工業(yè)電氣自動(dòng)化在化工企業(yè)上的應(yīng)用

唐君

摘 要：伴隨現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的工業(yè)領(lǐng)域及其行業(yè)的電氣自動(dòng)化技術(shù)得到深入應(yīng)用，并充分發(fā)揮其優(yōu)勢推動(dòng)工業(yè)進(jìn)程的加快。本文結(jié)合筆者多年的研究和實(shí)踐，從化工企業(yè)的角度探討工業(yè)電氣自動(dòng)化在其中的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：工業(yè)電氣自動(dòng)化;化工企業(yè);實(shí)踐應(yīng)用

在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，電氣自動(dòng)化技術(shù)依舊發(fā)展成為了目前各領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)中不可或缺的重要技術(shù)之一，無論是應(yīng)用范圍或是應(yīng)用深度均較大，其融入了計(jì)算機(jī)技術(shù)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等等，為各行業(yè)運(yùn)作效率的提升奠定了基礎(chǔ)。具體在化工企業(yè)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)以其巨大的優(yōu)勢受到越來越多專業(yè)人士的認(rèn)可，并推動(dòng)化工行業(yè)和相關(guān)企業(yè)持續(xù)改革創(chuàng)新和發(fā)展進(jìn)步。

1.化工企業(yè)中工業(yè)電氣自動(dòng)化應(yīng)用的現(xiàn)狀分析

進(jìn)入21世紀(jì)以后，我國電子信息技術(shù)等各種核心技術(shù)得到快速發(fā)展，隨后便形成一股帶動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備發(fā)展的巨大浪潮，隨后化工產(chǎn)品生產(chǎn)中應(yīng)用了更多全過程信息采集技術(shù)、監(jiān)控?cái)z像設(shè)備等，為電氣自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。在化工行業(yè)中，我國目前已具備非常多具有控制性的獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)生產(chǎn)系統(tǒng)，且在化工生產(chǎn)工作中廣泛應(yīng)用。但因?yàn)槲覈w的發(fā)展依舊未能達(dá)到均衡的目標(biāo)，在應(yīng)用相關(guān)技術(shù)推進(jìn)化工企業(yè)發(fā)展的過程中還不能忽略化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)工廠效率上的差異，比如煤化工原料加工生產(chǎn)時(shí)，早在一些跨國企業(yè)全部換用自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，我國青島啤酒生產(chǎn)還需應(yīng)用手動(dòng)灌裝等，集中式車間生產(chǎn)模式較為傳統(tǒng)，無法帶動(dòng)整體的生產(chǎn)改革和進(jìn)步[1]。另外，我國的一些南方相對(duì)發(fā)達(dá)城市也逐漸發(fā)展自動(dòng)化系統(tǒng)和應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，但如西南地區(qū)化學(xué)生產(chǎn)存在一些適應(yīng)性的問題，使得自動(dòng)化設(shè)備及技術(shù)的推廣應(yīng)用舉步維艱。由此可見，我國目前工業(yè)電氣自動(dòng)化盡管取得了一定程度發(fā)展，尤其在化工企業(yè)中應(yīng)用極大程度提高了運(yùn)作效率，但不可否認(rèn)依舊存在一些問題，我國工業(yè)電氣自動(dòng)化道路還很長。

2.工程簡述

案例工程為信發(fā)集團(tuán)山西信發(fā)化工有限公司高壓溶出的一個(gè)擴(kuò)建項(xiàng)目安裝工程，在其電氣部分包括以下內(nèi)容：變壓器、變頻器柜、軟啟動(dòng)等安裝調(diào)試;電纜、照明等安裝調(diào)試;電氣設(shè)備、設(shè)施、控制電纜敷設(shè)等調(diào)試;現(xiàn)場與DCS端接線和儀表調(diào)試;防雷安裝與接地安裝等等。安裝流程為：審核設(shè)計(jì)圖紙、結(jié)合圖紙進(jìn)行土建埋管和接地安裝、敷設(shè)電線與電纜、接通回路、進(jìn)一步試驗(yàn)、檢查與調(diào)試、通電進(jìn)行試運(yùn)行、交付使用。

