陳 蘭（泰興市中等專業(yè)學(xué)校，江蘇泰興 225400）

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化工控制中對智能化儀表的有效應(yīng)用

陳 蘭
（泰興市中等專業(yè)學(xué)校，江蘇泰興 225400）

摘 要：現(xiàn)代工業(yè)中的過程控制要求越來越高，自動(dòng)化設(shè)備也變得更加先進(jìn)。過程控制作為化工控制中的分支領(lǐng)域，在應(yīng)用方面多數(shù)情況下指的是熱工和廣義的化工，對于該行業(yè)來講，它的工藝和設(shè)備正在不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，要想保證生產(chǎn)工藝保持長期保持先進(jìn)，必須要配備較為先進(jìn)的自動(dòng)化裝置，將先進(jìn)的工藝效益實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)揮，進(jìn)而獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。文章對智能化儀表的發(fā)展進(jìn)行了介紹，并且對其在化工控制中的應(yīng)用進(jìn)行相應(yīng)的分析。

關(guān)鍵詞：化工控制；智能化儀表；有效運(yùn)用

在市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，我國的化工工業(yè)可以加快了發(fā)展的步伐，智能化儀表在我國化工生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用范圍越來越廣，儀表本身在化學(xué)工業(yè)中就是重要的組成部分，其自動(dòng)化程度越高，工作效率就會(huì)快速實(shí)現(xiàn)提升，對化學(xué)工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步產(chǎn)生了進(jìn)一步的推動(dòng)作用。儀表自動(dòng)化應(yīng)用于工業(yè)方面，可以對化工工業(yè)的科學(xué)技術(shù)水平提升以及生產(chǎn)效率的提升產(chǎn)生強(qiáng)大的促進(jìn)作用。

1 智能化儀表的發(fā)展進(jìn)程

智能儀表的首次出現(xiàn)時(shí)間是三十年代，隨后在生產(chǎn)和制造過程中被廣泛的應(yīng)用，其在發(fā)展中一共經(jīng)歷了不同的幾個(gè)階段。在工業(yè)快速發(fā)展和設(shè)備不斷更新的背景下，人們對智能儀表的要求也相應(yīng)的在不斷提升，在常規(guī)儀表的使用過程中想要達(dá)到的效果并不十分完善，在生產(chǎn)中它的管理和協(xié)調(diào)作用會(huì)出現(xiàn)一定的局限性特征。［1］為了實(shí)現(xiàn)對這些缺點(diǎn)的克服，五十年代出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)后實(shí)現(xiàn)了對智能化儀表的集中控制，該方法實(shí)現(xiàn)了對幾十個(gè)上百個(gè)的控制回路過程進(jìn)行集中控制，這一辦法取得了較為良好的效果，但是其中還存在了一定的缺陷。［2］在六十年代后，在半導(dǎo)體以及集成電路的發(fā)展中，逐漸出現(xiàn)了大量的智能化設(shè)備和裝置，也就是各種調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器，在生產(chǎn)過程中這些儀器和生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生了共同作用，最終形成各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

但是隨著時(shí)代的進(jìn)步，上世紀(jì)七十年代后，儀表的自動(dòng)化技術(shù)有得到了快速的發(fā)展，相應(yīng)的新技術(shù)和產(chǎn)品被研究開發(fā)，并且實(shí)現(xiàn)了相繼的投入使用，特別是在微型計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展下，化工自動(dòng)化技術(shù)方面的作用十分巨大。在微型處理器為基礎(chǔ)，研發(fā)出來的儀表，將自動(dòng)化技術(shù)推向了較高的水平［3］。

2 智能化儀表的具體構(gòu)造

一般情況下，職能儀表的構(gòu)成部分主要有硬件和軟件兩種。其中的硬件主要包含了主機(jī)電路，過程輸入和輸出的通道，人機(jī)的聯(lián)系元件和電路的姐們和申行以及并行的數(shù)據(jù)通信接口。主機(jī)電路主要是用來對相應(yīng)程序以及數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的，隨后將存儲(chǔ)的信息展開一些列的運(yùn)用和處理，供儀表進(jìn)行使用，主機(jī)電路中主要是未處理器、只讀存儲(chǔ)器ROM、隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）、輸入和輸出（I/O）接口以及定時(shí)計(jì)數(shù)電路等多種芯片。模擬量輸入和輸出的通道的主要作用是為了實(shí)現(xiàn)對模擬量信號的輸入和輸出；開關(guān)量的輸入和輸出通道主要是為了對開關(guān)量信號的輸入和輸出［4］。人機(jī)相互聯(lián)系的功能是為了保住操作者和儀表的相互聯(lián)系和溝通。

