浅论人工智能控制在工业电加热中的应用

浅论人工智能控制在工业电加热中的应用

李长林

身份证号:220203197206111818

摘要：阐述化肥厂合成氨装置特定电加热器原有控制系统的问题，包括安全隐患、温度控制精度不足等。介绍改进方案，涵盖控制系统优化、主回路设计优化等多方面。这些改进提升系统性能，确保安全高效生产，对工业电加热中的人工智能控制应用有借鉴意义。

关键词：人工智能控制；工业电加热；温度控制精度；超温保护；分组控制

引言：在工业生产中，电加热系统的有效控制至关重要。化肥厂合成氨装置的电加热器控制系统，原有的存在诸多问题，影响生产安全与效率。随着人工智能控制技术的发展，为解决这些问题提供了新的思路与方法，这在工业电加热领域有着广泛的研究与应用价值。

1. 原有控制系统问题

1.1安全隐患

在工业电加热领域，原有控制系统存在不容忽视的安全隐患。以化肥厂合成氨装置为例，400单元E0410变换炉电加热器和700单元E0710合成塔电加热器的原有控制系统由德国公司提供，其主回路采用3相控制2相的方案，B相直通且无调功器。这一设计致使电加热器在停用期间仍然带电，在高温、高压的工作环境下，如700单元E0710合成塔电加热器，这种带电状态犹如一颗不定时炸弹，随时可能引发严重的安全事故，威胁到人员的生命安全以及设备的正常运行，给整个生产流程带来巨大的潜在风险。

1.2温度控制精度不足

原有控制系统的温度控制精度难以满足工业电加热的需求。其采用的3相控制2相的方案，极大地限制了温度控制的精确性。在升温过程中，精确控制温度对于生产工艺至关重要，而这种方案却无法达到这一要求。例如，在一些对温度变化较为敏感的生产环节，微小的温度偏差可能导致产品质量下降或者生产效率降低。此外，原系统采用滑动电阻器进行超温保护的调解，长期使用后接触不良的问题频发，这进一步影响了温度控制的稳定性和精度，无法为生产提供可靠的温度保障。

1.3超温保护稳定性差

超温保护稳定性差是原有控制系统的又一严重问题。原系统采用滑动电阻器进行超温保护的调解，随着使用时间的增长，滑动电阻器容易出现接触不良的情况。这种接触不良会导致超温保护系统的稳定性大打折扣，误动作频繁发生。在工业电加热过程中，超温保护的稳定性是确保设备安全和生产正常进行的关键因素。一旦超温保护系统出现误动作或者无法正常工作，设备可能会因为超温而遭受损坏，进而影响整个生产流程，甚至可能引发火灾等严重的安全事故，给企业带来巨大的经济损失。

2. 改进方案

2.1优化控制系统

优化控制系统对于提升工业电加热的性能至关重要。首先，可以采用国内先进的控制系统，这样能够提高系统的可靠性和可维护性。依据电热电器的设计制造与使用维修相关理论，对系统进行精心优化设计。另外，选用国际知名品牌的进口控制系统，如西门子、施耐德、华超、欧陆等也是很好的选择。这些品牌的控制系统具备实时性、先进性和可靠性的特点。通过配置高精度的温度传感器和调功器，以及先进的PLC控制器，能够实现精确的温度控制和超温保护。这一优化措施可以有效解决原有控制系统存在的诸多问题，为工业电加热提供更加稳定、高效的控制体系。

2.2优化主回路设计

优化主回路设计是改进工业电加热控制系统的关键环节。将主回路从3相控制2相改为3相控制3相的方案，这一改变能够确保电加热器在停用期间不带电，从而彻底消除安全隐患。在生产过程中，安全始终是首要考虑的因素，这种改进为安全生产提供了坚实的保障。同时，通过精确调节A、B、C三相的调功器，可以实现更精细的温度控制。在不同流速下的温升变化过程中，精确的温度控制能够满足生产工艺的要求，提高产品质量和生产效率，使整个工业电加热系统更加稳定、高效地运行。

2.3提高温度控制精度

提高温度控制精度对于工业电加热有着深远的意义。通过精确调节调功器，可以实现更精细的温度控制。依据电热电器的设计制造与使用维修中的理论，确保每台加热器的加热功率、加热表面负荷以及加热温升固定。在工业生产中，精确的温度控制是保证产品质量的关键因素之一。例如在一些化工生产过程中，特定的化学反应需要在精确的温度范围内进行，温度偏差可能导致反应不完全或者产生副反应，影响产品的纯度和产量。提高温度控制精度能够使生产过程更加稳定，减少因温度波动带来的不良影响，从而提高生产效率和产品质量。

3. 改进后的意义

3.1提升系统整体性能

改进后的系统在整体性能上有了显著的提升。通过一系列的改进措施，如优化控制系统、主回路设计、提高温度控制精度、增强超温保护稳定性以及实施分组控制策略等，各个环节之间相互配合、协同工作。控制系统的优化使得系统的可靠性、可维护性以及实时性得到提高；主回路设计的优化消除了安全隐患并提高了温度控制的精细度；温度控制精度的提高保证了生产过程的稳定性；超温保护稳定性的增强避免了设备因超温而受损；分组控制策略提高了系统的灵活性和可靠性。这些改进措施共同作用，使系统整体性能得到全方位的提升，能够更好地适应工业电加热的复杂需求。

3.2确保安全生产

改进后的系统对安全生产有着不可替代的重要意义。在工业电加热过程中，安全是重中之重。优化后的主回路设计确保电加热器在停用期间不带电，消除了原有的安全隐患。超温保护稳定性的增强，采用PLC可编程控制器进行超温保护的采样和调解，减少了误动作的发生，有效避免了因超温而引发的设备损坏和安全事故。分组控制策略使得某一组加热器出现问题时不会影响其他组，降低了故障对整个系统的影响范围。这些改进措施是从众多方面着手的，它们犹如一道道坚固的防线，全面确保了安全生产。无论是生产流程的优化，还是安全设备的更新升级，亦或是员工安全意识的强化培养等各个环节，这些改进措施都起到了至关重要的作用。它们为企业能够稳定地进行生产活动，以及保障员工的生命安全，构建起了非常坚实的保障体系，让企业在安全的环境下得以持续发展，让员工能够安心地投入到工作之中。

3.3提高生产效率

改进后的系统在提高生产效率方面发挥着积极的作用。精确的温度控制能够使生产过程更加稳定，减少因温度波动而导致的生产中断或者产品质量问题。例如，在一些需要特定温度条件的生产环节，精确的温度控制可以保证化学反应的顺利进行，提高产品的产量和质量。分组控制策略提高了系统的灵活性，即使某一组加热器出现问题，通过提升其他组的加热功率分配也能够补足保护状态的加热部分，减少对生产的影响。除此之外，智能动态功率平衡管理系统具备诸多卓越的功能。它能够对功率输出进行优化处理，使其保持稳定的状态。在生产过程中，该系统可以有效降低因人为失误而产生操作风险的可能性。并且，针对加热过程中存在的热惯性问题，它也能够予以解决。通过这些功能的协同作用，生产效率得到了进一步的提升。这一系统的应用为整个生产流程带来了更为可靠的保障，是提升生产效益不可或缺的重要因素。

结束语：化肥厂合成氨装置电加热器控制系统的改进，是人工智能控制在工业电加热应用中的成功范例。它有效解决了原有系统的诸多问题，提升了系统性能，保障了生产安全与效率。这一应用为工业电加热领域的发展提供了有益的经验，未来人工智能控制将在该领域发挥更大的作用。

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