化工企業(yè)電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析

摘 要：電氣自動(dòng)化技術(shù)無(wú)論是在國(guó)家的重、輕工業(yè)中還是日常的居民生活中都得到了普遍的應(yīng)用。從我們?nèi)粘Ｉ疃裕钪凶詈?jiǎn)單的一個(gè)電燈開(kāi)關(guān)都應(yīng)用到了電氣自動(dòng)化技術(shù)；從大的方面而言，備受人們關(guān)注的神十的順利升天以及返回也離不開(kāi)電氣自動(dòng)化技術(shù)的支持。從某種角度而言，一個(gè)國(guó)家工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展水準(zhǔn)，能夠體現(xiàn)出一個(gè)國(guó)家中科技應(yīng)用進(jìn)步的水平。作者首先對(duì)化工企業(yè)中電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹，然后探討了具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；自動(dòng)化設(shè)計(jì)；自動(dòng)化應(yīng)用；設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；

中圖分類號(hào)：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-05-00241-02

無(wú)論化工企業(yè)的大小，擁有一個(gè)完善的電氣自動(dòng)化工作系統(tǒng)是開(kāi)展一切生產(chǎn)運(yùn)行和管理工作的前提保證，化工企業(yè)中通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)能夠大幅度的降低一線車間工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，與此同時(shí)，又可以提高生產(chǎn)的效率，在促進(jìn)安全生產(chǎn)的同時(shí)，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。電氣自動(dòng)化在化工企業(yè)中的應(yīng)用對(duì)國(guó)家化工業(yè)的進(jìn)程具有不可或缺的作用。

一、化工企業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)所遵循的標(biāo)準(zhǔn)

（一）計(jì)算機(jī)監(jiān)控。

傳統(tǒng)的監(jiān)控方式可以分為兩種：第一種是報(bào)警監(jiān)控；第二種是人力監(jiān)控。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展新興的計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)不僅可以擴(kuò)大監(jiān)控范圍還可以提高監(jiān)控的工作效率?？紤]到計(jì)算機(jī)的這種優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)的化工企業(yè)有必要把這種計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行大力的推廣和后續(xù)發(fā)展。借助計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)能夠擴(kuò)大排除故障的范圍，其在工作時(shí)和其他的電氣設(shè)備的運(yùn)行之間是相互獨(dú)立的，可以有效的降低生產(chǎn)成本、降低人工費(fèi)。從而使化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效能和生產(chǎn)效率得到了提高。

（二）總線監(jiān)控。

總線監(jiān)控的特點(diǎn)就在于可以為使用者提供一個(gè)十分便利的監(jiān)控平臺(tái)，能夠縮短提取數(shù)據(jù)的時(shí)間，降低操作的難度，而且針對(duì)各種各樣的工作需要提供其需要的通信方式，能夠大幅度的提高化工企業(yè)中的通信速度，間接的提高生產(chǎn)的效率。另外，安裝設(shè)計(jì)總線監(jiān)控所需的花費(fèi)較低，其施工的工期也短，通過(guò)成本的降低也能使經(jīng)濟(jì)效益得到提升。

（三）生產(chǎn)統(tǒng)一監(jiān)控。

選擇統(tǒng)一監(jiān)控的話可以降低監(jiān)控設(shè)計(jì)和安裝的時(shí)間，使費(fèi)用降低的同時(shí)，還能方便后期的維護(hù)。能夠有效的避免傳統(tǒng)的監(jiān)控方式中存在的硬軟件不能很好的兼容而引起失誤或者是操作困難現(xiàn)象的發(fā)生，通過(guò)統(tǒng)一監(jiān)控的使用，更加的便于監(jiān)控技術(shù)人員的管理工作，使管理人員能夠全面指導(dǎo)、統(tǒng)一管理生產(chǎn)運(yùn)行。

二、化工企業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用

（一）先進(jìn)控制的應(yīng)用。

在化工生產(chǎn)的進(jìn)程中，借助于先進(jìn)的辨別技術(shù)，能夠?qū)ψ兞恐g的關(guān)系進(jìn)行準(zhǔn)確的確定；通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)模型的建立，可以模擬出實(shí)際的化工生產(chǎn)的的過(guò)程，在此過(guò)程中可以對(duì)輸出變量和輸入變量進(jìn)行約束；在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和收集的過(guò)程中，經(jīng)常無(wú)法避免現(xiàn)場(chǎng)噪音的干擾，因此必須在采集以及處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中，對(duì)其變量數(shù)據(jù)首先進(jìn)行濾波處理，使這些數(shù)據(jù)可以保證足夠的可靠性和有效性；針對(duì)那些不可以進(jìn)行測(cè)量的數(shù)值變量，必須進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算；對(duì)于一些反應(yīng)熱、飽和蒸汽壓以及某些蒸餾塔類似的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)值可以通過(guò)軟測(cè)量技術(shù)獲得。先進(jìn)控制的應(yīng)用即包含了傳統(tǒng)的前饋控制、比值以及串級(jí)等過(guò)程，也包含了一些較為先進(jìn)的模糊控制、智能控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專家系統(tǒng)等內(nèi)容。自動(dòng)化生產(chǎn)中發(fā)生的故障可以通過(guò)智能控制系統(tǒng)自行的診斷出來(lái)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)復(fù)雜多變的聯(lián)想預(yù)測(cè)、模式以及記憶進(jìn)行科學(xué)的處理和控制。

