化装置，从而代替了操作人员的直接生产，节省了大量劳动资源，实现生产过程的自动化。通过这种自动化装置进而管理化工生产的方式，就是化工生产自动化，也可以简化为化工自动化。

2．化工自动化控制的含义

早在二十世纪50年代，就已经出现了自动化，其中早期的自动化主要包含检测与控制两个内容。但是，经过长期的发展，将自动化检测和控制看作是两个独立的概念。事实上，化工生产控制指的是如何在化工生产过程中更好的应用控制理论，主要包含分析自动化系统、自动化系统的运行与实施等。

3．化工自动化控制的现状和发展

近几年，随着我国经济和社会的快速发展，自动化仪表正在朝着智能化的方向发展，并且已经取得了较大的进步，智能化仪表实现了数字化、小型化、轻量化，但是，发展转变最大的就是实现了信号传递，也就是说化工自动化使用了现场总线技术，这样一来，将传统的模拟量信号转变为具有编码功能的数字量。化工自动化控制技术涉及到很多的现代技术，例如：控制理论技术、仪表技术、计算机技术等，从而对化工生产实现检测、控制、管理等目的，最终增加化工产量、减少消耗、生产高质量的产品的技术。化工自动化控制技术主要有三大系统组成，即化工自动化软件、硬件、应用系统。现如今，化工自动化控制成为制造行业中的最重要的技术，通过此技术可以有效的解决化工生产中出现的问题。现如今，当前我国化工自动化控制发展大部分都是从国外引进先进的设备，在投入使用一段时间后，根据企业的特点进行再次开发与利用。

4．区别化工自动化控制和一般控制的方法

4.1动态法

在化工企业生产过程中，将多种工艺所需要的平衡状态看作是稳态。在化工企业生产达到稳态时，如果出现干扰，那么控制变量就会发生偏离，原理稳态，但是，通过设备中的控制装置使控制变量又会逐渐回到稳态。我们将受干扰后偏离稳态又很快回到稳态的过程叫做动态过程。通常情况下，这个回复过程是震荡式的，可以使控制变量回复到原来的初始状态，同时也可以将控制变量回复到另一个新的稳定状态。现如今，大多数化工生产设备都是根据预测可能会出现偏离的动态条件来设计的，并不是所有的都根据稳态来计算设计的。

4.2反馈法

化工自动化控制的效果与发展是和信息反馈有着很大的关系的。在自动化控制系统中，在控制器采集到控制信号时，如果可以将预期的控制效果信息又传送到控制器，从而进行信息数据比较，进而控制器决定下一步该怎样进行校正，我们把控制预期效果信息又重新传送到控制器的过程称之为反馈。反馈是提高控制质量的最有效的措施，通过改变反馈信息的大小、规律等，将会产生不同的控制效果，有时也可以将不稳定的系统经过调节、转变为控制质量最佳的稳定系统。因此，将反馈看成是整体控制系统最主要的一部分。

5．提高化工自动化控制水平的有效措施

5.1质量控制参数要合理选择

在试验生产过程中，必须要选择质量较好的控制属性与指标。但是，对于化工企业来说，参数大多数都不是统一、规划的，大多数都呈个分布的。通常情况下，参数都符合正态分布，那么我们就可以选用正态分布的理论好姿势来描述化工自动化控制的各项指标。

5.2采用预防式质量控制管理模式

在主显示器上接收数据信息，并且可以绘制出相应的质量控制图，当发现系统出现问题时，就应该立即产生警报，通知有关人员要及时采用有效的措施加以解决。此模式就是与方式的质量控制管理模式，而且这也是最常见的质量控制模式。化工自动化控制管理目标是要获得稳定的可靠产品。一旦质量控制效果不好，那么生产的产品也就不符合要求，所以，必须重新就行加工，结果大大增加了生产成本。然而，如果质量控制效果良好，那么就会使化工企业生产效率大大提高，而生产成本也就相应的会减少。

