化工企業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中PLC及電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

摘要：文中基于化工企業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)主要分析了化工企業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中PLC設(shè)計(jì)以及 化工企業(yè)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析，包括電壓等級(jí)、依據(jù)負(fù)荷等級(jí)以及繼電保護(hù)的合理設(shè)計(jì)等方面。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；機(jī)械化生產(chǎn)；PLC設(shè)計(jì)；電氣系統(tǒng)

0. 引言

為了提高化學(xué)工業(yè)的規(guī)模和生產(chǎn)的技術(shù)。于是許多化工的自動(dòng)化項(xiàng)目紛紛展開。重點(diǎn)研究優(yōu)化計(jì)算機(jī)控制以及自動(dòng)化的調(diào)度，其中還有許多問題有待解決。好比在技術(shù)領(lǐng)域在理論研究方面尚未完善。需要改進(jìn)的應(yīng)用涉及到理論的研究成果與實(shí)踐方面。這種狀況也是因?yàn)閼?yīng)用服務(wù)與兩者的緊密聯(lián)系造成的。

1. 化工企業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中PLC設(shè)計(jì)分析

因?yàn)樯a(chǎn)過程中，針對(duì)自動(dòng)化復(fù)雜程度不同，因此根據(jù)PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)不同，要求也不一樣。在PLC控制系統(tǒng)中，軟件程序總體可分為基本程序和模塊化程序兩個(gè)模塊。其中的基本程序是作為PLC控制系統(tǒng)的獨(dú)立程序。也可作為系統(tǒng)中的一個(gè)組合子模塊，所以其工藝程序的控制過程也是相當(dāng)簡單。例如，只需要控制一個(gè)按鈕，就能通過二分頻來實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC控制系統(tǒng)的控制和調(diào)試其設(shè)備的停啟。而模塊化程序則是一個(gè)作為總的控制目標(biāo)程序的存在。為了實(shí)現(xiàn)獨(dú)立編寫和調(diào)試的操作，它能根據(jù)其的軟件設(shè)計(jì)將整體劃分為分多個(gè)子任務(wù)模塊。

為了使在調(diào)用的過程中減少內(nèi)存占用量和編程量，使其PLC程序的編制大型優(yōu)化，允許重復(fù)調(diào)用，則需要把正反自鎖互鎖轉(zhuǎn)程序整合后封裝成為一個(gè)模塊。整合后的各個(gè)子模塊都具有相對(duì)的獨(dú)立性，這種方法能夠使簡化連接關(guān)系，優(yōu)化調(diào)試修改。所以這種程序的涉及思想是業(yè)內(nèi)人士都極為推薦的。好比在我國，此類自動(dòng)化控制應(yīng)的系統(tǒng)或模型，大多數(shù)企業(yè)獨(dú)立開發(fā)，無視各企業(yè)之間的學(xué)術(shù)交流以及各個(gè)自動(dòng)化控制模型和模型之間的數(shù)據(jù)交換，從而造成了模型數(shù)據(jù)，工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，各方面的交換流程混亂。然而獨(dú)立研究自動(dòng)化控制技術(shù)的各個(gè)企業(yè)因?yàn)槟硞€(gè)企業(yè)發(fā)展迅速而具有先進(jìn)水平，所以在總體上可以看出各企業(yè)間的競(jìng)爭力不斷提高，也促進(jìn)了工藝水平和條件的不斷提高。

只有找準(zhǔn)各個(gè)工藝程序細(xì)節(jié)的質(zhì)量控制的屬性和指標(biāo)，才能在試驗(yàn)生產(chǎn)的過程中使結(jié)果更加精準(zhǔn)確定，例如客戶的要求參數(shù)就是如此。整一規(guī)劃參數(shù)，對(duì)化工產(chǎn)品來說是極其重要的，這關(guān)系到PLC自動(dòng)化控制以及其化工產(chǎn)品的質(zhì)量和工藝水平的整體提高。

2. 化工企業(yè)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

圖1為化工配電系統(tǒng)，化工企業(yè)的各項(xiàng)生產(chǎn)運(yùn)行活動(dòng)都需要消耗大量的電力，所以說供電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠與否將直接影響著化工裝備系統(tǒng)的安全運(yùn)作。因此，在化工企業(yè)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工過程中首要考慮的因素就是對(duì)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性檢驗(yàn)。

2.1電壓等級(jí)的設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)化工企業(yè)供電過程中，一般采用低壓220/380V、中壓6KV系統(tǒng)以及35KV和110KV系統(tǒng)。但是近些年來隨著化工領(lǐng)域生產(chǎn)規(guī)模效益的日益擴(kuò)大化形勢(shì)，各個(gè)化工企業(yè)生產(chǎn)的運(yùn)行系統(tǒng)也漸漸革新向大型化趨勢(shì)發(fā)展，導(dǎo)致傳統(tǒng)的電氣裝備已經(jīng)不能滿足化學(xué)企業(yè)對(duì)電力的需求，由此便出現(xiàn)了超大容量的電氣系統(tǒng)。截至目前，35KV等級(jí)的配電系統(tǒng)的變壓器容量已經(jīng)達(dá)到50000KVA，以當(dāng)下形勢(shì)來看，進(jìn)一步的大型化是在大勢(shì)所趨。因此，化學(xué)企業(yè)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工如何做才能順應(yīng)時(shí)代潮流向前發(fā)展，對(duì)于這個(gè)問題的探究具有重大的意義，表1給出了化工企業(yè)連接線的最小規(guī)格

