化工企业电气自动化的设计应用分析

黄子祥

摘 要：近年来，我国经济得到了迅速的发展，同时带动了化工企业的发展，工业规模不断扩大，企业的根本目的是为了获得经济效益，为了实现这一目的，企业必须改善自身的生产技术，电气自动化凭借在生产中的快速反应、临界工艺稳定、综合能量平衡等优势，在各化工企业得到广泛应用。随着各化工企业生产规模的不断扩大，对自动化的要求也越来越高。另外，化工行业本身所处的生产环境以及生产的产品存在着一定的危险性，使得电气安全工作在化工行业中显得尤为重要。本文对电气自动化做出了分析，并研讨其在化工企业上的应用。

关键词：电气自动化；化工企业；应用；设计

1、化工企业电气自动化的设计

1.1 电气自动化的设计原则

电气自动化应该满足生产设备和生产工艺对电气控制的要求；在满足控制要求的基础上，电气自动化的设计方案应该简单、经济、安全、可靠；对于生产机械与电气自动化的关系，应该从制造成本、工艺要求、结构复杂性、管理维护等方面进行妥善处理，很多生产机械都是通过机电结合控制方式实现控制要求；科学合理地选用生产中所需要的电器元件。

1.2 电气自动化的设计理念

（1）现场总线监控。现场总线、以太网等计算机网络技术已经在变电站综合自动化系统中得到了广泛的应用，而且运行经验非常丰富，智能化电气设备的发展也十分迅速。另外，自动化设备的功能是独立的，组态相当灵活，不会导致系统的瘫痪，使整个系统具有可靠性。（2）集中监控。集中监控有利于系统管理和维护，而且系统设计简单，控制站的防护要求不高。但是集中控制将整个系统的功能全部集中到一个处理器进行处理，因此处理器的任务非常繁重，会影响到处理器的处理速度。

2、化工企业电气自动化的应用

2.1先进控制的应用

在化工生产的进程中，借助于先进的辨别技术，能够对变量之间的关系进行准确的确定；通过对数学模型的建立，可以模拟出实际的化工生产的的过程，在此过程中可以对输出变量和输入变量进行约束；在对数据进行处理和收集的过程中，经常无法避免现场噪音的干扰，因此必须在采集以及处理数据的过程中，对其变量数据首先进行滤波处理，使这些数据可以保证足够的可靠性和有效性；针对那些不可以进行测量的数值变量，必须进行实时计算；对于一些反应热、饱和蒸汽压以及某些蒸馏塔类似的质量指标数值可以通过软测量技术获得。先进控制的应用即包含了传统的前馈控制、比值以及串级等过程，也包含了一些较为先进的模糊控制、智能控制系统、神经网络以及专家系统等内容。自动化生产中发生的故障可以通过智能控制系统自行的诊断出来，神经网络可以对复杂多变的联想预测、模式以及记忆进行科学的处理和控制。

该方法所具有的特点：在化工生产的过程中，由于其生产过程十分的复杂，对于数学模型的建立困难很大。如果通过自动化过程来进行实施控制时，常规控制不满足要求时，就可以考虑先进控制。其余传统的控制技术比较而言，先进控制可以实现对模型的预测和推断，而且便于向智能化方向发展。除此之外，先进控制可以要实现大时滞以及多变量耦合，能够处理和控制复杂的多变量。

2.2现场总线控制系统的应用

化工企业电气自动化中应用现场总线控制系统能够产生节约安装费用、机械设备、生产成本以及投资费用的效果。由于在现场控制技术的室内总线结构简单、设备少，有时候一对双绞线就得连接好几台仪表和设备，因此其在硬件的投资额上会比DCS的系统少，因此所使用的槽盒和电缆的数量不多，所以前期的基础性投资和安装费用都会很低，其控制系统的设计以及系统的安装都不复杂，使得操作人员省去了大量的工程量，使工作的流程变得简练，劳动者的强度降低。除此之外，现场总线控制技术，也可以降低自动化生产所必须的后期投资。一旦现场需要进行一些改变的改变的时候，例如随着生产的进行需要增加一定数量的控制设备的时候，可以不需要再重新添置电缆，完全可以利用旧电缆直接进行连接就足以了，这样以来就节省了后期对电缆线以及敷设的所需费用。并且该项技术的应用能够帮助操作人员迅速而精确的查询和了解化工企业中自动化的生产运行情况，能够对生产现场进行实时控制和掌控，利于及时发现问题，保障问题的及时解决。确保控制系统的有效性以及安全性。

现场总线所具有特点：现场总线在计算机网络技术的帮助下，能够把智能现场设备和自动化系统进行连接。现场总线并不是简单的进行了现场和仪表仪气设备的连接，而是进行了有机整合。化工工业的控制技术受到了现场总线非常大的影响。这里所说的现场总线是建立在计算机网络自动化的技术基础之上的，通过使系统的现场变送气、可编程序控制气、单回路调节气、数据记录仪以及现场执行气等机械设备进行了双向串行、数字信息化和多变量。该控制技术与DCS和PLC相比，可以实现现场设备控制、互可操作性、开放性以及多点通信。现场总线控制系统在现行的化工行业所发展的自动化系统的趨势。鉴于网络冗余性问题的存在，FCS没有DCS的功能完善，并且也没有DCS的可靠性高，所以市场中DCS应用的更为广泛。

3、电气自动化设备的防护措施

3.1 高温防护

化工企业要想使电气自动化系统可以良好的运行，必须为电气设备提供一个良好的工作环境，其待解决的问题就是使电气设备工作的场所温度降低到适合于设备运转的正常范围。为了达到这种标准，可以采取以下措施，例如，在电气设备集中控制室设置中央空调，加强电气设备工作的场所通风，使设备运转的场所温度在可控范围内波动，确保设备散热正常；提高电气设备的防护等级，尽量避免电气设备在超高温度下运行，影响电气自动化系统的工作效率。

4、结语

在科技不断进步的今天，现代工业企业的飞速发展离不开电气自动化的广泛应用，为了使我国工业进一步快速发展，工业企业必须严格遵循国家规定的电气自动化系统的设计和安装标准，不断创新，一如既往的对电气自动化技术进行补充和完善，才能使我国的电气自动化技术更具竞争力。

参考文献

[1] 张志.电气自动化控制系统在化工生产中的应用[J].电子技术与软件工程，2017（15）：136.