智能儀表中的軟件主要是監(jiān)控程序、終端處理程序以及各種功能模塊組成。其中的監(jiān)控程序主要發(fā)揮的功能是對儀表發(fā)出的各種命令進(jìn)行接受和分析，并對軟件中的所有程序和執(zhí)行任務(wù)進(jìn)行管理和協(xié)調(diào)；中斷處理程序主要是為了對實(shí)現(xiàn)人機(jī)聯(lián)系部件以及其他外部因素引起的故障下，提出執(zhí)行任務(wù)中斷申請，主機(jī)在產(chǎn)生了響應(yīng)以后可以直接轉(zhuǎn)為操作任務(wù)，為任務(wù)的完成和處理提供方便并保證實(shí)行實(shí)時(shí)處理。各種功能模塊的主要功能是為了發(fā)揮儀表的各種數(shù)據(jù)處理以及控制功能。

智能儀表中信號輸入后，在過程輸入的通道中的預(yù)處理電路階段，第一步是要變換、放大、整形及補(bǔ)償輸入信號，隨后實(shí)行相應(yīng)的處理［5］。針對模擬量信號來講，在實(shí)施預(yù)處理之后，還要進(jìn)一步借助模擬量實(shí)行輸入通道A/D轉(zhuǎn)換器作用下將相應(yīng)模擬信號向人們需要的數(shù)字信號實(shí)行轉(zhuǎn)換，隨后在接口作用下將數(shù)字信號送入緩沖寄存器中，對相應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保存；將輸入數(shù)據(jù)通過CPU中央處理器實(shí)行加工和處理，更好的途徑是在分析和處理運(yùn)算的結(jié)果中，將信息存儲(chǔ)在隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中；此外，將處理后的運(yùn)算結(jié)果利用顯示器或是打印機(jī)實(shí)現(xiàn)最終顯示［6］。

3 智能化儀表在應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)

3.1 可編程功能

中國計(jì)算機(jī)起步時(shí)間較晚，但是發(fā)展速度是十分驚人的，河北煤化化工功能技術(shù)研究中心，利用了計(jì)算機(jī)，并將計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合工業(yè)儀表中，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化儀表的可編程功能，有效的減少了工業(yè)生產(chǎn)中的控制電路數(shù)量，降低了化工工業(yè)生產(chǎn)成本，簡化了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)提升了工業(yè)生產(chǎn)的效率。

3.2 智能儀表強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能

智能化儀表中包含了小型的微處理器，其數(shù)據(jù)處理能力得到了有效的提升，通過儀表可以對儀表中所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)

行分析，對測量過程中的負(fù)擔(dān)實(shí)現(xiàn)了有效降低，其中包含了檢索和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的硬件設(shè)施，多數(shù)化工企業(yè)在生產(chǎn)中應(yīng)用了智能化儀表后，檢索時(shí)間得到了極大的縮短，且有效縮短了工程工期。

3.3 智能化儀表可以實(shí)行精確計(jì)算

智能化儀表在借助其微型體積設(shè)置同儀表進(jìn)行結(jié)合，在化工生產(chǎn)過程中，智能化儀表可以依據(jù)設(shè)定完成的程序?qū)崿F(xiàn)對信息的高效處理，節(jié)省了大量的人工計(jì)算時(shí)間，我國很多的儀表設(shè)計(jì)研究中心將自動(dòng)化儀表的微機(jī)信息處理方式進(jìn)行了精準(zhǔn)度提升，防止了儀表由于出現(xiàn)錯(cuò)誤計(jì)算后造成的生產(chǎn)被迫中斷，保證了化工企業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)［7］。

3.4 智能化儀表具有記憶功能

當(dāng)前很多新型的智能化儀表是將微型計(jì)算機(jī)引入儀表中，微機(jī)可以將原始數(shù)據(jù)以及最終結(jié)果實(shí)行永久儲(chǔ)存，避免出現(xiàn)重要數(shù)據(jù)丟失情況，此外，它可以對不同的時(shí)間、地點(diǎn)和環(huán)境中的信息實(shí)行儲(chǔ)存。智能化儀表通常具備了自身需要信息的調(diào)節(jié)作用，對尋找信息需要的時(shí)間進(jìn)行了節(jié)省，幫助化工生產(chǎn)過程問題的第一時(shí)間解決。

4 智能化儀表使用過程中存在的缺陷

4.1 智能化儀表的使用性能不夠安全

智能化儀表的正常運(yùn)行是依靠其內(nèi)置構(gòu)建微型計(jì)算機(jī)的工作，針對各種生產(chǎn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。這樣在電腦病毒十分猖狂的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，儀表裝置內(nèi)的計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存的資料極易受到病毒的入侵，進(jìn)而出現(xiàn)信息泄漏風(fēng)險(xiǎn)?；蚴浅霈F(xiàn)競爭對手利用不正當(dāng)手段竊取生產(chǎn)信息，以及不法分子生產(chǎn)信息的曝光等。雖然智能化儀表的利用可以為化工工業(yè)生產(chǎn)效率進(jìn)行有效提升，但是也帶來了相應(yīng)的危險(xiǎn)因素［8］。通常情況下，智能化儀表的操作人員需要具備基本的專業(yè)操作能力，否則非專業(yè)人員的操作十分容易出現(xiàn)操作失誤，造成數(shù)據(jù)丟失的情況，嚴(yán)重阻礙了化工生產(chǎn)進(jìn)程，導(dǎo)致企業(yè)出現(xiàn)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