低壓動(dòng)力系統(tǒng)電壓等級(jí)的合理設(shè)計(jì)：對(duì)于化工企業(yè)中傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工，一般都采用220/380v的低壓系統(tǒng)，而當(dāng)下，在低壓動(dòng)力系統(tǒng)電壓等級(jí)的施工過程中，普遍采用低壓等級(jí)對(duì)200kw以下的電動(dòng)機(jī)使用，用中等電壓對(duì)200kw以上電機(jī)使用。由于國內(nèi)外各級(jí)電機(jī)裝備的不斷擴(kuò)大化使用電量也與日俱增，其中低壓電機(jī)用電量占據(jù)整個(gè)化工裝置用電量的一半以上。這樣的一種低壓供電系統(tǒng)對(duì)供電線路的損耗很大，但隨著空氣斷路器、熱繼電器和低壓配電柜等先進(jìn)技術(shù)材料的不斷涌入，促使低壓電機(jī)選用380/660v電路系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)。所以也請(qǐng)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工的相關(guān)單位和工作人員依據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，對(duì)低壓供電方案進(jìn)行合理的革新。

高壓電動(dòng)機(jī)電壓等級(jí)的合理設(shè)計(jì)：采用6kv電壓等級(jí)的高壓電動(dòng)機(jī)是傳統(tǒng)電力企業(yè)中通用的。但隨著我國當(dāng)下科技的不斷進(jìn)步和化工企業(yè)化工裝置電氣設(shè)備的制造行業(yè)迅猛發(fā)展，越來越被人關(guān)注的是和使用的是10kv的電機(jī)等級(jí)，經(jīng)實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)其以質(zhì)量安全可靠性強(qiáng)、實(shí)用性價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)被人認(rèn)可，以它優(yōu)良的運(yùn)行狀況，值得廣泛的應(yīng)用和推廣。另外，10kv是存在一定缺陷的，實(shí)際使用過程中需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)控制，且價(jià)格比較昂貴。為達(dá)到節(jié)約成本的目的，其解決問題的辦法就是將2000kv以下的電動(dòng)機(jī)電壓降到3kv，對(duì)于3000kv以上的電動(dòng)機(jī)電壓選用6kv，這樣便能保證工作的需要。

供電系統(tǒng)電壓等級(jí)的合理設(shè)計(jì)：要依據(jù)實(shí)際的供電條件、化學(xué)裝置容量和相關(guān)的設(shè)計(jì)施工規(guī)范來對(duì)供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。一般來說，在供電系統(tǒng)中，對(duì)于電壓等級(jí)盡量做到有高不選低，以此可最大限度的降低變數(shù)級(jí)數(shù)損耗和電氣設(shè)備投資。

2.2 依據(jù)負(fù)荷等級(jí)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

在電氣系統(tǒng)中，由用電的負(fù)荷等級(jí)把負(fù)荷分為一、二、三級(jí)負(fù)荷。其中在電氣系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用中，只有一級(jí)負(fù)荷要設(shè)置雙回路供電，并要配置應(yīng)急發(fā)電機(jī)等備用電源和容量。在用電裝備中，導(dǎo)致停電的化學(xué)裝置減產(chǎn)或停產(chǎn)和裝置損壞、報(bào)廢及毒氣泄漏引發(fā)的火災(zāi)、爆炸都屬于二、一等級(jí)負(fù)荷。

2.3 繼電保護(hù)的合理設(shè)計(jì)

第一，要了解在化工2企業(yè)電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，架空線路盡顯是電源進(jìn)線的一般情況，若存在故障大多數(shù)也是瞬時(shí)性的。基于出現(xiàn)的這種情況，在可以確保整個(gè)電網(wǎng)安全的前提下，我們可以通過與供電部門的協(xié)調(diào)商議允許進(jìn)行設(shè)計(jì)一次施工線路故障自動(dòng)重合閘。第二，對(duì)于繼電保護(hù)定值環(huán)節(jié)，工作人員有必要根據(jù)實(shí)際情況做好合理的設(shè)計(jì)。低于上下級(jí)定值 的取舍，要保證在設(shè)備安全的前提下，將末端設(shè)備的保護(hù)定值盡最大可能取到最小，而對(duì)于上一級(jí)的設(shè)備值剛好和末端的相反盡可能的取到最大。如此，便可最大限度的增加級(jí)差和時(shí)差，來避免跳級(jí)跳閘的情況發(fā)生，從而最大可能的使停電范圍縮小。

3. 小結(jié)

為了加強(qiáng)化工生產(chǎn)工藝的安全性和穩(wěn)定性，PLC系統(tǒng)（即可編程序控制器）在化工行業(yè)生產(chǎn)過程中控制系統(tǒng)的設(shè)汁、機(jī)械安全的保護(hù)等方面有著十分重要的作用。新形勢(shì)下，隨著國際范圍內(nèi)化學(xué)領(lǐng)域先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，化工企業(yè)中所采用的新工藝和新技術(shù)也在不斷增加，做好電氣系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)保障其電氣系統(tǒng)的安全性能、可靠性能和穩(wěn)定性能。

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