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1.前言
化工生產(chǎn)自動化指的是在原有的生產(chǎn)設(shè)備中,再加入一些合理的自動化裝置,從而代替了操作人員的直接生產(chǎn),節(jié)省了大量勞動資源,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。通過這種自動化裝置進而管理化工生產(chǎn)的方式,就是化工生產(chǎn)自動化,也可以簡化為化工自動化。
2.化工自動化控制的含義
早在二十世紀50年代,就已經(jīng)出現(xiàn)了自動化,其中早期的自動化主要包含檢測與控制兩個內(nèi)容。但是,經(jīng)過長期的發(fā)展,將自動化檢測和控制看作是兩個獨立的概念。事實上,化工生產(chǎn)控制指的是如何在化工生產(chǎn)過程中更好的應(yīng)用控制理論,主要包含分析自動化系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)的運行與實施等。
3.化工自動化控制的現(xiàn)狀和發(fā)展
近幾年,隨著我國經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展,自動化儀表正在朝著智能化的方向發(fā)展,并且已經(jīng)取得了較大的進步,智能化儀表實現(xiàn)了數(shù)字化、小型化、輕量化,但是,發(fā)展轉(zhuǎn)變最大的就是實現(xiàn)了信號傳遞,也就是說化工自動化使用了現(xiàn)場總線技術(shù),這樣一來,將傳統(tǒng)的模擬量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂芯幋a功能的數(shù)字量?;ぷ詣踊刂萍夹g(shù)涉及到很多的現(xiàn)代技術(shù),例如:控制理論技術(shù)、儀表技術(shù)、計算機技術(shù)等,從而對化工生產(chǎn)實現(xiàn)檢測、控制、管理等目的,最終增加化工產(chǎn)量、減少消耗、生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品的技術(shù)?;ぷ詣踊刂萍夹g(shù)主要有三大系統(tǒng)組成,即化工自動化軟件、硬件、應(yīng)用系統(tǒng)?,F(xiàn)如今,化工自動化控制成為制造行業(yè)中的最重要的技術(shù),通過此技術(shù)可以有效的解決化工生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。現(xiàn)如今,當(dāng)前我國化工自動化控制發(fā)展大部分都是從國外引進先進的設(shè)備,在投入使用一段時間后,根據(jù)企業(yè)的特點進行再次開發(fā)與利用。
4.區(qū)別化工自動化控制和一般控制的方法
4.1動態(tài)法
在化工企業(yè)生產(chǎn)過程中,將多種工藝所需要的平衡狀態(tài)看作是穩(wěn)態(tài)。在化工企業(yè)生產(chǎn)達到穩(wěn)態(tài)時,如果出現(xiàn)干擾,那么控制變量就會發(fā)生偏離,原理穩(wěn)態(tài),但是,通過設(shè)備中的控制裝置使控制變量又會逐漸回到穩(wěn)態(tài)。我們將受干擾后偏離穩(wěn)態(tài)又很快回到穩(wěn)態(tài)的過程叫做動態(tài)過程。通常情況下,這個回復(fù)過程是震蕩式的,可以使控制變量回復(fù)到原來的初始狀態(tài),同時也可以將控制變量回復(fù)到另一個新的穩(wěn)定狀態(tài)。現(xiàn)如今,大多數(shù)化工生產(chǎn)設(shè)備都是根據(jù)預(yù)測可能會出現(xiàn)偏離的動態(tài)條件來設(shè)計的,并不是所有的都根據(jù)穩(wěn)態(tài)來計算設(shè)計的。
4.2反饋法
化工自動化控制的效果與發(fā)展是和信息反饋有著很大的關(guān)系的。在自動化控制系統(tǒng)中,在控制器采集到控制信號時,如果可以將預(yù)期的控制效果信息又傳送到控制器,從而進行信息數(shù)據(jù)比較,進而控制器決定下一步該怎樣進行校正,我們把控制預(yù)期效果信息又重新傳送到控制器的過程稱之為反饋。反饋是提高控制質(zhì)量的最有效的措施,通過改變反饋信息的大小、規(guī)律等,將會產(chǎn)生不同的控制效果,有時也可以將不穩(wěn)定的系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂瀑|(zhì)量最佳的穩(wěn)定系統(tǒng)。因此,將反饋看成是整體控制系統(tǒng)最主要的一部分。
5.提高化工自動化控制水平的有效措施
5.1質(zhì)量控制參數(shù)要合理選擇
在試驗生產(chǎn)過程中,必須要選擇質(zhì)量較好的控制屬性與指標。但是,對于化工企業(yè)來說,參數(shù)大多數(shù)都不是統(tǒng)一、規(guī)劃的,大多數(shù)都呈個分布的。通常情況下,參數(shù)都符合正態(tài)分布,那么我們就可以選用正態(tài)分布的理論好姿勢來描述化工自動化控制的各項指標。
5.2采用預(yù)防式質(zhì)量控制管理模式
在主顯示器上接收數(shù)據(jù)信息,并且可以繪制出相應(yīng)的質(zhì)量控制圖,當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時,就應(yīng)該立即產(chǎn)生警報,通知有關(guān)人員要及時采用有效的措施加以解決。此模式就是與方式的質(zhì)量控制管理模式,而且這也是最常見的質(zhì)量控制模式?;ぷ詣踊刂乒芾砟繕耸且@得穩(wěn)定的可靠產(chǎn)品。一旦質(zhì)量控制效果不好,那么生產(chǎn)的產(chǎn)品也就不符合要求,所以,必須重新就行加工,結(jié)果大大增加了生產(chǎn)成本。然而,如果質(zhì)量控制效果良好,那么就會使化工企業(yè)生產(chǎn)效率大大提高,而生產(chǎn)成本也就相應(yīng)的會減少。
6.化工自動化控制存在的問題和有效的解決對策
6.1模型通用性能較差
現(xiàn)如今,開發(fā)的各種模型都是根據(jù)某些大型企業(yè)的生產(chǎn)裝置來開發(fā)的,但是,由于我國化工企業(yè)生產(chǎn)工藝流程的多樣性,使得現(xiàn)有的模型通用性能非常差,得不到廣泛的推廣和使用。
6.2產(chǎn)品化能力非常差
產(chǎn)品化能力較差主要表現(xiàn)在兩方面,一方面,對現(xiàn)有生產(chǎn)模型與技術(shù)進行優(yōu)化必須要有足夠的資金與人力資源,通常情況下,要求研究人員應(yīng)該具備足夠的科研實力,然而,卻缺少足夠的產(chǎn)品優(yōu)化資金;另一方面,將學(xué)歷很高的研究人員都安排到開發(fā)產(chǎn)品化程序工作中,沒有合理的分配人力資源,浪費了更多的人力資源。
6.3加強技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)研究
在未來的化工企業(yè)發(fā)展中,要將工作重點放在應(yīng)用技術(shù)與新技術(shù)的研究過程中,從而實現(xiàn)化工企業(yè)的經(jīng)濟增長。而且,在化工生產(chǎn)中還要大量運用信息技術(shù)?,F(xiàn)如今,流程模擬、生產(chǎn)優(yōu)化技術(shù)都發(fā)揮著巨大的作用。
6.4使用最先進的控制系統(tǒng)
現(xiàn)如今,大多數(shù)化工企業(yè)仍然使用的是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng),PID控制技術(shù)的使用占90%,可以說,裝置的潛能并沒有完全發(fā)揮出來。所以,要大力推廣和使用流程模擬和生產(chǎn)優(yōu)化技術(shù)等先進的生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)。
7.結(jié)束語
中圖分類號:TQ042文獻標識碼:A
一、引言
隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷完善和發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,對化工產(chǎn)品的需求在不斷提高。在這個背景下,我國的化工企業(yè)得到了飛速的發(fā)展,化工企業(yè)的發(fā)展規(guī)模越來越大,技術(shù)水平在不斷提高,新的技術(shù)、工藝也在不斷地應(yīng)用到化工企業(yè)當(dāng)中。在化工企業(yè)的發(fā)展中,自動化技術(shù)的日趨成熟以及化工企業(yè)提高了對自動化控制技術(shù)的重視程度,使得自動化控制在化工企業(yè)當(dāng)中的運用越來越普遍。
二、化工企業(yè)自動化控制概述
與人工控制相對應(yīng)的是自動化控制,是指在沒有人參與的情況下,利用設(shè)備、儀器或裝置把被控制的對象或者過程按照預(yù)先設(shè)定的程序運行。自動化控制經(jīng)過了五次發(fā)展變革:第一代自動化控制系統(tǒng)是PCS,這是一個可以簡單就地操作的氣動控制系統(tǒng),僅具備初步控制的能力;第二代自動化控制系統(tǒng)是ACS,是一種電流模擬信號,這個系統(tǒng)的運用,使得自動化控制能力進一步增強;第三代CCS,數(shù)字計算機應(yīng)用促進了它的產(chǎn)生,是自動化控制領(lǐng)域的第一次革命;第四代是DCS,其產(chǎn)生得益于微處理器的廣泛運用和半導(dǎo)體制造技術(shù)的成熟;第五代是FCS,它從DCS發(fā)展而來,被稱作現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),是一種能夠?qū)⒖刂圃O(shè)備與智能測量連接起來的具有雙向傳輸功能,全數(shù)字式、多節(jié)點分支結(jié)構(gòu)的通信鏈路數(shù)字運用系統(tǒng)。我國化工企業(yè)自動化控制的發(fā)展,是隨著自動化控制五次變革一起成長的。二十世紀七十年代我國化工企業(yè)自動化控制進入到了發(fā)展期,到了八十年代,我國DCS系統(tǒng)也有了運用的案例,九十年代以來,化工企業(yè)DCS、FCS逐漸推廣,并得到了普遍的運用。
三、化工企業(yè)自動化控制的運用
1.當(dāng)前化工企業(yè)自動化控制運用研究的現(xiàn)狀
