电气自动化技术在工业生产中的应用研究

电气自动化技术在工业生产中的应用研究

孟龙

杭州浦控科技有限公司

摘要：现如今，我国经济发展十分迅速，工业电气自动化是一项综合了先进科学技术以及大量实践经验而形成的一门综合性学科体系,其主要目的就是为企业提供优质高效的服务。因此,要想使工业生产效率得到显着提升,就需要加强工业电气自动化的研究与开发工作,并将其作为促进我国现代化建设的有力保障。首先分析了当前工业电气自动化的含义以及在化工行业中的应用状况,然后提出相应对策,以期进一步推动我国化工产业健康、稳定地向前发展。

关键词：电气自动化技术;工业生产;应用

引言

电气自动化控制系统在多个领域取得了明显的应用成效，并且已经有了向其他行业领域扩展的趋势，但是受制于产业规模、半自动技术等方面的限制，电气自动化控制系统还未形成完善的体系，至少在我国多个行业领域之间，电气自动化控制系统还有很大的发展空间值得相关人员进行探索。

1化工生产中电气自动化的应用优势

1.1双冗余配置，系统稳定可靠运行

配置两套DCS系统，根据工艺操作要求，设置保险粉装置DCS中心控制室和焦亚硫酸钠装置DCS控制室。保险粉装置DCS系统：操作层由6个操作员站、2个监控浏览站和1个工程师站构成；控制层配置1个控制站，配置机柜数量不少于7个，该数量包含主机柜、I/0机柜、安全栅柜、电源柜。DCS系统采用分层分布式结构，主要由操作/管理层、控制层构成。控制层由主控制器、通讯组件和I/O模块构成。控制站由安装有控制器、通讯组件等系统模块的主机柜、安装I/O接口模块的I/O机柜、隔离栅柜、电源柜等构成。控制站独立完成控制和数据采集；即使操作站故障，控制站仍能按规定的控制策略完成设定的功能。操作站、监控浏览站与控制站间通过系统网络进行通讯，系统网络采用光纤双环网，现场I/O与控制器之间通过PROFIBUS总线通信，提供RS485、RS232通讯协议及ModBus协议，可与其他智能仪表、PLC等相联。DCS结合自动控制技术、计算机技术、图形显示技术及通信技术最新发展成果，为工业过程监控提供了先进技术手段。它采集来自工业现场的实时运行数据及状态参数，按照选定的处理模块或用户定义的公式进行运算、统计、累积、分析、报警等处理，实现连续的回路控制、离散的逻辑或顺序控制。

1.2独立供电和安全仪表系统，保证化工安全生产

内设独立的10kV变电所一座，其内由10kV/0.4kV变压器室，高、低压配电室及控制室等构成，设接地选线及消谐装置，设有SH15-M型油浸式非晶合金节能电力变压器两台及低压配电屏若干，变压器负荷率约72%。低压侧0.4kV母线分为Ⅰ、Ⅱ两段，正常时采用0.4kV单母线分列运行。0.4kV母线分为Ⅰ、Ⅱ两段，设母线自投装置，事故情况下通过母联断路器向失电母线段输送承担部分重要用电负荷，以确保重要负荷不停机。低压侧0.4kV母线为Ⅰ段，正常时0.4kV单母线运行。设与独立的10kV变电所的0.4kV单母线的联络线，事故情况下通过取得0.4kV电源提供重要用电负荷，以确保其不停机。为保证系统可靠性，过程控制站的电源、通讯卡、控制器CPU按1∶1冗余配置。一旦主控制硬件出现故障，后备控制硬件应自动提供不间断控制。根据工艺要求和安全等级，工艺参数报警和安全联锁系统均在DCS中实现，所有的过程报警、系统报警均可在操作站上声光报警并打印输出。

