電氣自動化技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢研究

徐冠華

（臨沂市蘭山區(qū)工業(yè)和信息化局，山東 臨沂 276000）

0 引言

我國的化工行業(yè)發(fā)展離不開多種工藝和技術(shù)，在生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)當中，電氣自動化技術(shù)被廣泛運用，化工生產(chǎn)的自動化信息化水平有所提高，優(yōu)化了工藝效果，未來的電氣自動化技術(shù)應(yīng)用到化工生產(chǎn)中仍舊還需要不斷的探索，有著較大的發(fā)展空間，應(yīng)發(fā)揮電氣自動化技術(shù)的優(yōu)勢，提高化工生產(chǎn)的運行效率，推動化工企業(yè)未來的可持續(xù)發(fā)展。

1 電氣自動化技術(shù)的特點

早在20世紀中后期，化工生產(chǎn)就逐漸開始了電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)展初期的電氣自動化技術(shù)水平有限，隨著最近幾十年我國的科學(xué)技術(shù)研究愈發(fā)深入，電氣自動化技術(shù)也漸漸成熟，在化工生產(chǎn)中被廣泛運用，提高了化工生產(chǎn)的整體質(zhì)量與效率，有助于控制化工企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。電氣自動化技術(shù)中以現(xiàn)代集成化信息技術(shù)為關(guān)鍵，將其應(yīng)用到各個業(yè)務(wù)層面以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中，可以對產(chǎn)品信息和財務(wù)狀況、各項資源的信息形成全面了解與掌握，實現(xiàn)了微電子技術(shù)、微處理等輔助性的工作。電氣自動化技術(shù)具體應(yīng)用中，使用到了儀表、控制器、傳感器等設(shè)備器械，將其應(yīng)用的化工企業(yè)，發(fā)揮了現(xiàn)代化技術(shù)的優(yōu)勢，集成化程度和信息化程度提高，化工企業(yè)的生產(chǎn)效率得到優(yōu)化。電氣自動化技術(shù)實現(xiàn)了分布式控制，其中利用電纜與計算機、監(jiān)控軟件、智能化儀表之間的連接采集信息，上傳到中央控制器當中，這一性能有利于提高化工生產(chǎn)中的安全系數(shù)和生產(chǎn)質(zhì)量。電氣自動化技術(shù)應(yīng)用下化工企業(yè)發(fā)揮了智能化的優(yōu)勢，構(gòu)建起了機電一體化的全新模式，提高了生產(chǎn)效率和電氣控制自動化水平，化工企業(yè)的組織、生產(chǎn)、管理能力均有所提高[1]。

2 電氣自動化技術(shù)在化工生產(chǎn)中的具體應(yīng)用

2.1 統(tǒng)一程序接口

電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用給化工生產(chǎn)帶來了積極的影響，實現(xiàn)了統(tǒng)一的程序接口，程序接口統(tǒng)一指的是化工生產(chǎn)過程中連接起各系統(tǒng)，例如信息中心、ERO系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)等，連接到信息中心，能夠保證化工企業(yè)對各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)形成及時的了解和掌控，及時溝通信息、傳遞信息。程序接口的統(tǒng)一有助于交換信息、共享信息，實現(xiàn)信息在不同系統(tǒng)中的交換和傳輸，提高了對信息管理的綜合效率，不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)間的信息溝通障礙得到有效改善，促進了化工生產(chǎn)效率和管理效率的提升。

2.2 系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計

電氣自動化技術(shù)應(yīng)用下，化工生產(chǎn)開發(fā)和設(shè)計環(huán)節(jié)得到了改良和優(yōu)化，因為電氣自動化技術(shù)愈發(fā)完善，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通用性的特點與優(yōu)勢被應(yīng)用到化工生產(chǎn)中，可以建立起網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，運用電氣自動化技術(shù)來提高化工企業(yè)的生產(chǎn)運行效率，利用電氣自動化技術(shù)進行系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計，強調(diào)標準化的開發(fā)設(shè)計效果，企業(yè)的監(jiān)督系統(tǒng)管理系統(tǒng)更加準確、及時的傳輸數(shù)據(jù)信息，維護企業(yè)各系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。企業(yè)的通訊涉及到了多個系統(tǒng)，覆蓋了現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)督、辦公系統(tǒng)、總回執(zhí)計算機系統(tǒng)等，技術(shù)人員結(jié)合標準化系統(tǒng)的技術(shù)要求進行系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計，節(jié)約了更多的時間成本和費用成本，信息交換和共享更加的暢通，實現(xiàn)辦公系統(tǒng)中的信息到電氣自動系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換，電腦端的自動化操作運用到實際的生產(chǎn)過程，可以關(guān)聯(lián)不同的系統(tǒng)。通過建立接口，將自動控制平臺和管理平臺連接在一起，在軟硬件的數(shù)據(jù)交換環(huán)節(jié)，利用標準化的接口保證通訊通暢，降低了通訊故障問題的風(fēng)險幾率[2]。