從化工企業(yè)自動化控制運用研究的現(xiàn)狀來看,我們需要保持足夠的冷靜,當(dāng)前化工企業(yè)的自動化控制研究,仍然不能夠滿足處于快速發(fā)展過程中的化工企業(yè)對于自動化控制技術(shù)的要求。在化工企業(yè)提出需要更好地自動化控制技術(shù)時,研究界無法提供更好的解決方案?;て髽I(yè)的自動化控制研究是一步一步走過來的,對自動化控制理論的研究,應(yīng)當(dāng)以化工企業(yè)的實際需求為準則,以市場為導(dǎo)向,合理分配科研力量,從而有效地開展專門的研究工作。當(dāng)前自動化控制研究的方向,已經(jīng)從過去單純的機械式的控制轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N適應(yīng)當(dāng)前化工企業(yè)發(fā)展的實際運營情況的,結(jié)合了控制和管理為一體的具有綜合性質(zhì)的自動化運用系統(tǒng)?,F(xiàn)代自動化控制研究建立在數(shù)學(xué)模型應(yīng)用的基礎(chǔ)之上,并且逐漸向微型計算機的推廣運用方向發(fā)展。但是在企業(yè)自動化控制研究上也存在很大的問題,比如研究理論脫離現(xiàn)實,在某些技術(shù)層面的理論研究也十分的不規(guī)范,自動化控制理論研究的成果無法在實踐中對企業(yè)自動化控制的運用進行切實的指導(dǎo)。
2.我國化工企業(yè)自動化控制運用存在的問題
(1)化工企業(yè)自動化控制運用流程不規(guī)范
在我國化工企業(yè)自動化控制運用當(dāng)中大多屬于獨立開發(fā)出來的模型。這是因為自動化控制模型和獨立開發(fā)出來的模型之間存在數(shù)據(jù)交換的情況,而且在上述兩種模型與工業(yè)數(shù)據(jù)的之間也存在數(shù)據(jù)交換的情況,導(dǎo)致了自動化控制的運用流程存在諸多不規(guī)范的現(xiàn)象。上述兩種模型在自動化控制的技術(shù)上雖然比較先進,但當(dāng)它們之間存在數(shù)據(jù)交換的時候,反而在總體上不具備市場競爭力,多數(shù)自動化控制系統(tǒng)缺乏多種裝置的流程模擬以及過程優(yōu)化應(yīng)當(dāng)具備的工藝條件。
(2)化工企業(yè)自動化控制運用的規(guī)模較小
人們對于化工產(chǎn)品的需求越來越大,對化工產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高,對化工產(chǎn)品品種的種類的要求越來越多,這就使得我國化工企業(yè)化工工藝流程也越來越多,越來越復(fù)雜。有一些化工研究單位,雖然具備比較強大科研能力,但是并不具備將化工產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化所需要的資金,這就導(dǎo)致了這些化工科研單位所開發(fā)出來的自動化控制模型不具備通用性,使得化工產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模較小。所以,如果將已有的自動化控制模型及優(yōu)化技術(shù)產(chǎn)品化需要投入巨額的資金和大量的人力成本。
(3)化工企業(yè)自動化控制中質(zhì)量控制的標準有待統(tǒng)一
在試驗生產(chǎn)時,自動化控制中的質(zhì)量控制首先就應(yīng)當(dāng)明確指標與屬性。當(dāng)前,我國沒有統(tǒng)一的自動化控制質(zhì)量控制的標準,這樣既使得自動化控制的運用受到了很大的限制,而且也非常不利于化工企業(yè)自動化控制對化工工藝水平以及產(chǎn)品質(zhì)量的提高。
(4)化工企業(yè)自動化控制系統(tǒng)程度不高
當(dāng)前,我國大多數(shù)化工企業(yè)的自動化控制系統(tǒng)仍然采用常規(guī)的操作系統(tǒng),這就導(dǎo)致了90%以上的自動化裝置的作用無法發(fā)揮,既不能提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率,也極大地浪費了資源。因此,應(yīng)當(dāng)加強自動化控制系統(tǒng)的研究,開發(fā)出自動化控制集成化管理程度高的系統(tǒng),從而提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率,節(jié)約資源。
3.發(fā)展化工企業(yè)自動化控制運用的建議
為了促進化工企業(yè)自動化控制的發(fā)展,滿足化工企業(yè)生產(chǎn)的實際需要,就化工企業(yè)自動化控制的運用提出如下建議:
(1)加強化工企業(yè)自動化綜合控制
一般情況下,化工企業(yè)具有比較大的規(guī)模,化工產(chǎn)品的經(jīng)營范圍也比較寬,這就大大增加了化工企業(yè)自動化綜合控制的難度,導(dǎo)致了即使化工企業(yè)運用了自動化控制模型仍然很難對整個企業(yè)進行全面、有效地管理。所以,化工企業(yè)在不斷提高自動化控制水平的同時,還應(yīng)當(dāng)綜合運用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子信息技術(shù)等,從這些方面加快企業(yè)自動化綜合控制的建設(shè)進度,從而提高化工企業(yè)的信息集成化、管控一體化程度。只有加強化工企業(yè)自動化綜合控制,才能提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率,才能使化工企業(yè)的控制管理水平達到最優(yōu)。
(2)自動化控制研究應(yīng)當(dāng)符合市場要求
市場對自動化的控制研究具有導(dǎo)向作用,化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)立足于市場,運用自動化控制技術(shù)充分了解并掌握企業(yè)市場的發(fā)展變動情況,對于市場的變化,及時、有效地作出應(yīng)對。自動化控制研究只有符合市場的要求,才能使得自動化管理符合企業(yè)的發(fā)展,從而實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。
(3)提高化工企業(yè)預(yù)警系統(tǒng)的自動化水平
化工企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營當(dāng)中存在一定的危險?;て髽I(yè)要想提前發(fā)現(xiàn)危險,將危險消除在萌芽狀態(tài),就應(yīng)當(dāng)提高預(yù)警系統(tǒng)的自動化水平。加強化工產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備運行的安全性檢測、自動報警等技術(shù)的開發(fā),以確?;て髽I(yè)在生產(chǎn)過程當(dāng)中的安全運行。
四、結(jié)論
綜上所述,經(jīng)過這么多年來的發(fā)展,我國化工企業(yè)自動化控制的運用取得了一些經(jīng)驗,但是仍然存在許多的問題,需要我們這一代人進一步加強研究。自動化控制對于提高化工企業(yè)的工藝水平,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提升化工產(chǎn)品質(zhì)量,改善勞動效率等方面,發(fā)揮了越來越重要的作用。自動化控制技術(shù)對于化工企業(yè)的發(fā)展提到了巨大的推動作用?;て髽I(yè)要想在競爭越來越激烈的市場中求得生存和發(fā)展,應(yīng)當(dāng)不斷地提高自動化控制運用的的水平,以提高自身的市場競爭力和經(jīng)濟效益。
參考文獻:
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中圖分類號: TN830 文獻標識碼: A
引言
化工自動化控制指的是:在化工生產(chǎn)這方面,把自動化的設(shè)備引用到化工的生產(chǎn)當(dāng)中,從而提高化工的生產(chǎn)效率,同時自動化設(shè)備的應(yīng)用減少了人工資源的浪費,使化工生產(chǎn)能夠自動化的進行和應(yīng)用。在生產(chǎn)的過程中應(yīng)用到了自動化的設(shè)備進行企業(yè)管理的相關(guān)的生產(chǎn)方法就叫做化工自動化。目前,這種化工自動化控制正在影響許多的領(lǐng)域范圍,但是主要還是應(yīng)用在化工生產(chǎn)的方面,除此之外,這種化工自動化控制在自動化控制方面的應(yīng)用也比較多?;ぷ詣踊刂频陌l(fā)展可以大大提高化工方面的生產(chǎn)效率,同時這種自動化的應(yīng)用在某種程度上還可以改善工廠的工作環(huán)境氛圍。
一 、化工自動化控制的發(fā)展現(xiàn)狀分析
從目前我國的發(fā)展現(xiàn)狀來看,智能化控制是自動化控制的發(fā)展方向,同時,自動化控制在向智能化控制發(fā)展的過程中取得了很好的成果。進入二十一世紀之后,我國經(jīng)濟飛速的發(fā)展的同時我國的科學(xué)技術(shù)也取得了飛快的進步,化工自動化控制在傳統(tǒng)的應(yīng)用實施中是由檢測部分和控制部分組成的,但是由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,現(xiàn)在的實施過程中可以做到檢測和控制作為兩個獨立的環(huán)節(jié)存在?,F(xiàn)在發(fā)展后的化工生產(chǎn)過程主要是由化工分析,化工方面的自動化系統(tǒng)和化工的自動化實施組成的。
化工方面的自動化系統(tǒng)中應(yīng)用的現(xiàn)場技術(shù),同時這種自動化系統(tǒng)應(yīng)用到了很多的領(lǐng)域的技術(shù)比如:儀表技術(shù)領(lǐng)域,理論的控制系統(tǒng)領(lǐng)域和計算機技術(shù)領(lǐng)域等等,這些領(lǐng)域的技術(shù)在化工的自動生產(chǎn)過程中,是通過自動化控制,自動化檢測和自動化管理的作用進行的。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,化工自動化控制已經(jīng)成為我國非常重要的一項科學(xué)研究技術(shù),這項技術(shù)可以有效地解決我國發(fā)展中出現(xiàn)的很多難題。我國不斷的對自動化控制進行研究和探討,目前這種自動化控制不僅僅應(yīng)用到了計算機領(lǐng)域,更多的應(yīng)用在了化工生產(chǎn)領(lǐng)域方面,提高了化工生產(chǎn)的效率同時也提高了化工產(chǎn)品的質(zhì)量,對我國化工生產(chǎn)起到了積極地促進作用。
二 化工自動化控制的特點分析
(一)具有信息反饋的特點
