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有關(guān)工業(yè)自動(dòng)化改造及其運用
工業(yè)自動(dòng)化作為現代先進(jìn)工業(yè)科學(xué)的核心技術(shù),是工業(yè)現代化的物質(zhì)基石和重要標志。但是,褚健指出,現今我國整個(gè)裝備領(lǐng)域,無(wú)論是過(guò)程裝備,還是機械裝備,整體的效能都很低,高端裝備自主率低,處于產(chǎn)業(yè)鏈的低端。我們國家的勞動(dòng)生產(chǎn)率低,只達到發(fā)達國家的20%~30%,甚至更低。因此,不斷的去研究和探討我國工業(yè)自動(dòng)化改造、發(fā)展和戰略的方向,對我國工業(yè)化的發(fā)展有著(zhù)長(cháng)遠的現實(shí)意義、時(shí)代意義。作者結合我國工業(yè)現代化的實(shí)際,提出了工業(yè)自動(dòng)化改造的方向,并對其技術(shù)的應用進(jìn)行了探討。
1、工業(yè)自動(dòng)化的改造方向
劉運昭研究指出,分布式、開(kāi)放式和信息化, 將會(huì )是工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展方。設備的自動(dòng)化控制依靠模擬量控制,具備記錄、匯總、分析信息與數據的功能。同時(shí),對設備生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行全面的監督,在生產(chǎn)設備的操作發(fā)生意外或者參數設定不當,發(fā)生突發(fā)事件的情況下,設備具有一定的應變與緊急控制的能力,防止事故發(fā)生與造成損失。根據現在工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展現在,以及要解決的問(wèn)題,工業(yè)自動(dòng)化具有以下的改造方向。
1.1 未來(lái)PLC
目前,PLC正向著(zhù)微型化、網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展,結構和性能的PC化將是未來(lái)PLC發(fā)展的一個(gè)主要趨勢�，F今,Ethernet技術(shù)的擴展,是控制領(lǐng)域一個(gè)重要的發(fā)展趨勢,Ethernet接口開(kāi)始被現有的PLC生產(chǎn)企業(yè)向客戶(hù)提供,加大了PLC控制系統的開(kāi)放性。(賀章波.我國工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展方向.中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,(19):159-159.)
現場(chǎng)總線(xiàn)的FCS防線(xiàn)是本著(zhù)分散化、全數字化的標準,并盡可能的全開(kāi)放和互操作的最新工業(yè)生產(chǎn)控制自動(dòng)化系統�，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)使得監測控制設備具有了計算和通信的雙重能力,即所謂的“智能化”。同時(shí),對信號的測量、傳輸以及控制精度的提高,都有著(zhù)很大的影響,而且,也非常有利于系統、設備功能的的提高。 FCS成為工業(yè)自動(dòng)化改造發(fā)展的趨勢之一,它通過(guò)改變傳統控制系統的結構,采用全數字通信方式,形成了一個(gè)新型的網(wǎng)絡(luò )集成全分布系統,FCS具有開(kāi)放式、全分布、智能化、可互操作性、適應現場(chǎng)環(huán)境強等特點(diǎn),形成了一個(gè)從測控設備到監控計算機的實(shí)時(shí)、雙向、全數字化、多節點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò ),順應了發(fā)展控制網(wǎng)絡(luò )的要求。
1.3 由工業(yè)控制自動(dòng)化軟件到APC的發(fā)展
工業(yè)控制自動(dòng)化軟件將會(huì )從人機界面向著(zhù)先進(jìn)控制的方向發(fā)展,即APC�，F階段,APC策略主要包括:自適應控制、魯棒控制和預測控制,尤其是智能控制,它的下屬分支還包含專(zhuān)家系統、灰色預測、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )等。