2.3 現(xiàn)場總線控制

現(xiàn)場總線是連接起現(xiàn)場的自動化系統(tǒng)和智能設(shè)備，結(jié)合現(xiàn)場與設(shè)備之間的功能，運用計算機信息技術(shù)、電氣自動化技術(shù)等，保證現(xiàn)場總線的穩(wěn)定運行和有效控制?，F(xiàn)場總線中應(yīng)用計算機自動化技術(shù)能夠擴大領(lǐng)域，系統(tǒng)中的各項設(shè)備可以實現(xiàn)雙向串行，包括數(shù)據(jù)記錄儀、現(xiàn)場執(zhí)行器、單相回路現(xiàn)場變送器、調(diào)節(jié)器等，實現(xiàn)了數(shù)字信息化，提高了化工生產(chǎn)的信息化、現(xiàn)代化水平。電氣自動化技術(shù)應(yīng)用下，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的互動性較強，可操作性及開放性均占據(jù)著優(yōu)勢，實現(xiàn)多點控制這一功能，提高了電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用效率，在研究中總線控制是值得探索的重點方向。化工工業(yè)生產(chǎn)中運用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)可以使電氣自動化技術(shù)實施過程中投入的成本得到有效管控，節(jié)省了資金成本的投入以及設(shè)備機械安裝時所需要的費用。和傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)不僅安裝費用低、使用數(shù)量少，而且安裝程序更加簡單，前期的資金投入得到最大限度的節(jié)約，技術(shù)人員的工作量、工作強度減輕，后續(xù)的生產(chǎn)過程中投入到的經(jīng)費以及安裝環(huán)節(jié)也有所簡化。例如，若是需要將新的控制設(shè)備增加進來，不需要再將新的控制設(shè)備連接到新電纜當中，只需要與原來的電纜相連接即可，技術(shù)人員可以監(jiān)控現(xiàn)場運行情況和設(shè)備狀態(tài)，實現(xiàn)了對自動化生產(chǎn)過程中不足問題的及時發(fā)現(xiàn)和處理，采取可靠的措施進行控制總線系統(tǒng)的工作，強調(diào)穩(wěn)定運行，為化工生產(chǎn)的安全和良好效率提供保障[3]。

2.4 先進控制技術(shù)

先進控制技術(shù)中包括多項技術(shù)內(nèi)容，例如專輯系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以及前饋、串級和比值等過程，先進的控制技術(shù)應(yīng)用下，可以結(jié)合化工生產(chǎn)的實際情況，構(gòu)建數(shù)字模型，提高對化工生產(chǎn)的有效控制，其中涉及到了多個復(fù)雜的環(huán)節(jié)，若是采取傳統(tǒng)的控制模式無法獲得理想的控制效果，新型控制技術(shù)的運用下，可推斷和預(yù)測數(shù)字模型，其自身具有的智能化優(yōu)勢，還可以同時完成多變量耦合等功能，及時處理和控制化工生產(chǎn)中的復(fù)雜多變量，提高了化工生產(chǎn)的管理效率。落實到實際的化工生產(chǎn)過程中，建立起數(shù)學(xué)模型確定變量間的關(guān)系時，在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)之上，運用辨別技術(shù)對生產(chǎn)過程進行控制，包括其中的輸出變量和輸入變量之間的關(guān)系，在數(shù)據(jù)的采集和處理環(huán)節(jié)，為了保證數(shù)據(jù)的真實性、可靠性，要將現(xiàn)場的噪音消除，以免現(xiàn)場噪音干擾到數(shù)據(jù)的集合、處理準確性，利用濾波處理噪音能夠為數(shù)據(jù)的采集和和處理工作提供依據(jù)，創(chuàng)建起積極的環(huán)境，對于其中難以測量的變量數(shù)值進行計算時，可采取實時計算法，結(jié)合軟測量技術(shù)獲取飽和蒸汽壓、反應(yīng)數(shù)熱值、蒸餾塔的質(zhì)量指標等各項變量數(shù)值信息[4]。

