電氣工程師職稱論文發表淺談化工企業設計要點

　　摘要：化工企業的日常生產、運營和管理工作需要大量的電氣設備，電氣自動化系統對化工企業的生存和發展發揮著至關重要的作用。依靠電氣自動化和科學技術發展現代生產力，可以大大降低人工的勞動強度，也可以提高設備的效率和信息的傳輸能力。本文首先分析了化工企業中電氣設備的工作環境，并對其中的危險因素進行了闡述，然后分析了我國化工企業電氣自動化設計中存在的問題，最后重點探討了化工企業電氣自動化設計的要點及應用的技術，并對其設備管理做了簡要說明。

　　關鍵詞：化工企業,電氣自動化,危險,現場總線,程序接口

　　前言

　　電氣自動化的全稱為工業企業電氣自動化。電氣自動化是從上個世紀50 年代開始興起并且逐步發展壯大的，到如今，化工工業自動化技術和裝備技術不斷發展，其發展速度和應用領域急速擴大，幾十年來，從初期簡單的手工操作到連續工藝迅速發展，為工業發展做出了巨大的貢獻。目前生產中的快速反應、臨界穩定工藝、能量綜合平衡等得到廣泛應用，可以說生活中到處都有自動化的身影。隨著工業規模的進一步推廣，特別是在化工行業中，對自動化提出了更高的要求。本文就化工企業電氣自動化設計要點進行闡述。

　　一、化工企業中電氣設備的工作環境

　　化工行業涉及國計民生問題，因而化工生產在工業生產中占據很重要的地位，又因其自身生產的特殊性以及生產材料潛在的危險性，使得保證電氣安全成為了化工企業中的一個重要任務。電氣設備在化工企業中存在以下危險因素：

　　(一)高溫

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

　　(二)潮濕

　　陰濕環境是指空氣濕度介于60%～75 % 的工作環境，濕度高于陰濕環境就被稱為潮濕環境。當潮濕環境達到最大系數, 即濕度達到10%的時候，車間的地面、墻壁、頂棚和設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境屬于空氣濕度大于60% 的環境，即陰濕或者潮濕的環境。

　　(三)多塵

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

　　(四)腐蝕環境

　　化工生產的多數原料都有腐蝕性，其有可能會腐蝕電氣設備的架構，甚至損壞設備的絕緣特性。依據環境的腐蝕性程度又可以將環境分為弱、中、強三個腐蝕環境級別。

　　(五)爆炸性環境

　　化工生產當中經常會用到好多原料，這些原料多數是具有可燃性的，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，其混合物經點燃而發生爆炸，爆炸產生的燃燒會傳送至未點燃的混合物處引發進一步燃燒和爆炸, 這種環境被稱為爆炸性環境。爆炸性環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。

　　二、化工企業電氣自動化設計中存在的問題

　　(一)設計方案及設備選型受制于資金投入

　　由于化工企業的電氣系統對其設備裝置的正常運行發揮著非常重要的作用。因此，在進行化工企業電氣系統的設計施工時都應對其安全性能、可靠性能和穩定性能等進行明確要求。但是在實際操作過程中，一旦化工企業的某個項目受到投資成本、預算資金的束縛和影響，企業項目決策層和領導層往往會從壓縮電氣自動化系統的設計施工預算人手，這也就使得化工企業電氣自動化系統在進行設計施工過程中對設計方案以及裝置設備的選擇時受到限制，無法保障化工企業電氣系統的安全性能、可靠性能和穩定性能得到規范的標準要求，也就導致化工企業因供電系統安全性能、可靠性能和穩定性能較差而造成整個企業供電系統崩潰、癱瘓現象的出現，甚至導致化工企業化工沒備裝置重大安全事故的發生。

　　(二)設計施工人員缺乏責任感

　　部分化工企業電氣系統設計施工單位及其相關人員缺乏高度的責任感，沒有全程參與電氣系統的設計施工活動，對設計施工的規范標準理解有偏差，不能夠充分掌握設計施工的規范和要求，也沒有及時進行溝通和交流。致使化工企業電氣系統的設計施工結果大相徑庭。

　　三、化工企業的電氣自動化設計要點

　　(一)監控系統的設計要點

　　在監控中心配置多臺監控工作站，將現場數字控制工作站與寬帶網連接起來，進行遠程集中監控，包括數據監控、圖像監控、現場門禁出入管理等，并可根據需求靈活增加監控功能。

　　1、采取統一監控的方式

　　由于服務器不同，導致監控的內容有所區別，管理系統所使用的版本也有區別，這樣就可能造成操作上的錯誤。統一監控的方式可以有效降低從設計到完成的各種時間和費用，而且運行維護比較方便。它是根據數據通信平臺的選擇以現有各種系統為中心，通過技術手段將其系統遙測量和遙控量接入，這樣更有利于進行統一管理，并且不影響其他用戶的運行平臺，能夠滿足其他用戶的需求。

