梁鳳珍 趙慧峰

[摘要]工業(yè)企業(yè)電氣自動化是電氣自動化的全稱，隨著社會的不斷發(fā)展，電氣自動化依據(jù)其在生產(chǎn)中反應快速、臨界穩(wěn)定、綜合能量比較平衡等優(yōu)勢得到各企業(yè)青睞，因而得到廣泛的應用。但是根據(jù)各生產(chǎn)規(guī)模的不斷推廣和擴大，對自動化的要求越來越高。本文對此進行了探討。

[關(guān)鍵詞]電氣自動化；化工；設(shè)備

[中圖分類號]TM76-4[文獻標識碼]A[文章編號]1005-6432（2012）49-0047-02

1前言

化工行業(yè)涉及國計民生問題，因而化工生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)很重要的地位，又因其自身生產(chǎn)的特殊性以及生產(chǎn)材料潛在的危險性，使得保證電氣安全成為了化工企業(yè)中的一個重要任務。本文將主要從化工生產(chǎn)中的電氣環(huán)境，電氣應用以及相關(guān)管理來講電氣自動化在化工企業(yè)中的應用問題

2電氣設(shè)備的工作環(huán)境和設(shè)備情況

2.1高溫

化工企業(yè)中電氣通常會有很多熱輻射，車間的溫度都比較高，經(jīng)常會達到35℃或者更高。在配備了焙箱、鍋爐、干燥爐和焙燒爐的車間中更加明顯。

2.2潮濕

陰濕環(huán)境是指空氣濕度介于60%～75%的工作環(huán)境。濕度高于陰濕環(huán)境就被稱為潮濕環(huán)境。當潮濕環(huán)境達到最大系數(shù)，即濕度達到100%的時候，車間的地面、墻壁、頂棚和設(shè)備基本上就可以看做完全浸泡在潮氣當中了。化工電氣的主要工作環(huán)境屬于空氣濕度大于60%的環(huán)境，即陰濕或者潮濕的環(huán)境。

2.3多塵

在實際生產(chǎn)中，產(chǎn)生的粉塵過多就會堆積在線路上面或是積淀在電氣設(shè)備上。粉塵又可以根據(jù)能否導電而細分為導電粉塵和非導電粉塵。

2.4腐蝕環(huán)境

化工生產(chǎn)的多數(shù)原料都有腐蝕性，其有可能會腐蝕電氣設(shè)備的架構(gòu)，甚至損壞設(shè)備的絕緣特性。依據(jù)環(huán)境的腐蝕性程度又可以將環(huán)境分為弱、中、強三個腐蝕環(huán)境級別。

2.5爆炸性環(huán)境

化工生產(chǎn)當中經(jīng)常會用到好多原料，這些原料多數(shù)是具有可燃性的，比如甲苯、煤和氫氣等。在大氣條件下，這些可燃物和空氣混合，其混合物經(jīng)點燃而發(fā)生爆炸，爆炸產(chǎn)生的燃燒會傳送至未點燃的混合物處引發(fā)進一步燃燒和爆炸，這種環(huán)境被稱為爆炸性環(huán)境。爆炸性環(huán)境中的電氣要更加注意選型和管理，否則會有造成火災甚至爆炸的危險。

2.6導電設(shè)備

有的環(huán)境中有許多金屬制造的設(shè)備，員工在工作的工程中需要和設(shè)備的金屬部分接觸，但是又很難保持和金屬完全絕緣，這時往往會很危險。例如在給鍋爐的爐壁進行檢查清潔的時候，如若發(fā)生漏電就會造成人身傷害。

3電氣自動化在化工中的應用

電氣自動化經(jīng)過幾十年的發(fā)展不斷長大起來，現(xiàn)在，電氣自動化在工業(yè)中占的比重也在不斷的擴大，為工業(yè)發(fā)展做出很大推動作用。

