電氣自動化技術在化工生產(chǎn)中的應用及發(fā)展趨勢探討

王靜　胡雪蓮

摘 要：國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對化工生產(chǎn)的要求和標準越來越高，尤其是隨著各種新技術、新工藝的出現(xiàn)與廣泛應用，如電氣自動化這種新技術的廣泛應用，加快了化工企業(yè)的快速發(fā)展。而在化工企業(yè)的整個生產(chǎn)中，化工生產(chǎn)技術人員作為主要的管理者與操作員，必須掌握當前現(xiàn)代化的電氣自動化技術，并不斷探索和了解其發(fā)展趨勢，才能促進我國化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：電氣自動化 技術 化工生產(chǎn) 應用 發(fā)展趨勢

引 言

現(xiàn)階段我國社會經(jīng)濟的發(fā)展對化工的生產(chǎn)提出了更高的要求，許多新技術和新工藝應運而生，其中電氣自動化技術作為應用最為廣泛的新型技術，極大的促進了化工企業(yè)的發(fā)展。化工生產(chǎn)技術人員作為整個生產(chǎn)過程中的操作者與管理者，必須充分了電氣自動化技術的應用現(xiàn)狀，結(jié)合化工企業(yè)的實際發(fā)展情況，找到適合的發(fā)展途徑。并通過分析其發(fā)展趨勢，制定相應的發(fā)展方式，實現(xiàn)化工企業(yè)的長久發(fā)展。

一、我國電氣自動化的現(xiàn)狀、特點和功能

目前，我國的電氣自動化所應用的主要技術為信息技術，現(xiàn)代集成化信息技術在電氣自動化中的應用中主要有兩個方面。

（1）縱向的管理方面上，現(xiàn)代信息技術的運用要求企業(yè)對業(yè)務層面的每一個有關聯(lián)的部分都要進行及時的獲取，控制生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品信息，通過網(wǎng)絡及時掌握企業(yè)的財務狀況和資源情況。

（2）現(xiàn)代集成信息化技術大都伴隨著微電子與微處理的技術，例如自動化中的相關機器和設備。它不但包括傳感器，還包括控制器和儀表，顯然，互聯(lián)網(wǎng)技術在其中起到了巨大的作用。分布式控制技術是電氣自動化運用的主要技術，它主要是利用電纜將計算機、監(jiān)控軟件和CPU、智能化儀表、馬達式啟動器連接起來，最后把采集到的信息再送回中央控制器內(nèi)。這種串聯(lián)的控制器安全系數(shù)高，性能突出。現(xiàn)如今，高科技迅猛發(fā)展，正在改變著世界的生產(chǎn)模式。因此，傳統(tǒng)的技術體系逐漸變革為新的發(fā)展體系是必然的發(fā)展趨勢。要實現(xiàn)機電一體化，在具備電氣自動化、智能化、信息化的基礎上，還要有自我適應和自我組織管理的能力，這都將是化工產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。與熱機相比，電氣控制系統(tǒng)的控制對象少，操作頻率低，但是它具有速度優(yōu)勢。基于電氣控制的特點，電氣自動化系統(tǒng)要實現(xiàn)對發(fā)電機和變壓器的有效控制。這是其最主要的特點。

二、電氣自動化技術的實際應用

（一）先進控制技術的應用。先進控制（APC）突出表現(xiàn)在常規(guī)控制的效果不理想的控制系統(tǒng)之中，或者是無法控制的自動化控制過程中。化工生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)過程復雜多變，很難建立有效的數(shù)學模型，這就要求生產(chǎn)過程中使用預估技術來降低精度要求。先進控制可以對模型進行有效預測和推斷，并且朝智能化方向靠攏。另外，先進控制技術能夠?qū)Χ嗔孔兊膹碗s系統(tǒng)進行處理控制，是新進控制的應用發(fā)展平臺。在實際生產(chǎn)過程中，應用辨識技術來確立各個變量之間的關系，并建立動態(tài)數(shù)學模型監(jiān)控實際的生產(chǎn)過程。利用濾波和軟測量技術采集數(shù)據(jù)，控制約束變量之間的關系。先進控制應用范圍廣泛，不管是傳統(tǒng)的前饋控制和筆直、串級控制，還是現(xiàn)代先進智能控制系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡等都可以得到有效預測，推斷進行控制處理。

