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工业自动化技术在化工企业中的应用

2020-02-21宋永利

电子技术与软件工程 2020年13期

摘要:本文重点探析了在化工企业生产中工业自动化技术的具体应用,对于化工企业的生产改进、产值产能增加都具有重要的意义。

关键词:工业自动化技术;电子监控;传感技术

1 工业自动化在化工中发挥的重要作用

1.1 电子监控

化工企业生产的过程中,涉及的生产要素是非常多的,不仅包含了基本的原材料,还包含了各种的设备设施,由于化工生产的严格要求和标准,一旦某一生产参数超出了限定标准,生产作业就难以正常进行,甚至在一些时候会造成严重的生产事故。因此,加强对生产的全过程监控就显得尤为重要。工业自动化技术集成了多种技术,在化工生产领域的应用可以发挥电子监控的作用,实现对全部生产要素、流程的全面监控,在监控时所获得的数据出现了异常时,就会立即启动报警机制并进入故障诊断阶段,进而最快地解决问题,维持生产的高效开展[1]。比如,传动设备、制动系统和液压系统是化工生产中的关键设备,这些设备在运行的过程中常常会出现一些故障甚至异常,当应用了工业自动化技术以后,就可以将系统与各个机电设备连接起来,在设备出现异常情况时,自动报警和诊断,最快处理问题,恢复正常。因此,工业自动化技术下可以有效发挥其电子监控的作用,减少由于人为因素或者其他因素等造成的设备故障损失。

1.2 节约能耗

在化工生产作业中,很多设备在运行的过程中,必须要有足够的动能供给,只有有了充足的能源支持,才能够维持设备的可靠运转,这一运转模式也就使得机电设备在运行时存在着一定的能源消耗,如果能源消耗问题长期得不到有效的控制,对化工企业的长远发展将是极为不利的。部分化工企业的生产任务繁重,采用的是大型机械设备,且机械设备处于高强度、长时间的运行状态下,能源消耗将是非常巨大的,在此过程中的能源费用非常高,化工企业需要支付很多的额外生产费用[2]。而工业自动化技术下,由于可以对各种机电设备实现自动化控制,也就避免了各种机电设备的超负荷运行,无用功大大减少,能源资源消耗现象得到了有效的控制和缓解。工业自动化技术下往往有人工控制和系统控制两种模式,两种模式的互相配合使得可以在生产的过程中根据其具体情况来进行更为有效的调整与控制,最大程度上保持设备的高效運转。

1.3 提升精确度

化工生产时有着较高的精度标准,这些精度标准不仅仅体现在原材料的用量、配合比设计方面,更表现在流程执行时间、设备运行工况等方面,传统的人工控制模式下,精度控制的难度非常大,稍不留意就可能存在一定的误差。而工业自动化技术下,由于采用的是自动化和智能化控制技术,其控制的精度将相对较高,有效保障了化工生产中的各个精度要求与标准。