3.化工企業(yè)生產(chǎn)過程應(yīng)用工業(yè)電氣自動(dòng)化的功能分析

3.1控制設(shè)備功能。在化工企業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用全自動(dòng)化的電氣產(chǎn)品，電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠全自動(dòng)智能控制設(shè)備的生產(chǎn)，發(fā)揮完全計(jì)算機(jī)控制的作用，應(yīng)用啟停機(jī)設(shè)備、電子節(jié)氣門控制電子調(diào)節(jié)器等裝置，配置安全裝置，從而提高裝置與開放式機(jī)組的保護(hù)能力，這樣化工企業(yè)生產(chǎn)過程才能更安全可靠。應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)及其設(shè)備推進(jìn)化工企業(yè)的生產(chǎn)，其發(fā)揮的功能是通過手機(jī)導(dǎo)航設(shè)備、全自動(dòng)設(shè)備以及電子計(jì)算機(jī)等表現(xiàn)出來的，其中電子計(jì)算機(jī)發(fā)揮其控制與監(jiān)視的作用，其他設(shè)備則結(jié)合具體生產(chǎn)產(chǎn)品的特定路徑進(jìn)行設(shè)定和運(yùn)行，最后進(jìn)行生產(chǎn)制造[2]。

3.2產(chǎn)品監(jiān)控功能。電氣自動(dòng)化還具有監(jiān)控產(chǎn)品的功能，主要監(jiān)控系統(tǒng)其他設(shè)備組件任務(wù)完成情況和生產(chǎn)的全過程情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，加以改善。要確保化工企業(yè)生產(chǎn)的高效安全，化工產(chǎn)品的質(zhì)量，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮保障性作用，不但有助于提高生產(chǎn)的速度和效率，還能降低事故的發(fā)生率，避免因?yàn)榘l(fā)生事故而出現(xiàn)工廠內(nèi)大規(guī)模停產(chǎn)的后果，另外事故的發(fā)生還會(huì)對(duì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)使用產(chǎn)生極大影響。應(yīng)用自動(dòng)智能監(jiān)控系統(tǒng)，通過通訊平臺(tái)、監(jiān)控?cái)z像頭、短距離視頻等等，各司其職，發(fā)揮功效，在生產(chǎn)過程中設(shè)備發(fā)生故障的同時(shí)，對(duì)應(yīng)的警報(bào)系統(tǒng)就被激活，即刻發(fā)出氣體警報(bào)聲音，將信號(hào)傳播給工作人員。通過無線電視接收信息控制機(jī)對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)化信號(hào)，傳送平臺(tái)，高效管理。工作人員就能根據(jù)顯示的信息轉(zhuǎn)換為信號(hào)發(fā)送至平臺(tái)進(jìn)行記錄與管理。管理過程中，工作人員還能結(jié)合設(shè)備的信息顯示操作遠(yuǎn)程攻擊，確保系統(tǒng)得到安全穩(wěn)定的運(yùn)作，也便于第一時(shí)間更好地解決問題[3]。

3.3節(jié)能環(huán)保，提高效率?；て髽I(yè)中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)制造與生產(chǎn)工作更高效地進(jìn)行，整個(gè)系統(tǒng)的功能與效率也能大大發(fā)揮，還有助于降低能耗，節(jié)省能源，控制成本，節(jié)約資金，將過去人工為主的人力從中解脫出來，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的制造生產(chǎn)和運(yùn)作。在化工企業(yè)具體的管理模式應(yīng)用中，工作人員對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行監(jiān)控，尤其是監(jiān)控電力使用情況，就能直接進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)能源使用與價(jià)值達(dá)成的統(tǒng)一，這樣就能準(zhǔn)確判斷安全隱患并盡早處理事故問題。由此可見，電氣自動(dòng)化技術(shù)的作用還表現(xiàn)在緩沖與平衡上，有助于降低能耗。

