LNG液化工廠電氣自動化的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

摘 要：社會的飛速發(fā)展電氣技術(shù)的發(fā)展也呈現(xiàn)日新月異的更替，在原基礎(chǔ)上對新的電氣技術(shù)進(jìn)行消化吸收才能使電氣技術(shù)不斷的創(chuàng)新，電氣自動化發(fā)展水平標(biāo)志著社會的現(xiàn)代化水平，只有不斷提高其發(fā)展，才能推動社會的發(fā)展。本文從電氣自動化技術(shù)的監(jiān)控方式和應(yīng)用，闡述了綜合自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢，LNG 液化工廠電氣自動化的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，并且分析了LNG 液化工廠電氣自動化的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：LNG液化工廠；電氣自動化；設(shè)計(jì)

電氣在人們?nèi)粘Ｉ钪械倪\(yùn)用十分廣泛，小到插座大到飛機(jī)都離不開電氣自動化，其應(yīng)用幾乎涉及到日常生活的每一個領(lǐng)域，在運(yùn)用過程中采用新技術(shù)可以加快工業(yè)發(fā)展，降低成本節(jié)約資源，大大提高使用水平質(zhì)量，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

1 簡介

1）LNG。Liquefied Natural Gas 簡稱 LNG，中文為液化天然氣。是作為天然氣特殊儲存形態(tài)的一種低溫液態(tài)燃料。有節(jié)約空間、有利于遠(yuǎn)距離輸送的特點(diǎn)；燃點(diǎn)高，不易點(diǎn)燃，密度低，易揮發(fā)難以形成爆炸，所以較為安全；2）液化天然氣工廠。液化天然氣工廠是將天然氣經(jīng)過壓縮凈化低溫液化等工藝過程加工成液化天然氣的工廠，是LNG產(chǎn)業(yè)鏈上一個非常重要的環(huán)節(jié)。

2 LNG 液化工廠電氣自動化的設(shè)計(jì)

1）電氣自動化的設(shè)計(jì)原則。電氣自動化設(shè)備的設(shè)計(jì)方案需要在能滿足基本的生產(chǎn)要求上，還要同時(shí)兼?zhèn)浜唵慰煽浚僮鞣奖悖?jīng)濟(jì)實(shí)惠，安全耐用等要求。要從生產(chǎn)成本，工藝要求和復(fù)雜性、管理維護(hù)等方面協(xié)調(diào)生產(chǎn)裝置和電氣自動化設(shè)備的關(guān)系。要通過合理控制科學(xué)選擇電器元件等方式來實(shí)現(xiàn)合理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2）電氣自動化設(shè)計(jì)理念。在電氣自動化系統(tǒng)中以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線等網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普遍推廣使用，并且操作簡單，實(shí)用性非常高，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工智能也在快速的發(fā)展著。而電氣自動化設(shè)備的獨(dú)立性也使得它具有靈活的特點(diǎn)如果其中一部分部件出現(xiàn)問題，不會導(dǎo)致整機(jī)癱瘓，這使得整個系統(tǒng)在運(yùn)行過程中更加可靠，安全性和實(shí)用性也大大加強(qiáng)。在整個系統(tǒng)的管理和維護(hù)中采用集中控制的方式能大大提高其效率，而且集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求也較為簡單。控制系統(tǒng)的防護(hù)要求也不高，監(jiān)控系統(tǒng)的建立多于整個設(shè)備的設(shè)計(jì)來說花費(fèi)的遠(yuǎn)低于收益，但集中控制系統(tǒng)也存在一定的問題，一個系統(tǒng)集中處理所有功能，可能會因?yàn)槿蝿?wù)或多而降低處理速度采用遠(yuǎn)程監(jiān)控的原因主要是為了減少安裝時(shí)的材料成本和安裝成本，節(jié)省整個工程的總體成本，增加利益空間，與此同還，增加了設(shè)備的可靠度和靈活性。但在LNG液化工廠的信息量過大，遠(yuǎn)程監(jiān)控的速度無法支撐起現(xiàn)場信息的運(yùn)行，所以其使用性不適合與大型系統(tǒng)，不適用于液化工廠的電氣化系統(tǒng)。

