郑嘉

摘要：二十一世纪，计算机技术已经逐步应用到社会生活与生产的各个领域，化工自动化控制便是利用计算机技术与传统技术相结合所形成的一门综合性科学技术。自动化控制系统对整个化工生产流程进行不断的检测、调整，进而实行最优化生产，是企业实现高效安全自动化生产的关键。文章阐述了自动化控制的概念、列举了自动化控制系统在化工生产中的应用，分析了当前我国自动化控制系统存在的问题，并提出了一些合理化建议，最后探讨了未来自动化控制应用发展的趋势。

关键词：化工；自动化控制；应用；发展

引言

化工生产中往往伴随着一些有毒有害物质的投入或者生成，给从事化工生产的工作人员带来了很多危险因素，导致了职业病发病率的增加。自动化控制技术的应用，不仅可以提高化工生产效率，降低化工生产的成本与事故率，还可以减少职业病的发病率，因此自动化控制技术在化工生产领域备受关注。

一、自动化控制的概述

自动化控制广泛地应用于现代工业、农业、制造业等生产领域，是一种机械电气一体自动化集成控制技术和理论。自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。自动化控制系统则是指能够实现自动控制任务的系统，通常由控制器与控制对象组成。

二、自动化控制系统在化工生产中的应用

1 PLC 在化工生产中的应用

PLC （可编程逻辑控制器）实际上就是一台简易的小型计算机，它可以对化工设备内的一系列动作实现精确控制，保证各道工序的顺利执行。PLC控制系统大大提高了化工生产的效率，且安装维修费用相对较低。例如，对于传统的继电器控制系统，一旦工艺过程有所调整，就需要重新布线，而对于PLC控制系统，当生产工艺流程需要进行调整时，只需要修改用户程序即可。当前，PLC控制技术已经进入相当成熟的阶段，在大型化工生产企业中，无论是单台设备自动化、多台设备自动化还是整个生产过程自动化，PLC都在其中发挥着重要作用。此外，对于大型化工设备，厂商往往采用PLC系统作为自带控制系统，PLC系统可与DCS 系统密切相结合，有利于企业整体的自动化控制，同时可大大提高对大型设备控制的精确度。

2 DCS 在化工生产中的应用

DCS（分布式控制系统，又称集散控制系统）以微处理器为核心部件，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的多级计算机系统，综合了计算机、通讯、显示和控制等4C 技术。DCS采用组合组装式结构组成系统，通过通信网络进行数据的传送，以实现对生产过程的集中操作、分散控制、分级管理。目前，DCS的功能正在不断的完善，可靠性也在不断的提高，同时管理功能也在不断的提升。现代化工生产中传统仪表控制系统中存在的很多难题，利用DCS 控制系统已经能够迎刃而解。目前DCS系统在化工行业的应用范围不断扩大，应用水平也在不断提高。

3 FCS 在化工生产中的应用

FCS（现场总线控制系统）是在DCS、PLC 的基础上发展起来的一种新技术。FCS在很多方面都继承了DCS、PLC 的成熟技术，其实质是信息处理的现场化。总线协议即总线标准是FCS的核心，现场设备的数字化、智能化和网络化是FCS 最大的变革。FCS 是当今自动化控制技术发展的热点，标志着工业自动化控制领域未来的一种发展方向。目前以现场总线为基础的FCS虽然发展很快，但是FCS技术还处于很不成熟的阶段，例如没有统一标准，而且从总体上来看，与DCS相比，FCS 的引进资本及硬件的购置价格都不具备太大的优势。此外，由于技术的不成熟，FCS的调试和运行维护还比较困难，因此在国内还未成为自动化主流控制技术，在化工生产中的使用范围相对DCS 也较少。

三、化工生产中自动化控制具体应用举例

1、自动化控制在故障分析中的应用

对生产设备进行及时有效地数据分析是实现自动化控制在化工生产过程中最重要的环节之一。在化工生产过程中，利用自动化控制技术对设备进行数据分析，将故障信息以数据报告形式显示出来，以便技术人员及时发现并进行处理。由此可见自动化控制技术不仅可提高化工生产企业的工作效率，合理规范生产流程，还可以及时发现生产过程中的安全隐患，为避免安全生产事故的发生提供有力保障。

