先进控制技术在化工过程自动化控制中的应用研究
摘要
关键词
自动化控制;先进控制;仪表控制;
正文
引言:自动化控制是指运用电子技术、自动控制理论、计算机技术和传感器技术等对工业生产中的机械、仪器、仪表等设备进行管理,并实现对其动作的自动调节,从而达到预期目标的一种方式。在自动化控制中,可以根据控制对象的不同而采用不同的方式,可以是直接控制,也可以是间接控制。在化工生产过程中,可以采用直接控制方式,通过控制器发出信号来达到自动化控制目的。
一、化工过程自动化控制基础知识
1.1 自动化控制概述
自动化控制是指运用电子技术、自动控制理论、计算机技术和传感器技术等对工业生产中的机械、仪器、仪表等设备进行管理,并实现对其动作的自动调节,从而达到预期目标的一种方式。在自动化控制中,可以根据控制对象的不同而采用不同的方式,可以是直接控制,也可以是间接控制。在化工生产过程中,可以采用直接控制方式,通过控制器发出信号来达到自动化控制目的。由于在化工生产过程中,大多数设备都具有较强的非线性,因此在进行化工自动化控制时,必须利用非线性校正等方式来进行消除或减弱非线性影响,从而使系统具有更好的稳定性和可靠性。
1.2 化工过程控制基础
化工过程自动化控制技术主要是以计算机为基础,对化工生产过程中的各种数据进行分析、处理以及决策,从而达到预期目的。自动化控制系统可以将化工生产的各个环节进行有效连接,并利用计算机对各种数据进行处理与分析,以便于掌握生产过程中的各种信息,同时还可以利用计算机对生产过程进行优化与决策。化工自动化控制系统是一种比较复杂的控制系统,通常由计算机、控制器、检测仪表、执行机构以及操作人员等组成。在进行化工自动化控制时,必须掌握各个系统的功能以及特点,并将其充分发挥出来,从而提高整个化工生产过程的效率。
1.3 仪表控制技术
仪表控制技术主要是指采用计算机技术、传感技术以及信息处理技术等对化工生产中的各种仪表进行控制,以便于实现对生产过程的实时监控和控制。仪表控制系统在化工生产过程中发挥着重要的作用,因此必须重视仪表控制系统的维护和管理。在对仪表控制系统进行维护时,必须遵循以下几个原则:一是要保证仪表系统运行的可靠性;二是要对其进行定期的检查与维修,并在规定的时间内将其修复;三是要保证仪表系统安装的准确性;四是要按照要求定期对仪表进行校验,以便于及时发现问题并进行处理。
二、先进控制技术概述
2.1 先进控制技术的发展历程
在20世纪80年代初,先进控制技术刚刚起步,当时的学者对其发展还不够重视。在20世纪90年代初,随着计算机的快速发展,其应用逐渐成熟,先进控制技术也随之迎来了发展的高潮。从20世纪90年代中期开始,随着计算机技术、信息技术的迅速发展,先进控制技术在工业生产过程中的应用也更加广泛。在化工生产过程中使用先进控制技术不仅可以提高生产效率,还可以提高产品质量和生产安全性。
2.2 先进控制技术的分类和特点
目前,先进控制技术主要分为三种类型,分别是自适应控制、预测控制以及鲁棒控制。自适应控制主要是通过对被控对象进行建模,并采用合适的控制策略,使被控对象的输出能够满足预定的目标。预测控制是在被控对象中加入时间因素,利用时间预测模型来预测系统的未来输出。鲁棒控制主要是将系统的状态变量作为参考变量,利用一些反馈调节算法对其进行修正,使系统能够在指定情况下保持稳定运行。在实际生产中,先进控制技术不能对非线性、时变等复杂系统进行有效地控制,所以先进控制技术只能用于线性、简单系统的优化和优化。
2.3 先进控制技术在化工过程自动化控制中存在的问题与挑战
在化工生产过程中,先进控制技术虽然发挥了重要作用,但是其也存在一些问题。首先,先进控制技术主要应用于复杂系统中,对于简单系统的控制效果不是很理想,导致出现较大的误差。其次,先进控制技术在应用过程中会受到很多因素的影响,如温度、压力以及流量等。最后,由于先进控制技术的应用是基于计算机技术和网络技术等技术为基础,所以在实际应用中存在一定的局限性。另外,由于先进控制技术中采用了大量的数学模型,这也增加了预测模型的复杂程度。所以在应用过程中存在较大难度,对工程人员的要求也比较高。
三、先进控制技术在化工过程自动化控制中的发展趋势
3.1 先进控制技术发展的新趋势
在科学技术不断发展的今天,先进控制技术已经开始向智能化、综合化方向发展,以适应现代工业对自动化控制的要求。例如,在化工生产过程中,由于各个工艺参数之间具有较大的差异性,因此对各个工艺参数进行检测就成为目前先进控制技术的关键内容。由于先进控制技术是一种综合性、智能化的控制技术,所以它在化工生产过程中具有广泛应用。例如,在化工生产过程中,如果没有采用先进控制技术,那么生产过程就会存在较大的安全隐患。因此在今后的发展过程中,要不断提高先进控制技术的应用效果,使其更好地为化工生产服务。
3.2 先进控制技术在化工过程控制中的应用
化工过程的控制中,先进控制技术是实现自动化控制的关键,在化工过程的自动化控制中发挥着重要作用。例如,在化工生产过程中,如果没有采用先进控制技术,那么生产过程中将会存在较大的安全隐患。因此,为了保障生产安全,应将先进控制技术应用于化工生产过程中。此外,在化工过程的自动化控制中,要提高生产效率和产品质量。在生产过程中,要通过先进控制技术的应用来提高生产效率。另外,先进控制技术在化工生产中的应用还能够降低人工成本,从而有效提高经济效益。
3.3 自动化控制与仪表控制相结合在化工过程中的优势分析控制在事故处理中的应用
在化工生产过程中,会出现很多安全事故,严重时可能造成重大的生命财产损失,甚至影响社会稳定。因此,为了保障生产安全,在化工生产过程中,应采用自动化控制技术,并将先进控制技术与仪表控制相结合,以提高化工生产的安全性。例如在化工生产过程中,由于受到外界环境因素的影响,可能会出现一些安全事故。为了有效预防安全事故的发生,可以将自动化控制与仪表控制相结合。例如在处理火灾事故时,可以先将自动化控制技术应用于火灾报警系统中,然后再通过先进仪表控制系统来实现对火灾的检测、报警和灭火等功能。
结语
随着我国经济的发展,化工产业得到了迅速地发展,由于化工生产过程中涉及的技术较多,尤其是自动化控制系统,在很大程度上影响着化工企业的发展。因此,应进一步加强先进控制技术的应用,使其在化工生产中发挥重要作用。通过应用先进控制技术能够提高生产效率,降低生产成本。我国是世界上最大的化工生产国和消费国,随着我国经济水平的不断提升,对化工产品的需求也在不断增加,应进一步加强先进控制技术在化工过程中的应用研究。
参考文献
[1] 浅析化工自动化控制的关键技术和仪表控制. 何石波.,2019(07)
[2] 化工自动化控制的关键技术和仪表控制. 杨亚萍;潘庆法.,2019(12)
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