電氣自動化在化工企業(yè)中的應用

【摘要】電氣自動化是工業(yè)企業(yè)自動化的全稱，其憑借在生產中的快速反應、臨界工藝穩(wěn)定、綜合能量平衡等優(yōu)勢，在各化工企業(yè)得到廣泛應用。隨著各化工企

業(yè)生產規(guī)模的不斷擴大，對自動化的要求也越來越高。

【關鍵詞】電氣自動化；先進控制；現(xiàn)場總線

1.前言

因化工行業(yè)本身所處的生產環(huán)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(yè)中顯得尤為重要，本文將從三方面來講電氣自動化在化工行業(yè)的應用問題——化工生產的電氣環(huán)境、電氣自動化應用及相關管理措施。

2.化工生產的電氣環(huán)境和設備情況

2.1 高溫環(huán)境

車間里的溫度由于存在著許多熱輻射，所以經(jīng)常會在35℃以上，在配備燃燒爐、物料熔點高需要全程導熱油、蒸汽伴熱等的車間尤為明顯。

2.2 潮濕環(huán)境

當工作環(huán)境空氣濕度介于60%--75%之間，屬于陰濕環(huán)境。當空氣濕度大于75%，這樣的環(huán)境屬于潮濕環(huán)境。而當空氣濕度達到100%，這樣的環(huán)境就屬于非常潮濕環(huán)境。而化工電氣的許多工作環(huán)境空氣濕度就大于60%，有的甚至達到100%。

2.3 多塵環(huán)境

在生產過程中，由于物料切片、粉碎等生產環(huán)節(jié)，會產生過多粉塵，從而堆積在線路橋架以及電氣設備上。其中的大部分粉塵屬于導電性粉塵。

2.4 腐蝕環(huán)境

由于很多化工原材料都具有腐蝕性，會導致電氣設備的架構，甚至設備的絕緣特性會遭到破壞。腐蝕環(huán)境根據(jù)腐蝕程度分為弱、中、強三個級別。

2.5 爆炸性危險環(huán)境

爆炸性危險環(huán)境是在一定的大氣條件下，可燃物跟空氣混合點燃發(fā)生爆炸，爆炸燃燒會傳至未燃混合物的環(huán)境。在化工企業(yè)中，很多物料都具有可燃性，比如硝基苯、氫氣等。

2.6 導電設備和電氣設備

在生產過程中，員工會經(jīng)常和一些金屬設備發(fā)生接觸，如果發(fā)生漏電事故時就會對人身造成傷害。還有些自然因素，比如雷電、靜電之類也會對人身造成傷害。

3.電氣自動化在化工企業(yè)的應用

電氣自動化技術的應用，大大推動了我國的工業(yè)發(fā)展。隨著電氣自動化技術的不斷發(fā)展，在工業(yè)中所占的比重也越來越大，同時，工業(yè)的發(fā)展，也對電氣自動化提出了更高的要求。在化工行業(yè)，由于安全生產的需要，對電氣自動化的依賴也越來越大。

3.1 先進制動控制的應用

先進控制（APC）就是不同于常規(guī)的單回路控制（PD），并且比PD控制效果更好的控制。只是由于先進控制含義太豐富，還未普及應用，所以定義一直沒有明確。

1）先進控制的特點

在某些使用常規(guī)PD控制不能達到理想控制要求的情況下，這時候采用先進制動控制就能進行有效控制。先進制動控制能夠處理多變量控制，還有模型控制的特點，能夠進行模型預測和推斷控制。另外計算機技術的發(fā)展是先進控制的發(fā)展平臺。

2）先進控制的內容

先進控制的主要內容包括過程辨別技術和過程變量數(shù)據(jù)的采集、處理和軟測量技術。在實際生產中，需要確定某些變量之間的關系的實際過程，就是過程辨別技術。過程變量的采集是指生產過程變量的數(shù)據(jù)測量和匯總，采集的數(shù)據(jù)進行檢測識別的過程就是數(shù)據(jù)的處理，利用可測變量數(shù)值，來實時計算不可測變量的數(shù)值就是軟測量技術。在化工生產中，比如飽和蒸汽壓力、精餾塔兩端質量就需要依靠軟測量技術得到

