化工机械设备与电气自动化控制结合思考

巩萌雨 王文刚

国网山东省电力公司嘉祥县供电公司 山东济宁 272400

摘要：化工机械设备与电气自动化控制相结合，有利于减少设备控制中的人为主观因素、提高设备运行效率，实现设备的统一调配。本文简要分析了化工设备与自动化控制结合的意义，并从实时监测与故障诊断、保障停车系统运行、提高设备仪表稳定性等方面分析了两者结合的具体应用策略，以期促进化工产业机械设备与电气自动化控制的结合与推广应用。

关键词：化工；机械设备；电气自动化控制

前言：电气自动化控制具有自动监控、协调操控和自动控制转化的特点，对于提高电气设备运行管理运行效率有极其重要的意义。在新经济环境下，市场对于化工产品的需求越来越旺盛，如何提高运行效率，降低安全事故，就成为了化工产业普遍关心的问题，而自动化控制技术很好地满足了这种诉求。

1.化工机械设备与电气自动化控制结合的意义

1.1合理控制危险因素

化工产业一直是生产风险较高的产业，机械设备如果发生故障，不仅会造成生产流程中止，还可能会导致安全事故的发生。而自动化控制技术的引入，不仅能够提升总控台对于设备的掌控程度，提高设备运行的稳定性和协调性，自动监控系统还能在无人值守的情况下，对设备运行状态进行全天候监控，紧急停车系统还能通过联锁保护信号的发送为生产安全提供强有力的保障，这些都有利于控制危险因素，降低事故发生率。

1.2优化产业工作环境

传统化工产业生产过程中，大多数的生产环节、参数记录、检修维护仍要依靠大量人力完成，工作人员长期处于高温、高腐蚀的工作环境中，对安全隐患处理不当还有可能出现伤亡事故。而自动化控制与化工设备有机融合，推动了化工产业现代化发展，促进了化工工艺生产流程的优化，一方面降低了事故发生概率，另一方面也减少了人工参与生产的环节，使得人工管理覆盖面更大、效率更高，大大减少了人力工作量，优化了工作环境。

1.3降低化工生产成本

在市场竞争日益激烈的新发展背景下，化工企业也同样面临着如何创造更高经济效益的问题，而促进自动化控制与机械设备的结合，不仅能够提高设备运行效率和参数精度，为产品质量提供有效保障，还能减少不良人为因素的影响，降低人力成本，一些自动化控制技术如PLC技术的应用还能够促进设备节能优化，减少企业成本支出，为化工产业扩大生产、优化设备提供利润空间，从而推动整个化工产业的发展。

2.化工机械设备与电气自动化控制结合的应用策略

2.1现场总线控制技术的应用

现场总线控制技术是目前工业生产中比较常见的一种电气自动化控制技术，通过现场总线技术的应用，工作人员可以从宏观上实现对整个化工生产的动态监测与程序控制。其具体运行原理是，不同运行设备及仪表都统一由总线控制，设备在运行过程中依靠数字通信系统将运行参数和相关信息传输给总线控制区域，再由总线发出反馈，实现对设备的远程操控。在化工机械设备控制系统中应用现场总线技术主要有以下三个优势：一是可以减少人为因素干扰，化工机械设备具有精密程度高、运行复杂等特点，生产参数调节总难免受到人工专业程度、工作态度等的影响，而总线控制技术能够在很大程度上减少人工参与环节，降低了人工因素对设备精度的干扰。二是可以有效提高设备运行效率，在生产自动化背景下，化工产业规模也在不断扩大，传统人工管理模式数据收集慢、精确度低、工作难度大，而总线控制技术中，设备依靠数字通信技术与总线进行信息交换，保障了数据的实时性与有效性，设备运行效率也因此得到了很大的提高。三是有利于实现化工机械设备的统一调配，设备运行过程汇中会通过总线不断反馈大量信息，便于工作人员对设备运行进行统一调配，保障了工艺流程的有序性。