2 工业自动化技术在化工企业中的应用

2.1 传感技术

化工生产中工业自动化技术的应用中,最为突出的特征就是在这一技术应用以后,整个生产中的信息传输更为便捷。由于工业自动化技术中具有自动化和智能化模块,生产时部分信息的采集要借助于传感器来完成,因此,工业自动化下的化工生产系统中,传感器是信息传递的重要媒介,在生产过程中,传感器可以与生产系统同步,进行信息的采集、传输,而这一过程也就使得在传感器可以对生产中的一些要素开展全过程、全方位的监测,且在数据获得以后,可以利用相应技术来将这些数据转化为反馈控制信号[3]。因此,工业自动化技术中,传感技术是其中的关键技术,这一技术在应用时,能够保障信号传输、处理和检测的有效性,使得参数调整、显示更为高效和便捷。传感技术要发挥作用,必须在生产系统中的相关模块进行传感器的安装和使用,随着我国传感技术的曰渐进步,传感器的功能日趋完善,在化工生产中,可选择的传感器类型非常多,可以选择抗干扰能力强、精确性和灵敏性较好的传感器,来使得在生产过程中能够有效发挥其自我修正和自我诊断的功能。对化工生产作业而言,其生产规模较大,要保持生产的高效进行,企业就需要在生产作业开始之前,来进行详细的规划,充分考虑多种因素,来制定更为有效的生产计划,使得在生产时人力、物力资源都能够得到最为有效的分配和利用,最大程度上保障生产流程、工序的优化,以通过这种优化来节约生产成本,提高生产效率。根据当前市场上传感器敏感工作原理的不同,传感器分类如图1,在实际的应用时,需结合化工生产特性,来选择有效的传感器,保障传感技术的有效应用。比如,以某化工企业的生产为例,很多的生产作业都是在炉内进行的,传统的生产模式下,通过各种检测设备的应用,可以有效将温度、压力等参数控制在合理的标准与范围内,但生产过程中同样存在着很多的不可预见性因素,难以在这些异常情况出现之前进行相应的预警。而工业自动化技术下,主要应用的是液压系统、制动系统等一体化系统,这些系统可以实现全方位的监控,有效实现异常现象的预警。

2.2 接口技术和信息处理技术

在当前的化工企业生产中,由于我国已经进入了信息时代,而此时代对各个行业都提出了新的发展要求,处于市场中的企业必须要加强对先进信息技术的应用,以充分根据这些技术来提升生产水平。接口技术与信息处理技术是化工企业工业自动化中的关键技术,由于工业自动化技术应用时需要保持生产系统内各个模块、生产设备等要素的连接,只有保障了连接的效果,方能够发挥工业自动化的优势。接口技术下可以实现化工企业生产中机械设备内部的各个构成部分与模块保持良好的连接,接口技术的种类非常多,在具体的生产过程中,化工企业需要结合其实际的生产需求,来选择最为恰当的接口技术。比如,在化工生产中,电气一气动接口、液压接口、电气一电子接口都非常常用。接口技术的更新要紧跟信息时代下的技术发展趋势,使得在化工生产系统中的连接处理能够达到标准,保障接口技术的有效性。此外,工业自动化技术是在信息时代下衍生出来的新技术,这一技术在化工生产的应用中,需要有信息处理技术的支持,由于生产系统运营时伴随着诸多的信息和数据,如果要保持生产作业的顺利进行,就必须要及时将系统中产生的生产信息加以有效处理,缩短响应时间。先进的信息处理技术下,可以提高设备的可靠性和抗干扰性,接口技术与信息处理技术的有效配合可以使得在系统运行的过程中,可以针对所产生的图像或者声音等信息,来实现自动化控制。

2.3 软件技術

化工生产作业开展时的作业流程非常多,且产品类型多样,如果要使得化工产品能够满足实际需求,就需要保障生产过程中所使用的机电设备具有极高的性能和多样的功能,使得各种机电设备能够与工艺流程、工艺技术相配套[1]。由于工业自动化技术应用下需要构建工业自动化生产系统,由于系统构建需借助于计算机技术等来实现,就要保障软件技术在系统建设时的灵活应用,比如,在一些化工生产系统构建时,需利用组态软件来保障系统功能的全面性。比如,以某化工企业的香皂拌和监控系统为例,香皂拌和工艺在应用的过程中,TCC和钛白粉是重要的原材料,香皂产品的特殊性使得在生产时对于各种原料的用量控制非常重要,在生产时,要将这些生产原料投入料仓内,经过称重振打器的计量和压实,经由变频电机驱动绞龙来将经过处理的原料输送到放料器中,随后,使用电子称重来实现对放料电磁阀的有效控制,最后进入拌和储罐,在该储罐内将这些原料搅拌均匀。在此过程中,软件技术能够实现对整个原料制作过程的有效控制,利用控制软件,可以使得PLC监控阀门、液位监测和电机等设备都处于全面的控制下。上位机组态软件要选用组态软件,使得该在该软件下,控制系统可以与系统中的其他要素保持正常通信,使得在后台人机界面上可以直观显示拌和的全过程,帮助后台管理人员能够实现生产流程的动态化的控制。

