電氣工程師職稱論文發(fā)表淺談化工企業(yè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　摘要：化工企業(yè)的日常生產(chǎn)、運(yùn)營和管理工作需要大量的電氣設(shè)備，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)對化工企業(yè)的生存和發(fā)展發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。依靠電氣自動(dòng)化和科學(xué)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)代生產(chǎn)力，可以大大降低人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，也可以提高設(shè)備的效率和信息的傳輸能力。本文首先分析了化工企業(yè)中電氣設(shè)備的工作環(huán)境，并對其中的危險(xiǎn)因素進(jìn)行了闡述，然后分析了我國化工企業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中存在的問題，最后重點(diǎn)探討了化工企業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及應(yīng)用的技術(shù)，并對其設(shè)備管理做了簡要說明。

　　關(guān)鍵詞：化工企業(yè),電氣自動(dòng)化,危險(xiǎn),現(xiàn)場總線,程序接口

　　前言

　　電氣自動(dòng)化的全稱為工業(yè)企業(yè)電氣自動(dòng)化。電氣自動(dòng)化是從上個(gè)世紀(jì)50 年代開始興起并且逐步發(fā)展壯大的，到如今，化工工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)和裝備技術(shù)不斷發(fā)展，其發(fā)展速度和應(yīng)用領(lǐng)域急速擴(kuò)大，幾十年來，從初期簡單的手工操作到連續(xù)工藝迅速發(fā)展，為工業(yè)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。目前生產(chǎn)中的快速反應(yīng)、臨界穩(wěn)定工藝、能量綜合平衡等得到廣泛應(yīng)用，可以說生活中到處都有自動(dòng)化的身影。隨著工業(yè)規(guī)模的進(jìn)一步推廣，特別是在化工行業(yè)中，對自動(dòng)化提出了更高的要求。本文就化工企業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行闡述。

　　一、化工企業(yè)中電氣設(shè)備的工作環(huán)境

　　化工行業(yè)涉及國計(jì)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(xiǎn)性，使得保證電氣安全成為了化工企業(yè)中的一個(gè)重要任務(wù)。電氣設(shè)備在化工企業(yè)中存在以下危險(xiǎn)因素：

　　(一)高溫

　　化工企業(yè)中電氣通常會(huì)有很多熱輻射，車間的溫度都比較高，經(jīng)常會(huì)達(dá)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(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(dāng)潮濕環(huán)境達(dá)到最大系數(shù), 即濕度達(dá)到10%的時(shí)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(dāng)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。

　　(三)多塵

　　在實(shí)際生產(chǎn)中，產(chǎn)生的粉塵過多就會(huì)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(dǎo)電而細(xì)分為導(dǎo)電粉塵和非導(dǎo)電粉塵。

　　(四)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(huì)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(qiáng)三個(gè)腐蝕環(huán)境級別。

　　(五)爆炸性環(huán)境

　　化工生產(chǎn)當(dāng)中經(jīng)常會(huì)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(diǎn)燃而發(fā)生爆炸，爆炸產(chǎn)生的燃燒會(huì)傳送至未點(diǎn)燃的混合物處引發(fā)進(jìn)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(huì)有造成火災(zāi)甚至爆炸的危險(xiǎn)。

　　二、化工企業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中存在的問題

　　(一)設(shè)計(jì)方案及設(shè)備選型受制于資金投入

　　由于化工企業(yè)的電氣系統(tǒng)對其設(shè)備裝置的正常運(yùn)行發(fā)揮著非常重要的作用。因此，在進(jìn)行化工企業(yè)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工時(shí)都應(yīng)對其安全性能、可靠性能和穩(wěn)定性能等進(jìn)行明確要求。但是在實(shí)際操作過程中，一旦化工企業(yè)的某個(gè)項(xiàng)目受到投資成本、預(yù)算資金的束縛和影響，企業(yè)項(xiàng)目決策層和領(lǐng)導(dǎo)層往往會(huì)從壓縮電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工預(yù)算人手，這也就使得化工企業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)施工過程中對設(shè)計(jì)方案以及裝置設(shè)備的選擇時(shí)受到限制，無法保障化工企業(yè)電氣系統(tǒng)的安全性能、可靠性能和穩(wěn)定性能得到規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)要求，也就導(dǎo)致化工企業(yè)因供電系統(tǒng)安全性能、可靠性能和穩(wěn)定性能較差而造成整個(gè)企業(yè)供電系統(tǒng)崩潰、癱瘓現(xiàn)象的出現(xiàn)，甚至導(dǎo)致化工企業(yè)化工沒備裝置重大安全事故的發(fā)生。

