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[摘 要]为了改善生产技术，扩大生产规模，多数化工企业纷纷开始将自动化项目作为发展的重点，通过计算机控制进行自动化的调度。但是，目前我国化工企业在进行机械化生产过程中还存在很多问题，PLC以及电气系统的设计还需要不断的完善。本文主要探讨了化工企业机械化生产过程中的PLC和电气系统的设计。
[关键词]化工企业；机械化生产；PLC；电气系统；设计
中图分类号：G423.07 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0264-01
1. 化工企业机械化生产中的PLC设计分析
1.1工期得不到有效的控制
化工企业在是生产过程中，针对不同生产过程要求的自动化复杂程度，进行针对性的PLC控制系统软件的具体设计。在PLC控制系统中，软件程序主要分为模块化程序以及基本程序。其中，基本程序是PLC 控制系统中的独立程序，同时也可以作为PLC系统中的一个子模块，工艺程序的控制过程非常简单。如：通过二分频操作一个按钮，就可以实现PLC控制系统以及其他设备的启动和关闭。模块化程序相对于基本程序而言，属于控制目标程序，为了实现调试和编写的独立性，需要根据软件设计将系统整体划分为数十个子任务模块[1]。
为了尽量减少调用过程中的编程量和内存占用量，必须要对PLC程序的编制进行优化，确保其可以重复调用，将正反自锁互锁转程序进行整合和封装，使其成为一个独立的模块。进行整合之后的子模块都具有较强的独立性，所以通过整合可以简化各个模块之间的连接关系，使调试和修改工作更加简单。目前，我国自动化控制的系统或者模型多数是由企业独立开发完成，所以各个企业、行业领域之间没有进行交流，各个自动化控制模型之间也无法进行有效的数据交换，从而导致工业实时数据和模型数据不一致，交换流程非常混乱。只有少数发展非常快、自动化水平非常高的企业在独立研究自动化控制技术，从表面上看，独立自动化控制技术需要耗费企业较多的人力、物力和财力，短时间内效果并不明显，但是从长远来看，有助于提升企业的核心竞争力，提高工艺的水平和条件，对于企业的发展而言非常有利。只有找到各个工艺程序细节质量控制的具体指标和属性，才可以提高试验生产结果的精准性[2]。
2.化工企业电气系统的设计分析
化工企业在生产经营过程中需要消耗很多的电力，供电系统是否稳定会直接影响到化工企业的生产，所以在设计化工企业电气系统时，首先要考虑的因素就是对供电系统的稳定性进行检验。
2.1电压等级的设计
过去，化工企业的供电电压多是110千伏、35千伏系统、6千伏中压系统以及220/380低压系统。但是近年来，化工企业的生产规模在不断扩大，对电力系统的稳定性以及供电量都提出了更高的要求，传统的电气装备已经无法满足化学企业生产的需求，所以市场上出现了超大容量的电气系统，受到了广大化工企业的青睐。调查结果显示，35千伏等级的配电系统变压器容量目前已经超过了5万KVA，所以从这个趋势来看，进一步的扩大是大势所趋，化工企业电气系统的设计也要跟上时代的脚步，满足企业生产经营的需求，促进企业的发展[3]。
2.1.1低压电动机电压等级的设计
过去，化工企业供电系统的设计都是选择220/380伏的低压系统，但是目前，低压动力系统在设计过程中普遍选择低压等级在200千瓦以下的电动机以及中等电压。由于各个领域的供电量需求越来越大，低压电机的用电量占化工装置用电量的50%左右，这种低压供电系统会对供电线路造成较大的损耗。针对这个问题，市场上也相继出现了低压配电柜、热继电器以及空气断路器等科学的技术材料，使低压电机应用380/660伏电路系统称为可能。
2.1.2高压电动机电压等级的设计
过去，主要采用的高压电动机都是6千伏电压等级，而目前，使用范围更广的是10千伏电压等级，因其具有较高的实用价值和安全性受到使用者的青睐，并且运行状况良好。但是10千伏电压等级也存在一定的问题，在使用过程中要对电动机进行变频调节控制，成本比较高。所以多数化工企业为了节约成本，就将2000千伏以下的电动机电压降低到3千伏，3000千伏以上的电动机电压则使用6千伏，这样不仅可以满足生产的需求，也可以降低成本[4]。
2.1.3供电系统电压等级的设计
