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贡献者：XXLL 浏览：1300次 创建时间：2009-06-11
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chemical process automation
对化工生产过程中的各种工艺参数实行自动检测、调节和对整个生产过程进行最优控制和管理。化工生产过程自动化可以提高生产率和产品质量，降低成本、改善劳动条件、保障生产安全。一个现代化炼油厂如果用人工来控制便无法运转，因为人的反应太慢，无法应付每天上千次的细微调节，而任何一个操作人员瞬时的疏忽可能使部分生产陷于混乱状态。
发展概况 20世纪40年代以前，化工生产已采用了自动化装置，但是没有系统的理论指导。40年代中期经典控制理论开始应用于化工生产。50年代开始实现过程控制，用电动和气动式模拟调节器实现单参数定值调节。60年代出现了以组合仪表进行集中检测和控制的系统，并开始利用计算机对整个系统或装置进行集中综合自动控制。70年代产生了信息集中化、控制分散化的集中分散型计算机多级控制系统，采用了定值控制、前馈控制、多变量控制、自适应控制和最优控制等方法，并利用微型计算机进行企业管理，包括控制、信号报警、生产调度、安全管理等方面。
自动检测与控制 化工生产过程经常要在高温、高压下进行,某些物料易燃、易爆，具有毒性和腐蚀性,同时反应的机理和过程十分复杂，因而对自动化控制生产过程的要求特别迫切。为了实现过程自动化，首先应对生产过程中的主要工艺参数如温度、压力、流量、液位、成分等进行自动检测，获得准确可靠的数据。检测是通过各种敏感器件来完成的。有些参数测量还需要靠微型计算机辅助，如饱和蒸汽流量测量中的湿度和压力的自动补偿。有时还用模型化的方法来进行特殊变量的测量和用状态观测的方法来进行某些变量的预估。一些高温、高粘度、大流量和低温的自动测量技术已取得较大的进展；利用参数辨识和相关技术的间接测量方法也在石油、化工的特种参数测量中开始应用。
测量所得的数据是对生产过程进行自动监视和控制的基础。例如，控制系统的调节作用就是根据所得到的数据进行比较、运算，然后发出指令操纵调节阀而实现的。化工生产过程自动控制包括单参数的控制和整个装置或系统的集中综合控制。化工自动化控制的特点在于动态和反馈。系统工作总是在稳态附近变化，波动是由于干扰引起的，控制的目的是使系统在预计的最大偏离的条件下恢复到稳态。在闭环控制系统中还将控制效果的信息反馈到控制器去进行比较,以改善控制的效果一般改变反馈的大小、形式或方式，往往就可以改变控制的结果。在现代化工生产过程的自动控制中所采用的控制方式有：前馈控制、反馈控制、多变量解耦控制、状态反馈控制、克服大滞后的预估补偿控制、采样控制、最短时间控制和线性最优控制等。针对石油、化工过程的时变、随机和状态难于直接测量等特点，还采用随机最优控制、自校正控制、自适应控制、状态观测和卡尔曼滤波技术等。电子计算机在自动控制中主要完成信息的存储、处理、逻辑判断、动态过程分析、决策、控制和事故诊断的功能。例如，在自动信号联锁保护系统中，应用信号联锁和计算机的上述功能对化工企业的安全生产实行声光信号指示、屏幕显示、事故操作指导和联锁切断保护等。
系统仿真 数字仿真技术在化工生产过程自动化中已广泛应用，例如用于分析研究系统的动态和静态行为，寻求最优控制方案、优化操作条件，为设计新控制系统提供依据以及培训操作人员。仿真的质量取决于所建立的数学模型的准确性。但由于石油、化工过程的复杂性，仿真技术的应用受到了一定限制。
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