电气自动化在化工生产中的应用探析

摘 要：作为现代企业发展的重要技术，电自动化技术的应用对于提高化工企业的经济效益具有重要作用。本文首先对电气自动化技术进行概述，然后具体分析了电气自动化技术在化工生产中的应用，以期为相关技术与研究人员提供参考。

关键词：电气自动化 化工生产 应用

电气自动化技术是将计算机技术、电工技术、自动化技术与电子技术等多种现代先进技术充分结合的重要核心技术，其对于现代社会经济的发展具有举足轻重的作用。随着化工企业的迅速发展，其控制技术也逐渐由传统的简单闭合控制转换到全自动控制，由启动组合仪表、电动组合仪表转换成DCS，电气自动化技术的广泛应用为化工企业生产能力的提高提供了强大动力。因此，加强有关电气自动化技术在化工生产中的应用探讨，对于拓展电气自动化技术的应用范围与规模具有重要的现实意义。

一、电气自动化技术概述

1、电气自动化技术的控制理念

（1）远程监控。远程监控系统的安装简单方便、安装成本较低，且系统具有灵活可靠的优势。由于化工生中电气系统需要借助大量的信息通讯才能良好运行，而远程监控技术应用于大型系统监控时通常会降低总线的通讯速度，因此其一般用于监控小规模系统。

（2）集中监控。集中监控系统本身非常容易维护与管理，且其操作方便、运行迅速，对于改善化工生产的管理与操作质量具有非常重要的作用。然而由于集中监控系统内部只含有单一的处理器，若通过其实现对电气系统的整体功能处理则很容易影响处理器运行速率及进度。[1]

（3）现场总线监控。将电气自动化技术应用到化工生产时，要注意加强现场总线技术及计算机网络技术的使用，由此才能保证化工生产中的各项工序都能在正确控制的调整范围内，也才能实现对化工生产电气系统的整体控制。而现场总线监控系统具有独立且灵活的功能设置，这有效提高了电气系统运行的可靠性与安全性。

2、电气自动化技术在化工生产中的应用趋势

（1）采用分布式架构。分布式架构是指采用一根串行电缆把远程设备、计算机、中央处理器、监控软件等连通在一起，用于满足化工生产中的电气一体化要求。在分布式架构中，软硬件结构被组织成一个整体，这使得程序运行过程得到大量简化、大幅度提高了系统运行效率。此种技术措施是未来系统集成发展的重要内容，其也将成为化工生产电气一体化的基本方向。

（2）开放式管理。电气自动化技术中的开放式管理是指在技术应用过程中，将信息系统对内部成员进行全部开放，使得成员间能够进行资源共享，并根据信息要求对生产控制开展调配。此种开放式管理主要是管理内容上的开放，其应当按照相应发展规划突破创新，形成具有自主开放能力的电气自动化控制产品，从而引领经济增长方式不断改变创新，提高产品科技含量。[2]

（3）信息服务。信息作为完成化工生产前端与终端相互连通的支持内容，其服务体系应当成为电气系统开放管理的基本内容。要做到信息化服务就应当加强计算机与企业生产的融合，通过互联网的信息支持作用使得内部系统与外界网络之间能够充分连接。当系统信息能够综合处理控制监督程序时，通过网络技术的参与就能有效实现控制自动化与一体化。

（4）完成测量、控制与保护三位一体。考虑到当前的人员配置及运行体系状况，现代的自动化体系多通过站内监控方式采集数据资料，从而为数据分析与处理界面提供支持。然而要综合考虑设备重复配置的影响、维护工作量的减少、技术的可行性等方面，采用测量、控制与保护三位一体方式能够更有效的改善系统运行效率。

二、电气自动化技术在化工生产中的应用

1、现场总线

（1）现场总线的特性。现场总线主要是采用计算机网络信息技术对智能现场设备与自动化系统进行连接，整合各类仪器仪表设备配置，以使可编程序控制器、单回路调节器、数据记录仪、现场变送器、生产机械设备、现场执行器等完成多变量、双向串行、数字信息化等多种功能。相比较PLC、DCS等系统，现场总线能够实时控制调整现场设备运行状态、多点通信，具有良好的可操作性与开放性。[3]