在对供电系统电压等级进行设计时，必须要根据施工规范、化学装置的容量以及供电条件等进行综合性的考虑。通常情况下，在供电系统的电压等级选择，尽量选择高的电压等级，从而最大限度的降低电气设备的投资成本和变数级数造成的损耗。
2.2根据用电的负荷等级进行设计
在电气系统中，根据用电的负荷等级将用电负荷分为一级、二级、三级负荷。电气系统在运行过程中，只需要对一级负荷设置双回路供电，同时配备好应急发电机，准备好备用的电源。如果用电装备错误操作导致装备损坏、毒气泄漏、停产甚至爆炸等都属于二级、三级负荷。
2.3继电保护的设计
首先，对化工企业电气系统的设计进行充分的了解，由于电源进线都是架空线路，所以一旦发生故障，也是瞬时性的，所以为了保证电网的供电安全，化工企业可以和供电部门进行沟通，征求供电部门的许可，设计一次施工线路故障自动重合闸。其次，设计人员必须针对继电保护定值环境进行合理的设计。在设备使用正常的基础上，将末端设备的保护定值降低到最小值，而末端相反部位的设备以及上一级的设备保护定值提高到最大值。这样可以增加时差和极差，尽量避免发生跳闸、跳级等情况，停电时，也能够缩小停电范围[5]。
3.结束语
综上所述，为了提高化工企业生产经营的稳定性和安全性，可以在生产过程中应用PLC系统，对控制系统进行合理的设计，保护机械设备的使用安全。并且，随着科学技术的不断进步和社会经济的迅速发展，化工领域会逐渐出现更多的科学技术，化工企业也会使用更多的新工艺，所以必须要做好电气系统的合理设计，提高电气系统的稳定性和安全性。
参考文献
[1] 庄怀鹏. 化工企业安全生产管理对策浅析——以滨州化工企业为例[J]. 安全，2012，12：34-35.
[2] 付燕韬. 化工企业推进安全生产标准化建设的常见问题及对策[J]. 化工管理，2015，16：128+133.
[3] 林洁，孙纳. 化工企业如何实现制造车间的有效通风[J]. 科技创新与应用，2015，07：71.
[4] 李环周，石增虎. 论石油化工企业的安全管理与改进[J]. 中国石油和化工标准与质量，2013，11：191.
[5] 裘烈强. 探讨化工企业开展安全生产标准化存在的不足及对策[J]. 山东化工，2013，04：126-127.
作者简介
张健（1984.12-），男，汉族，山东日照人，理学硕士，任职于济南大学泉城学院，研究方向：电气工程及其自动化。
[关键词]化工企业；机械化生产；PLC；电气系统；设计
中图分类号：G423.07 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0264-01
1. 化工企业机械化生产中的PLC设计分析
1.1工期得不到有效的控制
化工企业在是生产过程中，针对不同生产过程要求的自动化复杂程度，进行针对性的PLC控制系统软件的具体设计。在PLC控制系统中，软件程序主要分为模块化程序以及基本程序。其中，基本程序是PLC 控制系统中的独立程序，同时也可以作为PLC系统中的一个子模块，工艺程序的控制过程非常简单。如：通过二分频操作一个按钮，就可以实现PLC控制系统以及其他设备的启动和关闭。模块化程序相对于基本程序而言，属于控制目标程序，为了实现调试和编写的独立性，需要根据软件设计将系统整体划分为数十个子任务模块[1]。
为了尽量减少调用过程中的编程量和内存占用量，必须要对PLC程序的编制进行优化，确保其可以重复调用，将正反自锁互锁转程序进行整合和封装，使其成为一个独立的模块。进行整合之后的子模块都具有较强的独立性，所以通过整合可以简化各个模块之间的连接关系，使调试和修改工作更加简单。目前，我国自动化控制的系统或者模型多数是由企业独立开发完成，所以各个企业、行业领域之间没有进行交流，各个自动化控制模型之间也无法进行有效的数据交换，从而导致工业实时数据和模型数据不一致，交换流程非常混乱。只有少数发展非常快、自动化水平非常高的企业在独立研究自动化控制技术，从表面上看，独立自动化控制技术需要耗费企业较多的人力、物力和财力，短时间内效果并不明显，但是从长远来看，有助于提升企业的核心竞争力，提高工艺的水平和条件，对于企业的发展而言非常有利。只有找到各个工艺程序细节质量控制的具体指标和属性，才可以提高试验生产结果的精准性[2]。
2.化工企业电气系统的设计分析