2电气自动化技术在工业生产中的应用

2.1变电站

变电站是电气工程中的重要组成部分，将电气自动化融合技术应用其中，可以有效提升变电站运行性能，减少故障产生的可能性。电气自动化融合技术在变电站中的具体应用，大致可以从以下几点分析。第一，传统变电站中，需要大量工作人员参与到工作中，这样不仅会增加成本，工作效率也相对较低，还容易出现问题。而将电气自动化融合技术应用其中，可以有效提升设备自动化程度，减少人员干预，并且根据变电站运行情况，做好实时监控，及时发现问题和解决问题，减少故障产生的可能性。第二，从变电站运行管理角度来说，利用电气自动化融合技术就可以做好全过程控制，根据设备运行情况做好调整工作，避免产生异常情况。同时，变电站中含有诸多通信设备，并且这些设备在电气工程中如果处于集中运行状态，很容易出现运行故障，若是不及时处理，就会影响电气工程稳定、安全运行。然而，利用电气自动化融合技术可以及时发现故障，并且对故障区域进行检查，将检查情况第一时间通知维护人员，促使维护人员可以做好维护工作，确保电气工程尽快恢复使用。另外，电气自动化融合技术还可以对突变数据进行分析，这样可以及时分析故障所产生的位置，了解故障成因，做到从根源上解决故障，提升管理效果。

2.2加强设备管理，尤其防静电管理

对于电气自动化项目来说，设备因素产生的影响极大，不仅关系到项目建设的质量和安全，也会对项目运行的质量和安全产生影响。静电引起的火灾爆炸事故，大多都是由流速高造成的。流速越高，起电量越大。静电的起电量与流速的1.5~2.0次方成正比。静电起电量还与管径有关，管径越大，起电量越大，起电量与管径的3/4次方成正比，静电接地是一种最简便的防静电措施。因此，凡可燃物料的金属管道、储柜、贮罐等设备，易燃液体的金属管道、油槽、装卸台、鹤管、套筒等设备都应有可靠的接地。在有静电的危害场所，不得穿产生静电的衣服、鞋，应穿防静电服、防静电鞋和手套。应使用规定的劳动防护用品和工具，不得携带与工作无关的金属物品。此外，对易燃易爆的有机溶液，要加强管理，严格按有关规定操作。不得使用塑料桶盛装，防止容器倾倒，控制倾倒速度，使用不产生火花的工具等。

2.3具备先进制动控制功能的先进技术

高级制动控制相较于传统控制,呈现出更为显著的控制效果和更为卓越的性能表现。然而,由于其字数和含义的极度丰富性,一直以来都未被广泛采用,也没有得到更加精准的定义。在某些工业自动化过程中,传统的控制方式难以达到预期效果或无法实现控制目标,而现今先进的自动控制技术则能够实现卓越的性能表现,并对其进行有效的控制。在化工生产的复杂过程中,建立自动化实施的数学模型并非易事,然而预测控制技术对数学模型的精度要求相对较低,从而大大方便了生产。相较于传统技术,先进的制动控制具有基于模型的控制特性,能够进行模型预测并推断其智能化程度日益提高。高级的自动控制技术不仅可以应对各种复杂的问题,例如涉及多个变量的控制问题,还能够有效地解决这些问题。计算机是先进自动控制的核心,其高精度、高效率的运算能力为先进控制提供了优越的基础。

2.4提高人员素养

为了打造优质电气自动化项目，提高作业安全性，就需要在人员方面入手，采取有效措施，提高人员素养，构建专业团队，为高质量的电气自动化建设奠定一个良好的基础。对于人员的任用，一定要有一个严格的考核标准，从业人员要具备足够的专业素养，可以胜任自己的岗位工作，对工作要点有清晰的了解和全面的把握。在电气自动化项目开展过程中，企业要定期开展专业教育和技术培训工作，抓住工程建设难点内容，落实人员教育，在提高人员专业素养的同时，激发人员的风险意识，促进电气自动化项目品质和安全性的提升。

2.5数控机床的应用

传统的机械加工方式主要依赖于电气控制,而在控制系统中,接触器和继电器则扮演着至关重要的角色。然而,若长期采用此种加工方式,其接触不良、接触头电弧熄灭时间过长等问题将不可避免地出现,此外,电线的老化现象也会严重制约其应用。现代工业生产并不适用于工业数控机床,因为它的工作效率和能耗都相对较高。随着电气自动化的不断推进,PLC编程已经成为一种广泛应用于现代工业设备中的控制方式,逐渐替代了传统的控制方式。采用数字输入输出控制的机床设备,以PLC芯片编程实现逻辑运算,并按照预设程序顺序控制,从而实现机械时间转换和自动调节工业工具速度的高效操作。在电气自动化领域中,PLC是一项至关重要的技术,其主要职能在于数字化控制工业生产,而PLC则是目前数控机床的核心控制元件。极大地推动了工业生产管理的现代化进程,有效提升了生产效率。