　　2、采取總線監控的方式

　　總線監控方式可以加強系統設計的目的性，這種監控方式是化工廠底層設備的通信網絡，它的建立加強了底層設備信息和生產過程信息中的交流與合作，為它們提供了更加方便的通信平臺。對于不同的工作需要，可以建立不同的通信平臺，可根據具體的工作內容進行設定。總線監控方式的應用使得整個化工廠實現了縱向集成的透明通信，能夠保證上至決策層、中間的管理層以及執行層、下至操作層的自動化數據存取。總線的監控方式可以實現通信的實時性和確定性。采用這種監控方式不僅能能夠節約材料、靈活控制，還能夠節省控制電纜、節省安裝和維修費用，從而降低生產成本。

　　3、采用計算機監控技術

　　傳統的保護手段是報警技術和連鎖技術，雖然這兩種保護手段能起到一定的作用，但是只能做到超限報警和連鎖跳機的波動性保護。應用計算機檢測技術，主要是系統檢測和故障診斷等手段，對設備隱患能夠做到提早發現、提早預防。應該加強計算機系統主動性的保護措施，使計算機能夠自動限制故障范圍，不干擾其他正常設備的運轉。這樣，就使設備的管理從被動的預防修護轉變為主動的預防維護。

　　4、視頻監控及門禁系統

　　視頻監控具有對生產過程和安全防范的重要位置實時錄像、中央監視、事后查詢的功能。構筑物內外裝設攝像機，中控室設視頻監控工作站及服務器。該站可控制各攝像點的云臺、鏡頭，進行畫面切割處理、圖像切換，顯示多個或一個畫面，并在值班室設置帶服務器的視頻監視計算機，通過控制層網絡，監視相關的視頻畫面。

　　構筑物人員出、入口處設門禁控制器，中控室設管理計算機，以TCP/IP方式與門禁控制器的網絡適配器通訊，網絡適配器通過RS485總線結構連接相應的控制器，控制器再連接讀卡器、電控鎖、開門按鈕等組件，構成了基本的門禁控制單元，具有人員識別、記錄功能、布防撤防、編程功能。

　　(二)網絡信息系統的設計要點

　　1、建立通用的網絡結構

　　建立一個有效的電氣自動化系統，通用的網絡結構是必不可少的，企業應該保證其網絡結構能夠實現設備控制系統、管理系統、監督系統的數據通暢。在數據更新或整理添加工作完畢后，要注意對中心管理系統和通訊管理系統進行重新配置，檢查數據的完整性和正確性，保證系統的有效運行。

　　2、實現程序接口的統一化

　　使用程序終端的接口統一化，可以有效的完成各個系統之間的信息交換，即可以保證信息的有效傳輸，也可以保證信息的高效管理。程序接口的統一化，也就是使企業的ERF系統，MIS系統都與信息中心連接起來，使企業和生產環節的信息可以及時有效的溝通，從而提高管理的效率，切實解決不同環節之間的通訊障礙。

　　(三)先進制動控制

　　相對于常規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，表現更加好。但是由于其字數的含義太過于豐富，沒得到普遍應用，也就沒有比較準確的定義了。有些工業自動化過程中使用常規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，對其進行有效地控制。在生產過程復雜的化工生產當中，自動化實施的數學模型建立很不容易，而預估控制技術對數學模型的精度要求比較低，很大程度地方便了生產，與傳統的PD技術相比，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。

　　四、化工企業電氣自動化的管理

　　(一)高溫防護

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

　　(二)防止腐蝕

　　環境中經常會混雜著氫氣、腐蝕粉塵等化學腐蝕物。化工電氣預防腐蝕的方法主要也是采用密封式或者密封結構來進行，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。

　　(三)防止爆炸危險

　　在爆炸性的環境中，潛藏著很多危險，所以其環境中的電氣設備必須要具有防爆功能。這種電氣設備可以根據環境介質等的不同而分為A 類、B 類、C 類，由其自身結構形式又能夠分為隔爆型和增安型。當電氣設備中產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生的壓力，保護設備不受損害;而同時其外殼還能減弱甚至熄滅不斷傳播的火焰，使其不能繼續點燃周圍的易爆氣體。而增安型設備在一般情況下來說不能產生電火花或者電弧，進一步增加了安全程度。

　　結語

　　綜上，電氣自動化的廣泛應用極大地促進了現代社會的發展，掌握好電氣設備在化工企業的應用有很重大的意義，技術的掌握就是競爭力的提高。因此，化工企業要在意識和資金上重視對電氣自動化的設計，引進先進控制技術，結合我國的實際情況，在原有基礎上發展和創新，在技術先進、經濟合理的基礎上，為我國的電氣自動化發展做出貢獻。

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