2、自动化控制在急停系统中的应用

安全生产事故大部分是由人和物的不安全因素导致的，为最大限度的保障生产的正常运转，避免因事故带来的人身和财产上的损失，化工自动化在急停系统中的应用显得尤为重要。其主要工作原理是某一生产环节一旦出现故障，该系统就会根据设置好的程序对正在运行的程序进行依次关闭，从而避免安全事故的扩大化。另外需要注意的是在完善自动化急停系统时，必须保证其独立性，避免其他设备故障对急停系统造成影响。

四、我国自动化控制系统存在的问题及建议

（1）集成能力差：由于自动化控制系统模型均为独立开发，从独立技术上来讲，具备先进水平，但在多装置流程模拟、先进控制和过程优化上仍存在不足，即系统集成能力较差。其主要原因是各模型均为独立开发，在模型和模型之间的数据交换、模型和工业实时数据之间的数据交换上存在着标准不统一的混乱局面。

（2）模型通用性差：某一模型往往是针对特定企业的特定装置而开发的，而国内的石油化工企业工艺流程种类繁多，导致所开发的模型通用性差，大规模的推广应用很困难。

（3）产品化能力差：首先，将已有的过程模型和优化技术产品化需要大量的资金和人力资源，一般科研单位虽然科研实力雄厚，但往往存在资金不足的现象。其次，产品化程序的开发，工作量大，但技术含量相对核心技术的开发较低，这种工作采用大量中级技术人员即可完成，但是目前我国此类技术人员缺乏，产品化程序的开发工作往往也需要由高级的科研人员来完成，这是高科技人力资源的巨大浪费。

为解决自动化控制系统存在的问题，今后我国在化工工业的发展过程中，需要不断加强对基础应用的研究和高新技术的探索性研究与应用，同时，还要加快信息技术在化工工业中的应用，不断开发、完善、推广流程模拟、先进控制和过程优化技术及其产品。

五、化工自动化控制应用的发展趋势

随着科技水平的不断发展，自动化控制的应用领域将不断扩大，不再是仅仅局限于生产系统过程中，同时也将延伸到企业现代化管理系统中。当前化工自动化控制不仅提高了对硬件设备的技术要求，而且对数据信息的集成化要求也越来越高。随着化工生产不断朝着大型化、集成化、控制化方向的发展，PLC、DCS、FCS控制方式在化工生产中的应用越来越广泛。在使用中，随着经验的不断积累，技术的不断发展与改进，需要加强对这三种控制方式的相互融合与兼容，并重视管理和控制的一体化。例如，在新一代的DCS 产品中，鉴于现场总线的开放性和互操作性思想理念，引入了基于HART 协议的现场总线接口，并在通信网络上挂接了通信接口，实现了与PLC 设备连接，如此便可以将数台PLC 通过网络直接介入高速数据公路，组成过程控制级的顺序控制。此外，新一代的DCS 产品还联合了第三方管理软件平台，实现了整个企业生产过程的管理自动化。因此DCS 的控制速度与功能、系统的可靠性以及分散控制功能得到了进一步提高，越来越接近现场总线控制系统FCS 。目前，DCS-FCS相结合的控制系统模式是自动化系统发展的特点之一。但是，随着技术的进步、成本的进一步降低，全开放式的现场总线控制系统必将是化工自动化控制未来的发展趋势。

六、结束语

综上所述，使用自动化控制系统的目的在于提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量、降低劳动强度、提高生产安全性、降低生产事故率等。现阶段我国自动化控制已经在控制规律、方案设计、技术实施和规模集中方面取得了一定的经验，化工生产效率得到显著提高。但现阶段我国的化工自动化控制及其应用研究工作，仍然存在许多缺陷，需要我们进一步深入研究。相信随着科学技术的不断发展，自动化控制系统一定会逐步得到发展与完善，从而不断加快我国化工生产向自动化和现代化方向发展的步伐。

参考文献

[1] 褚兴典，齐好军.浅议化工自动化控制技术[J]. 化工管理. 2015（23）

[2] 晁元德.化工自动化控制的发展趋势分析[J]. 化工管理. 2014（05）

[3] 王骥程.谈谈化工自动化的发展[J]. 炼油化工自动化. 1983（02）