　　(二)設(shè)計(jì)施工人員缺乏責(zé)任感

　　部分化工企業(yè)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工單位及其相關(guān)人員缺乏高度的責(zé)任感，沒有全程參與電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工活動(dòng)，對設(shè)計(jì)施工的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)理解有偏差，不能夠充分掌握設(shè)計(jì)施工的規(guī)范和要求，也沒有及時(shí)進(jìn)行溝通和交流。致使化工企業(yè)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工結(jié)果大相徑庭。

　　三、化工企業(yè)的電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　(一)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　在監(jiān)控中心配置多臺(tái)監(jiān)控工作站，將現(xiàn)場數(shù)字控制工作站與寬帶網(wǎng)連接起來，進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，包括數(shù)據(jù)監(jiān)控、圖像監(jiān)控、現(xiàn)場門禁出入管理等，并可根據(jù)需求靈活增加監(jiān)控功能。

　　1、采取統(tǒng)一監(jiān)控的方式

　　由于服務(wù)器不同，導(dǎo)致監(jiān)控的內(nèi)容有所區(qū)別，管理系統(tǒng)所使用的版本也有區(qū)別，這樣就可能造成操作上的錯(cuò)誤。統(tǒng)一監(jiān)控的方式可以有效降低從設(shè)計(jì)到完成的各種時(shí)間和費(fèi)用，而且運(yùn)行維護(hù)比較方便。它是根據(jù)數(shù)據(jù)通信平臺(tái)的選擇以現(xiàn)有各種系統(tǒng)為中心，通過技術(shù)手段將其系統(tǒng)遙測量和遙控量接入，這樣更有利于進(jìn)行統(tǒng)一管理，并且不影響其他用戶的運(yùn)行平臺(tái)，能夠滿足其他用戶的需求。

　　2、采取總線監(jiān)控的方式

　　總線監(jiān)控方式可以加強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的性，這種監(jiān)控方式是化工廠底層設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò)，它的建立加強(qiáng)了底層設(shè)備信息和生產(chǎn)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(tái)。對于不同的工作需要，可以建立不同的通信平臺(tái)，可根據(jù)具體的工作內(nèi)容進(jìn)行設(shè)定。總線監(jiān)控方式的應(yīng)用使得整個(gè)化工廠實(shí)現(xiàn)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(zhí)行層、下至操作層的自動(dòng)化數(shù)據(jù)存取。總線的監(jiān)控方式可以實(shí)現(xiàn)通信的實(shí)時(shí)性和確定性。采用這種監(jiān)控方式不僅能能夠節(jié)約材料、靈活控制，還能夠節(jié)省控制電纜、節(jié)省安裝和維修費(fèi)用，從而降低生產(chǎn)成本。

　　3、采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)

　　傳統(tǒng)的保護(hù)手段是報(bào)警技術(shù)和連鎖技術(shù)，雖然這兩種保護(hù)手段能起到一定的作用，但是只能做到超限報(bào)警和連鎖跳機(jī)的波動(dòng)性保護(hù)。應(yīng)用計(jì)算機(jī)檢測技術(shù)，主要是系統(tǒng)檢測和故障診斷等手段，對設(shè)備隱患能夠做到提早發(fā)現(xiàn)、提早預(yù)防。應(yīng)該加強(qiáng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主動(dòng)性的保護(hù)措施，使計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)限制故障范圍，不干擾其他正常設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣，就使設(shè)備的管理從被動(dòng)的預(yù)防修護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的預(yù)防維護(hù)。

　　4、視頻監(jiān)控及門禁系統(tǒng)

　　視頻監(jiān)控具有對生產(chǎn)過程和安全防范的重要位置實(shí)時(shí)錄像、中央監(jiān)視、事后查詢的功能。構(gòu)筑物內(nèi)外裝設(shè)攝像機(jī)，中控室設(shè)視頻監(jiān)控工作站及服務(wù)器。該站可控制各攝像點(diǎn)的云臺(tái)、鏡頭，進(jìn)行畫面切割處理、圖像切換，顯示多個(gè)或一個(gè)畫面，并在值班室設(shè)置帶服務(wù)器的視頻監(jiān)視計(jì)算機(jī)，通過控制層網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)視相關(guān)的視頻畫面。

