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化工自动控制系统的应用论述

摘要:随着自动化技术在我国化工行业的广泛应用,随之而来也逐渐凸显出些许问题,一旦该问题不能得以效解决,将会影响化工企业的生产效率。基于此,本文首先描述了自动控制技术的发展,其次对自动控制系统在化工领域可应用性进行简要阐述,通过对温度监测布线环节、冲程泵出口流量表、压差计量温差补偿以及搅拌设备温度检测套管等方面,就化工自动控制系统应用进行简要分析,并提出自己的见解。
化工自动控制系统的应用论述

随着我国自动化产业不断发展,智能技术在化工行业的应用不仅提升了化工行业的生产效率,还增加了化工生产过程中的安全性。但是随着自动化设备的投入使用,在实际生产过程中一些设备还存在一些问题,这些问题会对化工企业的生产产生一些影响,因此,我们需要真正认识到自动控制系统的问题根源所在,对其加以研究,并且采取适当措施,解决这些问题,才能以此提升化工企业的生产效率,提高生产过程中产品的质量。

1.自动控制技术的发展现状

自动控制技术主要通过智能自动化仪器的高精度化、小型轻量化等特点得以表现,主要包括分散型控制系统以及可编程控制器等总线式智能仪表,其本质为信号整体质量发生变化,由原本控制装置之间的模拟信号转变为数字信号:1)可编程控制器(PLC)。在传统接线继电器的工艺流程修改过程中,其需要对整体进行重新布线,而现在,技术人员可以通过可编程控制器对化工企业内部设备的各个单元实施操控、修改,极大减少了对工艺流程进行更改的工作量,在提升企业工作效率的同时,降低了企业维修安装费用的成本;2)分散型控制系统(DCS)。分散型控制系统是利用分散型控制系统专门设置的软硬件设施以及特殊控制语言,达到对系统内部设备进行操控的过程。虽然化工企业内部工作几乎是由智能化机械设备完成,但是在实际生产过程中,生产的主体主要还是以人为中心,机械设备在一旁辅助。

2.自动控制系统化工领域的可应用性分析

在传统化工生产中,化学反应炉温度采取人工操作设定,当时工作环境非常恶劣,工作人员想要在高温环境下,做到精准控制反应炉内温度非常困难。也因此,自动化设备与化工生产工艺进行有效结合便成为化工生产的发展方向,其中可编程控制系统在某种程度上能够满足这一要求。可编程控制系统在使用过程中充分解决了人工控温困难、工作环境恶劣等问题,其通过对企业内部设备控制,不仅能够适应类似反应炉这类环境恶劣的生产条件,还能够将反应炉中温度控制在理论温差不超过±0.5℃范围内。而最近几年,对反应炉内温度控制开始采用PID控制算法,这是专门针对反应炉温度控制的温度计算算法,在温度控制上比可编程控制系统还要。此外,可编程控制系统在挤出机吹塑成形上的应用也较为广泛,这种设备是生产塑料成型的设备,其通过高温融化原料、挤出、注模、成型等工序,能够产出大小各异的塑料容器制品。而现代挤出机成型过程几乎依赖于热电偶模块以及模拟量输入、输出模块,这些自动控制系统能够达到对工艺流程进行掌控的功效,而其中主要对其料筒温度、原料挤压力度、熔料固化速度等方面的掌控。

3.自动控制系统应用的有效途径

3.1温度监测

化工企业在产品生产过程中对温度的掌控非常重要,因为化工产品绝大多数依托于化学反应,一旦温度掌控并没有达到标准,将会出现化学反应不或者化学反应根本无法进行的情况,严重的会导致企业出现经济损失。而化工企业生产过程中检测温度采用的元件主要包括热电阻、热电偶、端子柜以及控制器机柜等。这些元件在使用过程中需要注意其中每个环节,一旦出现仪器元件损坏或者线路短路、断路现象出现,将会对整个系统正常运行产生不良影响。吉林燃料乙醇有限公司在进行温度控制的监测处理中,采用PID对温度进行掌控。在吉林燃料乙醇有限公司对乙醇生产工艺精馏过程中,是将生产的乙醇从塔釜中进行提馏采集。而温度的控制方案选择在提馏阶段,在提馏阶段采取对进塔的蒸汽流量进行掌控,从而达到掌控整个精馏过程的反应效果。其中技术人员通过对温度控制器中输出量作为流量控制器的给定量,再利用输出控制阀便构成一个温度串级的控制系统。一般主控制器定值需要根据工艺需求在生产开展前给定,而在工艺流程中它是一个定值,也因此整个系统围绕这个定值开展。副控制系统的定值是根据主控制器的输出值确定的,它会随着主控制器的输出值的变化而变化,也正因为如此,串级的控制方案能够实现单回路控制系统的所有功效,某种程度来讲,串级控制系统在实际生产过程中的实效性是要超过单回路控制系统的。

