化工生產(chǎn)中工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用

劉世霞

摘 要：電氣自動(dòng)化技術(shù)是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，自上世紀(jì)五十年代發(fā)展至今，已有60多年的歷史，其中經(jīng)歷了技術(shù)和裝備的不斷改革和創(chuàng)新，取得了極大的突破和進(jìn)展，如今電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)的核心技術(shù)，其發(fā)展速度和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，為我國(guó)的工業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。文章主要研究了工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：化工生產(chǎn)；工業(yè)；電氣自動(dòng)化技術(shù)；運(yùn)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)正以蓬勃的發(fā)展趨勢(shì)影響著人們的生產(chǎn)和生活，其涉及范圍之寬，應(yīng)用領(lǐng)域之廣，在企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要的作用。依靠電氣自動(dòng)化技術(shù)不僅能夠取代大量的勞動(dòng)力投入，而且還可以有效提高設(shè)備的效率和信息的傳輸能力。為了更加科學(xué)、高效地利用電氣技術(shù)，需要在生產(chǎn)過(guò)程中開(kāi)展計(jì)算機(jī)集成制造生產(chǎn)模式、分布式控制生產(chǎn)模式以及進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線生產(chǎn)技術(shù)的嘗試。

1 化工生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化的技術(shù)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題

我國(guó)在化工領(lǐng)域電氣自動(dòng)化技術(shù)起步較晚，過(guò)去的生產(chǎn)過(guò)程中，大部分的工作都是由人工操作完成，電氣自動(dòng)化技術(shù)在經(jīng)歷了一段時(shí)間的發(fā)展后，逐漸向自動(dòng)化的生產(chǎn)模式過(guò)渡，而且自動(dòng)化水平得到了提高。化工產(chǎn)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，隨著本世紀(jì)以來(lái)電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了我國(guó)化工行業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展，全程信息采集和監(jiān)控的模式已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)際的化工生產(chǎn)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)在化工領(lǐng)域起著重要的支撐作用，在此領(lǐng)域，我國(guó)有著大量具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng)，而且在實(shí)際的化工生產(chǎn)中得到了實(shí)踐，但是由于我國(guó)東西部發(fā)展不平衡，因此在化工生產(chǎn)過(guò)程中，我們不能忽略地區(qū)生產(chǎn)的差異性。例如，在我國(guó)的廣州地區(qū)，全自動(dòng)化的生產(chǎn)線已經(jīng)運(yùn)用到了巴斯夫跨國(guó)企業(yè)的化工原料生產(chǎn)中，自動(dòng)化程度較高；遠(yuǎn)負(fù)盛名的青島啤酒生產(chǎn)過(guò)程中也引入了自動(dòng)化的裝罐系統(tǒng)。但是在我國(guó)西部的經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后的山區(qū)，許多生產(chǎn)還是集中在作坊式的車(chē)間里面，生產(chǎn)過(guò)程以人工操作為主，需要較大的勞動(dòng)力投入，而且生產(chǎn)效率低下，形成了化工企業(yè)自動(dòng)化技術(shù)使用情況不一的現(xiàn)象。

其次，在我國(guó)發(fā)達(dá)地區(qū)所使用的自動(dòng)化技術(shù)，并不都適用于西北部落后地區(qū)的化工生產(chǎn)，而且適用于全國(guó)化工生產(chǎn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)的開(kāi)發(fā)是十分困難的，由于技術(shù)不匹配所導(dǎo)致的問(wèn)題是多樣化的，對(duì)于這方面的技術(shù)，我國(guó)還有很長(zhǎng)的路要走。

再者，我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展在硬件和軟件中表現(xiàn)出不均衡的現(xiàn)象，通常硬件設(shè)施的自動(dòng)化是大部分化工企業(yè)更為重視的方面，而忽略了軟件的重要性。這也是目前我國(guó)化工生產(chǎn)中自動(dòng)化軟件技術(shù)發(fā)展較為落后的主要原因，實(shí)際生產(chǎn)中使得生產(chǎn)體系投入和運(yùn)行效率較低，化工生產(chǎn)水平低下，進(jìn)而影響了我國(guó)化工生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程。部分企業(yè)引入了國(guó)外價(jià)格昂貴的自動(dòng)化控制技術(shù)，但是使用過(guò)程中沒(méi)有對(duì)根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要對(duì)軟件做出及時(shí)的更新，使其不能充分發(fā)揮出最大效率，造成了資源的浪費(fèi)。

2 電氣自動(dòng)化生產(chǎn)在化工生產(chǎn)中的功能

2.1 設(shè)備控制

電氣自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的全面自動(dòng)化控制，通過(guò)自動(dòng)化裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的全面電腦控制，包括自動(dòng)停機(jī)裝置、電子油門(mén)控制裝置、電子調(diào)整器等，而且它們都裝備有安全保護(hù)和必要的輔助機(jī)構(gòu)，來(lái)確保生產(chǎn)過(guò)程的安全性。自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng)是由多臺(tái)自動(dòng)化設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、計(jì)算機(jī)以及其他輔助設(shè)備等組成的，計(jì)算機(jī)起著監(jiān)控和控制作用，設(shè)備根據(jù)設(shè)定的路徑工作，完成生產(chǎn)過(guò)程。