3 LNG液化工廠電氣自動化的應(yīng)用

1）先進(jìn)控制。a.特點(diǎn)：LNG具有生產(chǎn)過程難度大，工藝復(fù)雜等特點(diǎn)，所以對于其生產(chǎn)過程難以進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建立，在自動化過程實(shí)施控制的時(shí)間，傳統(tǒng)的控制方法由于缺乏對模型的預(yù)測和推斷達(dá)到的效果不理想所以我們需要采取先進(jìn)控制，傳統(tǒng)控制技術(shù)與先進(jìn)控制技術(shù)相比。所以在今后自動化技術(shù)將會向著智能化方向發(fā)展，另外，在變量耦合、大時(shí)滯等方面，先進(jìn)控制能對其進(jìn)行有效處理和控制。b.應(yīng)用：變量之間的關(guān)系通過辨別技術(shù)來確定，動態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立對于控制和約束輸入變量以及裝置在實(shí)際安裝中的過程及其重要；其次在收集數(shù)據(jù)的過程中，極易受到各種干擾，比如聲波、噪聲干擾等等，所以為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在收集數(shù)據(jù)過后一定要經(jīng)過嚴(yán)密的篩選和過濾，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。對于難以測量和不可測量的數(shù)據(jù)，及時(shí)采用實(shí)時(shí)計(jì)算，采用軟測量等手段獲取指標(biāo)性數(shù)據(jù)。先進(jìn)的控制技術(shù)中除了除了繼承過去控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以外還具有自適應(yīng)控制、變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制等等許多優(yōu)點(diǎn)。各種控制技術(shù)互相滲透，交叉結(jié)合，性能更加優(yōu)秀，可以自己來診斷和修復(fù)出現(xiàn)的技術(shù)故障，有著很好的優(yōu)化全局能力。

2）現(xiàn)場總線。a.特點(diǎn)：現(xiàn)場總線的特點(diǎn)就是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛性通過實(shí)現(xiàn)設(shè)備儀器和現(xiàn)場相連接的方式將整個自動化系統(tǒng)和現(xiàn)場的智能化設(shè)備有機(jī)整合在一起，LNG生產(chǎn)工藝技術(shù)控制領(lǐng)域的發(fā)展離不開現(xiàn)場總線的運(yùn)用。機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動化技術(shù)在現(xiàn)場總線系統(tǒng)中運(yùn)用的十分廣泛，使系統(tǒng)的單回路調(diào)節(jié)器、現(xiàn)場變送器、現(xiàn)場執(zhí)行器、可編程序控制器、數(shù)據(jù)記錄儀等生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息化、雙向串行以及對變量。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)通現(xiàn)有的分布式系統(tǒng)、可編程邏輯控制器等相比，還具有諸多特點(diǎn)，可以更有效的控制現(xiàn)場設(shè)備，未來液化天然氣生產(chǎn)行業(yè)自動化系統(tǒng)發(fā)展將會向現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)方向發(fā)展。b.應(yīng)用：總線控制系統(tǒng)的在LNG生產(chǎn)過程中的重要作用之一就是節(jié)省包括生產(chǎn)裝置和安裝費(fèi)在內(nèi)生產(chǎn)成本，提高利潤，因?yàn)楝F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)室內(nèi)設(shè)備較少，不需要大面積廠房安置，結(jié)構(gòu)有比較簡單，很多設(shè)備之間可以用了雙絞線來鏈接，所以它的硬件投資相比與分布式控制系統(tǒng)來說低很多，電氣安裝設(shè)備的使用量減少間接降低了安裝的費(fèi)用。前期基礎(chǔ)性的投資減少，控制和安裝程序也相應(yīng)減少，這樣一來，操作人員的工作量就大大減少，降低工作人員的工作強(qiáng)度有利于簡化工作流程，增加利益空間。除了前期投入之外，還能減少自動化設(shè)備生產(chǎn)的后期投入，當(dāng)現(xiàn)場狀況發(fā)生變化時(shí)，分布式系統(tǒng)需要根據(jù)新的現(xiàn)場情況從新布局。而現(xiàn)場總線控制技術(shù)不需要重新布局，只需要在原基礎(chǔ)上相應(yīng)變化，只需要就近連接電纜，不僅可以節(jié)省資源、節(jié)約成本，還有效的擴(kuò)大了電纜的規(guī)模，極大的增強(qiáng)了現(xiàn)場的全局控制，對生產(chǎn)中的情況進(jìn)行預(yù)測和自查。提升了整個系統(tǒng)運(yùn)行過程中安全性和可靠性。

4 結(jié)語

在現(xiàn)代液化天然氣自動化的趨勢是分布在網(wǎng)絡(luò)中建立獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，分散系統(tǒng)的危險(xiǎn)。降低系統(tǒng)運(yùn)行失誤所帶來的利益損失，為了能使自動化系統(tǒng)的信息化越來越強(qiáng)，將自動化設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，才能使得自動化實(shí)現(xiàn)管控一體。面對日益激烈的競爭。采用中外結(jié)合，引進(jìn)外來技術(shù)實(shí)現(xiàn)本土技術(shù)的自主創(chuàng)新，結(jié)合實(shí)際情況才能使自動化發(fā)展更好。

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作者簡介：

鉉科（1981-），男，山東泰安人，研究方向：電氣自動化。