朱桂堡

恒力石化（大连）炼化有限公司 辽宁大连 116317

为适应现代化工生产工艺过程的高要求，应提高化工检测仪表和控制仪表的信息化、网络化和智能化。我国提出“中国制造2025”和“互联网+”行动计划国家战略，推进化工仪表、过程控制向由智能化仪表和智能控制构成的化工生产过程智联网方向发展，研究智能化仪表和现代化工生产过程控制应用具有重要的理论和实践意义。

1 智能化仪表的构成

智能化仪表主要由硬件部分与软件部分构成，其中，硬件部分主要由嵌入式处理器、存储器、电源模块、模拟量或数字量的I/O通道、外围传感器、数据通信端口、人机交互通道等部分构成。嵌入式处理器主要的作用是对传感器采集到的数据进行分析和处理，并将处理后的数据发送到存储器中保存；模拟量或数字量的I/O通道的作用是将检测到的模拟信号或者数字信号转变为系统能够识别的二进制信号，并将系统输出的数字信号转换为电压或者电流信号，驱动相应的执行机构动作；外围传感器的作用是检测现场中的信号；数据通信端口的作用是实现智能仪表与外界计算机或者相关设备的数据通信；人机交互通道的作用是实现人与智能仪表之间建立交互的数据通道[1]。

2 智能化仪表应用于现代化工生产的难点

尽管多种智能化仪表已经开始在现代化工生产过程应用，但由于化工生产场所的特殊性，智能化仪表面临应用上的难点。智能化仪表功能安全技术与安全仪表。功能安全技术与安全仪表是国际上最近发展的技术，目的是防止化工设施生产异常事故以致危及人身与设备安全。我国大型石化工程项目已经规定必须事先进行功能安全评估。化工企业突发事故比较频繁，研究具有功能安全技术和安全技术的智能化仪表极其重要，例如智能温度变送器、压力/差压变送器、电动执行机构/阀门定位器。安全智能化仪表系统评估技术和评估工具都是智能化仪表在现代化工生产应用面临的技术难点。现代化工生产测量新型传感器技术。传感器是智能化仪表的关键技术，化工生产要采集的数据难度大、精度高，需要在固态硅传感器、光纤传感器技术、多传感器技术、图像传感器技术、微型化及低功耗等方面进行攻关，取得突破以满足现代化工生产的测控要求。现代化工生产工业智联网技术[2]。“中国制造2025”和“互联网+”行动技术推动现代化工生产工业智联网技术的数字虚拟工业技术发展[1]。基于实际化工生产设备运行数据学习和优化，建立虚拟现代化工工业系统，虚拟化智能化仪表必须满足完善现代化工虚拟工业系统结合实际运行的数据需求，帮助实现对复杂现代化工生产管理控制。

3 智能化仪表在化工生产过程控制系统的应用

3.1 数据传输

智能化仪表可通过数据通信端口进行数据传输。由于智能化仪表自身的存储空间有限，而测量数据又在不断积累，因此，通过组建智能化仪表网络可将每一台仪表中的数据汇总到一台计算机中，并由计算机通过互联网络进行数据分析，从而实现了对设备的实时监测[3]。

3.2 在现场总线控制系统的应用

现场总线控制系统是DCS系统的升级产品，已成为现代化工过程控制的先进控制技术。它最直接的优势在于将现代化工生产的现场级智能化仪表直接变成网络节点连接起来，企业信息可以直接在现场设备延伸，企业管理层易于实现现场智能化仪表在线参数整定和故障诊断，也能够实时了解智能化仪表的实际情况。当需要增加现场智能化仪表时，可以直接挂接在原总线上，无需增加其他任何组件。在现代化工生产过程中，基于PLC系统的ControlNet、Profibus和FF总线使智能化仪表发展迅速并有创新性应用，现场总线智能化仪表能够利用嵌入式软件协调内部操作、完成非线性补偿、自动校准和诊断，还可以完成现代化工生产过程控制和功能的分散。

3.3 信息管理系统数据网络拓展：工厂数据信息网络化及移动化管理应用

随着工厂全球化，总部需要随时了解各地工厂情况，借助互联网技术，出现了由制造数据管理、计划调度管理、库存采购管理、成本质量管理、人力资源管理、生产过程控制、数据集成分析等多个管理模块组成的企业管理整体解决方案和智能制造系统。如MES即制造企业生产过程执行系统，和SAP等ERP企业管理解决方案[4]。

3.4 在工业以太网控制系统的应用

作为一种新兴的控制网络技术，工业以太网已在现代化工生产控制系统的管理层和控制层得到应用，并有延伸到现场设备层的趋势。工业控制网络和信息网络的统一使得开发基于Web浏览器的智能化仪表成为可能。围绕具有EPA（Ethernetfor Plant Automation）网络通信功能的高精度智能化变送器已在开发并将用于现代化工生产过程，例如珠海市长陆工业自动控制系统股份有限公司生产的带DP9接口的TR700仪表，可以与PLC、UNI800C、UNI900挂接支持Profinet工业以太网、Ethernet/IP工业以太网用于现代化工生产过程监控[5]。

4 结语

综上所述，随着智能化产品普及，智能化测控仪表及控制系统必将为化工生产提高安全性、提升品质、降低事故或损失提供支持。也需要化工生产企业与时俱进，共同推动我国自动化领域整体控制水平的进一步提高。