在化工自動化控制當(dāng)中自動化控制是由信息之間的反饋完成的,具體的過程是:由化工自動化控制器采集信號,如果采集到控制系統(tǒng)想要的信號的話就把這種信號傳遞給控制器,再由控制器對這種信號進行比較處理,并對數(shù)據(jù)信息進行校正,以上這種信息的傳遞過程就稱為信息的反饋過程。這種信息反饋過程可以提高化工控制系統(tǒng)的質(zhì)量,在控制系統(tǒng)中,信息反饋的作用原理是通過對其信息規(guī)律和大小的改變來完成的,通過這種方式控制系統(tǒng)便能產(chǎn)生相應(yīng)的控制效果。同時,控制系統(tǒng)可以改變信息規(guī)律和大小的同時,還可以在控制系統(tǒng)相對不是很穩(wěn)定的情況下把這種不穩(wěn)定的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成最佳的信息控制系統(tǒng),因而,信息反饋是自動化控制最重要的一個特點。
(二)受到干擾時的動態(tài)過程
一般情況下,在化工自動化控制生產(chǎn)中,把不是一個類別的平衡狀態(tài)看成是一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)也是允許的,在化工自動化生產(chǎn)的過程中如果系統(tǒng)在將要接近穩(wěn)定狀態(tài)的時候,出現(xiàn)了干擾信息,那么自動化系統(tǒng)所控制的變量就會發(fā)生偏離的現(xiàn)象,出現(xiàn)偏離現(xiàn)象時利用控制系統(tǒng)中的自動化設(shè)備可以使已經(jīng)偏離的變量重新回到穩(wěn)定的狀態(tài)。我們把受到干擾的變量在自動化控制系統(tǒng)下由偏離到穩(wěn)定的過程稱為動態(tài)過程。在控制系統(tǒng)的調(diào)整作用下,可以把偏離的變量調(diào)整到原來的初始狀態(tài)同時也可以調(diào)整到穩(wěn)定的狀態(tài)。在現(xiàn)在的自動化控制的研究中,一般情況下控制系統(tǒng)都可以通過預(yù)測的作用把那些將要發(fā)生的偏離的動態(tài)進轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定狀態(tài),但是控制系統(tǒng)并不能對所有的穩(wěn)態(tài)進行這種設(shè)計。
三 、化工自動化控制應(yīng)用中的問題分析
當(dāng)前,生產(chǎn)化工產(chǎn)品中存在的問題主要有以下幾點:其一:在進行生產(chǎn)模型的研究和科學(xué)技術(shù)的改良時,應(yīng)該做到資源充沛同時資金充足,還有很重要的一點是要用雄厚的科研實力,具有這些優(yōu)勢的同時往往也缺少了在產(chǎn)品改良優(yōu)化方面的措施和要求;其二:在進行工作安排的時候并沒有根據(jù)每個人的實際實力進行安排和分配,而只是簡單的認為學(xué)歷高的人就應(yīng)該安排在產(chǎn)品的開發(fā)中,這樣做大大的降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率同時也造成了大量人力資源的浪費。
在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,我們應(yīng)該做到花更多的時間和精力去研究開發(fā)新技術(shù),使化工企業(yè)的生產(chǎn)效率提高,從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。但同時,在生產(chǎn)過程當(dāng)中,也應(yīng)該多研究應(yīng)用一些信息方面的技術(shù),從而做到,使產(chǎn)品生產(chǎn)率提高的同時,產(chǎn)品也得到優(yōu)化。
在化工企業(yè)生產(chǎn)模型的問題上,我國都是在一些相對比較大型的生產(chǎn)企業(yè)中進行模型的開發(fā)和研究,但是在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,由于生產(chǎn)每個化工產(chǎn)品的生產(chǎn)流程都具有自身的特點,因而,生產(chǎn)出來的化工產(chǎn)品模型的通用性能就相對比較差,這樣的話,這種模型就不能特別廣發(fā)的運用到化工企業(yè)中。
在化工自動化產(chǎn)品的生產(chǎn)實施中,控制系統(tǒng)在科學(xué)技術(shù)方面仍然達不到相應(yīng)的標準,因而,在化工自動化控制系統(tǒng)的研究和實施中我們要注重與現(xiàn)實情況的結(jié)合,不能出現(xiàn)兩者脫節(jié)的現(xiàn)象。同時要知道理論是從實踐中總結(jié)出來的,在現(xiàn)實中的實踐要以理論為基礎(chǔ),不能出現(xiàn)實踐與理論不相符的情況。
四 、應(yīng)對化工自動化控制應(yīng)用中問題的方法分析
一般情況下,控制系統(tǒng)的主顯示器能夠接收到需要控制的信息,同時主顯示器還可以把這種數(shù)據(jù)信息繪制成圖形,這樣當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障的時候就可以及時的把問題反映給相關(guān)的工作人員進行處理和維修。這是控制系統(tǒng)中比較常見的一種管理模式,這種模式可以有效的管理控制系統(tǒng)的質(zhì)量。在化工自動化控制系統(tǒng)中,所做的一切努力都是要提高化工產(chǎn)品的質(zhì)量,只有產(chǎn)品的質(zhì)量提高了,所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品才是合格的產(chǎn)品,因此,在生產(chǎn)過程中要提高化工自動控制系統(tǒng)的質(zhì)量,控制質(zhì)量提高了產(chǎn)品的質(zhì)量才有保證,提高控制質(zhì)量會相應(yīng)的使產(chǎn)品的生產(chǎn)成本提高,但是在提高控制質(zhì)量基礎(chǔ)上的產(chǎn)品質(zhì)量的提高,同時又會使生產(chǎn)效益提高,這樣的話,在某種意義上,實際上是降低了化工產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
在現(xiàn)在的化工自動化控制系統(tǒng)中一般采用的是自動化控制與自動化管理融為一體的系統(tǒng)模式,這種系統(tǒng)模式能使企業(yè)取得一定的經(jīng)濟效益,因此,這種模式得到廣泛的實施和應(yīng)用。但同時也應(yīng)該對自動化系統(tǒng)的研究更加的深入和具體,把運籌方面的知識和一些智能方面的控制理論結(jié)合在一起,使我國的自動化控制更加的先進。
結(jié)語
進入二十一世紀之后我國經(jīng)濟飛速的發(fā)展,因而,化工自動化控制也得到了不斷的進步?;ぷ詣踊到y(tǒng)的應(yīng)用可以有效的提高企業(yè)的生產(chǎn)效率,從而使企業(yè)的經(jīng)濟效益提高,同時化工自動化系統(tǒng)的應(yīng)用還可以使企業(yè)的工作環(huán)境得到改善,對企業(yè)的發(fā)展起到積極的促進作用。
參考文獻
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1 化工自動化控制的產(chǎn)生及發(fā)展
同其他技術(shù)科學(xué)的發(fā)展歷程相仿,自動化控制理論的產(chǎn)生也基本是基于生產(chǎn)與發(fā)展的需求,在人類已有的技術(shù)和科研知識成果基礎(chǔ)上,順應(yīng)時代的發(fā)展需求而產(chǎn)生。自動化技術(shù)首先在上世紀 30 年代的電子通訊工程中取得了較大的發(fā)展而本世紀 60 年代自動控制理論進一步得以深化和延伸?,F(xiàn)代控制理論作為一種設(shè)計和分析復(fù)雜控制系統(tǒng)的科學(xué)方法,以Kalman 等的最優(yōu)濾波理論、Bel1man 的動態(tài)規(guī)劃理論為標志,特別是近年來的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中對工業(yè)過程自動化的大量生產(chǎn)和中試實踐活動,使得公共自動化控制從穩(wěn)定單個工藝變量的 SISO系統(tǒng),擴展到對于整個單元操作運行的 MIMO 系統(tǒng)操作,推動了生產(chǎn)裝置的優(yōu)化,加速了工藝流程改進的步伐。
2 當(dāng)前自動化控制研究及應(yīng)用的現(xiàn)狀
從應(yīng)用的角度看,我們需要有一種清醒的認識,當(dāng)前自動化控制研究客觀來講,仍然在滿足不斷發(fā)展的工業(yè)生產(chǎn)需求方面有所欠缺,對于工業(yè)生產(chǎn)提出來的各種要求缺乏行之有效的控制方法與控制技術(shù)。當(dāng)前的自動化控制研究是從實踐中抽象而來,但是自動化控制理論需要在實踐的進行過程中,以市場和社會為導(dǎo)向,結(jié)合科研力量有效進行。當(dāng)前工業(yè)過程自動化研究的熱點,已經(jīng)逐漸演變?yōu)檫m應(yīng)現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展要求,集管理與控制于一體的計算機集成綜合自動化系統(tǒng)。很明顯的發(fā)展態(tài)勢是近年來在基于數(shù)學(xué)模型方法應(yīng)用的基礎(chǔ)上,現(xiàn)代控制理論探討和推廣的方向趨向于微型計算機的推廣在化工過程控制中的應(yīng)用。不少化工自動化項目開展了有關(guān)計算機控制和自動化項目調(diào)度管理的研究工作,使化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)水平和化工經(jīng)濟效益規(guī)模得以大大提高。但是自動控制領(lǐng)域現(xiàn)階段的應(yīng)用現(xiàn)實與研究直接也存在一些不盡人意的地方,比如兩者的脫節(jié)問題亟待解決,在一些技術(shù)領(lǐng)域也理論研究的不完善性,理論的研究成果與實踐中的指導(dǎo)應(yīng)用有待改進。造成這種狀況的原因主要就在于自動化控制理論研究與應(yīng)用服務(wù)的緊密結(jié)合程度方面。
3 我國自動化控制應(yīng)用現(xiàn)存問題
3.1 自動化業(yè)務(wù)流程不規(guī)范
在我國的自動化控制應(yīng)用中多為獨立開發(fā)模型,因為在自動化控制模型與獨立開發(fā)模型之間的數(shù)據(jù)進行了互換,而且在模型與工業(yè)數(shù)據(jù)之間也進行著交換,因此仍然存在著流程不規(guī)范的混亂情況,各類模型雖然獨立在自動化控制技術(shù)上具有先進水平,但是在總體上卻不具備競爭力多數(shù)缺乏多裝置流程模擬和過程優(yōu)化的一些工藝條件。