2、工業(yè)自動(dòng)化的應用
2.1 在鍋爐機組中的應用
鍋爐設備是一個(gè)多輸入、多輸出,且相互關(guān)聯(lián)的復雜系統,對應的控制系統是一個(gè)典型的多變量、純滯后、強耦合的復雜控制系統。為了構建一個(gè)可靠的、安全的、智能隨動(dòng)的工業(yè)自動(dòng)化控制系統,以技術(shù)成熟的工業(yè)控制機為控制核心,采用統一的標準信號,以變送器和執行器為基礎的現場(chǎng)儀表,按需補充監測控制點(diǎn),是保障鍋爐安全而平穩的運行基礎。同時(shí),工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)在控制策略和軟件實(shí)現上,可以較好的解決多變量解耦關(guān)系以及滯后響應問(wèn)題。
在工業(yè)自動(dòng)化控制系統設計上,采用集中控制,但分散驅動(dòng)的集散控制思想,并采用標準的多層結構進(jìn)行開(kāi)發(fā),從而,實(shí)現鍋爐系統采集、存儲、監測、圖形、報表、管理、控制、保護、報警等功能的一體化。同時(shí),整個(gè)鍋爐系統充分考慮工業(yè)自動(dòng)化控制的先進(jìn)性、開(kāi)放性、可靠性、穩定性、安全性等原則,利用面向對象進(jìn)行分析、設計的技術(shù),將系統模塊化、集成化。因此,鍋爐系統充分體現了工業(yè)自動(dòng)化的應用。
2.2 在變電站中的應用工業(yè)自動(dòng)化在變電站中的應用,給變電站系統帶來(lái)了集中結構與分散結構的結合、全分散式的分布結構、通信協(xié)議的使用等結構變化,實(shí)現了對變電站內部的監控,包括數據采集及其處理、系統監視與報警、遠程通信與控制、人機交換和歷史數據記錄等;對變電站控制的實(shí)時(shí)調節,通過(guò)監控畫(huà)面對可控的自動(dòng)化設備實(shí)施分合等操作控制,對可調的自動(dòng)化設備實(shí)施升降等操作控制,對需要保護的自動(dòng)化控制設備要進(jìn)行定值的查詢(xún)和設定;變電站與計算機的互訪(fǎng)閉鎖,建立與控制臺計算機的互訪(fǎng)通信,使得控制能夠相互閉鎖等功能。
2.3 在油田中的應用對于自動(dòng)化技術(shù)在整裝油田站場(chǎng)的應用設計,需要根據整裝油田的實(shí)際生產(chǎn)特點(diǎn)和規模,還有集輸工藝和投入、產(chǎn)出比率等指標全面綜合的進(jìn)行考慮。
2.3.1整裝油田
集中處理站即聯(lián)合站,控制功能不宜過(guò)于強烈,控制系統的規模不宜過(guò)于太大,最好利用控制室的計算機系統進(jìn)行集中的監測控制;對于大型的油田氣接轉站,若對于數據的計量有特殊的要求,可利用工業(yè)控制機或可編程序控制器(NIPLC)來(lái)完成;而對于那些工藝流程比較簡(jiǎn)單,而且檢測控制參數又比較少的油氣田站場(chǎng),最好使用小型的計算機控制系統,或者油田專(zhuān)用的監控裝置設備實(shí)施監測控制。
2.3.2沙漠或其他的自然條件比較惡劣的油氣田站
對于此類(lèi)的油氣田站場(chǎng)來(lái)說(shuō),自動(dòng)化控制技術(shù)的應用在配置上有著(zhù)特殊的要求,要保證油氣田的接轉站和井口等處可以實(shí)現無(wú)人值守,在聯(lián)臺站內實(shí)施集中的監測控制。針對于全油田,最好使用性?xún)r(jià)比適中的SCADA系統(即監控和數據采集系統),進(jìn)行集中的監測控制與管理。
2.3.3整裝氣田
為了對油氣田進(jìn)行合理的開(kāi)發(fā),科學(xué)的管理,保障和提高整個(gè)集輸系統的可靠性,保障和保護人身和設備的安全、平穩供氣和周?chē)h(huán)境,自動(dòng)化控制系統應采用 SCADA系統,實(shí)施數據采集、監視和遠程控制油氣田所歸屬的站場(chǎng)的工藝參數,自動(dòng)化控制管理整裝油氣田統一的生產(chǎn)運行。
3、結語(yǔ)
本文討論了工業(yè)自動(dòng)化改造發(fā)展的方向,并總結了現階段其在典型領(lǐng)域的應用,對發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化具有一定的參考,隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,其在工程領(lǐng)域中也具有廣闊的的發(fā)展前景。
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