化工机械设计的智能化探析

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1．化工生产中机械智能化应用

控制要求贯穿于各个工艺生产的过程中，因此，可以说在生产的过程中，工艺变量对产品的质量以及数量起着关键性作用。例如：为了达到效率指标，应保持平衡化学反应器中的反应温度；为了不使下一步工段的效果受到影响，应在允许范围内控制加热炉出口温度；为了获得符合标准的产品，在操作压力不变的条件下，应将精馏塔塔釜或塔顶的温度保持一定等等。将生产控制来良好的范围内，可通过保持工艺变量平稳的方法来实现。

1.1控制锅炉汽包水位

在工业生产中不可或缺的设备之一就是锅炉汽包，，在规定的范围内，维持锅炉汽包的液位是很关键的，如果水位偏高，会对蒸汽质量造成影响，生产蒸汽含水量升高；而如果水位偏低，锅炉容易发生烧干的现象，同时也会对产气量造成一定影响。所以，严格控制汽包液位是杜绝危险发生的有效手段，也是确保锅炉正常生产的重要前提。

1.1.1双冲量控制系统

冲量指的是变。控制汽包水位时，蒸汽负荷的变化就是最主要的扰动。在进行校正时，根据蒸汽流量来进行操作，可以显著改善控制品质，减少水位的波动，给水位控制阀动作迅速、灵敏，而且还对误动作进行有效补偿。双冲量系统可通过引入蒸汽流量信号而构成。单回路反馈控制加蒸汽流量控制的复合控制系统为双冲量控制系统。值得注意的是双重量控制系统的不足之处在于：不能很好克服给水系统的扰动；难于对非线性特性进行静态补偿，而控制法的工作特性未必成为线性特性。

1.1.2单冲量控制系统

单冲量控制系统是典型的简单控制系统，由于假水位现象的存在，当增加蒸汽负荷后，控制器会将控制阀的开度关小，将给水量减少，起到维持锅炉物料的平衡的作用。当假水位现象消除后，增加了蒸汽量的缘故，水位严重降低，减小了送水量，在程度强烈的波动下，会引发事故。因此，系统不能确保水位。但是，该情况对于小型锅炉而言，假水位现象不大明显，但为了确保操作的安全性，单冲量控制系统配备连锁报警装置后依然能够达到生产所需要求。

1.2.3三冲量控制系统

三冲量控制系统中，与一般串级控制系统相同，整定流量控制器与水位控制器参数的方法也是如此。三冲量控制系统在某些装置中采用，其为一台加法器和一台控制器所构成。在控制器的前、后，都可连接加法器。

1.2对冷却剂的流量进行控制

1.2.1气氨排量

对气氨排量进行控制，控制工艺物料出口温度，可通过将传热速率方程中平均温度进行改变来实现。但是，该方法会造成压缩机入口压力波动。因此，为了确保其具有足够的安全性，防止氨管路中进入液氨，损害压缩机，还需要另外设置一个液位控制系统。

1.2.2冷却剂流量控制

通过将传热速率方程中传热面积改变而实现。该方案对不会影响压缩机入口压力，可充分利用冷量，且控制较为平稳。但是，值得注意的是，该方案容易造成压缩机的损坏，且不能确保蒸发空间，在控制上也缺乏灵活性。

2.机械智能化效益

与传统电产品相比较，机械智能化给用户以及生产者带来更多的经济效益和社会效益。

2.1节约能源

化工机械设计智能化可显著达到节能目的，提高设备能源利用率，通过低能耗驱动机构，机械化智能产品可以实现最佳的控制调节。另一方面，机械智能化减少了材料的消耗，使机械智能化产品向小型发展，也从原先的硬件系统向软件系统转移，体现在计算机系统，微电子等方面。

2.2使劳动条件得以改善

机械智能化产品家督了农业自动化、办公自动化、工厂自动化，它将人从繁重的劳动中解放出来，它是技术密集型和知识秘境性的产品，其具有很高的自动化程度。

2.3广泛的适用面

机械智能化产品具有符合功能和符合技术，该技术和功能也提高了自动化程度和产品的功能水平。智能化、自动保护、自动调节、自动校验、自动补偿、自动化控制等是一般机械智能化产品所具有的功能，智能化产品应变能力强、易满足用户需求、并能够很好适应不同领域和不同场合的使用。

2.4便于维修和调整

为了适应现场参数的变化以及不同用户对象的需要，要改变工作方式可通过控制程序的改变来实现。通过多种手段将这些控制程序输入到机械智能化产品控制系统中，而不需要对产品的任何零件以及部件进行改动。可以激昂若干套各不相同的程序实现存入具有贮存功能的机械智能化产品中，将代码信号给予不同的工作对象，智能工作就可按照预先制定的程序开展。自动化监视和自动化检验功能会自动采取措施处理工作过程中产生的故障，从而达到恢复正常工作的目的。机械智能化产品大大简化了人工操作，使操作更为简单和便捷，其主要减少了手柄数量和操作按钮数量，且智能化产品还普遍采用数字显示和程序控制。高级的化工机械智能化产品可实现自动化最优操作，可通过外界参数的变化以及被控对象数学模型来对最佳工作程序进行随机查找。

3.结束语

系统总体技术、精密机械技术、接口技术、自动化控制技术、伺服驱动技术、信息处理技术、传感检测技术等共同构成了机械智能化技术。通俗来讲，机械智能化就是机电一体化，设计人员在重视技术引进的同时，也不能忽略了机电一体化技术的创新。

本文作者:刘龙兴工作单位:河南晋开化工投资控股集团有限责任公司