卢启虎
中石油吉林化工工程有限公司 吉林 132002
摘要：石油化工行业的发展水平直接会关系到国计民生，其生产质量与生产效率也受到社会各界的高度关注，将电气自动化系统应用到石化行业的实际生产中能够进一步提高其核心竞争力，实现该行业的现代化建设。
关键词：电气自动化；石油化工；应用
1 石化行业中电气自动化基本概述
1.1 电气自动化的定义
电气自动化是以控制理论和电力网理论为基础的电气工程及自动化技术，其中涉及到了多方面的理论知识，包括计算机技术、电力电子技术、系统分析设计等等。随着我国信息技术的不断进步发展，电气自动化控制系统已经较好的融合了先进的计算机技术、通信技术以及机械自动化等多个领域的知识，使得当前的电气自动化控制水平越来高。将其应用到石化工业中能够有效的满足人民日益增长的化工需求，推动石油化工行业的健康发展以及可持续发展。
1.2 石化行业电气自动化主要特征
（1）技术涵盖面较宽
电气自动化系统的设计过程中需要设计到各个专业的知识，因此对设计者的专业知识要求也较高，不仅需要设计者有相关专业的知识，还要求其能够在实际设计过程中综合运用这些知识点。
（2）对电子技术依赖性比较强
电气自动化系统主要是依据电子信号进行控制的，而信号的采集、传输、结果处理、反馈等各环节都需要依赖电子技术平台，因此电子技术的进步水平也直接关系到电气自动化技术的发展水平。一般来说，电气自动化系统在设计过程中主要通过合理化电子技术和实际控制相结合的方式来实现集中控制与远程监控的结合，以此帮助相关操作人员及时采集到现场数据并进行合理的调整。
1.3 电气自动化系统在石化行业中应用的必要性
（1）保障企业获得良好的经济效益与安全效益
电气自动化系统具有监测功能，在实际工作中能够较好地保障企业获得良好的经济效益与安全效益。一是电气自动化系统通过监测设备的运行状况时可以更为合理的调整设备运行的电流、电压等参数内容，相比于人力操作，自动调节更能够符合设备运行的实际情况，而且大大减少了人工操作带来的误差，更有利于整个设备的运行可靠性；二是电气自动化系统的监测功能还能够遥控操作一些主要的动力设备，有效降低人力操作的压力，而且还能够保证操作的安全性，为企业获得良好的经济效益与安全效益。
（2）有助于推动石油行业的智能化进程
随着社会公众对化工产品需求的不断增大，石化行业的生产效率与质量也受到社会各界的高度关注，传统的电气管理方式已经无法适应当前的管理需要，而电气自动化系统的应用可以通过计算机的精密高速计算来取得良好的控制效果，为当前开展高效的电气管理工作提供了可能，同时也进一步推动了石油行业的智能化进程。
1.4 电气自动化系统在石化行业中的应用优势
（1）实现了生产管理通讯的可视化
电气自动化系统的应用能够对不同类型自动机电设备进行控制，从而实现机电设备的巧妙连接，使得生产管理通讯的可视化成为可能，增强整个机电系统运行的流畅程度，管理人员只需要进行遥控管理即可，从而提升管理的便利性，这也是实现系统智能化的基础。
（2）实现了检测的自动化
电气自动化系统在应用过程中可以对整个工艺流程进行全程跟进、管理，减少人工操作带来的误差，当设备出现故障时还能够自动进行检测故障发生的位置，即使在日常运行期间也会通过自动化的检测程序进行检测，并进行故障排除工作，当发现无法排除的故障时还能够发出警告方便检修人员进行现场排查工作，从而提高系统的稳定性与运行的安全性。
2 石油化工行业电气自动化系统的构建
全厂电气自动化系统由硬件和软件系统组成，用于电气设备的状态监视、继电保护和自动控制，以实现在所有操作情况下电气系统的电压、功率因数等所有参数满足要求。
一般在总变电站设置全厂电气总调度站，另外在各区域变电所设立远程区域工作终端。全厂正常运行时，对各区域变电所的监控分两地进行：就地（在各区域变电所内区域工作终端进行，无人值守），远方（在位于总变电站的监控室内进行，有人值守）。就地操作站仅有监测和电气参数修改的功能，而无操作的功能。原则上各区域变电所采用无人值守方式，正常操作在总变电站控制室的操作员站进行。
电气监视和控制系统（ENMCS）对电气设备的操作通过电气系统装设的智能电气设备（IED）通信信号或其它设备的开关量信号来实现。智能电气设备（IED）具备通讯功能，通过电气监视和控制系统（ENMCS）定义地址，与电气监视和控制系统（ENMCS）进行数据交换和控制命令的传输。开关量信号由电气监视和控制系统接收并转换为通迅信号后进入该系统。
系统的体系结构如下：
（1）系统采用分布式体系结构，将实时、历史数据处理、数据通信和人机接口等功能分散到不同的系统节点上。采用1000M以太网构建高速系统通信网络。