2.4 数控技术

化工行业是我国国民经济中不可或缺的部分,每年为国民经济贡献了很大的产值,在当前化工企业工业自动化的发展过程中,数控技术同样得到了有效的应用,且很多的化工企业都在积极应用这一技术,不仅提升了生产效率和效益,也加快了化工企业的转型发展趋势。很多化工企业的生产中,传统落后的生产工艺和技术逐步被数控技术所取代,大数据时代到来以后,数控机床技术的智能化特征非常明显,使得在化工生产的过程中,能够实现对各种生产机械的智能控制。数控技术下的机械加工效率和精度都大大提升,在整个生产时,能够对生产全过程加以模拟,并对生产中所产生的各种数据与信息加以综合处理。工业自动化技术的各个模块都能够得到有效的连接,这些技术条件下,即使在化工生产过程中存在一些无法建模的环节、模糊信息,也可以通过这些技术来有效解决这些技术难题,提升化工生产的总体标准[2]。现阶段,我国化工企业生产中,数控技术下的智能管控系统,主要是利用CPU和总主线来实现的,通过大容量存储设备的使用,再加上三维仿真、模糊智能控制技术等的辅助,有效保障了数控生产目标的实现。

2.5 自动生产线

化工企业的生产过程中,工业自动化技术的应用还体现在自动生产线的建设上。部分化工企业在流水线基础上,可以通过自动生产机械和光电控制系统的应用,来构建自动化生产线,利用此生产线来对生产的全过程加以控制,保障人机界面装置控制的灵活性与便捷性。在自动生产线投入使用以后,化工生产的各个加工对象都能够严格根据系统中的生产程序,来进行连续、自动的生产作业。自动生产线下,人力资源的投入数量有所降低,在每个的生产环节,只需要投入少部分的人力资源即可,直接的操作控制已经不再需要由人力来完成,人力在其中只负责监督与管理的作用。在我国化工行业的发展过程中,一些大型化工企业加大了在自动生产线方面的建设投入,通过先进技术的引入,形成了一套完整的生产链,有效保障了生产过程中各项流程的有效执行,即使是高强度、高精度的生产任务与需求,也能够利用自动生产线来完成。

2.6 智能机器人

工业自动化技术在发展到最成熟的阶段时,就会出现智能机器人,智能机器人在生产中的应用就可以有效取代人工作业,保障生产的效率,提升产品质量,帮助化工企业创造更大的生产效益。智能机器人中集成了各种新型的技术,其中,人工智能、计算机技术和遥感控制技术等都是核心技术,这些技术的有效融合在一定程度上可以保障智能机器人的高效运转,使得智能机器人可以在生产的过程中实现信息获取、识别、分析和处理,解决生产的诸多复杂性问题[3]。

3 结束语

近年来,化工企业的转型发展过程中,工业自动化技术是主要的技术趋势,也将是企业需要重点关注的技术。虽然很多化工企业工业自动化的目标尚未完全实现,但是,在这方面的技术和资金投入却逐年增大,也就使得化工企业在未来将具有广阔的技术发展潜力和空间,有利于提升化工企业的总体发展水平。

参考文献

[1]王超,工业自动化技术在化工企业中的应用研究[J].中国科 技投资,2020,000 (003):131-132.

[2]袁文征,试论化工企业中工业自动化技术的应用[J].中国化工贸易,2017,9 (010):139.

[3]许洪杰.论工业自动化在工程机械上的应用与发展[J].中国房地产业,2017,000 (002):250.

作者简介

宋永利(1975-),男,河北省张家口市人。大学专科学历,中级工程师。研究方向为电气工程及其自动化。