3.1先進制動控制的特點

相對于常規(guī)PD控制，與此相對應的先進制動控制的控制效果要更加突出，表現(xiàn)更加好。但是由于其字數(shù)的含義太過于豐富，沒得到普遍應用，也就沒有比較準確的定義了。有些工業(yè)自動化過程中使用常規(guī)控制不能達到理想的效果或者是不能達到控制的目的，這時候先進制動控制就能取得完美的表現(xiàn)，對其進行有效地控制。在生產(chǎn)過程復雜的化工生產(chǎn)當中，自動化實施的數(shù)學模型建立很不容易，而預估控制技術(shù)對數(shù)學模型的精度要求比較低，很大程度地方便了生產(chǎn)。與傳統(tǒng)的PD技術(shù)相比，先進制動控制有模型控制特點，能夠進行模型預測和推斷，其發(fā)展越來越智能化。先進制動控制還能處理一些復雜問題，比如多變量的控制。先進制動控制主要依托計算機來完成，計算機的精密和快速計算功能為先進控制提供了很好的平臺。

3.2先進制動控制的內(nèi)容

化工行業(yè)還會用到過程辨別技術(shù)以來確定變量關(guān)系。要形象地展現(xiàn)實際中的一個過程，可以通過建立動態(tài)數(shù)學模型的方式，依據(jù)輸入和輸出之間關(guān)系的約束來實現(xiàn)過程的控制，這個過程主要依托計算機來實現(xiàn)。過程當中各數(shù)據(jù)變量的采集處理等都要確保有效和可靠。先進制動控制的主要內(nèi)容是適當?shù)赜嬎悴豢蓽y量的數(shù)據(jù)變量。在化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，飽和蒸汽機和一些蒸餾塔的質(zhì)量指標就需要通過間接測量技術(shù)來獲得。先進控制包括了傳統(tǒng)的串級和前饋控制，是目前電氣自動化進行發(fā)展的新趨勢，也是新熱點。具體說來包括了模糊控制、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容。模糊控制與別的技術(shù)相結(jié)合，來控制生產(chǎn)當中的非線性對象，能夠進行比較各種疑難的控制。專家系統(tǒng)能夠在生產(chǎn)當中診斷故障和監(jiān)控過程，并利用計算機進行各項任務，達到與多人大工量操作同樣的控制效果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要用來完成記憶和聯(lián)想預測。

3.3現(xiàn)場總線

在化工生產(chǎn)過程中應用到的自動化就是現(xiàn)場總線，其主要就是現(xiàn)場各設(shè)備之間實現(xiàn)數(shù)字化、雙向、多變量和數(shù)字通信等多種實用功能的一種自動化技術(shù)。現(xiàn)場總線的出現(xiàn)，給化工企業(yè)生產(chǎn)的控制方面帶來了變革，產(chǎn)生的影響也很巨大。與已有的PLC、DCS相比來看，現(xiàn)場總線的FCS更加具有優(yōu)勢，其全數(shù)字、多點通信、開放性、現(xiàn)場狀態(tài)可控性及互可操作都使其優(yōu)于別的技術(shù)，化工行業(yè)也在努力朝著此方向發(fā)展。自動化發(fā)展的一個新特點就是將實現(xiàn)FCS和DCS的共存。DCS技術(shù)逐漸成熟起來，有許多實踐經(jīng)驗，可靠的性能，豐富的軟件和完善的功能都使得客戶更加青睞于選擇，開始承擔起化工企業(yè)生產(chǎn)的主要任務。而FCS技術(shù)，則由于其發(fā)展還不夠完善，其網(wǎng)絡(luò)冗余而可靠性不夠，表現(xiàn)略遜于DCS技術(shù)，故不如DCS使用廣泛。

3.4現(xiàn)場總線的一些特點

經(jīng)過上面的描述，現(xiàn)場總線能把自動化系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè)備智能連接的計算機控制技術(shù)?，F(xiàn)場總線連接現(xiàn)場儀表和底層儀器設(shè)備，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來把控制系統(tǒng)和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)進行整合?，F(xiàn)場總線具有開放性、互用性及互可操作性等特點，而現(xiàn)場設(shè)備又具有智能化，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有分散性，這都是現(xiàn)場總線的技術(shù)特點。

3.5現(xiàn)場總線控制的優(yōu)勢

化工企業(yè)當中會用到現(xiàn)場總線，這樣能夠有效地節(jié)約初期投資以及一些安裝費用。使用FCS技術(shù)，硬件上的投資就低于了使用DCS系統(tǒng)。這種技術(shù)相比說來室內(nèi)設(shè)備比較少，現(xiàn)場的設(shè)置結(jié)構(gòu)也更加簡單，當有一對雙絞線的時候，上面可以掛接多個儀表或者設(shè)備，在一定程度上大大地節(jié)省了電纜、橋架、槽盒的用量，減少基礎(chǔ)投資的同時，也減少了工人進行設(shè)計安裝的工作量。從基礎(chǔ)投資方面來說，有效減少了初期投資額度。

