化工企業電氣自動化的設計應用分析

黃子祥

摘 要：近年來，我國經濟得到了迅速的發展，同時帶動了化工企業的發展，工業規模不斷擴大，企業的根本目的是為了獲得經濟效益，為了實現這一目的，企業必須改善自身的生產技術，電氣自動化憑借在生產中的快速反應、臨界工藝穩定、綜合能量平衡等優勢，在各化工企業得到廣泛應用。隨著各化工企業生產規模的不斷擴大，對自動化的要求也越來越高。另外，化工行業本身所處的生產環境以及生產的產品存在著一定的危險性，使得電氣安全工作在化工行業中顯得尤為重要。本文對電氣自動化做出了分析，并研討其在化工企業上的應用。

關鍵詞：電氣自動化；化工企業；應用；設計

1、化工企業電氣自動化的設計

1.1 電氣自動化的設計原則

電氣自動化應該滿足生產設備和生產工藝對電氣控制的要求；在滿足控制要求的基礎上，電氣自動化的設計方案應該簡單、經濟、安全、可靠；對于生產機械與電氣自動化的關系，應該從制造成本、工藝要求、結構復雜性、管理維護等方面進行妥善處理，很多生產機械都是通過機電結合控制方式實現控制要求；科學合理地選用生產中所需要的電器元件。

1.2 電氣自動化的設計理念

（1）現場總線監控。現場總線、以太網等計算機網絡技術已經在變電站綜合自動化系統中得到了廣泛的應用，而且運行經驗非常豐富，智能化電氣設備的發展也十分迅速。另外，自動化設備的功能是獨立的，組態相當靈活，不會導致系統的癱瘓，使整個系統具有可靠性。（2）集中監控。集中監控有利于系統管理和維護，而且系統設計簡單，控制站的防護要求不高。但是集中控制將整個系統的功能全部集中到一個處理器進行處理，因此處理器的任務非常繁重，會影響到處理器的處理速度。

2、化工企業電氣自動化的應用

2.1先進控制的應用

在化工生產的進程中，借助于先進的辨別技術，能夠對變量之間的關系進行準確的確定；通過對數學模型的建立，可以模擬出實際的化工生產的的過程，在此過程中可以對輸出變量和輸入變量進行約束；在對數據進行處理和收集的過程中，經常無法避免現場噪音的干擾，因此必須在采集以及處理數據的過程中，對其變量數據首先進行濾波處理，使這些數據可以保證足夠的可靠性和有效性；針對那些不可以進行測量的數值變量，必須進行實時計算；對于一些反應熱、飽和蒸汽壓以及某些蒸餾塔類似的質量指標數值可以通過軟測量技術獲得。先進控制的應用即包含了傳統的前饋控制、比值以及串級等過程，也包含了一些較為先進的模糊控制、智能控制系統、神經網絡以及專家系統等內容。自動化生產中發生的故障可以通過智能控制系統自行的診斷出來，神經網絡可以對復雜多變的聯想預測、模式以及記憶進行科學的處理和控制。

該方法所具有的特點：在化工生產的過程中，由于其生產過程十分的復雜，對于數學模型的建立困難很大。如果通過自動化過程來進行實施控制時，常規控制不滿足要求時，就可以考慮先進控制。其余傳統的控制技術比較而言，先進控制可以實現對模型的預測和推斷，而且便于向智能化方向發展。除此之外，先進控制可以要實現大時滯以及多變量耦合，能夠處理和控制復雜的多變量。

2.2現場總線控制系統的應用

化工企業電氣自動化中應用現場總線控制系統能夠產生節約安裝費用、機械設備、生產成本以及投資費用的效果。由于在現場控制技術的室內總線結構簡單、設備少，有時候一對雙絞線就得連接好幾臺儀表和設備，因此其在硬件的投資額上會比DCS的系統少，因此所使用的槽盒和電纜的數量不多，所以前期的基礎性投資和安裝費用都會很低，其控制系統的設計以及系統的安裝都不復雜，使得操作人員省去了大量的工程量，使工作的流程變得簡練，勞動者的強度降低。除此之外，現場總線控制技術，也可以降低自動化生產所必須的后期投資。一旦現場需要進行一些改變的改變的時候，例如隨著生產的進行需要增加一定數量的控制設備的時候，可以不需要再重新添置電纜，完全可以利用舊電纜直接進行連接就足以了，這樣以來就節省了后期對電纜線以及敷設的所需費用。并且該項技術的應用能夠幫助操作人員迅速而精確的查詢和了解化工企業中自動化的生產運行情況，能夠對生產現場進行實時控制和掌控，利于及時發現問題，保障問題的及時解決。確保控制系統的有效性以及安全性。

現場總線所具有特點：現場總線在計算機網絡技術的幫助下，能夠把智能現場設備和自動化系統進行連接。現場總線并不是簡單的進行了現場和儀表儀氣設備的連接，而是進行了有機整合。化工工業的控制技術受到了現場總線非常大的影響。這里所說的現場總線是建立在計算機網絡自動化的技術基礎之上的，通過使系統的現場變送氣、可編程序控制氣、單回路調節氣、數據記錄儀以及現場執行氣等機械設備進行了雙向串行、數字信息化和多變量。該控制技術與DCS和PLC相比，可以實現現場設備控制、互可操作性、開放性以及多點通信。現場總線控制系統在現行的化工行業所發展的自動化系統的趨勢。鑒于網絡冗余性問題的存在，FCS沒有DCS的功能完善，并且也沒有DCS的可靠性高，所以市場中DCS應用的更為廣泛。

3、電氣自動化設備的防護措施

3.1 高溫防護

化工企業要想使電氣自動化系統可以良好的運行，必須為電氣設備提供一個良好的工作環境，其待解決的問題就是使電氣設備工作的場所溫度降低到適合于設備運轉的正常范圍。為了達到這種標準，可以采取以下措施，例如，在電氣設備集中控制室設置中央空調，加強電氣設備工作的場所通風，使設備運轉的場所溫度在可控范圍內波動，確保設備散熱正常；提高電氣設備的防護等級，盡量避免電氣設備在超高溫度下運行，影響電氣自動化系統的工作效率。

4、結語

在科技不斷進步的今天，現代工業企業的飛速發展離不開電氣自動化的廣泛應用，為了使我國工業進一步快速發展，工業企業必須嚴格遵循國家規定的電氣自動化系統的設計和安裝標準，不斷創新，一如既往的對電氣自動化技術進行補充和完善，才能使我國的電氣自動化技術更具競爭力。

參考文獻

[1] 張志.電氣自動化控制系統在化工生產中的應用[J].電子技術與軟件工程，2017（15）：136.