2.2 生產(chǎn)監(jiān)控

監(jiān)控設(shè)備承擔(dān)著監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程的重要任務(wù)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，能夠馬上發(fā)現(xiàn)并及時(shí)解決。監(jiān)控是保證生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)和穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵，有利于提升化工生產(chǎn)效率，避免出現(xiàn)故障時(shí)導(dǎo)致大范圍的停工以及影響生產(chǎn)正常運(yùn)用的事件。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是由監(jiān)控系統(tǒng)、通信平臺(tái)、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端、計(jì)量測(cè)量以及攝像設(shè)備組成，生產(chǎn)中一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)被啟動(dòng)，由報(bào)警器發(fā)出故障警報(bào)，無(wú)線接收主機(jī)收到信號(hào)后，控制電腦將其轉(zhuǎn)化為信號(hào)傳送至管理平臺(tái)，管理人員可通過(guò)顯示設(shè)備遠(yuǎn)程觀測(cè)到系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對(duì)發(fā)生的問(wèn)題作出及時(shí)的處理。

2.3 高效節(jié)能

采用電氣自動(dòng)化生產(chǎn)能夠大大提高系統(tǒng)的效率，節(jié)約能源消耗，同時(shí)降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少勞動(dòng)力的投入。自動(dòng)化生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)全面化的能源管理，通過(guò)過(guò)程監(jiān)控，監(jiān)測(cè)能源的發(fā)生和使用過(guò)程，同時(shí)對(duì)能源放散系統(tǒng)做直接的操作和控制，統(tǒng)一協(xié)調(diào)能源的使用量，使得事件的判斷和處理更加快捷，因此能源在發(fā)揮利用作用的同時(shí)還起到緩沖兼顧性的作用，一定程度上減少能源的放散量。

3 化工企業(yè)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由于化工生產(chǎn)過(guò)程具有易燃、易爆的特點(diǎn)，所以對(duì)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有較高要求，在滿足化工生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上，還要確保生產(chǎn)過(guò)程的安全性。

3.1 防火性設(shè)計(jì)

化工產(chǎn)品多為易燃易爆品，所以在電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到電氣火災(zāi)的防范措施的引用，根據(jù)安全設(shè)計(jì)的要求，科學(xué)設(shè)計(jì)線路走向和分支變電系統(tǒng)，在保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全的前提下，最大限度地保障電氣系統(tǒng)的安全。

3.1.1 線路布局。化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中油污較大，系統(tǒng)線路容易臟污老化，甚至出現(xiàn)變形，所以設(shè)計(jì)時(shí)要科學(xué)布置線路的走向，盡量避開(kāi)油污較多以及具有危險(xiǎn)性的地方，保障走向的安全。

3.1.2 線路密度?；どa(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，如果線路布局密度過(guò)大會(huì)出現(xiàn)磁力效應(yīng)，給生產(chǎn)帶來(lái)極大的安全隱患。

3.1.3 防火空間。電氣系統(tǒng)線路的設(shè)計(jì)具有隱蔽性，這使得防火空間具有一定的局限性，一旦出現(xiàn)火災(zāi)就會(huì)導(dǎo)致大范圍的災(zāi)害形成，不利于火災(zāi)的控制，給化工企業(yè)的整體安全造成極大危害，因此足夠的防火和救災(zāi)空間是十分必要的。

3.2 操作空間

電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要留有足夠的電氣操作空間，保證設(shè)備運(yùn)行的安全性，同時(shí)有助于延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命。此外，足夠的操作空間能夠增加電氣系統(tǒng)之間的距離，降低磁力的影響。

4 化工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

4.1 先進(jìn)的控制

化工生產(chǎn)過(guò)程中數(shù)學(xué)模型的建立是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，若自動(dòng)化控制時(shí)傳統(tǒng)的控制方法無(wú)法滿足生產(chǎn)要求，則要采用先進(jìn)的控制方法，來(lái)推斷和預(yù)測(cè)模型的形式。此外，它還能夠控制和處理復(fù)雜的多變量，采用數(shù)學(xué)模型來(lái)表示化工生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)輸入變量和輸出變量加以控制。進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集時(shí)，為了避免現(xiàn)場(chǎng)噪音的干擾，確保數(shù)據(jù)的可靠性，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾處理。有些變量數(shù)值在數(shù)據(jù)采集時(shí)測(cè)量不到，這時(shí)就需要實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控計(jì)算。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)總線

現(xiàn)場(chǎng)總線是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，使系統(tǒng)的單回路連接器、現(xiàn)場(chǎng)變送器、數(shù)據(jù)記錄儀等實(shí)現(xiàn)雙向串行，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息化。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可大大節(jié)約自動(dòng)化生產(chǎn)的后期經(jīng)費(fèi)，并實(shí)時(shí)掌握和監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，使管理人員及時(shí)了解自動(dòng)化生產(chǎn)情況。將連接好的設(shè)備儀器進(jìn)行有機(jī)的整合，采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)連接自動(dòng)化系統(tǒng)和智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)總線是化工生產(chǎn)中自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì)，具有節(jié)省成本、降低工作強(qiáng)度、簡(jiǎn)化工作流程等優(yōu)點(diǎn)，還有利于保證總線控制系數(shù)的安全有效性。

4.3 程序接口的統(tǒng)一化

通過(guò)程序終端接口的統(tǒng)一化方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)間的信息交換，使信息得到高速的傳播和管理。其實(shí)際過(guò)程就是將企業(yè)的EPF系統(tǒng)以及MIS系統(tǒng)與信息中心連接起來(lái)，進(jìn)行有效的溝通，使得各個(gè)環(huán)節(jié)的通訊故障得到有效的解決。

5 結(jié)束語(yǔ)

電氣自動(dòng)化技術(shù)作為全球最具有生機(jī)的學(xué)科之一，能夠促進(jìn)社會(huì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展，化工生產(chǎn)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。電氣自動(dòng)化技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用適應(yīng)了社會(huì)發(fā)展的需求，所以要加強(qiáng)自主研發(fā)，不斷完善創(chuàng)新，在技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上，使電氣自動(dòng)化技術(shù)在化工生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。

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