3.2 自動化控制產(chǎn)業(yè)化規(guī)模低
隨著國內(nèi)化工工藝流程日益繁多,一般科研單位雖然具有很強的科研實力,但不具備產(chǎn)品化所需資金,導(dǎo)致所開發(fā)的模型通用性差,產(chǎn)業(yè)化規(guī)模較低,因此將已有過程模型和優(yōu)化技術(shù)產(chǎn)品化需要大量的資金和人力,同時將高級的科研人員用于產(chǎn)品化程序的開發(fā)工作,因此花費了大量的人力物力以及大量技術(shù)人員。
3.3 自動化控制質(zhì)量控制參數(shù)有待規(guī)范
在自動化控制的質(zhì)量控制中要先確定屬性和指標,這些在試驗生產(chǎn)就應(yīng)該確定的,比如說就是客戶主要要求參數(shù),對化工產(chǎn)品參數(shù)不是整一規(guī)劃的并不利于自動化控制對于化工產(chǎn)品質(zhì)量和工藝水平的提高。
3.4 自動化控制系統(tǒng)集成管理程度有待提高
在我國大多數(shù)自動化控制系統(tǒng)采用常規(guī)的操作系統(tǒng)所以導(dǎo)致九成以上的裝置潛力還沒有發(fā)揮,開發(fā)和推廣集成化管理程度更高的化工自動化控制系統(tǒng),提高流程模擬和過程中的自動化優(yōu)化技術(shù),也需要我們加大有關(guān)的科研進度。
4 結(jié)論
經(jīng)過多年的攻關(guān)和不斷的技術(shù)開發(fā)研究,我國近年來在化工自動化控制的控制規(guī)律、方案以及實施技術(shù)和規(guī)模集中方面,都已經(jīng)取得了一定的成功經(jīng)驗,經(jīng)濟效益也得以顯著提升,為今后我國護工自動化產(chǎn)業(yè)的進一步的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。但是現(xiàn)階段我國的化工自動化控制及其應(yīng)用研究工作,仍然有許多亟待解決的問題,需要我們進一步深日研究?;み^程控制對于提高化工工藝水平,提升化工產(chǎn)能、產(chǎn)量和質(zhì)量,以及改善化工企業(yè)勞動效率等方面都將發(fā)揮越來越主要的作用。
參考文獻
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引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計算機技術(shù)的成熟,使自動化控制系統(tǒng)越來越趨向自動化、智能化。因此,它被廣泛應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)中,以實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)性,提高生產(chǎn)的自動化水平,減少企業(yè)人力、財力和物力的投入,降低生產(chǎn)的成本,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。因化工生產(chǎn)的工藝復(fù)雜、危險性高,所以應(yīng)強化自動化控制在化工企業(yè)中的運用。
1化工自動化控制技術(shù)的概述
將過程自動化控制技術(shù)運用于化工企業(yè)中,它控制的主要對象是化工生產(chǎn)過程,通過運用相應(yīng)的控制方案及控制技術(shù),自動、連續(xù)地完成原料加工、產(chǎn)品生產(chǎn)、成品包裝及出廠。此外,自動化控制技術(shù)還能控制生產(chǎn)過程中的各種條件,如生產(chǎn)所需的溫度、壓力、流量和液位等[1]。要實現(xiàn)化工企業(yè)生產(chǎn)的全方位自動化控制,必須具備先進的自動化設(shè)備及整套的控制系統(tǒng),需建立科學(xué)的控制平臺及制定合理的實施方案,相關(guān)技術(shù)人員也必須具備專業(yè)的技術(shù)能力和優(yōu)秀的個人素養(yǎng),進行科學(xué)地管理,規(guī)范操作流程。
2過程自動化控制在化工企業(yè)中運用的重要性
化工行業(yè)是一個高危行業(yè),生產(chǎn)過程中會涉及使用和生產(chǎn)各種有毒有害、易燃易爆和腐蝕性強的化學(xué)物質(zhì)。因此,在生產(chǎn)過程中若存在操作失誤或受到客觀因素的影響,都可能引發(fā)安全事故,不僅會影響到生產(chǎn)的順利進行,還會危機員工的生命安全和影響企業(yè)的發(fā)展?;どa(chǎn)過程中對生產(chǎn)條件要求苛刻,對工藝控制的指標要求嚴格,僅依靠人為地控制很難避免偏差出現(xiàn)。因自動化控制技術(shù)能準確地控制生產(chǎn)條件,規(guī)范操作流程,所以將自動化控制技術(shù)應(yīng)用于化工企業(yè)生產(chǎn)中,可以提高企業(yè)生產(chǎn)的安全性。此外,自動化控制技術(shù)能促使生產(chǎn)自動、連續(xù)地完成,極大地節(jié)約了人力資源、降低了生產(chǎn)成本、提高了生產(chǎn)效率和企業(yè)的經(jīng)濟效益。
3過程自動化控制在化工企業(yè)生產(chǎn)中的運用分析
在現(xiàn)代化工企業(yè)生產(chǎn)中,需要準確地控制工藝生產(chǎn)的各項指標,才能保證生產(chǎn)的安全和產(chǎn)品的質(zhì)量。目前,在化工企業(yè)生產(chǎn)中,使用得較普遍的自動控制系統(tǒng)主要有三種:DCS(分散控制系統(tǒng))、PLC(可編程控制系統(tǒng))及FCS(現(xiàn)場控制系統(tǒng))。
3.1DCS在化工企業(yè)中的運用
DCS是一個多級計算機系統(tǒng)。它不僅涉及到過程控制級方面,還涉及監(jiān)控級方面,二者以通信網(wǎng)絡(luò)作為紐帶,容納了通訊、顯示、計算機及控制多個方面。DCS最為核心的部分是微處理機,構(gòu)建的主要方式是組合組裝式,控制技術(shù)主要是集中操作、監(jiān)視、管理和分散控制企業(yè)生產(chǎn)過程。如今,DCS已越來越完善,功能越來越齊全、可靠性不斷提高和提升了企業(yè)管理效率。該系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)儀表控制系統(tǒng)在過程控制中存在的缺陷,因此DCS在企業(yè)生產(chǎn)過程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用,且應(yīng)用水平在不斷提高。DCS最初被應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域,20世紀80年代被應(yīng)用于控制煉油化工的生產(chǎn)過程。目前,DCS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油化工企業(yè)的乙烯裝置及煉油生產(chǎn)中,如催化裂化、常減壓和加氫裂化等工藝環(huán)節(jié)。相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,國內(nèi)石化、石油及化工系統(tǒng)中DCS的應(yīng)用總計超過3000套,其中在石化行業(yè)的應(yīng)用近50%[2]。此外,DCS還被廣泛應(yīng)用于大型化肥廠和乙烯廠的生產(chǎn)過程控制,現(xiàn)已有65.4%的中型化肥廠開始引進該技術(shù)。由于DCS大量的市場需求,國內(nèi)的DCS制造公司得到了發(fā)展壯大,致使DCS的價格逐漸降低,降低近50%,因此中小型的化工企業(yè)也開始在生產(chǎn)控制中引進該技術(shù)。DCS在化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用,具有重大意義。例如,我國研制的新型DCS系統(tǒng),安裝了與我國石化企業(yè)生產(chǎn)過程相符的軟件,提高了DCS的功能和裝置的準確性。
3.2PLC在化工企業(yè)中的運用
PLC的關(guān)鍵技術(shù)在于建立了可編制用戶程序的存儲器,便于內(nèi)部程序儲存。它主要負責(zé)用戶指令的執(zhí)行,如邏輯運算、順序控制和定時等,通過模擬式輸入、輸出或利用數(shù)字有效地控制生產(chǎn)的流程及機械的運作[3]。實際上,PLC是小型計算機的縮影,它有效地控制了生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié),保證了每一道工序順利完成,極大地提高了生產(chǎn)效率,同時還減少了維修次數(shù),降低了生產(chǎn)成本。如今,PLC已發(fā)展得十分成熟,在一些規(guī)模較大的化工企業(yè)自動化控制生產(chǎn)中扮演著重要的角色。此外,一些化工設(shè)備的生產(chǎn)廠商將PLC與DCS相結(jié)合,進一步提高了自動化控制技術(shù)水平,為有效控制大型化工設(shè)備提供了技術(shù)保障。
3.3FCS在化工企業(yè)中的運用
FCS作為一種新型的控制系統(tǒng),是在DCS和PLC兩種系統(tǒng)的基礎(chǔ)上形成,有效地繼承了它們的成熟技術(shù)。FCS的特點主要表現(xiàn)在系統(tǒng)中引入了科學(xué)合理的總線標準,使生產(chǎn)的設(shè)備實現(xiàn)了智能化、網(wǎng)絡(luò)化及數(shù)據(jù)化。如今,F(xiàn)CS已成為自動化控制技術(shù)發(fā)展的主要方向,深受業(yè)界人士的重視,是工業(yè)控制領(lǐng)域的一大突破。盡管FCS獲得了一定發(fā)展,但該系統(tǒng)仍有待完善,例如,需建立一個統(tǒng)一的標準[4]。此外,該系統(tǒng)的調(diào)試及后期的維護仍存在著較大的難度,限制了該系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的發(fā)展。相對于DCS而言,F(xiàn)CS應(yīng)用的領(lǐng)域較窄。
4過程自動化控制在化工企業(yè)中的發(fā)展趨勢