6．化工自动化控制存在的问题和有效的解决对策

6.1模型通用性能较差

现如今，开发的各种模型都是根据某些大型企业的生产装置来开发的，但是，由于我国化工企业生产工艺流程的多样性，使得现有的模型通用性能非常差，得不到广泛的推广和使用。

6.2产品化能力非常差

产品化能力较差主要表现在两方面，一方面，对现有生产模型与技术进行优化必须要有足够的资金与人力资源，通常情况下，要求研究人员应该具备足够的科研实力，然而，却缺少足够的产品优化资金；另一方面，将学历很高的研究人员都安排到开发产品化程序工作中，没有合理的分配人力资源，浪费了更多的人力资源。

6.3加强技术与应用技术研究

在未来的化工企业发展中，要将工作重点放在应用技术与新技术的研究过程中，从而实现化工企业的经济增长。而且，在化工生产中还要大量运用信息技术。现如今，流程模拟、生产优化技术都发挥着巨大的作用。

6.4使用最先进的控制系统

现如今，大多数化工企业仍然使用的是传统的控制系统，PID控制技术的使用占90%，可以说，装置的潜能并没有完全发挥出来。所以，要大力推广和使用流程模拟和生产优化技术等先进的生产技术和应用技术。

7．结束语

化工自动化控制篇（9）

现阶段经济正在迅速进步，与之相应的石化行业也扩大了规模。面对信息化的新形势，石化企业有必要运用自动化控制的基本技术来实现仪表改造，在此基础上明确实时性的石化生产信息。从目前阶段来看，石化企业通常面对激烈的行业竞争，与此同时也应当满足现阶段较大的石油消费总量。同时，石化生产通常包含了较复杂的流程，各个环节都表现出较高风险性。面对新的石化工业趋势，企业需要致力于升级改造自动化仪表，完成智能化以及自动化的仪表操作与控制。因此可以得知，对于石化行业进行的日常生产有必要全面加以控制，对此应当选择自动化控制的方式，确保在根本上提升石化行业日常运行的实效性。

1 自动化控制的基本技术特征

在传统的生产控制中，石油化工行业通常运用批量控制的自动化策略来实现生产控制，典型技术为DCS的化工控制系统。在自动化控制中，DCS系统有助于简化流程；然而不应当忽视，这种控制流程也耗费了较高资金。近些年来，自动化控制相关的技术手段正在更新，这种现状也突显了自动化控制的重要价值。具体而言，自动化控制应当具备如下的技术特性：

（1）自动化的仪表控制有利于优化技术措施。近些年来，自动化控制的具体措施正在获得改进和提升，这种现状在本质上优化了现阶段的控制技术。从化工领域来讲，对于仪表控制通常可以选择PID方式。相比于DCS方式，PID设置了独立性的软件包，在此基础上密切联系了软测量技术与动态变量技术。目前的状态下，很多化工企业已意识到PID技术的价值，因而也开始尝试运用串级控制的仪表测控方式。

（2）化工仪表控制构建了交互界面。化工仪表实现自动化控制，这个过程不能缺少交互性的人机界面。运用人机交互的措施来显示实时性的数据，这样做在根本上符合了集成性的化工生产。具体的措施为：在显示器的辅助下，人机交互设备就可以显示信号灯信息，进而为化工决策提供必要的参考。从现状来看，人性化的交互界面正在逐步推广与普及，这种模式具备直观化以及人性化的特性，因而有助于构建人机交互的框架。

（3）自动化控制在本质上保障了安全性。石化行业表现出较强风险性，这是因为各项生产操作都蕴含危险性。为了消除风险，自动化的化工x表有必要确保安全，对于各项风险都应当予以控制并且尽量消除。对于安全性加以综合考虑，自动化控制最根本的目标就在于保证安全，在此前提下提升利润并且杜绝频繁发生化工事故。

2 具体技术运用

从化工生产的角度来讲，化工仪表应当体现重要的价值。自动化和数字化技术与化工生产实现了紧密结合，这种趋势下也诞生了安全性良好、分辨率与稳定性更高的化工仪表。同时，自动化仪表具备更简单的仪表结构，有助于进行实时性的化工生产监管。对于在线分析而言，可以运用自动化的仪表控制来提升化工生产效能。从现阶段来看，自动化控制在化工仪表领域应当包含如下的具体运用：