4.工業(yè)電氣自動(dòng)化在化工企業(yè)運(yùn)作中的實(shí)踐應(yīng)用

4.1先進(jìn)制動(dòng)控制。先進(jìn)制動(dòng)控制指的是與常規(guī)單回路先進(jìn)控制不同的，且更注重PD控側(cè)系統(tǒng)效果的控制，當(dāng)前該控制系統(tǒng)技術(shù)還沒能在更多領(lǐng)域行業(yè)中得到廣泛的普及應(yīng)用，且專業(yè)領(lǐng)域上對(duì)先進(jìn)制動(dòng)控制還沒有統(tǒng)一定論。該控制特點(diǎn)表現(xiàn)為彌補(bǔ)常規(guī)控制在無法實(shí)現(xiàn)控制或效果不佳的自動(dòng)化過程中的控制成效，這與化工生產(chǎn)較為復(fù)雜的特點(diǎn)相關(guān)，很難創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型，而如果使用預(yù)估控制技術(shù)則會(huì)降低模型控制應(yīng)用的精準(zhǔn)度，使其無法滿足標(biāo)準(zhǔn)，先進(jìn)制動(dòng)控制則能滿足這些要求。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該技術(shù)除了可以很好地控制模型以外，還能進(jìn)行預(yù)測與推斷，促進(jìn)其逐漸智能化。另外先進(jìn)控制有助于控制變量、多變量耦合等發(fā)揮約束作用，這符合處理復(fù)雜多變量控制的標(biāo)準(zhǔn)要求，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐下將有更好的發(fā)展平臺(tái)。具體在化工行業(yè)中應(yīng)用先進(jìn)制動(dòng)控制，其控制內(nèi)容主要在于利用辨別技術(shù)確定變量關(guān)系，工作人員借助技術(shù)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，將相互制約的變量質(zhì)檢輸入進(jìn)入實(shí)現(xiàn)控制。而這個(gè)過程中要注重采集變量數(shù)據(jù)以及測量處理軟件，避免其受到噪音影響，還要處理好濾波的問題。應(yīng)用智能控制系統(tǒng)就要借助專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能，這有助于監(jiān)督整個(gè)生產(chǎn)過程故障情況，及時(shí)作出診斷，減少人力的投入，也避免人工診斷的遺漏和失誤，最終達(dá)到更好的控制目的[4]。

4.2現(xiàn)場總線應(yīng)用。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)具備控制現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)、促進(jìn)開放性操作、實(shí)現(xiàn)全數(shù)字多點(diǎn)通信的功能，因其軟件豐富、功能完善，得到了更多用戶的認(rèn)可?，F(xiàn)場總線承擔(dān)化工企業(yè)生產(chǎn)控制過程的重要任務(wù)，其主要通過智能現(xiàn)場設(shè)備連接自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支撐下將現(xiàn)場通信網(wǎng)和控制系統(tǒng)整合起來，于是發(fā)揮互用性、操作性、開放性作用，還具備了智能化與系統(tǒng)化優(yōu)勢。在化工企業(yè)運(yùn)行中應(yīng)用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，技術(shù)設(shè)置的結(jié)構(gòu)也非常簡單，通常無需過多的室內(nèi)使用設(shè)備，還能在雙絞線上接儀表等，這樣大大減少橋架、電纜等使用量，這對(duì)后期維護(hù)工作的益處也很大。一旦有故障發(fā)生，還能就近從原有電纜上進(jìn)行連接，省去新增電纜的情況，節(jié)約施工費(fèi)用，提高控制的可靠性與有效性。

結(jié)束語

綜上所述，在未來的發(fā)展應(yīng)用中，工業(yè)電氣自動(dòng)化必然能成為一個(gè)重要專業(yè)學(xué)科，對(duì)推動(dòng)各行各業(yè)發(fā)展發(fā)揮更大的功能與效果。就目前的發(fā)展情況來看，工業(yè)電氣自動(dòng)化有著遠(yuǎn)大的發(fā)展前景，且在化工實(shí)踐中不斷完善與創(chuàng)新，從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性上大大改善，必然將得到更好的發(fā)展。

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