過程自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用在化工企業(yè)中,促使了生產(chǎn)過程和企業(yè)管理的自動化。自動化控制技術(shù)應(yīng)用于化工生產(chǎn)中,需滿足兩方面的要求:一是自動化控制的硬件必須具備較高的標準,不能因為更換其中的一個過程控制設(shè)備而影響整個生產(chǎn)運營;二是對數(shù)據(jù)信息集成的要求。隨著化工行業(yè)的蓬勃發(fā)展,它必然朝著大型化、集約化和控制化的方向發(fā)展。因此,DCS、PLC及FCS會更廣泛地應(yīng)用在化工生產(chǎn)中,也會進一步推動這三種控制技術(shù)的完善,并促進它們彼此間的結(jié)合及兼容,從而實現(xiàn)控制與管理的一體化。例如,新型的DCS中,將現(xiàn)場總線的互操作性和開放性的原理融入其中,并連接通信接口,互聯(lián)PLC設(shè)備,利用Internet與高速數(shù)據(jù)公路將多臺PLC連接起來,構(gòu)建相應(yīng)的順序控制,通過聯(lián)合第三方管理軟件平臺,實現(xiàn)自動化的生產(chǎn)過程管理,提升DCS控制的速度、功能、準確性及分散作用[5]。如今,將兩種控制系統(tǒng)有機融合已經(jīng)成為自動化控制發(fā)展的一大趨勢。而隨著科技的不斷發(fā)展,引入各自動控制技術(shù)的成本也在不斷降低,全開放式的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)將有望成為化工企業(yè)生產(chǎn)中的主要控制技術(shù)。
5結(jié)語
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,科技的不斷進步,自動化控制技術(shù)廣泛應(yīng)用在各大行業(yè),特別是在化工企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有著重大的意義。本文主要探討了DCS、PLC和FCS在化工生產(chǎn)中的具體應(yīng)用,分析了三種自動控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中的作用及特點,期望自動化控制技術(shù)在實踐中不斷地發(fā)展進步,更好地服務(wù)于化工企業(yè)的生產(chǎn)管理,進而促進化工企業(yè)的發(fā)展。
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伴隨著科學(xué)技術(shù)的進步,以及面對國內(nèi)外化工企業(yè)的嚴重安全事故,越來越多的化工企業(yè)將關(guān)注的焦點放在安全生產(chǎn)問題上。為了更好的對化工生產(chǎn)中的安全問題進行有效的預(yù)見,化工企業(yè)必須采取科學(xué)有效的措施進行控制,并且進行定期的檢查,切實實現(xiàn)安全可靠的生產(chǎn)。
1自動化控制技術(shù)的概念分析
自動化控制技術(shù)主要是指在對化工生產(chǎn)進行管理時,將化工生產(chǎn)的過程作為控制對象,通過使用自動化控制的方法以及特殊的控制算法,對控制方案進行設(shè)計,進而實現(xiàn)控制理論與控制技術(shù)的相互協(xié)調(diào)。[1]保障化工原料從加工階段到成品階段都處在自動化的控制系統(tǒng)當(dāng)中。不僅如此,還要對化工生產(chǎn)過程中的溫度、流量以及壓力等參數(shù)進行自動化的控制。
2自動化控制技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用情況分析
在化工生產(chǎn)過程中,需要通過不斷的檢測來實現(xiàn)自身的安全、可靠性生產(chǎn)。自動化控制技術(shù)能夠及時的發(fā)現(xiàn)設(shè)備中的故障,進而實現(xiàn)安全生產(chǎn)。
2.1對故障進行監(jiān)控以及診斷
想要對數(shù)據(jù)進行分析就必須對檢測的模型進行有效的分析。然而模型的檢測具有一定的復(fù)雜性,對模型進行準確的構(gòu)建更具有一定的難度,因而很難實現(xiàn)推廣。想要在應(yīng)用工業(yè)中得到發(fā)展以及改善,可以利用應(yīng)用專家的的知識來進行監(jiān)測。[2]
2.2儀表的監(jiān)控方面分析
就化工生產(chǎn)而言,應(yīng)用儀表進行操作監(jiān)控很有必要。想要化工行業(yè)的生產(chǎn)狀態(tài)做出精確的認識,需要對儀表數(shù)據(jù)進行參考,這樣能夠減少安全事故的發(fā)生。來自于微處理器和相應(yīng)的大型集成電路都具有長期的發(fā)展協(xié)作,在化工生產(chǎn)的控制領(lǐng)域得到最為廣泛的應(yīng)用。就目前而言,PLC與DCS的性能以及功能方面都有很大的進步,同時也提高了數(shù)據(jù)的處理能力。
3化工安全生產(chǎn)中緊急停車系統(tǒng)的應(yīng)用分析
想要讓生產(chǎn)裝置在特定的范圍內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定的運行,就必須對化工生產(chǎn)的過程進行不斷的監(jiān)視以及控制。緊急停車系統(tǒng)的工作原理就是針對生產(chǎn)中的狀況以及對有效的數(shù)據(jù)進行有效的監(jiān)視,進而實現(xiàn)對安全操作的動態(tài)把握。一旦出現(xiàn)異常情況,系統(tǒng)就可以通過事先預(yù)定好的程序及時的進行緊急停車。達到化工的安全生產(chǎn)的目的。這樣做不僅可以保障作業(yè)設(shè)備的安全性同時還可以保障現(xiàn)場工作人員的生命安全性,盡量降低事故的發(fā)生率。在化工安全生產(chǎn)中,緊急停車系統(tǒng)發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用,正常情況下,緊急停車系統(tǒng)是通過三種方式來進行日常的運營的,進而實現(xiàn)安全可靠性的目的。一旦設(shè)備超過了運行的生命周期,需要進行維修以及保養(yǎng)時,此時就需要停車進而開展維修工作。[3]這是一種比較正常的停車方式;如果遇到比較棘手的問題時,比如生產(chǎn)設(shè)備突遇某種事故而無法進行操作時,遇到這種情況就需要進行緊急停車,即部分緊急停車方式;另一種方式就是全面緊急停車,這種方式就是針對完全無法預(yù)料的情況,比如突然的停水、斷電情況等這這時就需要實施全面的緊急停車系統(tǒng)。
4自動化控制技術(shù)在化工生產(chǎn)中新應(yīng)用分析
近些年來,伴隨著生產(chǎn)效率的不斷提高,安全生產(chǎn)愈發(fā)受到人們的關(guān)注,因而在生產(chǎn)的過程中就更加需要通過比較科學(xué)的技術(shù)來最大限度的提高安全生產(chǎn)?;ば袠I(yè)本來就對安全生產(chǎn)的要求就高,在化工行業(yè)中應(yīng)用自動化控制技術(shù),使得化工行業(yè)的安全技術(shù)得到最新的發(fā)展。
4.1自動連鎖報警系統(tǒng)
化工行業(yè)具有一定的危險性,生產(chǎn)環(huán)境也比較復(fù)雜。在化工行業(yè)的整個的生產(chǎn)過程中,高壓高溫以及毒性遍布整個生產(chǎn)過程。如果有危險事故的發(fā)生,后果將會很嚴重。自動連鎖報警系統(tǒng)可以對整個生產(chǎn)過程進行及時的檢測,一旦發(fā)生安全事故,系統(tǒng)就會發(fā)出警報,進而給管理人員以及工作人員提供充足的時間及時的解決緊急情況。
4.2設(shè)備安全性自動檢測系統(tǒng)
化工行業(yè)的安全事故經(jīng)常會發(fā)生,其中很大部分的原因的就是設(shè)備出現(xiàn)故障。所以,對設(shè)備的安全性進行實時的檢測,能夠從根本上促進安全生產(chǎn)。如何更好的讓設(shè)備進行安全自動檢測,就需要從設(shè)備的整體構(gòu)造上來進行分析,通過對設(shè)備結(jié)構(gòu)的摸索來探索化工自動化的檢測方法。[4]
5結(jié)語
伴隨著社會生產(chǎn)率的提高,社會對化工生產(chǎn)的安全性要求也越來越高。不僅如此,對化工自動化控制也提出了比較高的要求。想要實現(xiàn)化工的安全生產(chǎn)就必須強化自動化控制技術(shù),促進自動化水平的不斷提升,將生產(chǎn)中的隱患性降到最低,進而實現(xiàn)化工的安全生產(chǎn)。
作者:劉明珠 單位:大慶金橋信息技術(shù)工程有限公司
參考文獻:
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1.2儀表方面的監(jiān)控在化工安全生產(chǎn)過程中包括實時監(jiān)控、事故診斷還包含儀表方面的監(jiān)控,儀表監(jiān)控在化工生產(chǎn)過程中起著重要的作用。生產(chǎn)中利用儀表的監(jiān)控措施,通過儀表數(shù)據(jù)的分析參考,以及對化工生產(chǎn)的狀態(tài)做出正確的認識,防止不必要的事故發(fā)生。在儀表監(jiān)控中數(shù)據(jù)分析的參考價值在化工生產(chǎn)中起著重要的作用。在微處理器和大型設(shè)備中通過長期使用儀表監(jiān)控的發(fā)展經(jīng)驗,儀表同樣被大量應(yīng)用于化工生產(chǎn)的領(lǐng)域[4]。FCS系統(tǒng)是世界上最先進的控制系統(tǒng),F(xiàn)CS系統(tǒng)的發(fā)展速度以及實用性都非常的迅速,在其他的機械設(shè)備系統(tǒng)編程有很大的參考價值。在開放式的FCS系統(tǒng)中相關(guān)的裝置具有分散性,可以有效的降低現(xiàn)場接線的流程,使單個儀表就能完成多種通信??偠灾陨系亩鄠€控制程序都可以有效提高生產(chǎn)的安全性,依照每個不同的系統(tǒng)特點進行不同生產(chǎn)的安全控制,促進化工安全生產(chǎn)的進步發(fā)展。
1.3化工安全生產(chǎn)的緊急停車系統(tǒng)的應(yīng)用在化工生產(chǎn)中利用連續(xù)監(jiān)控與監(jiān)視,在特定的范圍內(nèi)使生產(chǎn)裝置可以有效的運行,在化工生產(chǎn)的狀況和重要數(shù)據(jù)緊急剎車系統(tǒng)都可以同時有效的進行監(jiān)視,掌握化工生產(chǎn)的安全操作的使用狀態(tài)[1]。在異常情況下,利用對緊急剎車系統(tǒng)的預(yù)設(shè)操作進行自主運行。因此,緊急剎車系統(tǒng)是化工安全生產(chǎn)的保障是不可代替的自動化系統(tǒng)。緊急剎車系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中有著極其重要的作用,因為它保障了現(xiàn)場化工人員的生命安全以及生產(chǎn)發(fā)展,大大降低了生產(chǎn)事故的發(fā)生率。
2化工自動化控制技術(shù)探討分析
