化工企业电气自动化系统的实践应用

张云，王紫宏，刘诚诚(陕西北元集团锦源化工有限公司，陕西 神木 719319)

0 引言

对于现代化化工企业来说，成熟完善的电气自动化系统是企业进行生产活动必不可少的重要工具。随着生产节奏的加快，传统的生产方式已经不能满足现代社会的需求。在此背景下，电气自动化被广泛的应用于化工企业中，其不仅具有高效性、安全性、智能性更重要的是可以实现资源的合理配置，提高人力物力的使用效率，为企业节约成本的同时增加了企业的经济利益，可以说电气自动化在化工企业中有着非常巨大的优势和意义[1]。传统的化工企业生产方式不仅人力应用多、生产效率低下而且容易引发安全事故，电气自动化技术的发展推动了化工企业的进步，掌握电气自动化技术的优势，并将其应用于化工生产实践中，可以促进化工企业进一步自动化和智能化。因此本文对电气自动化在化工企业中的应用研究具有十分重要的意义。

1 化工企业应用电气自动化技术的优势

化工企业应用电气自动化技术不仅可以提高生产效率，实现资源的合理配置，节约成本还可以提高化工产品质量。通过应用先进的自动化仪器可以对环境数据、产品参数实时、准确的监测，使生产过程一直处于良好的环境中，设备处于最佳运行状态，产品质量得到质的提升，一定程度上实现了国家提倡的节能减排的要求[2]。电气自动化技术的应用还可以实现安全生产，更好地保证企业的资产安全和员工的人身安全。其通过对生产过程中各项参数指标的监测进而进行预判，自动调整参数指标使其达到标准状态并及时预警，促使工作人员对相关问题进一步完善，一定程度上避免了安全事故的发生。所以在化工企业生产中，应用电气自动化技术是非常有必要的，这就要求相关人员根据本企业的实际需求对电气自动化技术不断加以完善、改进和创新，确保电气自动化技术充分应用于生产的每个环节。另外，电气自动化通过自动化控制可以推动化工企业甚至行业进一步发展。在生产过程中电气自动化技术应用可以节约大量的人力物力，这些节省下来的人力物力可以对电气自动化技术进行更深层次的研究，从而促进企业的发展，提高化工企业的核心竞争力。

2 电气自动化设备在化工企业中面临的情况

要想使电气自动化设备的功能得到更进一步发挥，除了要对电气自动化技术有更深层次的理解之外，还要弄清楚电气自动化设备需要面临的生产环境，以及这些环境会对电气自动化设备带来什么样的影响，从而对设备进一步改进。化工企业的生产作业环境相对于其他行业来说，属于较恶劣的，危险性比较高[3]。对电石，钢铁等企业来说，电气自动化设备需要面临高温高压的生产环境，对于电石炉来说，其内温度可以高达2 200 ℃以上，而在一些用于产品检测、干燥和烘焙的场所，室内温度也可达到35 ℃以上，在对这些场所应用电气自动化设备时，要充分考虑到高温的作业环境可能对设备产生的影响[4]；对于焦化厂、火电厂等以煤炭资源为主的生产企业来说，其在进行生产活动过程中，会有大量的粉尘颗粒出现。在这样的生产环境中要应用电气自动化设备时，要充分考虑到粉尘颗粒会对设备带来的损害。比如这些粉尘如果不及时清理，积少成多就会附着在设备的外部甚至内部，有可能堵塞通风口、降温装置等，使得设备不能及时快速的降温从而对设备可靠性产生影响。如果这些粉尘颗粒可以导电，甚至会引发安全事故导致人员的伤亡；对于某些化工企业来说，用到的工艺可能是危险化工工艺，用到的原材料具有高度的腐蚀性或者在生产过程中会产生带有腐蚀性的副产品。在此种生产环境下应用电气自动化设备时，要充分考虑到腐蚀性会对设备的元件造成的腐蚀性影响，考虑开发使用防腐蚀的元件来应对这种环境影响；对于大部分化工企业来说，危险性的来源都包括了原材料或中间产品的易燃易爆性，在生产过程中还会应用到有限空间、电气焊、动火等作业，进一步加剧了危险性[5]。在对此类环境中应用电气自动化设备时要考虑到设备的防燃防爆性和环境监测精准性；对于有些化工企业来说，有些生产环节需要在湿度较大的外界环境，而在这些场所应用电气自动化设备时，要考虑到设备的防潮性，大部分的设备都以金属为主，防潮性都不高，可以考虑使用防潮性高的原材料代替金属材料来提高设备的可靠性，防止因环境湿度过大对设备产生不利的影响。