2.6电网调度

电气工程在运行期间，必须保证电网的安全性和稳定性，这样才能提升电气工程运行效率。但是，传统技术在每一台设备电网调度的难度较大，需要将电气工程所有设备连接，形成一个完成的工作网络。然而，电气自动化融合技术在电网调度应用期间，可以根据实际需求，形成专业局域网络，将工作站和设备连接，这样一旦出现异常，不会给其他设备带来较大影响[8]。同时，电气自动化融合技术在电网调度应用期间，可以利用自动化技术对电气工程设备运行状态进行识别，判断是否在某一运行环节出现故障，如果发现故障，就会立即发出响应，维护人员根据响应进行检测，及时进行解决。另外，电气自动化融合技术可以提升电力工程负载能力，并且结合实际情况，制定电力调度方案，满足电气工程安全、稳定运行需求。

2.7电气自动化在电气管理中的融合应用

为了实现电气自动化技术在电气管理中的融合应用，需要充分展现电气自动化技术在自动处理方面的功能性优势，以获得应用融合的最佳效果。在电气管理过程中，需要针对多种复杂情况做出有效判断，这要求功能的编程和调试工作十分重要。电气自动化技术的优势可以在软件编程中体现，以提升应用管理的多样化要求。在电气自动化技术的融合应用中，它能够完成电气流量、温度、压力等重要电气参数数据的获取，并依据这些数据进行设备状态检测，进而实现输出控制功能。通过电气自动化技术，可以对设备进行精确控制和管理，以满足设备管理的要求。此外，通过数据获取和检测，电气自动化技术能够保证系统运行的准确性和可靠性。在电气管理中，为了提高电气自动化技术的应用质量，操作人员必须严格遵守操作规程，避免不专业行为可能导致的安全风险。同时，保证数据的获取和检测质量也是非常重要的。为了实现电气自动化技术在电气管理中的有效应用，还需要建立健全的管理制度和标准，以确保系统管理效率达到预期要求。

2.8在安全监控领域的实际运用

在工业生产中,电气自动化的卓越之处在于其能够实现全面的开关开度控制,这需要与工业生产过程和现场设备紧密结合,以达到自动控制的目的。当操作人员在工厂内电器发生故障时,系统会自动中断供电,以确保生产能够得到充分的发挥。此外,通过电子自动化项目的实施,人们可以精准地评估工业工厂中设备的使用寿命,从而有效地预防触电事故的发生。为了更充分地发挥安全监控的功能,可以在现有的电气自动化技术中引入指示灯信号,以便工厂工人能够实时监测电子设备的实际运行状态,一旦设备出现故障,便会发出信号灯或声音提示,以确保安全生产。在最短的时间内,工人能够高效地解决问题,从而提高工厂的维修效率,缩短故障处理时间,进而提升工业生产的品质。随着工业电气自动化项目的不断推进,以全球卫星定位系统为基础的动态安全监测技术也在不断演进和完善,GPS技术已经广泛应用于各行各业。通过电气自动化技术的应用,该方法也可被运用于工业生产数据的收集。在工业车辆的动态监测和控制中,系统相互融合,发挥着不可或缺的重要作用。此外,还可实时监测工业设备的电流和电压,以实现对整个工业生产过程的全面监测和控制,从而提高生产效率和质量。

结语

随着自动化技术不断完善，应用的效果越来越好，将电气自动化技术融入化工生产中，这也间接降低了故障的产生概率，从而有效促进社会经济的良好发展。而电气自动化技术主要被应用到供配电系统、DCS系统、SIS系统，为工作人员的工作开展带来较大便利。同时将自动化技术合理运用，能够对电气系统全面优化，并且还具有一致性较强的特点，不需要通过控制模块的方式进行工程。因此，自动化技术对于化工生产具有较大作用，需要将自动化技术的优势呈现，同时运用自动化技术时，应该与化工系统各环节有效结合，进行科学合理的集中化控制。

参考文献

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