自動化裝置和控制系統(tǒng)在我國化工領(lǐng)域有很大的應(yīng)用,隨著自動化裝置的不斷發(fā)展,現(xiàn)在自動化裝置系統(tǒng)得到了越來越廣泛的使用。相對以前的生產(chǎn)流程來說,自動化系統(tǒng)更加的加速我國化工領(lǐng)域的發(fā)展。同時現(xiàn)代化的的技術(shù)過程也越來越簡單化,對工作人員也越來越安全,在化工安全生產(chǎn)中我國采取最好的設(shè)備,通過編程對系統(tǒng)進行管理控制,經(jīng)過系統(tǒng)的設(shè)置就可以按要求自動化生產(chǎn)所需要品種、大小、規(guī)格等不同的制成品,和傳統(tǒng)機械相比,這種新技術(shù)設(shè)備的優(yōu)勢極為突出,利用高精度的模塊更好的掌握需要的溫度。在自動化控制管理中利用輸入(輸出)的模式可以更好的進行自動化管理操作[2]。在化工自動化控制中,利用智能操作可以大大的加快生產(chǎn)速度,更好的提升系統(tǒng)的工作效率,促進工業(yè)化的資金周轉(zhuǎn),使整個化工自動化控制技術(shù)更加完善的發(fā)展和運行。在長期的化工行業(yè)發(fā)展中,發(fā)現(xiàn)化學(xué)反爐的溫度控制是非常重要的,因為以前都是通過手動控制再加上生產(chǎn)環(huán)境的因素對于生產(chǎn)過程中溫度非常難以精確的把握,現(xiàn)在自動化控制系統(tǒng)就可以做到非常精確。對于化學(xué)反爐的溫度的控制就簡單許多了,現(xiàn)在在化工生產(chǎn)和管理方面許多的問題都可以得到自動控制,把爐內(nèi)溫度控制在一個穩(wěn)定的溫度較為容易[3]。
3化工生產(chǎn)自動化控制技術(shù)的探究應(yīng)用
3.1自動化的安全裝置近幾年來,在飛速發(fā)展的自動化控制技術(shù)中,促進了化工生產(chǎn)的快速發(fā)展,伴隨著自動化的發(fā)展,把化工安全生產(chǎn)帶入了一個新領(lǐng)域,其中的自動化的安全裝置就是其一。自動化的安全裝置主要有兩個方面的作用:第一,在工作人員還沒有發(fā)現(xiàn)有危險的情況下,自動化的安全裝置會自動啟動相應(yīng)措施。例如;工作人員沒有及時發(fā)現(xiàn)火火災(zāi),自動化的安全裝置就會啟動安全保護措施自動噴滅火裝置。第二,為了避免直接的與現(xiàn)場接觸,減少不必要的損失,自動化的安全裝置會自動對危險區(qū)域做出顯示以及警報,避免施救人員遇到危險造成不必要的人員損失[4]。
3.2監(jiān)測設(shè)備的安全性在我國多數(shù)化工生產(chǎn)災(zāi)害都是由于設(shè)備的不健全而引起的,所以在對機械設(shè)備進行檢測和制造維修時需要引起高度重視,并進行設(shè)備安全測試等。防止因設(shè)備自身原因而引起的安全隱患,在檢查設(shè)備是否存在安全隱患的同時也要講究方法,并且工作人員應(yīng)該根據(jù)自己的經(jīng)驗去分析檢測。通過現(xiàn)代科技的進步和發(fā)展,化工生產(chǎn)自動化的檢測水平也越來越重要,有著極大的發(fā)展前景。
3.3報警裝置自動化控制技術(shù)對使用中的諸多環(huán)境因素都會有自動控制的作用,比如溫度、壓力、空氣濕度等等。如果在生產(chǎn)過程中因為溫度或者壓力而出現(xiàn)危險,報警裝置就會自動報警,工作人員就能及時的采取補救措施而保證生產(chǎn)的安全進行。
2自動化控制系統(tǒng)在石油化工企業(yè)中的具體應(yīng)用
目前,國內(nèi)很多石油化工企業(yè)都應(yīng)用了大量的自動化控制技術(shù),這使得生產(chǎn)能效和安全性大幅度提升,給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。由于石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中存在大量的可燃性和有毒氣體,一旦發(fā)生火災(zāi)后果極其嚴重,所以必須采取穩(wěn)定、可靠地火災(zāi)控制系統(tǒng)。FDGS是可燃性氣體監(jiān)測與火災(zāi)控制系統(tǒng)的簡稱,與傳統(tǒng)的DGS控制系統(tǒng)相比,F(xiàn)DGS的優(yōu)勢更加突出,具體體現(xiàn)在該系統(tǒng)能夠獨立完成對危險氣體泄漏和裝置火災(zāi)的檢測、分析及防控。對于石油化工企業(yè)而言,其生產(chǎn)過程具有一定的特殊性,這使得各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)對SIL(安全設(shè)備的安全完整性等級)要求相對較高,所以構(gòu)成FDGS系統(tǒng)的各個部分均必須符合SIL國際認證。FDGS系統(tǒng)不僅可以連續(xù)不間斷地進行探測,而且還能發(fā)現(xiàn)裝置所在區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)聚集的各種危險氣體,如可燃氣體、有毒有害氣體等等,不僅如此,系統(tǒng)還可以最早發(fā)現(xiàn)火情,并針對實際情況提供手、自動裝置滅火。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用,能夠極大程度地提高石油化工生產(chǎn)現(xiàn)場的安全性。
(1)FGDS系統(tǒng)的構(gòu)成
FDGS系統(tǒng)的主輔設(shè)備會分布在兩個區(qū)域當(dāng)中,一個區(qū)域是裝置現(xiàn)場,即危險區(qū)域,另一個區(qū)域是中央控制室,即相對安全區(qū)域。系統(tǒng)中的各個傳感器具備檢測功能,終端執(zhí)行器主要負責(zé)執(zhí)行功能。危險區(qū)域內(nèi)的主要儀器和設(shè)備包括:IR火焰檢測器、感溫感煙探頭、氣體檢測器、HVAC系統(tǒng)、熔斷檢測、火災(zāi)報警控制盤等,除了以上的自動化檢測裝置之外,在生產(chǎn)現(xiàn)場還布置了大量的手報按鈕,當(dāng)遇到突發(fā)火災(zāi)事件時,可通過該按鈕進行報警。
(2)系統(tǒng)的主要功能和作用
①FGDS系統(tǒng)具備連續(xù)不間斷的探測功能,能夠在早期發(fā)現(xiàn)各個區(qū)域內(nèi)可能聚集的有毒氣體以及可能出現(xiàn)的火情。②系統(tǒng)為滅火提供了手自動裝置,并設(shè)置有聲光報警器,不同顏色與聲音代表著不同的危險,現(xiàn)場操作人員可按照報警時的顏色和聲音對險情進行判斷,據(jù)此采取應(yīng)對措施。③具備執(zhí)行控制欲連鎖邏輯功能,可以提供事件石油化工企業(yè)中自動化控制的應(yīng)用研究陳壽寶(中海油能源發(fā)展油田建設(shè)工程分公司,天津300459)摘要:本文首先闡述了石油化工企業(yè)應(yīng)用自動化控制所需具備的條件,并在此基礎(chǔ)上對自動化控制系統(tǒng)在石油化工企業(yè)中的具體應(yīng)用進行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)μ岣呤突て髽I(yè)的生產(chǎn)能效有所幫助。關(guān)鍵字:石油化工;自動化控制;生產(chǎn)能效發(fā)生的順序記錄報告。
(3)系統(tǒng)設(shè)計方案
在對FGDS系統(tǒng)方案進行進行設(shè)計的過程中,要從全局的角度出發(fā),對生產(chǎn)中的主要危險因素進行分析,并在此基礎(chǔ)上確定最終方案。①火災(zāi)檢測儀表選型。目前,市場中的火災(zāi)檢測儀表種類十分繁多,每一種儀表的性能和應(yīng)用場所均有所差別。為了達到最佳的效果,在選擇儀表時,必須要結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況,同時,還要充分考慮防火分區(qū)的要求。按照我國現(xiàn)行GB50116-2013規(guī)范標準的規(guī)定要求,在選擇火災(zāi)檢測儀表時,應(yīng)當(dāng)滿足如下以下幾點要求:一是由于火災(zāi)發(fā)生的初期階段會產(chǎn)生出煙和熱,對于無明火輻射的場所應(yīng)當(dāng)選擇感煙探測器。二是對于火災(zāi)發(fā)生后可能產(chǎn)生大量煙、熱,且存在火焰輻射的場所,則應(yīng)當(dāng)選擇感溫感煙和火焰探測器。三是對于因溫升過高可能引發(fā)火災(zāi)的場所,則必須選擇感溫探測器。②有毒及可燃氣體檢測儀表選型。在選擇此類儀表時,應(yīng)當(dāng)以石油化工企業(yè)氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范為依據(jù),并確保所選的儀表滿足以下規(guī)定要求:一是在工藝裝置和儲運設(shè)施的區(qū)域內(nèi)應(yīng)當(dāng)安裝可燃性氣體檢測器。二是對于使用有毒的裝置和設(shè)施區(qū)域內(nèi),則應(yīng)安裝有毒氣體檢測器。三是如果可燃氣體當(dāng)中含有有毒氣體,但有毒氣體泄漏時達不到最高允許濃度時,應(yīng)當(dāng)安裝可燃氣體檢測器。③安全性設(shè)計。由于FGDS系統(tǒng)歸屬于安全儀表系統(tǒng)的范疇,所以它的主要元件均應(yīng)當(dāng)選用故障安全型。如I/O應(yīng)具備短路和斷路檢測功能;AI點則應(yīng)具備異常電流檢測功能;執(zhí)行元件應(yīng)當(dāng)為勵磁型;邏輯運算器要具備可靠地冗余和冗錯功能。只有這樣,才能確保整個系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。
電氣自動化系統(tǒng)主要通過傳輸信號的屏蔽、設(shè)備接地信號的處理和干擾措施的選擇等來實現(xiàn)其功能的。人們在進行設(shè)備的選擇時,往往首先考慮使用時間長、通過實踐證明穩(wěn)定可靠的設(shè)備,因為這樣的設(shè)備能更好的適應(yīng)施工現(xiàn)場較為惡劣的環(huán)境,設(shè)備系統(tǒng)的正常運行才能得到保證,設(shè)備故障率才能有效降低,一旦出現(xiàn)故障才能保證維修工作能有效組織。
電氣化系統(tǒng)因為采用了軟件的兩次開發(fā)功能,既能動態(tài)的顯示監(jiān)控工作流程,還能對歷史的工作流程的數(shù)據(jù)、趨勢圖和其他數(shù)據(jù)進行顯示和監(jiān)控,同時兼具打印功能。
電氣自動化系統(tǒng)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下兩個方面:其一,實用性強,它具有現(xiàn)場手動、儀表室內(nèi)手動和自動三種控制方法,在系統(tǒng)的運行過程中,可以針對不同情況采取與之相對應(yīng)的方法和策略進行處理,根據(jù)不同要求采取不同的控制方式其二,具有較強的自我擴充性,系統(tǒng)自身對一些重要的數(shù)據(jù)接口進行了保留,這樣管理系統(tǒng)和監(jiān)控整個生產(chǎn)過程會更加有效。
