电气自动化控制系统在化工生产中的应用

张洪福

(中国化学工程第十一建设有限公司，河南 开封 475002)

1 化工生产中的电气自动化控制系统

1.1 化工自动化

化工自动化是一种将自动化技术集成到化工生产中的技术。化工自动化作为生产自动化的一部分，可以将某些传统手工操作模式的工业生产转化为机械自动化执行，这不仅提高了工作效率和生产效率，还可以提升产品标准化水平，有助于提高化工产品的质量。

1.2 电气自动化

从技术上来讲，电气自动化技术是基于电子技术和计算机技术，而这些技术的发展经历了共同的历程并最终形成了集成化应用程序。在功能上，电气自动化控制系统由于其应用原理简单因而具有广阔的潜在市场，具有良好的应用性。

1.3 生产技术特性

化工企业使用自动化系统的目的，是将整个化工生产的核心过程逐步移交给自动化系统，因此企业仅需自动化控制系统或流水线控制设备的流程，即可准确完成相关生产过程，操作简单且易学易用。因此，员工的工作量将会大大减少。在企业实现生产过程自动化和标准化模式后，员工单位时间内的工作量和工作时间均会减少，工作效率自然得到了提高。自动化控制系统性能要高于手动操作，也大大提高了企业的经济效益[1-2]。

1.4 生产系统价值

电气自动化控制系统本质上是基于智能技术而成，企业通过分析控制系统的技术，就可以不断提高整个系统自动化控制的集成能力。而社会经济的不断发展，为我国整个化工工业的快速发展提供了可能性，但同时也对整个化工工业发展提出了更高要求。将电气自动化控制在化工工业生产流程中的应用进行详细划分，可以分成三个主要部分。第一个部分就是模糊控制，这种技术在应用的过程中是利用电气自动化控制中的交流以及直流，使这两种方式进行相互传动，这样就可以完成电气自动化传动控制。模糊控制在应用过程中还会遇到两种不同的状况，其中一种是Mamdan，另外一种就是Sugeno，在具体的应用过程中如果出现Mamdan这种状况，也就意味着模糊控制在运行速度上进行调整。另外两个部分是专家系统控制以及神经系统控制。

此外，考虑到化工设备会对整个化工行业发展产生巨大影响，信息技术应用范围的不断扩大，企业必须不断提高电气自动化技术的应用能力，才能在化工生产过程中促进企业的自身健康发展。

2 化工生产自动化控制中存在的问题

2.1 设备质量原因

如今，高科技自动化设备已在化工工业中得到了广泛应用，自动化设备在化学工业的实际应用中，企业要仔细检查设备的质量和操作安全性。同时应适当使用各种自动化设备，以免在生产过程中产生浪费问题。与此同时，为了有效提高我国化工产品的质量，企业可以合理化利用各种设备资源来进一步提高利用率，并减少设备出现质量问题。

2.2 人为管理因素

自动化控制系统的应用需由专业工作人员操作，因此人为因素会对化工生产电气控制系统的运行质量产生一定影响。这就需要企业不断提高工作人员的技术水平和操作人员的整体素质。监督部门需要定期对化工企业的管理能力进行审查，并根据实际评级来实施相应的奖惩制度。同时，企业有必要充分整合人力资源，从而进一步提高化工生产自动化控制系统的运行效率。在这一过程中，企业员工需要不断增强自身的责任感，认识到只有通过有效提高技术水平，才能促进化工企业的长远健康发展。

3 融合应用设计要点

3.1 设计要求分析

化工生产与自动化控制系统的集成对流程设计要求很高，这主要包括两个方面。其一，两者的融合设计应充分考虑化工产品生产和自动化控制系统各自的功能特性，以确保两者整合能够实现操作协调性与协同效应。此外，融合系统设计应当考虑到化工企业发展的实际需求，一是化工产品的产量和质量，二是成本要求。因此，从系统设计和原料组织等角度出发，企业应当使用节能高效的电子控制单元，以满足系统应用中的要求。

3.2 设计原则阐述

就设计原理而言，化工企业的自动控制系统属于企业外部生产设施之一，因此基于控制总生产成本的目的，自动化控制系统的设计和实践必须具有良好的成本效益，以确保自动化控制系统的技术优越性，并达到成本效益控制效果。此外，由于自动化控制系统的特性，运行过程中需要维护和检修，所以自动控制系统的维护工作应设计得既简单又容易操作，方便技术人员快速、准确地进行维护和保养工作，避免系统故障。此外，设计人员在设计时，还要确保系统在操作过程中每个子系统的相对独立性，这主要是考虑到化工企业的生产规模及生产过程复杂性，能够避免某个子系统运行中出现问题导致系统整体崩溃，确保局部问题和故障不会损害整体生产过程[3]。

4 融合应用的技术要点

4.1 现场总线控制技术

现场总线控制技术是非常典型的控制技术，常用于化工企业的日常生产中，并且能够实现包括总线控制在内的，所有化工产品生产操作动态控制。现场总线控制技术在特定的操作过程中，仅需要数字通信系统和部分控制设备的支持，就可以通过信号传输将该区域的操作信号和相关信息反馈到总线控制区域，从而实现生产设备的整体控制。此外，现场总线控制技术的主要特点是，由于信号传输的及时性和有效性，可以实现整个系统的协调控制，且这种大规模的控制模型不会对控制工作产生不当影响，还可保持技术实施的有效性。该技术的应用在一定程度上受到通信网络的稳定性和标准化的影响，企业在使用这一控制技术的过程中需要合理考虑到技术使用范围。

4.2 基于运行状态的协同控制技术

基于运行状态的协同控制技术可以在电气自动化控制中，控制区域性的工作环境，提升生产区域的稳定性和安全性。由于化工企业的生产性质，使得企业的生产过程会存在安全风险，而通过自动化系统的监视功能，生产中可能发生的问题或污染就可以通过系统信号传输，在第一时间内传递给生产商，并可以在快速完成错误校正，从而有效地降低化工企业生产中的安全性风险。

4.3 故障预警反馈技术

故障预警反馈技术的运作基于监视设备的运行状态，一旦设备检测到化工生产过程中出现偏差，或者是系统本身的故障，就可以完成错误预警任务，确保故障被及时发现与修整。此外，故障预警反馈技术通过及时将错误信息上报，提高了故障处理效率，让故障诊断和错误响应结果变得更加可靠、准确。随着新型自动化设备的出现，化工企业需要对整个系统进行全面评估，并确保设备与整个系统完美协调，因此在引入自动化设备时必须避免盲目预警造成严重的资源浪费。企业引入自动化设备后，有必要不断完善电气自动化操作系统，并对相关操作人员进行专门培训。同时，企业有必要增加对相关设备的定期检查，并及时纠正在自动化设备运行期间可能出现的问题。

5 结语

现代工业对资源的需求正在不断增加，传统化工生产不仅资源浪费严重，而且会影响到整个化工产业的生产效率，也很容易受到生产过程中的人为操作失误问题。随着现代自动化技术的飞速发展，电气自动化控制系统大大提高了化工生产自动化整体水平，且化工品生产系统操作失误的问题也得到了有效控制，为企业带来了更大的经济效益与社会效益。由于化工企业生产的特点，一方面企业对生产技术要求较高，在另一方面化工生产本身的生产过程存在一定安全风险，而手工作业不仅难以提升生产中的工作效率，而且还难以保证化工生产中涉及人员的人身安全。因此，化工企业只有找到合适的切入点来促进化工品生产过程和自动控制系统的有效集成，才能确保产品生产安全并提高产品生产效率。