摘要：通过电气自动化系统控制化工企业的生产过程，不仅能够提升生产效率，还能够降低工作人员面临的风险。本文阐述了电气自动化应用于化工企业的重要性，从电气自动化系统架构设计，数据采集、信息传输、电气控制、通讯等自动控制功能设计等方面分析了电气自动化在化工企业中的设计应用，以供参考。
关键词：化工企业；电气自动化；数据采集；系统架构；电气控制
引言：化工即为化学工程、化学工业的简称，主要采用化学方法改变物质的组成、结构以及合成新物质，形成的新产品通常被称为化学品。目前世界范围内已知的化工材料已经超过900万种，根据其化学组成，可以分为金属材料、无机非金属材料和聚合物三大类。正因如此，化工企业在我国占有非常重要的地位。
1 电气自动化应用于化工企业的重要性
2019年，美国宣布对华为实施经济制裁，一旦美企“断供”，国内化工企业无法生产性能优越的有机硅树脂、低温固化型绝缘膜、纳米浸入式光刻材料等化工产品，从而给华为带来严重打击。如表1和图1所示，为2018年全球排名前7且位列世界500强的化工企业，中国化工集团公司虽然高居第三，但却是唯一一个利润负增长的企业。其中原因在于，我国多数化工企业的管理理念、生产技术及生产效率严重落后，特别是无法生产“高精尖”性能的化工产品，以至于高科技产品的命脉依然掌握在外国企业手中。基于此，我国化工企业必须调整经营战略，痛下决心，对传统的生产线进行升级，引入电气自动化控制系统，不仅能够提升生产和监管效率，还能有效降低成本，从而为我国广大化工企业指明发展新方向[1]。
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2 电气自动化在化工企业的设计应用
2.1电气自动化系统架构设计
化工企业的电气自动化系统架构设计应该按照以下流程：第一，自动化控制系统设计人员必须深入化工生产车间实地考察，重点内容为控制室（含有计算机等智能设备）到化工设备的直线距离以及线路长度、电线的负荷能力、车间环境对通讯信号的干扰程度等，只有详细掌握相关数据，才能保证电气自动化控制系统能够完成监督和控制工作。第二，不同类型的化工设备在实际生产过程中均会遇到不同程度的干扰因素，基于此，控制程序编写人员除了设置自动化控制功能以外，还应该设置紧急制动系统，并根据实际情况决定操作顺序（人工优先或是程序控制优先）。第三，引入电气自动化控制系统的根本目的在于提高生产效率，因此必须具备一定的干扰信号判断能力。此外，现代智能控制理念强调系统需要具备自我诊断和修复功能，因此在框架设计时应该充分考虑。如图2所示为电气自动化控制系统原理图。其中主控中心为控制室，以计算机为核心；数据收集模块的主要工作是收集并分析系统内部产生的一切数据，经过判断之后进行针对性处理，并将相关命令传送到化工电气设备，开展正常作业。
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图 2 电气自动化控制系统原理图
2.2电气自动控制功能设计
化工企业电气自动化控制系统需要包含如下功能：
第一，化工设备数据采集功能。由计算机控制相关模块，将化工设备工作过程中产生的一切信息转化为数字信号，并开展相应的分析。通常情况下，需要在设备端植入信息采集终端，设置正常的参数范围，当设备正常工作时，采集终端向控制模块传递常规信号，整个系统按照既定流程正常运转；当设备出现异常时，采集终端首先判断异常信号的强度是否超出正常范围，如果是，则立刻传输给控制端，按照预先设置好的程序紧急制动并查明原因；如果并未超出范围，则提醒控制端时刻注意异常设备的后续进展。通常情况下，异常参数并未达到危险临界值时，设备不会停止运转。
第二，信息传输功能。化工企业的电气自动化控制系统与其他行业一样，采用双向传输流程。即控制中心发布运行命令，通过控制模块传输给设备端，开展正常作业；设备端通过信息采集终端实现与控制中心的“交流”。除此之外，系统中还需要具备数据分析模块，对来自设备和其他模块的信息进行识别和判断，在屏蔽掉无效信息之后，将有用信息传达给控制中心并做好备份（发送至数据存储模块）。该分析功能的实现依靠控制程序，必要时与数据存储模块的相关信息进行对照，从而对信息进行分类。因此，在程序设计时，应该注意各个模块之间的协调，避免出现互相干扰的情况。
第三，化工设备的电气控制过程设计，主要采用人工智能技术，常见的方法为选用合适的单片机，将需要的功能端口与设备相连，具体的工作流程如下：首先，设备复位启动（进程开始），此时串口初始化；其次，设备运行（控制系统同时开始工作），将设备运转信息发送给主线程，控制模块对相关信息作出判断，并将之传输给其他模块，在控制中心的统一“安排”下开展作业。最后，当设备停止运转时（可以由人工从设备端操作，也可以通过控制中心进行），系统内部的全部信号消失，控制模块判定正常关闭后，整个系统停止运行。
第四，通讯设计。化工设备的电气自动化控制系统存在很多终端节点，为了增加控制强度，需要采用无线、有线相结合的方式，保证通讯的稳定性。传统的方式为利用电话线或专线实现通讯，此种方式价格低廉但安全性能较差，很容易受到干扰，因此已经逐渐被淘汰。目前常用的通信方式为将无线信号传输与专线通讯相结合，其中专线的稳定性和传输即时性较高，但其缺点是投入大；无线方式虽然成本低，但容易受到电磁波、噪声信号的干扰，导致信息传输准确性较差。此外，在需要较高配电要求的化工设备端，可以采用高速智能通讯方式，不仅能够自主选择最合适的路由功能，还能够确保通讯安全[2]。
结语：化工企业虽然为国家发展做出了不可磨灭的贡献，但在很多人的认知中，其经常与污染划等号，原因在于生产工艺落后，人工控制水平较低。而引入电气自动化控制系统之后，采用计算机等智能设备控制生产全过程，能够极大地提升生产效率，结合环保理念，造就高度集成化、规模化的新型化工企业。
参考文献：
[1]刘向阳,王丹.基于智能技术的电气自动化控制系统设计与研究[J].电子设计工程,2019,27(16):66-69.
[2]闫伟.化工生产中的电气自动化控制系统应用分析[J].化工管理,2019(20):78-79.
作者简介：王飞（1990.04--）；性别：男，籍贯：山东省菏泽市曹县梁堤头镇王庄村，学历：大专，毕业于齐鲁工业大学；现有职称：注册安全工程师、注册二级建造师、助理工程师；研究方向：化工安全。