黑灯科技-化工自动化的过程控制分析

化工自动化的过程控制分析

摘要：化工工业在我国社会生产中是重要的一部分，化工自动化中通过使用仪表自动化提高了生产效率，使生产更加具有精准性。在化工自动化过程中要重视自动化仪表和自动控制的选择，本文重点分析了化工自动化过程中的控制分析，包括现场总线控制系统和现场总线控制系统的发展状况，希望能为化工生产企业提供一定的借鉴意义。

关键词：化工自动化；过程控制；现场总线

0 前言

近年来，我国电气工程迅速发展，不同类型的自动化技术逐渐在化工环节中使用，其中重点使用的就是化工仪表和自动控制系统，对化工业发展有重要的作用。因此，必须要重视化工仪表的使用以及自动化控制系统的选择。

1 化工自动化控制系统的发展状况

“控制”表现了人们对自然的征服欲望，控制理论的出现主要反映了人类在认识大自然并对大自然进行改造过程的状态，控制思想和技术的应用随着社会的变化和发展逐渐被应用到不同的领域。通常情况下人们对化工自动控制系统的认识要从20世纪50年代的气动信号控制看成第一代而第二代被认为是4～20mA等电动模拟信号控制系统，第三代自动化过程控制为数字计算机集中式控制系统，第四代是集散式分布控制系统 （DCS），第五代化工自动化控制被看做为现场总线系统（ FCS），也就是目前常用的自动化过程控制的方式。现场总线控制系统通过使用公开化和标准化的方案，克服封闭系统形成的缺陷，突破了第四代控制系统的通讯专用网络预先，形成了全新的分布结构，在控制力度上，实现了控制功能放置到现场的目标。化工材料分公司的现状是属于锡产品深加工企业共有四个车间，其中有两个车间生产无机锡，两个车间生产有机锡，在2016年和2017年分别对两千吨甲基锡和丁基锡进行自动化升级改造，原PLC控制改为了DCS系统控制，极大的提高了劳动生产率，并且使生产工艺控制参数更加精准。目前，无机锡生产过程控制自动化程度较低，正筹备改为自动化控制。

2 现场总线控制系统

2.1 现场总线控制系统原理

过去一段时间，计算机控制系统得到广泛的应用，但是现场仪表以及控制器都要进行一对一的物理方面的链接，这种方式很有可能造成现场安装的不便，调试以及维护过程中也会造成很大的不便之处免责也是计算机控制系统存在的缺陷。另外，计算机控制系统在使用过程中，现场仪表的参数和诊断的故障很难即使的掌握，在最底层的执行机构最终演变成为控制系统的最薄弱部分。区别于计算机控制系统，现场总线控制荣国数字信号的传输，使得一条通信线缆上能够通过技术手段实现多个现场设备的连接。不再需要通过A/D、D/A 等 I/O 组件完成现场控制，只需要通过使用相应的工艺对现场控制的设备进行添加，并把现场仪表按照就近原则与原来的通信线进行连接即可，不需要另外添加组件，简单方便。

2.2 现场总线控制技术特征

首先是具有全数字化的通信方式，现场控制设备的现场信号都始终是数字的特点，能够实现全数字化通信；现场控制设备的互联网是开放型的，能够和任何相同标准条件下的设备进行间接，提供了非常便利的功能；现场总线技术也具有互相操作性以及互相作用效果，不同制造厂制造的设备之间可以蚃进行通信，并形成统一的形态，不同厂家生产的性能相对类似的设备之间可以实现互相使用的效果；另外对现场总线技术的智能化来说，总线仪表能够实现原有的一切功能状况，又加入了数据处理功能以及状态分析的功能。同时对于设备出现故障的情况下，通过系统进行诊断能够及时的发现设备运行中出现的问题，方便及时的处理；现场总线技术设备还具有系统架构高度分散的效果，能够采用相应的技术，把传统的控制站功能特征分到现场仪表上，形成全面式分布结构。

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3 现场总线控制系统的现状和应用前景

3.1 现场总线控制的现状

现场总线控制系统主要结合了计算机网络技术，自动化技术，仪表技术以及制造技术等形成的，对现场总线的控制和发展有重要的作用。随着网络技术的不断发展，使现场控制能够发挥更加重要的作用。系统控制正在向智能化、网络化的趋势发展，并在发展中源源不断的新技术形式补充，对于更好的发挥现场总线控制技术有重要的帮助。需要对分布式实时系统更深一步的探究，设计到结构状况，实时通信，系统容错等因素较多，对于现场总线实现更强大的可靠性和实时性以及应用的安全性有一定的影响作用。

科技发展到如今，世界上存在的现场总线有几十种，每一种总线在不同领域都有相应的应用情况。比如说在石油、化工、医药等领域的过程控制主要施用的现场总线为FF、PROFIBUS-PA ；在建筑领域、农业以及交通等领域施用的现场总线通常为LonWrks、PROFIBUS-FMS、DevieceNet ；加工制造行业的现场总线施用频率较高的是PROFIBUS-DP等等，在不同的领域会有相应适当的现场总线，很多现场总线为了更够深入到更多的市场，还会选择努力成为国家或者当地的标准。比如说德国的现场总线标准就是PROFIBUS，同时，法国也有自己的现场总线标准WorldFIP 。就目前的现状来讲，现场总线情况要能够实现通讯技术，对于仪表的开发上也要引起重视，还有网络的优化，总线的兼容等都是需要解决的问题。

3.2 現场总线控制的发展前景

我国目前的总线控制系统大多数采用的还是集散式分布控制系统（DCS）主要仪表是电皿仪表，现场总线控制还不能实现大范围的使用和控制，但是现场总线是未来发展的必然方向，在短时期内集散式分布控制系统还处于高度应用状态，现场总线控制在逐渐发展中，完全代替集散式分布控制还需要一定的时间。不过，经过不断的技术改造，先使集散式分布控制系统和部分的现场总线联系起来，形成共存的状态，再逐步的完善，争取过渡到现场总线占主导地位的状况。

4 结语

综上所述，我国目前的发展中自动化控制水平还处于相对较落后的状态，在发展过程中，要不断的引进国外先进技术，不断完善集散式分布控制系统，尽可能快的实现现场总线控制的局面，提供我国化工自动化的控制程度。