2.2实现实时监测与故障诊断

化工生产环境较为恶劣，化工机械设备长期处于高腐蚀、高温高湿的环境中，一旦设备运转发生故障，轻则设备停运造成经济损失，重则还会对工作人员的生命安全造成严重威胁，因此加强对生产流程的监测和把控是非常有必要的。自动化监控系统包含通信平台、摄像传感设备、远程终端控制等部分，电气自动化控制技术与化工机械设备相结合，自动化监控系统就能够通过传感器等装置将机械设备运行状况、生产工序流程信息等采集和记录下来^[1]。借助强大的监控系统，还可以实现自动化的故障定位、预警和诊断功能，当机械设备运行过程中发生异常波动，监控系统就会将这种波动传回控制终端，由终端发出警报提醒工作人员，并通过输出异动位置、原因、数据等情况的报告实现故障准确定位和快速诊断，为工作人员的维修决策提供依据。例如目前发展前景良好的PLC技术，就能很好地保障化工机械设备的实时监测，它具有强大的逻辑运算能力和远程通信能力，工作人员还可以依据需求直接对其进行编程，提供了更加多样的检修和故障排除方式。

2.3保障紧急停车系统的运行

紧急停车系统是防止机械设备危险运行的一种安全防护系统，当设备出现紧急情况时，系统会直接发出联锁保护信号对整个生产流程进行联锁保护或紧急停车，它能够在不需要人为干预的情况下第一时间对危险做出应对，使机械设备进入安全状态，减少事故隐患，是当今化工机械设备控制系统中不可或缺的一部分。在化工生产过程中，应用紧急停车系统的情况主要有以下几种：一是人为主动发起的设备检修工作，紧急停车系统可以在安全状态下中止设备运行，提高检修效率。二是设备运行异常，紧急停车系统就可以自动对设备发出停运指令，先于人工反应有效控制风险因素。三是外界环境改变，比如停水、停电、电源故障等。正常生产过程中紧急停车系统的启动会给化工企业带来较大的不良影响，因此化工产业应当做好生产管理，最大限度降低机械设备故障率，减少紧急停车系统的应用频率。在紧急停车系统设置方面，也要结合具体生产需求，对系统基础逻辑、检测单元和执行单元的关联关系进行合理计算^[2]，保障三个单元有较高的契合度，提高系统故障诊断和安全保护的准确性。

2.4提高机械设备仪表可靠性

化工机械设备需要在生产过程中对每个工艺流程进行运转分析和处理，以保障生产稳定持续进行，而随着技术手段的持续进步，化工机械设备精密程度也在不断提升，实现了对细小工序的参数监测，但与此同时，因为仪表精密程度高，其受损概率和维修难度也在不断上升，一旦仪表发生损坏，不仅会延误生产进程，还会给化工企业和单位带来维修成本，因此，提高仪表运行稳定性是保障生产的重要策略。在化工产业中，常用的自动化仪表类型有温度仪表、压力仪表以及物位仪表，温度仪表主要哟接触式和非接触式仪表，主要用于化学反应温度控制，比如电热偶、双金属温度计等，压力仪表则是通过压力变送器对化学反应中的压力进行自动测量和调节，物位仪表则包含雷达仪表、浮力仪表等。而机械设备和电气自动化的进一步结合对于设备仪表来说，一是可以提高仪表测量的科学性，技术人员可以借助计算机编程技术提升仪表电路控制水平、芯片运行水平^[3]等，二是可以提高仪表数据收集和分析能力，随机存储器的应用还提升了仪表记忆数据的能力，三是提升了仪表自动误差纠正的能力。

结论：自动化控制与化工机械设备的结合能够控制危险因素、优化工作环境、降低生产成本，化工产业应当积极探索自动化控制技术的应用策略，在产业转型和供给侧改革的背景下，不断优化现场总线技术，加强设备监控与故障诊断，利用自动化技术对设备仪表、紧急停车系统等进行改进，不断提高产业效率，创造更高的经济收益。

参考文献：

[1]胡郑毛.化工安全生产中自动化控制技术的应用[J].化工管理,2020(23):177-178.

[2]张伟,魏红伟,邢伟龙.化工机械设备以及电气自动化控制的有效融合分析[J].冶金与材料,2020,40(02):103+105.

[3]尹徽.化工仪表中的自动化控制技术探究[J].天津化工,2021,35(02):24-26.