2.電氣工程與自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計原則
(1)對配電設(shè)置進行合理配置,合理利用資源,確保最優(yōu)化。在電氣化系統(tǒng)的設(shè)計過程中要對設(shè)備長時間運行在惡劣環(huán)境中的情況進行充分考慮,要保證設(shè)備在這樣的條件下運行的安全性,同時在正常的運行狀態(tài)下對資源進行合理利用,節(jié)約用電。
(2)對設(shè)備進行選擇時,在對系統(tǒng)的正常運行和生產(chǎn)不產(chǎn)生影響的前提下,應(yīng)把能耗和價格作為兩個首要的指標,盡量使用成本和能耗都較低的設(shè)備。
(3)在設(shè)計的過程中,要對各系統(tǒng)部件的設(shè)計比例系數(shù)進行詳細調(diào)查,做到在確保系統(tǒng)正常運行不受影響的前提之下、即便負荷率增加也能降低電力資源的浪費。
3.電氣自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢
3.1準確、高效
在運行過程中,自動化系統(tǒng)會不時發(fā)出一些特殊指令、并對照相應(yīng)的設(shè)備傳送,這些指令能在很短時間內(nèi)傳送到特定的設(shè)備里,且十分有效。由于傳送的指令因設(shè)備編碼的不同而不同,這樣一來就降低了錯誤率,提高了效率。電氣化系統(tǒng)同時也是高效的控制技術(shù),在信息中心,系統(tǒng)能與某一個特定信息進行相互反饋,從而使得信息更加及時和準確。
3.2實時監(jiān)控
電氣自動化系統(tǒng)能對全時段進行實時監(jiān)控。目前,電氣化工程設(shè)備都是全天候工作的,二十四小時不問斷。研究表明,深夜等管理盲區(qū)是故障頻發(fā)期,在這樣的時段采用正常的管理模式往往無濟于事,而實際上常規(guī)管理模式也不可能面面俱到。而自動化控制技術(shù)正好彌補了上述不足,它能對電器自動化設(shè)備進行全方位、不間斷監(jiān)控,并且能實現(xiàn)系統(tǒng)的直接控制、調(diào)配和合作。
3.3安全性能高
安全是企業(yè)的生命,但是安全問題無處不在,電氣化工程也不例外。那么如何才能對危險進行有效控制、提高安全性呢?自動化是最好的選擇。安全性是自動化控制系統(tǒng)的最大優(yōu)點,設(shè)備在運行過程中一旦發(fā)生錯誤,人員的安全就多了一層保障。
4.電氣工程與自動化控制發(fā)展的現(xiàn)狀
4.1自動化系統(tǒng)的集中控制
自動化系統(tǒng)的集中控制存在著兩個明顯的缺點:一是由于一個處理器集中了所用的功能而限制了其運行速度,致使整個系統(tǒng)都在速度過慢的條件下運行。二是主機的容量因為集中監(jiān)控而不斷下降,這是由于系統(tǒng)要對所有的設(shè)備進行監(jiān)控導(dǎo)致主機過重的負荷。同時,在后期需要不斷增加電纜,降低了可靠性,也在一定程度上增加了投入。
4.2電氣自動化工程的DCS系統(tǒng)
分布式控制系統(tǒng)簡稱DCS系統(tǒng),它比集中式控制系統(tǒng)更加先進,而且其自身也在不斷的完善中。
4.3信息技術(shù)
信息技術(shù)是電氣工程與自動化控制的系統(tǒng)最主要的組成部分,主要包括以下兩個方面:其一,在管理方面,可以采用特定的方式存取企業(yè)會計核算和人力資源等方面的數(shù)據(jù),并用較為直觀的方式將監(jiān)控到的生產(chǎn)運行情況體現(xiàn)出來,以便管理人員及時掌握生產(chǎn)運作中的信息。其二,利用信息技術(shù),可以在設(shè)備和電氣自動化系統(tǒng)之間進行比較。
5.電氣工程與自動化控制的發(fā)展前景
5.1 IEC61131標準將逐漸成為行業(yè)標準
IEC61131頒布以來,逐漸成為被廣泛接受的國際化的一個標桿。到目前為止,世界上已有200個PLC廠家對其產(chǎn)品的控制系統(tǒng)編程系統(tǒng)按該標準進行了標準化。
5.2 Windows平臺的使用將更加廣泛
借助廣泛應(yīng)用的計算機,電氣自動化逐漸成為了主流。Windows以其操作使用簡單的優(yōu)勢,逐漸成為成為用戶的首選平臺。
5.3更加注重產(chǎn)品的創(chuàng)新
在科技發(fā)展觀的指導(dǎo)下,我國的自動化生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)新能力不斷提高,并在實踐中總結(jié)經(jīng)驗汲取教訓(xùn),產(chǎn)品的技術(shù)含量也大幅度提高。企業(yè)在研發(fā)電氣自動化系統(tǒng)時,更加注意創(chuàng)新,更加注重自主知識產(chǎn)權(quán)。
6.電氣自動化的缺陷管理
缺陷管理指的是在軟件生命周期中,對任何缺陷進行溝通、管理和識別的過程,以保證跟蹤管理缺陷而不丟失。一般來說,對缺陷進行全流程管理需要借助一定的跟蹤管理工具。電氣自動化系統(tǒng)整體運行的優(yōu)劣直接取決于各設(shè)備運行狀態(tài)的好壞。基于提高運行效率、有效保證質(zhì)量的目的,對各個部分進行缺陷管理是十分必要的。當(dāng)自動化設(shè)備出現(xiàn)下述問題時,應(yīng)在第一時間與相關(guān)部門或負責(zé)人取得聯(lián)系,并根據(jù)既定的生產(chǎn)管理制度組織設(shè)備或系統(tǒng)的檢查或搶修:其一,監(jiān)控中心有異常情況出現(xiàn);其二,當(dāng)天無人值班時,調(diào)度自動化系統(tǒng)與調(diào)度主站的自動化雙向通道同時出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象其三,當(dāng)天沒人值班的情況下,電氣化系統(tǒng)的主單元有異常情況發(fā)生;其四,當(dāng)天無人值班的時段,系統(tǒng)的運行工作狀態(tài)發(fā)生異常情況。
7.結(jié)束語
現(xiàn)代工業(yè)是以電氣化為基礎(chǔ)逐步發(fā)展壯大起來的,它離不開電氣自動化的支持。在現(xiàn)代人的生活和工作中,電力和計算機無處不在,所以我們也和電氣自動化結(jié)下了不解之緣。由于設(shè)備的開放性,電氣化工程系統(tǒng)無時不刻不受到外界條件的影響。
參考文獻
隨著國內(nèi)化工行業(yè)飛速向高科技、新技術(shù)方向發(fā)展,大量先進的化工裝置、設(shè)備相繼投入運行,同時部分傳統(tǒng)落后的化工企業(yè)不斷進行技術(shù)改造及應(yīng)用新技術(shù),其中就包括了自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用。化工生產(chǎn)過程的自動化控制的實現(xiàn),可縮小我國化工行業(yè)和發(fā)達國家的差距,從而推動我國化工生產(chǎn)的發(fā)展。下面,就化工生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用進行了探討。
1.單回路控制
單回路過程控制系統(tǒng)一般是指針對一個被控過程(調(diào)節(jié)對象),采用一個測量變送器檢測被控過程,采用一個控制(調(diào)節(jié))器來保持一個被控參數(shù)恒定(或在很小范圍內(nèi)變化),其輸出也只控制一個執(zhí)行機構(gòu)(調(diào)節(jié)閥)。從圖1所示可知,該系統(tǒng)只有一個閉環(huán)回路。
該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,投資少,易于調(diào)整和投入,能滿足不少化工工業(yè)生產(chǎn)過程的控制要求,因此在我國化工生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛,尤其適用于被控過程的純滯后、慣性小以及負荷和擾動變化比較平緩,或者對被控質(zhì)量要求不高的場合。
2.串級控制
單回路控制系統(tǒng)解決了化工工業(yè)生產(chǎn)過程自動化中大量的參數(shù)定值控制問題,這種簡單系統(tǒng)能滿足生產(chǎn)工藝的要求,但僅適用于比較簡單的單輸出生產(chǎn)過程的控制,不能解決多輸出過程的控制問題。即使對于簡單的單輸出生產(chǎn)過程,也存在這樣的情況:其調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性決定了很難控制(如過程的滯后常數(shù)很大或擾動量很大);調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性雖不復(fù)雜,但工藝對調(diào)節(jié)質(zhì)量的要求很高或很特殊。
串級控制系統(tǒng)是改善控制質(zhì)量的有效方法之一,在過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。與其余單回路控制系統(tǒng)相比有一個顯著的區(qū)別,即在結(jié)構(gòu)上多了一個副回路,形成了兩個閉環(huán)——雙閉環(huán)。其主回路(外環(huán))是一個單回路控制系統(tǒng),而副回路(內(nèi)環(huán))則為一個隨動系統(tǒng)。
與單回路控制系統(tǒng)相比,串級控制系統(tǒng)多用了一個測量變送器與一個控制器(調(diào)節(jié)器),增加的投資并不多,但控制效果卻有顯著的提高。使系統(tǒng)改善了被控過程的動態(tài)特性,提高了系統(tǒng)的工作效率,同時提高了對一、二次擾動的克服能力和對回路參數(shù)變化的適應(yīng)能力。串級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
串級控制在化工工業(yè)生產(chǎn)中可以用來克服被控過程較大的容量滯后、純滯后和非線性,也可以用于抑制變化劇烈而且幅度大的擾動。
3.前饋控制
單回路控制和串級控制都是當(dāng)系統(tǒng)被控過程受到擾動后,必須等到被控參數(shù)出現(xiàn)偏差時,控制器才動作,以補償擾動對被控參數(shù)的影響。前饋控制就是在系統(tǒng)擾動出現(xiàn)時就進行控制(圖3),而不是等到偏差發(fā)生后再進行控制。其特點主要有:
a.擾動發(fā)生后,前饋控制器“及時”動作,對抑制被控量由于擾動引起的動、靜態(tài)偏差較有效;
b.前饋控制屬于開環(huán)控制,所以只要系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)是穩(wěn)定的,則控制系統(tǒng)必然穩(wěn)定;
