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    電氣自動化在化工企業(yè)中的應用

    2014-12-31 00:00:00鐘少卿
    電子世界 2014年10期

    【摘要】電氣自動化是工業(yè)企業(yè)自動化的全稱,其憑借在生產中的快速反應、臨界工藝穩(wěn)定、綜合能量平衡等優(yōu)勢,在各化工企業(yè)得到廣泛應用。隨著各化工企

    業(yè)生產規(guī)模的不斷擴大,對自動化的要求也越來越高。

    【關鍵詞】電氣自動化;先進控制;現(xiàn)場總線

    1.前言

    因化工行業(yè)本身所處的生產環(huán)境以及生產的產品存在著一定的危險性,使得電氣安全工作在化工行業(yè)中顯得尤為重要,本文將從三方面來講電氣自動化在化工行業(yè)的應用問題——化工生產的電氣環(huán)境、電氣自動化應用及相關管理措施。

    2.化工生產的電氣環(huán)境和設備情況

    2.1 高溫環(huán)境

    車間里的溫度由于存在著許多熱輻射,所以經(jīng)常會在35℃以上,在配備燃燒爐、物料熔點高需要全程導熱油、蒸汽伴熱等的車間尤為明顯。

    2.2 潮濕環(huán)境

    當工作環(huán)境空氣濕度介于60%--75%之間,屬于陰濕環(huán)境。當空氣濕度大于75%,這樣的環(huán)境屬于潮濕環(huán)境。而當空氣濕度達到100%,這樣的環(huán)境就屬于非常潮濕環(huán)境。而化工電氣的許多工作環(huán)境空氣濕度就大于60%,有的甚至達到100%。

    2.3 多塵環(huán)境

    在生產過程中,由于物料切片、粉碎等生產環(huán)節(jié),會產生過多粉塵,從而堆積在線路橋架以及電氣設備上。其中的大部分粉塵屬于導電性粉塵。

    2.4 腐蝕環(huán)境

    由于很多化工原材料都具有腐蝕性,會導致電氣設備的架構,甚至設備的絕緣特性會遭到破壞。腐蝕環(huán)境根據(jù)腐蝕程度分為弱、中、強三個級別。

    2.5 爆炸性危險環(huán)境

    爆炸性危險環(huán)境是在一定的大氣條件下,可燃物跟空氣混合點燃發(fā)生爆炸,爆炸燃燒會傳至未燃混合物的環(huán)境。在化工企業(yè)中,很多物料都具有可燃性,比如硝基苯、氫氣等。

    2.6 導電設備和電氣設備

    在生產過程中,員工會經(jīng)常和一些金屬設備發(fā)生接觸,如果發(fā)生漏電事故時就會對人身造成傷害。還有些自然因素,比如雷電、靜電之類也會對人身造成傷害。

    3.電氣自動化在化工企業(yè)的應用

    電氣自動化技術的應用,大大推動了我國的工業(yè)發(fā)展。隨著電氣自動化技術的不斷發(fā)展,在工業(yè)中所占的比重也越來越大,同時,工業(yè)的發(fā)展,也對電氣自動化提出了更高的要求。在化工行業(yè),由于安全生產的需要,對電氣自動化的依賴也越來越大。

    3.1 先進制動控制的應用

    先進控制(APC)就是不同于常規(guī)的單回路控制(PD),并且比PD控制效果更好的控制。只是由于先進控制含義太豐富,還未普及應用,所以定義一直沒有明確。

    1)先進控制的特點

    在某些使用常規(guī)PD控制不能達到理想控制要求的情況下,這時候采用先進制動控制就能進行有效控制。先進制動控制能夠處理多變量控制,還有模型控制的特點,能夠進行模型預測和推斷控制。另外計算機技術的發(fā)展是先進控制的發(fā)展平臺。

    2)先進控制的內容

    先進控制的主要內容包括過程辨別技術和過程變量數(shù)據(jù)的采集、處理和軟測量技術。在實際生產中,需要確定某些變量之間的關系的實際過程,就是過程辨別技術。過程變量的采集是指生產過程變量的數(shù)據(jù)測量和匯總,采集的數(shù)據(jù)進行檢測識別的過程就是數(shù)據(jù)的處理,利用可測變量數(shù)值,來實時計算不可測變量的數(shù)值就是軟測量技術。在化工生產中,比如飽和蒸汽壓力、精餾塔兩端質量就需要依靠軟測量技術得到