3 电气自动化设备在化工企业的应用

现代化工企业对电气自动化设备的需求越来越强，在化工企业的实际生产活动中，要根据本企业的特点，对电气自动化设备进行改进和更新来满足生产需要，这就需要相关人员对电气自动化技术应用有很深的认识。

3.1 通过程序接口一体化实现信息资源实时共享

随着化工企业的发展，现代的生产活动更多是链式生产，各个生产环节之间的联系更加紧密，一个环节出现问题会影响到整条生产线，为了保证生产的顺利进行，各个环节之间需要加强信息的交流反馈，而通过电气自动化技术可以很好的实现这一点。通过对终端设备接口进行统一处理，将EPF系统和MIS系统与信息中心连接起来，可以实现信息数据的实时传递和共享，在这一个生产环节中可以查看到其他生产环节的信息数据，有利于在本环节做出针对性的调整，同时也方便管理人员对信息的查看和检验[6]。

3.2 先进控制

先进控制简称APC，相较于单回路控制其效果更好。先进控制是基于计算机信息技术，通过建立数学模型和多变量控制来更好的进行预判工作。很多时候传统的单回路控制不能很好地满足生产应用时，可以考虑先进控制来实现需求，进一步对复杂的、变量多的数据进行检测、控制并且判断处理。先进控制通过对数据的采集、辨别和软测量来进行数据的处理工作，先确定多变量之间的关系，并对这些变量数据进行汇总和测量，通过建立相应的数学模型，对可测数据的计算来推测不可测数据，达到预判的目的[7]。在化工企业的生产活动中要充分利用好电气自动化设备的智能作用，但要注意环境对其的影响，比如在对数据采集阶段，要最大程度降低外界环境比如噪音等对数据采集准确性的影响，可以考虑在设备周围安装降噪装置等。经过近年来的发展，先进控制也取得了一定的成绩，在对先进控制在化工企业的应用方面，可以开发更深层次的应用来提高生产效率。加大对相关人才专业的引进工作，用专业性人才的专业性知识进一步利用先进控制的智能性来推动企业行业的发展。

3.3 现场总线

现场总线是以计算机网络技术为依托，对作业现场的智能设备和自动化设备进行整合的一种技术，通过双向串行连接变送器、记录仪和单回路连接器等来实现数字信息化。利用现场设备的通信功能可以构建底部网络系统，同时一致化通信标准让系统具有开放性，加强设备间的联系性和操作性，规划化具有相同功能设备的结构，使其设备之间互相性更强，分析控制功能，更利于对设备的管理和控制。现场总线在电气自动化设备的应用可以节约设备的后期维护费用，为企业减少成本投入，同时对设备运行状态的实时监测和管控更加方便和精确，有利于工作人员工作效率的提高。现场总线还可以有效地为化工企业节约前期投入资金，FCS技术对硬件投资费用需求较低，在设计、安装等过程工作量也较少，可以在一根线上连接多个仪表等设备，从而为企业减少前期投入。总之现场总线可以较好的实现控制智能化设备，对于现代化工企业来说，尤其是大型化工企业，现场总线已经被广泛应用于生产中，通过现场总线和电气设备有效融合，使得化工企业一方面节约了人力、物力和财力，另一方面有可以实现安全生产，简化生产步骤，提升产品品质和生产效率。

4 结语

电气自动化技术的广泛应用可以促进化工企业的发展。因此化工企业应充分重视电气自动化技术在生产实践中的应用，可以促进企业核心竞争力的提高。利用好电气自动化设备可以实现化工企业的安全生产、产品品质的提高和资源的合理配置。鉴于安全电气自动化技术的重要性，相关人员应充分掌握该技术的精髓，深入对该技术进行研究，引进此技术相关专业的人才，确保电气自动化技术能得到更合理、更深入的应用。