浅谈化工自动化仪表的种类及发展趋势

摘 要：化工行业是国民经济发展的重要支柱产业，伴随着社会经济的发展，化工行业科技和相关产业链发展也取得了极大进步，生产加工工艺日益完善，生产过程安全性、可操作性、产品质量稳定性都得到了极大保证。仪表是化工行业相关设施必备的设备，近年来伴随着机械设备的逐步升级和完善，化工行业仪表也逐步从人工化转化为半自动化，未来必然将朝着自动化、智能化的趋势发展，这些都将成为行业发展和社会进步的有力保障。

关键词：化工行业；仪表自动化；应用现状；发展趋势

伴随着经济发展脚步的加快，科技进步速度的提升，化工行业生产加工也逐渐实现了自动化。实现化工生产过程的自动化，必须依赖于高性能仪器、仪表，对生产过程进行显示、测量，并依此对生产工艺过程进行有效控制和调整。因此，化工仪表质量和性能的优劣对生产加工过程有着重大的影响，作为一名化工行业工作者，必须了解当前应用的仪表，意识到未来仪表技术的发展趋势。

一、目前常见的化工自动化仪表的种类和性能

对于化工自动化仪表来讲，要区分它们的种类，分类方法有很多，根据不同原则可以对自动化仪表进行不同的分类。笔者结合多年的实践工作经验，依据生产过程中数据采集的不同特点，从如下几点区分化工自动化仪表。

1.温度仪表

化工生产的特点是在一定温度和压力下，使原料发生一定的化学反应或变化。因此，对于生产中的温度控制是不可避免的。一般需要指示的温度范围为-200～+1800℃，方式一般为接触式测量。最常用的仪器仪表是热电阻、热电偶。由于电子技术的发展，特别是新技术的推广应用，热电阻、热电偶信号直接进入DCS或其它温度采集仪表，一体化的温度变送器（两线制）等，使温度控制实现自动化。

2.压力仪表

压力是化工生产中必不可少的，没有一定的压力，生产就不能正常进行。而压力往往关系到生产、设备和人身安全，因此，压力仪表是非常关键的。一般压力范围为负压到300Mpa（高压聚乙烯反应器）。因为压力的测量原理有多种，压力仪表的种类也较多，有压力传感器、变送器和特种压力仪表等，应用的范围有高温介质、脉动介质、腐蚀介质、粉状、易结晶介质的压力测量，精度可达0.1级。

3.物位仪表

在化工生产中，往往需要对原料、半成品和成品的液位进行测量，由于测量过程与被测物料特性关系密切，所以除浮力式仪表外，物料仪表没有通用产品，按测量方式分为直读式、浮力式、静压式（差压、压力）、电接触式、电容式、超声波式、雷达式、重垂式、辐射式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等，其中雷达式（0.3%）、磁致伸缩式（0.05%）以及矩阵涡流式液位计（±1mm）精度高，在石化行业的应用逐步普及。

4.流量仪表

流量的测量是化工生产中最多的控制环节，也是温、压、液（位）、流四大参数中内容最丰富的一个门类。笔者要强调的是，本文所说的流量，不是一般的流速，是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量，有时还要测量管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量（流量积算仪）。

5.在线过程分析仪

现代化工生产自动化过程对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证，能够间接保证最终产品或中间产品的质量合格，而对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是生产过程控制成功与否的根据。在线过程分析仪的应用，可以实现化工生产控制和分析的完全自动化。在应用中，在线过程分析仪往往要与高精尖的分析仪器配套使用，一般包括液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、电化学等分析仪器。

二、化工仪表技术未来的发展趋势

1.仪表将具有编程功能

伴随着21世纪信息时代的到来，大量计算机开发的应用软件开始进入仪表，从行业专业词汇的角度来讲，这叫硬件软化。特别是在控制电路中应用一些接口芯片的位控特性进行一个复杂功能的控制，其软件编程很简单（即可以用存储控制程序代替以往的顺序控制）。而如果代之以硬件，就需要一大套控制和定时电路。所以软件移植入仪器仪表可以大大简化硬件的结构，代替常规的逻辑电路。

2.仪表将具有强大的记忆功能

以往的仪表采用组合逻辑电路和时序电路，只能在某一时刻记忆一些简单状态，当下一状态到来时，前一状态的信息就消失了。但计算机技术引入仪表后，由于它的随机存储器可以记忆前一状态信息，只要通电，就可以一直保存记忆，并且可以同时记忆许多状态信息，然后进行重现或处理。

3.仪表会具备精确计算功能

放眼望去，由于现在主流的自动化仪表内含微型计算机，因此，可以进行许多复杂的计算，并且具有很高的精度。在自动化仪表中可经常进行诸如乘除一个常数、确定极大和极小值、被测量的给定极限检测等多方面的运算和比较。

4.仪表具备数据处理的功能

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。由于有了微处理器和软件，这些都可以很方便地用软件来处理，一方面大大减轻了硬件的负担，又增了丰富的处理功能。由于自动化仪表的中心控制系统是微型计算机，可以进行快速多次重复测量，然后求平均值。这样就可以排除一些偶然的误差与干扰。

5.仪表能够实现更多复杂的控制功能

实现自动化以后，一些常规仪表不易实现的功能，在自动化仪表中就很容易实现。比如一台气相或液相色普仪，这种仪器利用对于复杂化学混合物进行色层分离的方法来确定样品中存在的每一种化学成分的含量。 总之，化工自动化生产已经是未来行业发展的必然趋势。就仪表而言，未来必将丰富和完善自动化控制系统，使生产过程可操控性、安全性、稳定性大大增强。作为一名化工行业工作人员，一定要与时俱进，了解和掌握更多先进仪表的功能及使用方法，更好地为行业发展和企业发展做出自己的贡献！

参考文献：

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[3]刘卿.浅析我国化工自动化仪表的应用及发展[J].中国化工贸易，2012（7）：38

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