2.1 在线的自动检测

化工仪表的基本性能就在于自动化检测，对于实时性的化工生产流程应当予以检测。因此，自动化控制的措施符合了在线检测需求。例如在生产中，通常需要调节为最适当的温度，对此就可以借助在线仪表检测的方式来实现。具体而言，自动化控制下的化工仪表能获得实时性的生产温度，精确显示各类化工设备的实时温度。这样做，就可以方便实时性的化工控制。技术人员可以运用液位计的方式来完成自动测量，确保可视化的化工生产进程。

2.2 分散式的生产控制

化工仪表实现分散式的生产控制，指的是有效分化半成品以及成品油，从而确保各流程的精确性与可控性。从现阶段的石化行业来看，多数企业已经具备了分散式的自动化控制仪表，因此也构建了分散控制所需的化工系统。近些年来，新兴技术正在迅速涌现，在此前提下诞生了智能化的数字操控仪表系统，例如兼容性的OPC化工系统。由此可见，网络辅助下的自动化仪表控制有助于提升化工生产的精准性，在最大限度内减少投入成本。

2.3 现场总线的自动化控制

在智能化的趋势下，现场总线控制也逐步运用了自动化手段来确保控制实效。近些年来，某些化工企业已经引入了微型化与数字化的新式总线控制，自动化控制下的现场总线系统还可以共享信息，通过实时性的手段来传输化工信息。因此在现场总线的帮助下，企业内部各部门都可以随时沟通，提升智能化层次。对于综合性的化工管理成本进行了降低，同时也在根源上提升了化工生产中的自动化水准。

3 结论

石化生产的根本目标就在于保障安全性，对于生产效能进行全面提高。从仪表控制的角度来看，如果能运用新时期的自动化技术实现控制，那么就可以在根源上提升企业获得的综合效益，同时也杜绝了仪表控制中的误差。由此可见，自动化技术与仪表控制应当实现密切结合，运用自动化的手段和措施来检测各项生产指标。截至目前，自动化控制运用于化工仪表的具体实践并没有达到完善，因此仍有待长期的改进。未来的化工生产中，关于自动化的仪表控制还需要摸索经验，在此基础上服务于石油化工综合效能的提升。

参考文献

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[4]王翔宇.石油化工仪表中的自动化控制技术分析[J].硅谷，2014（18）：192+214.

化工自动化控制篇（10）

仪表是指为实现化工生产控制自动化而配置的生产装置，既可以约束化工生产的流程，也可以取缔作业人员的部分工作，体现仪表的控制作用。仪表控制推进化工产生的自动化发展，利用仪表，控制化工生产，确保其达到相应的工艺指标，同时根据仪表自动化的发展，提高化工生产自动化的能力。由此可见：自动化仪表对化工生产具备良好的控制效果。

1 简述化工生产仪表的自动化控制

自动化仪表，即是为化工生产提供有效的控制途径，体现自动化生产的过程。针对化工生产系统，增设自动化仪表，合理设置仪表位置，操控生产流水，保障生产的能力和水平。社会对化工制品的需求量逐渐扩大，化工企业拓宽社会市场，稳定自身地位，必须利用自动化仪表，实现生产控制，提高生产能力，进而保障生产效率和效益。化工生产中的人为操作，在精度和控制上存在明显缺陷，需要借助仪表改进，体现自动化状态。

化工生产控制自动化仪表借助高效的信息技术，实现生产优化，推进化工生产。目前，大量新型的自动化仪表，逐渐投入使用，不仅体现仪表装置的自动化特性，而且展示仪表的智能特性，实现多项领域的集中控制，体现化工生产的一体化操作。

2 化工生产控制自动化仪表的优势

自动化仪表运作的核心为程序芯片，尽量缩小芯片体积，既要防止外界环境干扰仪表工作，又要保持仪表的稳定状态，发挥自动化控制的优势。

2.1 可编程优势

利用部分软件取代自动化仪表中的硬件构件，通过硬件软处理，实现编程优势。例如：软件编程可以实现程序控制，特别是接口芯片的应用，软件编程可以快速实现自动化控制，避免对硬件进行大规模的改革、设定，节约时效性。