(2)按照“责任分区、信息分层分流”的原则，全厂电气自动化系统设立一个全厂电气总调度站和N个变电站远程区域工作站。其中，每个远程工作站通过光纤专线与调度中心主干网相连，实现所辖片区变电站的运行监视和报警处理。摒弃了传统的变电站监控系统后台技术，实现了统一的集中式实时的数据采集、数据处理，统一的数据存储、系统管理，灵活的责任分区、数据分流、信息分类技术，实现异构环境下的、分布、可扩展的调度、变电站监控一体化解决方案。
（3）系统生产控制大区程序采用C/S构架，Web系统采用B/S构架。
（4）系统具有灵活的跨平台特性，关键服务节点（历史数据服务器、SCADA服务器、采集服务器、WEB服务器）采用UNIX平台小型机保证系统可靠性，非关键节点和人机工作站采用Linux平台（除了报表工作站采用Windows操作系统之外）的服务器（DTS服务器）或者图形工作站保证系统性能的同时提高设备性价比。
（5）系统历史数据存储采用具有大容量、高可靠性和高性能的存储系统，该存储系统今后作为全厂电气自动化系统生产控制大区统一存储系统。
（6）系统采用主钟同步时钟系统提供时钟源信号，该时钟作为全厂电气自动化系统统一时钟源。
（7）系统属于安全区I，通过接口服务器及防火墙与处于安全区II的DTS服务器进行数据交换；系统同时通过电力专用正向物理隔离装置与管理信息大区的Web服务器进行数据交换。隔离措施符合安全分区要求。
（8）子站和子子站设备采用监控模块，符合现有标准和行业要求及发展趋势。站内通讯管理单元具有丰富的通信规约库，可以囊括各种流行规约，接口方式可采用以太网或现场总线方式，规约支持IEC61850，以太网103等多种。并可以根据用户提供的通信协议，编写协议转换程序，对规约库随时进行扩充或修改，因此可方便地与站内智能设备（马达控制器、智能仪表智能电源、消防报警等）接口。
（9）测控装置可以结合用户的实际要求，配置面向对象设计的综合测控装置，它采用模块化设计，具有冗余嵌入式以太网支持。采集模拟量、状态量、告警量，并发出控制操作状态。I/O组态灵活，可以按照实际容量在网络驱动允许的情况下任意配置，扩充灵活方便。便于高电压等级的变电站的监测、控制和自动装置等各种功能的实现。集中组屏安装。
（10）在系统的控制功能上，可以设计多重防误闭锁机制，站控层可以通过五防逻辑判断软件完成防误功能，也可与微机五防装置接口，实现系统级的防误功能。在间隔层每个测控模块具备面向测控对象的防误闭锁功能。可以在站控层及网络失效的情况下，每个间隔仍能独立完成间隔内的监测和断路器控制功能；手动操作可通过电气编码锁完成防误闭锁功能。
（11）站内采用双以太网，在站控层及网络失效的情况下，间隔层能独立完成就地数据采集和控制功能。
全厂电气监控系统网络结构如下图所示：
3 促进电气自动化控制在化工生产中应用的措施
3.1 建立工作管理机制
当前石化行业在发展过程中也越来越注重管理工作对提高系统运行安全性与可靠性的重要作用，尤其是在电气自动化控制系统中，需要健全工作管理机制，严格按照国家的有关规定开展工作，保证电气自动化系统运行的规范性，从而为整个化工生产系统的顺利运行提供保障。其中尤其需要注意该系统的维修管理机制，由于电气自动化系统中涉及到众多专业的知识点，维修管理的技术性要求较高，因此应该综合考虑其维修管理工作，建立一支高素质的维修队伍，保证系统运行的安全
3.2 加强设备管理
设备管理工作主要是阙波在电气自动化系统的控制下的设备能够顺利、安全、可靠的运行，因此需要化工行业在设备的购进与配置过程中严格按照电气自动化系统的需要进行，防止盲目引进设备造成资源浪费。设备运行期间除了电气自动化系统的自动监测以外，还需要相关的设备管理人员对设备的运行环境进行视察，观察其运行情况，对出现问题或者老化的设备还需要及时进行更换。
3.3 提高化工生产电气自动化控制人员的综合能力
工作人员的素质直接决定着石化行业的发展质量，电气自动化控制系统的应用也需要高素质的专业人员进行管理、监督，因此需要不断提高化工生产电气自动化控制人员的综合能力。一是不断吸纳社会上具有相关知识的综合型人才；二是对在岗的工作人员加强培训力度，使其能够不断学习、与时俱进，从而在实际工作中掌握更多的工作技能。电气自动化系统的运行质量关系到整个化工生产环节，因此还需要电气自动化控制人员具备高度的责任感以及使命感，为提高工作质量不断努力。
4 结语
综上所述，电气自动化系统在石油化工行业中的应用能够有效提高其生产效率，并保证生产系统的稳定性与安全性，因此石化行业的相关管理人要在日常生产中构建合理的自动化控制体系，按照生产的实际情况不断完善电气自动化系统的全面应用，实现石油化工行业的健康发展以及可持续发展。
参考文献
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