而在此基礎(chǔ)上FCS還能節(jié)約后期投資。如果情況臨時發(fā)生了變化，生產(chǎn)現(xiàn)場需要增加一些控制設(shè)備，這時候就不需要增加新的電纜，只要在舊的電纜上連接就能達到規(guī)模擴大的目的，從而節(jié)省后期投資和施工費用。同時，F(xiàn)CS技術(shù)有利于操作管理人員快速準確地了解到當時的生產(chǎn)情況，對整體生產(chǎn)和設(shè)備運行有急事地掌控，高質(zhì)量確?？刂葡到y(tǒng)的有效性和可靠性。

4化工生產(chǎn)中電氣的管理

前面講了電氣自動化的工作環(huán)境和其在化工產(chǎn)業(yè)中的重要應用，那么在化工生產(chǎn)上，就更要注意電氣設(shè)備的安全管理等問題。

4.1高溫防護

化工企業(yè)應該注意提高高溫場所中的電氣設(shè)備防護等級，加強高溫環(huán)境中的安全防護。努力做到對高溫場所中的電氣設(shè)備每日檢查，以確保設(shè)備能良好有效地散熱。

4.2濕度的控制

潮濕的環(huán)境，需要安裝空調(diào)等來進行及時降溫除濕，并安裝溫濕度儀來實時測量溫濕度，多時巡檢保證安全。

4.3降低粉塵的危害

生產(chǎn)中粉塵的處理很關(guān)鍵，可以通過把設(shè)備進行密閉來防止粉塵飄散。而對于無法密閉的車間，可以在不影響生產(chǎn)的條件下，利用半封閉或者隔離的方法來盡量使粉塵少接觸電氣設(shè)備，把粉塵局限在一定氛圍中來防止其擴散。

4.4防止腐蝕

環(huán)境中經(jīng)常會混雜著氫氣、腐蝕粉塵等化學腐蝕物?；る姎忸A防腐蝕的方法主要也是采用密封式或者密封結(jié)構(gòu)來進行。電器進出導線的密封裝置要可靠一些，其外露的部件也要采用防腐蝕處理。

4.5防止爆炸危險

在爆炸性的環(huán)境中，潛藏著很多危險，所以其環(huán)境中的電氣設(shè)備必須要具有防爆功能。這種電氣設(shè)備可以根據(jù)環(huán)境介質(zhì)等的不同而分為A類、B類、C類，由其自身結(jié)構(gòu)形式又能夠分為隔爆型和增安型。當電氣設(shè)備中產(chǎn)生了火花或者是較危險的高溫，引燃了里面的混合氣體，隔爆型電氣的外殼能承受住里面爆炸而產(chǎn)生的壓力，保護設(shè)備不受損害；而同時其外殼還能減弱甚至熄滅不斷傳播的火焰，使其不能繼續(xù)點燃周圍的易爆氣體。而增安型設(shè)備在一般情況下來說不能產(chǎn)生電火花或者電弧，進一步增加了安全程度。

4.6避雷和接地

化工企業(yè)中應當建立接地網(wǎng)，建筑物或者設(shè)備頂端最好安裝避雷設(shè)施，通過避雷引下線和接地網(wǎng)連接來將電流引入大地。消除靜電就是通過將可能會產(chǎn)生靜電的設(shè)備和接地引線連接而引靜電入地。盡量把化工企業(yè)中的導電但不帶電和不導電但帶電的設(shè)備與接地引線相連，這樣當發(fā)生漏電意外的時候，電流將流入大地而能確保人員的安全。

5結(jié)論

電氣自動化的廣泛應用，極大地促進了現(xiàn)代社會的發(fā)展，掌握好電氣設(shè)備在化工企業(yè)的應用有很重大的意義，技術(shù)的掌握就是競爭力的提高。同時有效地解決電氣使用過程中的安全問題，能更有利于電氣在化工企業(yè)中的持久使用和發(fā)展。

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