    3.2 現(xiàn)場總線的應用

    1)現(xiàn)場總線的概念

    現(xiàn)場總線(fieldbus)是指以工廠內的測量和控制機器間的數(shù)字通訊為主的網(wǎng)絡,也稱現(xiàn)場網(wǎng)絡。現(xiàn)場總線是生產過程中自動化應用,主要解決現(xiàn)場的智能化儀表儀器、控制器、執(zhí)行機構的數(shù)字通信及控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題?,F(xiàn)場總線的應用,給化工行業(yè)的自動控制帶來了新的變革。簡單來說,現(xiàn)場總線就是以數(shù)字通信替代了傳統(tǒng)4-20mA模擬信號及普通開關量信號的傳輸,是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng),其也是未來化工行業(yè)自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向?,F(xiàn)在市場上,F(xiàn)CS的應用由于其網(wǎng)絡冗余而導致的可靠性不強問題,沒有DCS應用來的廣泛。又由于DCS技術成熟,在很多時候,企業(yè)的自動化系統(tǒng)是由FCS和DCS并存來共同實現(xiàn)控制的。

    2)現(xiàn)場總線的特點

    現(xiàn)場總線是把現(xiàn)場智能設備和自動化系統(tǒng)進行有機整合的計算機網(wǎng)絡控制技術?,F(xiàn)場控制設備具有通信功能,便于構成工廠底層控制網(wǎng)絡;通信標準的公開、一致,使系統(tǒng)具備開放性,設備間具有互可操作性;功能塊與結構的規(guī)范化使相同功能的設備間具有互換性;控制功能下放到現(xiàn)場,使控制系統(tǒng)結構具備高度的分散性是現(xiàn)場總線的技術特點。

    3)現(xiàn)場總線控制的優(yōu)勢

    現(xiàn)場總線的應用,能夠有效的節(jié)約化工企業(yè)的前期投資費用。與DCS系統(tǒng)相比,F(xiàn)CS技術在硬件的投資費用上面因其設置結構簡單,在一根信號線上可以接多個設備和儀表等優(yōu)點要低于DCS系統(tǒng)。同時,在設計、安裝工作量上也相應的減少很多。從上看來,F(xiàn)CS技術能夠有效節(jié)約企業(yè)的前期投資。

    FCS技術的應用,還能夠有效減少后期維護費用,如果出現(xiàn)整改、新增電氣儀表設備,這時候就不需要重新放置電纜,可以就近接在原有電纜上面,不僅減少工作量而且節(jié)省材料,從而減少投資費用。同時,F(xiàn)CS技術的應用,還有助于生產管理人員更加全面的知悉生產中的各項數(shù)據(jù)指標和設備的運行狀況,高質量的保證生產。

    4.化工生產中的電氣管理

    由于化工行業(yè)電氣所處的環(huán)境特殊性,在實際生產中,電氣設備的安全管理工作就變得非常重要。

    4.1 高溫防護

    電氣設備在高溫環(huán)境中容易被損壞,出現(xiàn)安全問題。因此要加強高溫防護,提高電氣設備防護等級,做好設備的散熱措施,提高對設備檢查的頻率,確保電氣設備合理運作。

    4.2 濕度控制

    關于濕度控制,可以安裝濕度監(jiān)測儀,實時監(jiān)測室內濕度,對于處在潮濕環(huán)境中的高低壓配電房、計算機機房等,同時也要加強巡查力度,適時開啟空調調節(jié)濕度。

    4.3 降低粉塵危害

    通過密閉或者隔離的方式,把粉塵的影響控制在一個較小的空間里,防止粉塵大范圍擴散。同時,電氣設備可以選用防塵設備。

    4.4 預防腐蝕

    對于腐蝕環(huán)境,也應當采用密閉或者半密閉生產,選用的電氣設備采取防腐處理或者選用防腐設備。

    4.5 防止爆炸

    爆炸性環(huán)境中,選用的電氣設備必須具有防爆功能。防爆電氣設備分為兩類:Ⅰ類為煤礦井下用電氣設備;Ⅱ為除礦井以外的場所使用的電氣設備,Ⅱ類電器設備又分為:ⅡA 、ⅡB、ⅡC三個類別。按照結構型式分又可以分為增安型、本安型、隔爆型、特殊型。我們應當根據(jù)爆炸環(huán)境正確選用防爆電氣設備,防止爆炸危險的發(fā)生。

    4.6 防雷和接地

    化工企業(yè)中應該做好防雷措施,主要基礎、設備打好接地極、接地帶,形成一個接地網(wǎng),在建筑物頂端設置避雷帶或避雷針,將雷擊導入大地。同時做好供電系統(tǒng)的保護接地和工作接地,儀器儀表的接地系統(tǒng)和設備、管道的防靜電接地,防止意外事件的發(fā)生,確保人員的人身安全。

    5.結論

    電氣自動化的應用,將助于化工企業(yè)的高效生產和發(fā)展,提高企業(yè)的競爭力。同時,做好電氣設備在使用過程中的安全管理,將保障生產及人員的安全,保證企業(yè)持續(xù)良性經(jīng)營。

    參考文獻

    [1]金曉明,等.工業(yè)過程先進控制的概念設計[J].化工自動化儀表,2000(4).

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