3.2冲程泵出口流量表

冲程泵出口流量表主要分为单头冲程泵以及双头冲程泵,而冲程泵上会安装检测流量用的流量表,其作用是能够测量出检测配料投入时的瞬间流量,技术人员通过对流量表的观测便能够分辨设备生产过程中配料的情况。冲程泵流量表在使用过程中需要注意以下几点:1)在选择冲程泵流量表的过程中,一旦选择不当,将会导致机械配件转动部分出现磨损,从而导致生产工艺无法正常进行;2)在计算转子流量过程中,需要保障浮子在飘动过程中不会出现摇摆;3)需要注意流量表连接信号是否稳定;4)在冲泵工作进行中,需要测定流量表的较大值以及最小值差符合标准要求,而且还需要对流量表的精准度再次调试;5)在对浮子进行测量的时候,需要注意质量流量计的合理使用,如果出现断流现象,需要将泵体以及标题间工艺线路进行优化改良,从而达到提高测量精度的目的。

3.3压差计量仪表温差补偿

在企业生产过程中,对各个数据进行计量是必要环节,一些工艺细节无法掌握的地方,只要有计量表,便能及时发现故障原因出在哪里,进而对其及时进行补救、解决。而目前,根据一些工艺流程中由于材料的性质以及介质不同,从而导致各种计量表的出现,其中压差计量表便是用来测量介质压差采用的计量仪器。由于化工工艺流程中绝大多数在于密闭空间中进行反应,而反应过程中随着原料不断减少,反应逐渐剧烈,这也导致反应中心的压力、温度变化让人无法捉摸,而压差计量表主要依靠对环境压力进行测试,如果在压力不均衡的地方,压差计量表将会失去它原有的作用,从而导致其测量结果出现偏差,因此,为了解决这种现象,我们需要依靠科学手段,设计一个不受压力介质影响的计量仪器,来避免压差计量表出现计量偏差。吉林燃料乙醇有限公司的技术人员对这种情况进行深入研究,得出想要实现温度压力得到控制,需要降低预测物质密度对其的影响程度,这就需要运用化工自动控制系统对不同介质、温度以及压力出现变化的情况下产生的压力差以及密度产生的影响进行精细计算。在技术人员对发酵罐液进行测量分析后,分别在流量(单位:Kg/h)为18万、10万、5万、3万时,得出压差(单位:Pa)250000、77160、19290、6944的数据,在对每一套发酵罐液进行检测过程中,发现:在一定条件下,流量与压差会存在Q=K×(P)^0.5的关系式,其中K为固定常数。当测量流量出现过大或者过小的情况,都可以依照上述关系式进行调节,这样一来会将其产生的影响降到低。

3.4搅拌设备温度检测套管

化工搅拌仪器是化工企业在进行生产过程中常用的仪器,其能够通过物理搅拌方式,让产品充分融合,达到加快产品生产速度的目的。而温度检测套管是搅拌仪器上的组成部分,主要由电热阻以及电热偶组成,其作用为与搅拌仪器一同投入产品生产中,来检测产品生产过程中的温度,以这种方式能够随时随地掌握产品生产过程中的温度,但是由于搅拌仪器在使用过程中产生巨大的离心力,会导致套管内部产生一种拉应力,一旦拉应力超过套管材质的强度,将会导致套管整体断裂,由于套管价值比较昂贵,一旦工作人员对其内部结构出现问题时没有及时进行处理,可能会产生生产事故,从而造成企业一定的经济损失。吉林燃料乙醇有限公司在针对这一问题上采取相应策略。在对料筒搅拌过程中,为了防止温度检测的套管出现断裂情况,技术人员通过在套管安装过程中,在温度检测套管上加装一层应力防护套筒,防护套筒在抵抗应力方面具有非常有效的作用,以这种方式,能够确保乙醇生产过程安全、有效进行。由于搅拌设备的温度控制参数在化工企业生产过程中具有重要的作用,因此在日常生产中,需要经常对其进行检验,以避免套管断裂的情况出现。

4.结语

综上所述,随着我国化工行业不断发展,自动控制系统已经得到广泛应用,而智能化控制系统将会是其未来的发展方向。本文首先描述了PLC、DCS应用现状,其次对化工自动控制系统的可应用性进行简要阐述,通过对温度的掌控、机械配件转动部分的磨损、压差补偿的计算以及搅拌套管的加强等方面,就化工自动控制系统的应用进行简要分析,并得出化工企业一定要针对容易出现问题的地方进行科学分析,对其进行及时处理的结论。

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