3 電氣自動化技術(shù)在化工生產(chǎn)中的發(fā)展趨勢

3.1 信息化服務(wù)

電氣自動化技術(shù)在化工生產(chǎn)中未來仍舊還有巨大的發(fā)展空間，將會向著信息化服務(wù)的方向不斷探索，實現(xiàn)信息化的生產(chǎn)和服務(wù)過程。信息在整個化工生產(chǎn)的過程中作為不可或缺的重要依據(jù)，是前端和中端中不可缺少的內(nèi)容，因此信息化服務(wù)在電氣開放體系中將逐步實現(xiàn)，將化工生產(chǎn)、計算機技術(shù)、電氣自動化技術(shù)等有效的融合在一起，構(gòu)建起信息化服務(wù)體系。在互聯(lián)網(wǎng)信息的支持作用下，連接外部網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部系統(tǒng)，致力于發(fā)揮出信息系統(tǒng)的優(yōu)勢，建立監(jiān)督控制程序，實現(xiàn)綜合處理的功能，結(jié)合先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸實現(xiàn)信息化服務(wù)，真正落實自動化生產(chǎn)和控制一體化的發(fā)展目標[5]。

3.2 開放式管理

未來的電氣自動化技術(shù)應(yīng)用的化工生產(chǎn)中，將在管理上實行開放式管理新模式，也就是在實際的技術(shù)應(yīng)用過程中將所有的成員信息全部開放，不同成員之間均能夠進行信息資源的交換和資源共享，依據(jù)各項信息生產(chǎn)和調(diào)配資源。不過開放式的管理方式需要滿足一定的前提條件，立足于管理這一重要的基礎(chǔ)，在國家發(fā)展規(guī)劃的依據(jù)下，積極開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，促進產(chǎn)品科技水平的逐步提高，逐漸形成較強的自主創(chuàng)新能力，提高化工生產(chǎn)的綜合技術(shù)水平，逐漸向著經(jīng)濟增長的方式轉(zhuǎn)變[6]。

3.3 分布式架構(gòu)

分布式架構(gòu)指的是連接系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備，運用串行電纜構(gòu)建起分布式架構(gòu)，其中涉及到中央處理器、監(jiān)控軟件、計算機等設(shè)備設(shè)施，除此之外還需要結(jié)合遠程設(shè)備完善分布式架構(gòu)的功能。分布式架構(gòu)將硬件、軟件等全部設(shè)備設(shè)施連接在一起，構(gòu)建起一個有機的整體，有助于簡化化工生產(chǎn)的運行程序，提高運作效率。分布式架構(gòu)是很多行業(yè)在發(fā)展過程中技術(shù)集成的重要方向，化工生產(chǎn)中運用電氣自動化技術(shù)也將加強對分布式架構(gòu)的深入研究，進行不斷的創(chuàng)新探索。

3.4 保護控制和測量功能一體

目前我國的化工生產(chǎn)中電氣自動化技術(shù)應(yīng)用下的自動化體系，主要是采集站內(nèi)監(jiān)控獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，保證運行體制和合理的人員配置，進行對界面以及事故問題的分析和處理。未來的化工生產(chǎn)自動化建設(shè)與探索中要結(jié)合技術(shù)合理性，以及降低設(shè)備和人員的投入為主要的探索方向，盡可能地降低設(shè)備重復(fù)配置率，減少設(shè)備的維護工作量，實現(xiàn)保護、控制和測量三位一體的新模式，形成一體化的保護、控制和測量，發(fā)揮出電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，提高化工生產(chǎn)的整體工作效率[7]。

4 結(jié)語

綜上所述，化工生產(chǎn)是我國重點發(fā)展的領(lǐng)域之一，推動了社會經(jīng)濟建設(shè)的進程。在工業(yè)產(chǎn)業(yè)中，化工生產(chǎn)作為關(guān)鍵的構(gòu)成部分，目前仍舊要在電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用方面不斷的探索，將電氣自動化技術(shù)優(yōu)勢充分地利用起來，應(yīng)用到化工生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中。加強對技術(shù)應(yīng)用效果的把握，提高化工生產(chǎn)的綜合水平與效率，有利于化工生產(chǎn)核心競爭力的不斷提高，增強企業(yè)發(fā)展實力。