2.2 计算优势

自动化仪表可以实现生产计算，针对生产流程，精确计算化工数据。仪表内安装微型CPU，支持公式运算，例如：仪表可以根据生产数据的初始设定值，执行加减乘除、Max、Min、给予精确的计算结果，运用到化工生产中，保障生产安全。

2.3 记忆优势

化工生产中的普通仪表，借助组合电路，促使仪表工作按照设置程序有条不紊的进行，在特殊的时刻记忆生产状态，不能连续存储多项状态，每次只能记忆单一状态。自动化仪表，安装高处理能力的存储器，强度记忆通过仪表的生产状态，操作人员还可根据化工生产的需求，主动处理自动化仪表的状态存储，既可以随时调取生产数据，又可以自行处理信息，实现重现或读取。

2.4 数据处理优势

化工生产中涉及大量精密的数据信息和运行参数，严重干扰仪表的自动化控制，增加仪表的作业负担，例如：仪表受到数据干扰，出现自检、检测转换等问题，影响仪表准确性。基于程序芯片的作用，再加上处理系统和软件支持，降低仪表的工作负担，同时优化处理环境，实现仪表对数据的自动化处理，严格控制数据运行，利用优化、检索的特性，完善仪表控制，体现数据自动化处理的优势。

3 分析化工生产控制自动化常用仪表的问题

自动化仪表在化工生产控制中，并不局限于一种，而是具备多种类型，满足化工生产的多项内容，汇总常用自动化仪表问题，分析如下：

3.1 流量仪表

流量仪表属于化工生产控制自动化中的主要仪表，使用较为广泛，实现流量监测。流量仪表记录化学流体的质量和体积，以单位时间为准，得出仪表数据。流量仪表中质量、体积的测量方法均不相同，导致仪表监测存在严重的数据偏差，无法保持质量与体积信息处于平衡、统一的状态，干扰流量仪表的使用。

3.2 压力仪表

压力仪表不仅负责化工生产的自动化数据，还担负生产控制的安全工作，合理监控安全环境。压力仪表的监测范围为-―+300Mpa，实时监测生产压力，确保压力仪表动态的监控状态。压力仪表在自动化生产中的表现形式主要有三类：（1）活塞控制；（2）液体控制；（3）弹性控制。由于压力仪表的种类不一，较容易导致选择压力仪表时，不符合化学生产的实际，引发精度问题。基于精确问题的影响，各类性能处于不断研究的过程中，提高压力仪表自动化的控制能力。

3.3 测量仪表

此仪表主要是测量化工生产的各项因素，不同化工生产的原料，具备不同的物流属性，利用测量仪表，预防物料属性混淆即可。

3.4 温度仪表

温度仪表有效控制化工生产中各个环节的温度，测量值最低达到-200℃，最高可至1800℃。温度仪表利用热阻和热电的形式，实现接触测量。温度仪表的应用可以改善化工生产的温度控制，但是未能实现完全的自动化干预。目前，基于温度仪表研究过程中，总线技术得到发展，在化工生产中得到实际的推广利用，提高温度自动化控制的能力。

3.5 在线解析

自动化仪表的解析能力，是提高化工生产的必要因素，利用相关技术，实现自动化的参数解析。在线解析仪表可以根据化工生产，分析基本工艺，此功能可以严格按照在线状态执行，体现自动化控制的高效性，主要是利用在线解析的优势，确保化工生产的质量标准。在线解析利用仪表组合，需要不同功能、不同类型的仪表参与，精确控制程度，确保生产工艺的合格性。深入研究仪表组合，优化在线解析，提高化工生产控制自动化的能力，发挥仪表功能，达到高效的制品要求。

4 结束语

化工企业对生产控制的要求逐渐提高，增加仪表自动化工作的负担，必须提高仪表自动化的控制能力，才可满足化工生产的实际需求，确保化工生产的安全系数，推进仪表自动化的发展能力。自动化仪表在实质应用中，发挥有效的控制能力，结合化工生产的具体情况，给予自动化条件，积极研究仪表新技术，解决仪表自动化中出现的问题，保障仪表自动化的控制特性。

参考文献

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