該方法所具有的特點(diǎn)：在化工生產(chǎn)的過(guò)程中，由于其生產(chǎn)過(guò)程十分的復(fù)雜，對(duì)于數(shù)學(xué)模型的建立困難很大。如果通過(guò)自動(dòng)化過(guò)程來(lái)進(jìn)行實(shí)施控制時(shí)，常規(guī)控制不滿足要求時(shí)，就可以考慮先進(jìn)控制。其余傳統(tǒng)的控制技術(shù)比較而言，先進(jìn)控制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的預(yù)測(cè)和推斷，而且便于向智能化方向發(fā)展。除此之外，先進(jìn)控制可以要實(shí)現(xiàn)大時(shí)滯以及多變量耦合，能夠處理和控制復(fù)雜的多變量。

（二）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用

化工企業(yè)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)能夠產(chǎn)生節(jié)約安裝費(fèi)用、機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)成本以及投資費(fèi)用的效果。由于在現(xiàn)場(chǎng)控制技術(shù)的室內(nèi)總線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備少，有時(shí)候一對(duì)雙絞線就得連接好幾臺(tái)儀表和設(shè)備，因此其在硬件的投資額上會(huì)比DCS的系統(tǒng)少，因此所使用的槽盒和電纜的數(shù)量不多，所以前期的基礎(chǔ)性投資和安裝費(fèi)用都會(huì)很低，其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的安裝都不復(fù)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(jiǎn)練，勞動(dòng)者的強(qiáng)度降低。除此之外，現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)，也可以降低自動(dòng)化生產(chǎn)所必須的后期投資。一旦現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行一些改變的改變的時(shí)候，例如隨著生產(chǎn)的進(jìn)行需要增加一定數(shù)量的控制設(shè)備的時(shí)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(jìn)行連接就足以了，這樣以來(lái)就節(jié)省了后期對(duì)電纜線以及敷設(shè)的所需費(fèi)用。并且該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助操作人員迅速而精確的查詢和了解化工企業(yè)中自動(dòng)化的生產(chǎn)運(yùn)行情況，能夠?qū)ιa(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和掌控，利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，保障問(wèn)題的及時(shí)解決。確保控制系統(tǒng)的有效性以及安全性。

現(xiàn)場(chǎng)總線所具有特點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)總線在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的幫助下，能夠把智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行連接?，F(xiàn)場(chǎng)總線并不是簡(jiǎn)單的進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)和儀表儀氣設(shè)備的連接，而是進(jìn)行了有機(jī)整合?；すI(yè)的控制技術(shù)受到了現(xiàn)場(chǎng)總線非常大的影響。這里所說(shuō)的現(xiàn)場(chǎng)總線是建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的技術(shù)基礎(chǔ)之上的，通過(guò)使系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)變送氣、可編程序控制氣、單回路調(diào)節(jié)氣、數(shù)據(jù)記錄儀以及現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行氣等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行了雙向串行、數(shù)字信息化和多變量。該控制技術(shù)與DCS和PLC相比，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制、互可操作性、開(kāi)放性以及多點(diǎn)通信?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在現(xiàn)行的化工行業(yè)所發(fā)展的自動(dòng)化系統(tǒng)的趨勢(shì)。鑒于網(wǎng)絡(luò)冗余性問(wèn)題的存在，F(xiàn)CS沒(méi)有DCS的功能完善，并且也沒(méi)有DCS的可靠性高，所以市場(chǎng)中DCS應(yīng)用的更為廣泛。

三、化工企業(yè)應(yīng)用電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

電氣自動(dòng)化的身影無(wú)論大到宇宙飛船還是小到開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)中都有體現(xiàn)。其應(yīng)用十分的廣泛，通過(guò)在化工企業(yè)中對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠有效的降低該行業(yè)中的成本，在節(jié)約資源的同時(shí)，迅速提成企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及企業(yè)的社會(huì)效益。通過(guò)電氣自動(dòng)化的推廣，對(duì)提升我國(guó)電氣化的質(zhì)量水量以及應(yīng)用有很大的幫助，使我國(guó)與世界上大國(guó)在電氣化水平上的距離縮短了，我國(guó)應(yīng)該重視電氣自動(dòng)化技術(shù)的自主研發(fā)，這樣可以更快的實(shí)現(xiàn)化工企業(yè)中的電氣化規(guī)模生產(chǎn)。目前現(xiàn)代化工企業(yè)中所體現(xiàn)出來(lái)的電氣自動(dòng)化的發(fā)展特點(diǎn)是：信息化、分布式以及開(kāi)放式。信息化可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與設(shè)備的結(jié)合，達(dá)到管理控制與網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的統(tǒng)一化；分布式的主要特點(diǎn)就是通過(guò)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)系統(tǒng)的危險(xiǎn)進(jìn)行分散，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行；開(kāi)放式可以對(duì)各方網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，使系統(tǒng)能夠聯(lián)系到外界，提升處理信息的能力。

四、結(jié)束語(yǔ)

在科技飛速進(jìn)步的今天，化工企業(yè)的發(fā)展是不能離開(kāi)電氣自動(dòng)化的技術(shù)支持的，為了我國(guó)化工企業(yè)能夠發(fā)展的更快，企業(yè)一定要嚴(yán)格的遵守國(guó)家對(duì)電氣自動(dòng)化有關(guān)設(shè)計(jì)以及安裝的要求，在規(guī)范下進(jìn)行不斷創(chuàng)新和完善，只有這樣才會(huì)使我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中充滿競(jìng)爭(zhēng)力。另外，企業(yè)應(yīng)該積極的探討和研究國(guó)外在電氣自動(dòng)化方面所掌握的領(lǐng)先技術(shù)，結(jié)合我國(guó)的國(guó)情，對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，為我國(guó)的電氣自動(dòng)化添磚加瓦。

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