3.2 現(xiàn)場總線的應用

1）現(xiàn)場總線的概念

現(xiàn)場總線（fieldbus）是指以工廠內的測量和控制機器間的數(shù)字通訊為主的網(wǎng)絡，也稱現(xiàn)場網(wǎng)絡。現(xiàn)場總線是生產過程中自動化應用，主要解決現(xiàn)場的智能化儀表儀器、控制器、執(zhí)行機構的數(shù)字通信及控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題?，F(xiàn)場總線的應用，給化工行業(yè)的自動控制帶來了新的變革。簡單來說，現(xiàn)場總線就是以數(shù)字通信替代了傳統(tǒng)4-20mA模擬信號及普通開關量信號的傳輸，是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)，其也是未來化工行業(yè)自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向?，F(xiàn)在市場上，F(xiàn)CS的應用由于其網(wǎng)絡冗余而導致的可靠性不強問題，沒有DCS應用來的廣泛。又由于DCS技術成熟，在很多時候，企業(yè)的自動化系統(tǒng)是由FCS和DCS并存來共同實現(xiàn)控制的。

2）現(xiàn)場總線的特點

現(xiàn)場總線是把現(xiàn)場智能設備和自動化系統(tǒng)進行有機整合的計算機網(wǎng)絡控制技術?，F(xiàn)場控制設備具有通信功能，便于構成工廠底層控制網(wǎng)絡；通信標準的公開、一致，使系統(tǒng)具備開放性，設備間具有互可操作性；功能塊與結構的規(guī)范化使相同功能的設備間具有互換性；控制功能下放到現(xiàn)場，使控制系統(tǒng)結構具備高度的分散性是現(xiàn)場總線的技術特點。

3）現(xiàn)場總線控制的優(yōu)勢

現(xiàn)場總線的應用，能夠有效的節(jié)約化工企業(yè)的前期投資費用。與DCS系統(tǒng)相比，F(xiàn)CS技術在硬件的投資費用上面因其設置結構簡單，在一根信號線上可以接多個設備和儀表等優(yōu)點要低于DCS系統(tǒng)。同時，在設計、安裝工作量上也相應的減少很多。從上看來，F(xiàn)CS技術能夠有效節(jié)約企業(yè)的前期投資。

FCS技術的應用，還能夠有效減少后期維護費用，如果出現(xiàn)整改、新增電氣儀表設備，這時候就不需要重新放置電纜，可以就近接在原有電纜上面，不僅減少工作量而且節(jié)省材料，從而減少投資費用。同時，F(xiàn)CS技術的應用，還有助于生產管理人員更加全面的知悉生產中的各項數(shù)據(jù)指標和設備的運行狀況，高質量的保證生產。

4.化工生產中的電氣管理

由于化工行業(yè)電氣所處的環(huán)境特殊性，在實際生產中，電氣設備的安全管理工作就變得非常重要。

4.1 高溫防護

電氣設備在高溫環(huán)境中容易被損壞，出現(xiàn)安全問題。因此要加強高溫防護，提高電氣設備防護等級，做好設備的散熱措施，提高對設備檢查的頻率，確保電氣設備合理運作。

4.2 濕度控制

關于濕度控制，可以安裝濕度監(jiān)測儀，實時監(jiān)測室內濕度，對于處在潮濕環(huán)境中的高低壓配電房、計算機機房等，同時也要加強巡查力度，適時開啟空調調節(jié)濕度。

4.3 降低粉塵危害

通過密閉或者隔離的方式，把粉塵的影響控制在一個較小的空間里，防止粉塵大范圍擴散。同時，電氣設備可以選用防塵設備。

4.4 預防腐蝕

對于腐蝕環(huán)境，也應當采用密閉或者半密閉生產，選用的電氣設備采取防腐處理或者選用防腐設備。

4.5 防止爆炸

爆炸性環(huán)境中，選用的電氣設備必須具有防爆功能。防爆電氣設備分為兩類：Ⅰ類為煤礦井下用電氣設備；Ⅱ為除礦井以外的場所使用的電氣設備，Ⅱ類電器設備又分為：ⅡA 、ⅡB、ⅡC三個類別。按照結構型式分又可以分為增安型、本安型、隔爆型、特殊型。我們應當根據(jù)爆炸環(huán)境正確選用防爆電氣設備，防止爆炸危險的發(fā)生。

4.6 防雷和接地

化工企業(yè)中應該做好防雷措施，主要基礎、設備打好接地極、接地帶，形成一個接地網(wǎng)，在建筑物頂端設置避雷帶或避雷針，將雷擊導入大地。同時做好供電系統(tǒng)的保護接地和工作接地，儀器儀表的接地系統(tǒng)和設備、管道的防靜電接地，防止意外事件的發(fā)生，確保人員的人身安全。

5.結論

電氣自動化的應用，將助于化工企業(yè)的高效生產和發(fā)展，提高企業(yè)的競爭力。同時，做好電氣設備在使用過程中的安全管理，將保障生產及人員的安全，保證企業(yè)持續(xù)良性經(jīng)營。

參考文獻

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