（二）現(xiàn)場總線的控制。現(xiàn)場總線把現(xiàn)場與各種設備連接起來之后，在有機結(jié)合的過程中，運用計算機信息技術將現(xiàn)場的各種智能設備與自動化系統(tǒng)進行連接。現(xiàn)場總線會對整個化工工業(yè)的控制技術領域產(chǎn)生不同程度的影響，其通過借助計算機自動化技術，使得系統(tǒng)中單向回路現(xiàn)場變送器、數(shù)據(jù)記錄儀、調(diào)節(jié)器等設備進行雙向串行，從而實現(xiàn)數(shù)字的信息化，如此就能實現(xiàn)更為開放化的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，提高互動操作性，而且這種控制系統(tǒng)比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)有了多點控制，逐漸已成為當前化工工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展新勢頭。另外，現(xiàn)場總線這一控制系統(tǒng)應用于化工工業(yè)中，降低了電氣自動化技術實施中的成本、資金投入以及安裝機械設備需要的費用。但其室內(nèi)設備不多，而且大部分設備的結(jié)構(gòu)也相對簡單，投資額度要比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)低得多。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，可使得電纜的安裝費用及使用數(shù)量得以降低，不僅可縮減前期的資金投入和安裝程序，降低技術人員的工作強度及工作量，而且還可節(jié)省其過程經(jīng)費，但控制設備需要增加時，無需安裝全新的電纜，只需要在原有的電纜上直接進行連接。相關技術人員在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的作用下，監(jiān)控現(xiàn)場及設備，那么就有助于及時發(fā)現(xiàn)自動化生產(chǎn)過程中存在的各種問題，并針對問題制定相應的解決對策，提高整個總線控制系統(tǒng)的安全有效性。

（三）程序接口的統(tǒng)一化。程序終端接口的統(tǒng)一化可以有效地完成各個系統(tǒng)之間信息的交換，可以保證信息的快速有效傳播和高效管理。實現(xiàn)程序接口的統(tǒng)一化，也就是把企業(yè)的EPF系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)連接到信息中心，使其實現(xiàn)有效的溝通，解決不同環(huán)節(jié)之間的通訊故障。

三、化工生產(chǎn)中電氣自動化技術應用的未來發(fā)展趨勢

（一）逐步實現(xiàn)信息化服務。在整個化工生產(chǎn)過程中，信息是其前端、終端支持內(nèi)容，這種信息化服務是整個電氣開放體系中極為重要的內(nèi)容。在信息科學技術的支持下，將企業(yè)與計算機結(jié)合起來，可保障信息化服務，而且借助互聯(lián)網(wǎng)信息技術，并基于科學技術與全球經(jīng)濟一體化，讓內(nèi)部系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡之間實現(xiàn)了連接，這即是信息系統(tǒng)可實現(xiàn)綜合處理的一種監(jiān)督控制程序，結(jié)合網(wǎng)絡技術達到了自動化與控制的一體化。

（二）進行開放式管理。隨著現(xiàn)代開放式、分布式技術發(fā)展應用，電氣自動化技術的應用范圍越來越廣泛，已經(jīng)漸漸成為了現(xiàn)代化工工業(yè)電氣自動化的主流發(fā)展趨勢。信息化技術是將生產(chǎn)設備與網(wǎng)絡技術相結(jié)合，建立一體化管理控制的自動化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu);開放式是指將各方面網(wǎng)絡系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)系統(tǒng)與外界的實時聯(lián)系，大大提高系統(tǒng)信息處理的能力;為避免分散系統(tǒng)的危險，使系統(tǒng)正常運行，一般采用在網(wǎng)絡中建立獨立網(wǎng)絡的分布式結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行。

（三）實現(xiàn)保護、控制、測量三位一體。鑒于目前運行體制和人員配置，我國的自動化體系主要采用的是站內(nèi)監(jiān)控采集數(shù)據(jù)，以此來提供相對清晰的事故分析和處理界面。但是從技術合理性、減少維護工作量、減少設備的重復配置以及未來的發(fā)展趨勢方面考慮，實現(xiàn)保護、控制和測量的一體化將更能夠提高效率，更有優(yōu)勢。

（四）實現(xiàn)分布式架構(gòu)。所謂的分布式架構(gòu)，就是使用一根串行電纜將計算機、監(jiān)控軟件、中央處理器和一些遠程設備連接在一起，它是現(xiàn)代信息技術支持下電氣一體化的重要要求。在分布式架構(gòu)中，所有的軟硬件都被連接成了一個整體，這樣做有利于簡化運行的程序，提高運作的效率。因此，它也成為了許多行業(yè)技術集成發(fā)展的重要內(nèi)容。放眼未來，分布式的架構(gòu)必定會成為電氣一體化的重要發(fā)展方向。

結(jié)束語

綜上所述，電氣自動化技術在我國化工企業(yè)生產(chǎn)中的應用。可進一步推動我國化工企業(yè)的發(fā)展進程。由于我國電氣自動化技術在化工企業(yè)中的應用時間相對較短，隨著現(xiàn)代化技術的不斷更新，我們可以借鑒國外發(fā)達國家在電氣自動化技術方面的先進經(jīng)驗，對電氣自動化技術進行進一步的改進，創(chuàng)建出屬于我國化工企業(yè)自主的電氣自動化技術，進一步推動我國化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

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