（2）现场总线在化工生产中的应用

在化工生产的电气自动化设计中，利用现场总线控制系统能够有效节省投资成本、安装成本及生产成本等。然而由于现场总线系统布置时只需要较少的技术设备，且其总线结构布置简单，通过一对双绞线就能实现对多个仪表和设备的连接，因此其硬件设备成本要低于DCS系统，且能够降低槽盒及电缆的安装费用、节省控制系统安装与设计程序、使工作流程大量简化、减少工作人员的操作量并降低工作强度；采用现场总线技术还能够减少自动化生产的后期投资与基础性投资，当生产现场出现变化需要添加适量的控制设备时，便无需增加铺设新电缆，只要在之前的旧电缆上采用就近连接方式就能够有效扩展系统规模，进而减少电缆敷设费用及成本费用；此外，采用现场总线控制技术还便于操作人员对自动化生产状况进行查询与分析，准确控制设备工作状态及生产现场运行状况，确保问题发生时能够得到及时解决，从而确保自动化系统控制运行的安全性与可靠性。

2、先进控制

（1）先进控制的特性。先进控制技术具有大时滞、多变量耦合的特点，具有控制和处理多项复杂变量的功能。由于化工生产过程相对复杂，建立准确的数学模型非常困难，若采用传统的控制方式对自动化过程进行控制又不能获得良好的应用效果，因此需要采用先进控制方式。先进控制与原有的控制技术相比，能够对模型实现准确推断与预测，且逐步朝向智能化的方向推进。[4]

（2）先进控制在化工生产中的应用

在化工生产过程中，先进控制系统的应用方式主要有：采用软测量技术对部分蒸馏塔的质量指标、反应热、饱和蒸汽压等多项数值进行检测和获取，对于不能进行测量的变量数值进行实时的分析计算；由于数据处理与采集过程经常受到现场噪声的影响，所以在数据采集处理中先对变量数据进行滤波处理，从而提高数据值得可靠性与准确性；利用动态的数据模型将化工生产的实际效果直观展现出来，从而能提高对输入变量与输出变量关系的控制力；采用静态辨别技术对变量之间的关系进行分析处理，以确保关系描述的准确性。先进控制的应用除了在原有的反馈控制、串级控制等进行优化外，还包括采用了先进的神经网络控制、智能控制系统、专家系统、模糊控制等技术。神经网络能够根据模式处理模型和联想记忆与预测技术对电气系统进行处理与控制，模拟出电气系统中容易出现故障的单位与模块；智能化控制系统能够自行开展系统诊断与分析，并对化工生产的整个过程进行全面监控。

三、结束语

电气自动化技术的应用能够有效节省化工生产中的生产成本，且对于生产效率的提高具有明显的促进作用。因此，相关技术与研究人员应当加强有关电气自动化技术的分析，总结电气自动化在化工生产中的应用特点及规律，探讨技术融合的有效措施，以逐步拓展电气自动化技术在化工生产中的应用范围。

参考文献

[1] 韩华礼.自动化控制在化工安全生产中的应用及优化探索[J].河南科技.2013，05（35）：57-58.

[2] 李善义.自动化控制在化工安全生产中的应用及优化探索[J].硅谷.2012，06（10）：61-62.

[3] 李洪岩.自动化控制在化工安全生产中的应用及优化思考[J].科技信息.2012，13（14）：74-75.

[4] 杨晨曦.化工安全生产中的自动化控制浅析[J].河南化工.2011，12（29）：62-63.

作者简介：宁开春（1985年1月11），男，汉族，籍贯：湖北黄石。2007年毕业于黄石理工学院（现湖北理工学院），工业电气自动化专业。2007年7月就职于巨化集团，曾从事于值班运行电工，现从事于化工生产调度管理。