4.2 安裝成本高

智能化儀表在化工工業(yè)中的應(yīng)用雖然可以極大的提升化工生產(chǎn)效率，最大程度的節(jié)省工業(yè)生產(chǎn)時(shí)間，但是其安裝和使用的成本較高，其在施工過程中會(huì)帶來相應(yīng)的資金投入，才能保證其正常的運(yùn)行和使用。這就意味著企業(yè)必須具備良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，投入大量的資金才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。也就是說，化工企業(yè)需要具備強(qiáng)大的資金能力才能實(shí)現(xiàn)儀表的智能化。［9］很多公司都想借助智能儀表來實(shí)現(xiàn)自身升級，但是在各個(gè)方面都需要投入相應(yīng)的資金，必然會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)為企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

4.3 數(shù)據(jù)傳輸功能中會(huì)出現(xiàn)一定的阻礙

在智能化儀表于化工工業(yè)生產(chǎn)范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，將會(huì)極大提升其使用效率，儀表中的計(jì)算次數(shù)以及處理次數(shù)也會(huì)相應(yīng)的增加，數(shù)據(jù)的積累不斷增多，會(huì)引發(fā)數(shù)據(jù)傳輸受到阻礙。曾有研究表明，在多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)使用處理中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量增加，但是整體數(shù)據(jù)傳輸效率會(huì)嚴(yán)重降低［10］。

5 智能化儀表應(yīng)用于化工工業(yè)中

5.1 常規(guī)控制

研究人員依據(jù)智能化儀表工作原理，實(shí)現(xiàn)了化工過程對常規(guī)智能化儀表的應(yīng)用，并有效控制了生產(chǎn)過程，控制過程對算法控制進(jìn)行了充分利用，并且把握了它的基本功能，呈現(xiàn)出了自動(dòng)化儀表最佳工作狀態(tài)。

5.2 先進(jìn)化工作控制

隨著化工生產(chǎn)企業(yè)對儀表智能化水平要求持續(xù)提升，普通儀表遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足化工過程中的數(shù)據(jù)處理，同時(shí)也不能跟上數(shù)據(jù)的傳輸速度，先進(jìn)智能化儀表控制模式逐漸成為了化工企業(yè)工作者追求的重要目標(biāo)。

5.3 人機(jī)界面間的結(jié)合

智能化儀表技術(shù)需要將智能化儀表為基礎(chǔ)，但是還需要專業(yè)化人自動(dòng)化人才的參與才能充分發(fā)揮其自身價(jià)值，對此，化工企業(yè)在應(yīng)用智能化儀表的同時(shí)，還要不斷提升自動(dòng)化儀表應(yīng)用人才專業(yè)能力，達(dá)到高度人機(jī)結(jié)合應(yīng)用效果，為企業(yè)創(chuàng)造出更多的商業(yè)價(jià)值，利用科學(xué)技術(shù)不斷壯大和發(fā)展企業(yè)的生產(chǎn)水平。

6 小結(jié)

綜上可知，在工業(yè)化步伐進(jìn)步速度快速提升的背景下，智能化儀表在各個(gè)行業(yè)都實(shí)現(xiàn)了有效運(yùn)用，特別是在現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中更是得到了廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了化工企業(yè)現(xiàn)代化水平的進(jìn)一步提升。在生產(chǎn)裝置國模的不斷擴(kuò)大下，企業(yè)對工業(yè)自動(dòng)化控制提出了更高的要求，對了實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程控制要求的進(jìn)一步滿足，各個(gè)儀器研究機(jī)構(gòu)或是企業(yè)的自主研發(fā)機(jī)構(gòu)要對儀表的智能化進(jìn)行深入研究。文章對智能化儀表在工業(yè)控制中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，希望可以對化工工業(yè)中對智能儀表的利用做出一定的貢獻(xiàn)。

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The Effective Application of Intelligent Instrument in Chemical Control

Chen Lan

Abstract：Demand is higher and higher，in the modern industrial process control automation equipment have become more advanced.Process control as a branch of chemical control field，in the aspect of application in most cases refers to the thermal and general chemical industry，for the industry，its technology and equipment are constantly innovation and development，to maintain long-term advanced production technology，and must be equipped with advanced automation equipment，will be advanced technology efficiency to achieve better play，and thus obtain higher economic benefits.The article on the development of intelligent instruments are introduced，and its application in the chemical control is the corresponding analysis.

Key words：chemical control；Intelligent instruments；Effective use

中圖分類號：TQ056.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1003–6490（2016）02–0077–02

收稿日期：2016–01–29

作者簡介：陳蘭（1974—），女，江蘇泰州人，中學(xué)一級，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)教育。