　　構(gòu)筑物人員出、入口處設(shè)門禁控制器，中控室設(shè)管理計(jì)算機(jī)，以TCP/IP方式與門禁控制器的網(wǎng)絡(luò)適配器通訊，網(wǎng)絡(luò)適配器通過RS485總線結(jié)構(gòu)連接相應(yīng)的控制器，控制器再連接讀卡器、電控鎖、開門按鈕等組件，構(gòu)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(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　1、建立通用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　建立一個(gè)有效的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，通用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是必不可少的，企業(yè)應(yīng)該保證其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、監(jiān)督系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通暢。在數(shù)據(jù)更新或整理添加工作完畢后，要注意對中心管理系統(tǒng)和通訊管理系統(tǒng)進(jìn)行重新配置，檢查數(shù)據(jù)的完整性和正確性，保證系統(tǒng)的有效運(yùn)行。

　　2、實(shí)現(xiàn)程序接口的統(tǒng)一化

　　使用程序終端的接口統(tǒng)一化，可以有效的完成各個(gè)系統(tǒng)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(tǒng)一化，也就是使企業(yè)的ERF系統(tǒng)，MIS系統(tǒng)都與信息中心連接起來，使企業(yè)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息可以及時(shí)有效的溝通，從而提高管理的效率，切實(shí)解決不同環(huán)節(jié)之間的通訊障礙。

　　(三)先進(jìn)制動(dòng)控制

　　相對于常規(guī)PD控制，與此相對應(yīng)的先進(jìn)制動(dòng)控制的控制效果要更加突出，表現(xiàn)更加好。但是由于其字?jǐn)?shù)的含義太過于豐富，沒得到普遍應(yīng)用，也就沒有比較準(zhǔn)確的定義了。有些工業(yè)自動(dòng)化過程中使用常規(guī)控制不能達(dá)到理想的效果或者是不能達(dá)到控制的目的，這時(shí)候先進(jìn)制動(dòng)控制就能取得完美的表現(xiàn)，對其進(jìn)行有效地控制。在生產(chǎn)過程復(fù)雜的化工生產(chǎn)當(dāng)中，自動(dòng)化實(shí)施的數(shù)學(xué)模型建立很不容易，而預(yù)估控制技術(shù)對數(shù)學(xué)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(jìn)制動(dòng)控制有模型控制特點(diǎn)，能夠進(jìn)行模型預(yù)測和推斷，其發(fā)展越來越智能化，先進(jìn)制動(dòng)控制還能處理一些復(fù)雜問題。比如多變量的控制，先進(jìn)制動(dòng)控制主要依托計(jì)算機(jī)來完成，計(jì)算機(jī)的精密和快速計(jì)算功能為先進(jìn)控制提供了很好的平臺(tái)。

　　四、化工企業(yè)電氣自動(dòng)化的管理

　　(一)高溫防護(hù)

　　化工企業(yè)應(yīng)該注意提高高溫場所中的電氣設(shè)備防護(hù)等級, 加強(qiáng)高溫環(huán)境中的安全防護(hù)，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。

　　(二)防止腐蝕

　　環(huán)境中經(jīng)常會(huì)混雜著氫氣、腐蝕粉塵等化學(xué)腐蝕物。化工電氣預(yù)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(jìn)行，電器進(jìn)出導(dǎo)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(xiǎn)

　　在爆炸性的環(huán)境中，潛藏著很多危險(xiǎn)，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(dāng)電氣設(shè)備中產(chǎn)生了火花或者是較危險(xiǎn)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(hù)設(shè)備不受損害;而同時(shí)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(diǎn)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(jìn)一步增加了安全程度。

　　結(jié)語

　　綜上，電氣自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用極大地促進(jìn)了現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，掌握好電氣設(shè)備在化工企業(yè)的應(yīng)用有很重大的意義，技術(shù)的掌握就是競爭力的提高。因此，化工企業(yè)要在意識和資金上重視對電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，引進(jìn)先進(jìn)控制技術(shù)，結(jié)合我國的實(shí)際情況，在原有基礎(chǔ)上發(fā)展和創(chuàng)新，在技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上，為我國的電氣自動(dòng)化發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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