化工企业在生产经营过程中需要消耗很多的电力，供电系统是否稳定会直接影响到化工企业的生产，所以在设计化工企业电气系统时，首先要考虑的因素就是对供电系统的稳定性进行检验。
2.1电压等级的设计
过去，化工企业的供电电压多是110千伏、35千伏系统、6千伏中压系统以及220/380低压系统。但是近年来，化工企业的生产规模在不断扩大，对电力系统的稳定性以及供电量都提出了更高的要求，传统的电气装备已经无法满足化学企业生产的需求，所以市场上出现了超大容量的电气系统，受到了广大化工企业的青睐。调查结果显示，35千伏等级的配电系统变压器容量目前已经超过了5万KVA，所以从这个趋势来看，进一步的扩大是大势所趋，化工企业电气系统的设计也要跟上时代的脚步，满足企业生产经营的需求，促进企业的发展[3]。
2.1.1低压电动机电压等级的设计
过去，化工企业供电系统的设计都是选择220/380伏的低压系统，但是目前，低压动力系统在设计过程中普遍选择低压等级在200千瓦以下的电动机以及中等电压。由于各个领域的供电量需求越来越大，低压电机的用电量占化工装置用电量的50%左右，这种低压供电系统会对供电线路造成较大的损耗。针对这个问题，市场上也相继出现了低压配电柜、热继电器以及空气断路器等科学的技术材料，使低压电机应用380/660伏电路系统称为可能。
2.1.2高压电动机电压等级的设计
过去，主要采用的高压电动机都是6千伏电压等级，而目前，使用范围更广的是10千伏电压等级，因其具有较高的实用价值和安全性受到使用者的青睐，并且运行状况良好。但是10千伏电压等级也存在一定的问题，在使用过程中要对电动机进行变频调节控制，成本比较高。所以多数化工企业为了节约成本，就将2000千伏以下的电动机电压降低到3千伏，3000千伏以上的电动机电压则使用6千伏，这样不仅可以满足生产的需求，也可以降低成本[4]。
2.1.3供电系统电压等级的设计
在对供电系统电压等级进行设计时，必须要根据施工规范、化学装置的容量以及供电条件等进行综合性的考虑。通常情况下，在供电系统的电压等级选择，尽量选择高的电压等级，从而最大限度的降低电气设备的投资成本和变数级数造成的损耗。
2.2根据用电的负荷等级进行设计
在电气系统中，根据用电的负荷等级将用电负荷分为一级、二级、三级负荷。电气系统在运行过程中，只需要对一级负荷设置双回路供电，同时配备好应急发电机，准备好备用的电源。如果用电装备错误操作导致装备损坏、毒气泄漏、停产甚至爆炸等都属于二级、三级负荷。
2.3继电保护的设计
首先，对化工企业电气系统的设计进行充分的了解，由于电源进线都是架空线路，所以一旦发生故障，也是瞬时性的，所以为了保证电网的供电安全，化工企业可以和供电部门进行沟通，征求供电部门的许可，设计一次施工线路故障自动重合闸。其次，设计人员必须针对继电保护定值环境进行合理的设计。在设备使用正常的基础上，将末端设备的保护定值降低到最小值，而末端相反部位的设备以及上一级的设备保护定值提高到最大值。这样可以增加时差和极差，尽量避免发生跳闸、跳级等情况，停电时，也能够缩小停电范围[5]。
3.结束语
综上所述，为了提高化工企业生产经营的稳定性和安全性，可以在生产过程中应用PLC系统，对控制系统进行合理的设计，保护机械设备的使用安全。并且，随着科学技术的不断进步和社会经济的迅速发展，化工领域会逐渐出现更多的科学技术，化工企业也会使用更多的新工艺，所以必须要做好电气系统的合理设计，提高电气系统的稳定性和安全性。
参考文献
[1] 庄怀鹏. 化工企业安全生产管理对策浅析——以滨州化工企业为例[J]. 安全，2012，12：34-35.
[2] 付燕韬. 化工企业推进安全生产标准化建设的常见问题及对策[J]. 化工管理，2015，16：128+133.
[3] 林洁，孙纳. 化工企业如何实现制造车间的有效通风[J]. 科技创新与应用，2015，07：71.
[4] 李环周，石增虎. 论石油化工企业的安全管理与改进[J]. 中国石油和化工标准与质量，2013，11：191.
[5] 裘烈强. 探讨化工企业开展安全生产标准化存在的不足及对策[J]. 山东化工，2013，04：126-127.
作者简介
张健（1984.12-），男，汉族，山东日照人，理学硕士，任职于济南大学泉城学院，研究方向：电气工程及其自动化。