c.前饋控制只適合克服可測而不可控的擾動,而對系統(tǒng)中的其他擾動無抑制作用,因此,該控制具有指定性補償?shù)木窒扌裕?/p>
d.前饋控制器的控制規(guī)律取決于被控對象的特性,因此控制規(guī)律往往比較復(fù)雜。
4.比值控制
在現(xiàn)代化工工業(yè)生產(chǎn)過程中,許多情況下會要求兩種或多種物料流量成一定比例關(guān)系,一旦比例失調(diào),就會影響生產(chǎn)的正常運行,影響產(chǎn)品質(zhì)量,甚至發(fā)生生產(chǎn)事故。比值控制系統(tǒng)可以保證兩個或多個參數(shù)自動維持一定的比值關(guān)系。比值控制系統(tǒng)方案眾多,但都類似,下面以變比值為例,其控制框圖如圖4所示。
5.分程與選擇性控制
單回路控制、串級控制、前饋控制及比值控制等都是應(yīng)用在正常生產(chǎn)情況下的,組成系統(tǒng)的各部分一般工作在一個較小的工作區(qū)域內(nèi)。為使系統(tǒng)工作范圍擴大或在系統(tǒng)受到大擾動甚至事故狀態(tài)下仍能安全生產(chǎn),就必須選用分程與選擇性控制。該控制是通過有選擇的非線性切換方式使不同部件工作在不同區(qū)域內(nèi)來實現(xiàn)工作范圍的擴大。
分程與選擇性控制可用于節(jié)能控制、擴大調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍、保證生產(chǎn)過程的安全以及穩(wěn)定和不同工況下的控制。下面以選擇器位于調(diào)節(jié)器之前的系統(tǒng)為例,其系統(tǒng)如圖5所示。
6.結(jié)束語
化工工業(yè)是創(chuàng)造價值經(jīng)濟的重要組成部分,它不僅直接影響國計民生,還和國民經(jīng)濟的其他部門密切相關(guān)。因此,我們要將先進的控制方法應(yīng)用到化工行業(yè)中去。但化工行業(yè)的自動化控制不是一項簡單的工程,在化工生產(chǎn)過程中一般都是幾種控制方案交錯采用的,所以為了達到化工生產(chǎn)的整體控制效果,就要防止子控制方案脫離整體控制方案,讓每一種方案都在生產(chǎn)過程中起到各自的作用。
前言
當(dāng)前,我國經(jīng)濟快速發(fā)展,石油化工行業(yè)也得到了飛躍式進步,對應(yīng)而言,企業(yè)規(guī)模的擴大化要求匹配高水平的技術(shù),材料、工藝和技術(shù)應(yīng)用不斷翻新,加上自動化控制技術(shù)在石油化工行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛,其受到越來越多的重視,因而,自動化控制技術(shù)越來越重要。然而,石油化工自動化控制的發(fā)展還需要遵守化工企業(yè)的發(fā)展規(guī)律,在應(yīng)用和發(fā)展中不斷提高化工自動化控制水平。
1 石油自動化控制歷程
技術(shù)發(fā)展在石油化工自動化系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位,其關(guān)乎著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢和呈現(xiàn)出的水平。石油自動化控制是十分重要的一個命題,甚為引入關(guān)注。石油行業(yè)的發(fā)展實踐經(jīng)驗告訴人們,自動化是幫助企業(yè)提高效率的驅(qū)動力,尤其是當(dāng)今信息技術(shù)不斷發(fā)展更新并應(yīng)用于現(xiàn)代企業(yè)之中,滲透到各個行業(yè)和領(lǐng)域,生產(chǎn)過程的自動化、企業(yè)信息管理自動化等多種自動化控制組成了現(xiàn)代企業(yè)自動化控制的概念。具體來說,從過程控制與管理,從倉庫管理到市場營銷,從生產(chǎn)計劃到財務(wù)統(tǒng)計,設(shè)備管理到人事管理,自動化控制已經(jīng)貫穿到企業(yè)的綜合信息管理系統(tǒng)。
中國石油化工涉及自動化已經(jīng)經(jīng)歷了半百年的發(fā)展,通過引進自動化技術(shù)的手段,首先對技術(shù)進行研究和探討,不斷吸收消化其中的精要,在此基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新,從而不斷提高石油行業(yè)的自動化水平。經(jīng)過50多年的發(fā)展,石油行業(yè)的自動化進步主要體現(xiàn)在操作現(xiàn)場已經(jīng)從傳統(tǒng)的手工勞作轉(zhuǎn)變?yōu)楫?dāng)今的自動化控制,低級的單回路控制已經(jīng)被予以淘汰,高級復(fù)雜系統(tǒng)控制推向市場,直到煉化管控一體化。自動化控制已經(jīng)蔓延至中國大中型石油化工企業(yè)的主要生產(chǎn)過程之中,雖然在水平上有所差異,但從總體來說,相對于傳統(tǒng)的行業(yè)操作,自動化控制已經(jīng)幫助取得更多的經(jīng)濟效益。與此同時,在小型的石油化工企業(yè)之中,也有很多骨干企業(yè)擁有比較成熟的控制系統(tǒng)和較低成本的自動化技術(shù),并且,生產(chǎn)信息在車間的集成常規(guī)儀表性能大大提高,已經(jīng)成為石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程的主要檢測手段。我們了解到石油自動化控制歷程,還需對石油自動化控制應(yīng)用前景做進一步探討。
2 自動化控制設(shè)備和系統(tǒng)
石油化工企業(yè)把化工過程的控制作為企業(yè)日常生產(chǎn)管理控制的目標對象,自動化控制技術(shù)、算法和方案幫助石油化工企業(yè)可以有機調(diào)和控制理論,把整個生產(chǎn)過程納入到自動化控制體系,實現(xiàn)化工過程中各種模擬量的自動化控制。為了使得自動化控制的全過程得以有效實現(xiàn),自動化控制設(shè)備、控制系統(tǒng)是必不可少的,除此以外,還要制定出科學(xué)合理的實施方案,為自動化控制打造控制平臺。高素質(zhì)的操作人員也十分重要,可以實現(xiàn)對科學(xué)管理、操作自動化控制系統(tǒng)。在將設(shè)備和體系、方案和人員進行科學(xué)的結(jié)合的前提下,才能使得石油化工企業(yè)的自動化控制過程得以順理成章地完成。從中我們可以發(fā)現(xiàn),在化工行業(yè)中,其不僅對自動化控制的技術(shù)水平有所要求,還對自動化控制過程的匹配性有所要求。最優(yōu)化化工過程的自動化控制,可以降低企業(yè)的投入成本、提高企業(yè)的生產(chǎn)效益,還可以降低企業(yè)所需能耗和生產(chǎn)成本,提高成品質(zhì)量,從而保障化工企業(yè)的安全科學(xué)生產(chǎn)。因而,對化工過程的自動化控制進行研究,然后使用先進的系統(tǒng)設(shè)備和技術(shù),為化工企業(yè)提供服務(wù),是化工企業(yè)前進和發(fā)展的驅(qū)動力。
3 微電子技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用
自動化控制系統(tǒng)和自動化設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛的有微電子技術(shù)和信息技術(shù),化工自動化控制網(wǎng)絡(luò)和信息控制網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出一體化趨勢。在數(shù)據(jù)采集、自動化控制、技術(shù)調(diào)節(jié)等各個環(huán)節(jié),都有化工過程的控制體現(xiàn),通過化工過程控制一體信息平臺集中到自動化控制系統(tǒng)中。這要求自動化控制硬件需要更加具有可供挑戰(zhàn)的性能。過程控制的各個環(huán)節(jié)所采用的技術(shù)設(shè)備擁有各異的硬件設(shè)備,分別由不同的生產(chǎn)經(jīng)營商家供給,而開發(fā)商對硬件設(shè)施進行自主經(jīng)營。之所以,在多種資源進行整合的過程之中,很多時候會出現(xiàn)不兼容,接口不統(tǒng)一也時常出現(xiàn),因而,技術(shù)產(chǎn)品的更新升級也會受到影響。綜上所述,化工自動化控制硬件需擁有多種優(yōu)點,如較好的兼容性、便于升級換代、速度快等?;み^程控制技術(shù)設(shè)備只有具備上述特點,才可以在控制領(lǐng)域中被廣泛使用,從而實現(xiàn)化工控制全過程和各個系統(tǒng)之間的完美聯(lián)合,保證任何的化工過程控制設(shè)備在升級換代的時候不會對化工企業(yè)的正常生產(chǎn)有所影響??刂朴布挥芯邆潇`活性、精確度、抗干擾等各個方面的優(yōu)點,才能夠在化工過程自動化控制中發(fā)揮出顯著的作用?;ぷ詣踊刂频暮诵氖切畔⒓桑畔⒓傻闹匾M成部分是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。大多數(shù)化工企業(yè)使用流程管理模式,需要通過軟件平臺處理和管理化工過程中的大量數(shù)據(jù)。,使用哪一種軟件決定著化工控制過程自動化控制的信息有效集成性和共享性。
4 專業(yè)技術(shù)人才作用愈加重要
我國化工自動化控制操作技術(shù)人員素質(zhì)普遍不高,原因在于我國自動化控制理論研究較為落后,存有的化工自動化控制研究成果不多。很多化工自動化控制操作技術(shù)人員不夠了解化工過程自動化控制原理,對化工行業(yè)有關(guān)的專業(yè)技術(shù)知識掌握甚少,化工自動化控制復(fù)合型人才欠缺。在化工自動化控制發(fā)展的過程中,人才起著決定性的作用。要想實現(xiàn)對整個化工過程的最優(yōu)化自動化控制,需要從以下幾個方面著手。首先,需要引導(dǎo)廣大的職工及時更新觀念,化工企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層需要對化工自動化控制給予充分的重視,以切實行動引導(dǎo)更新全體職工的化工自動化控制觀念,從而開放思維,培育出強烈的責(zé)任心來對待化工工作,制定出科學(xué)合理的化工自動化發(fā)展規(guī)劃和信息化發(fā)展職工培育方法,把先進的技術(shù)手段和激勵措施相結(jié)合,促進化工信息化建設(shè)的發(fā)展。其次,還需要對化工自動化設(shè)備的整體利用水平給予更多關(guān)注。其充分體現(xiàn)了化工企業(yè)技術(shù)人員的操作能力。在自動化控制技術(shù)的發(fā)展過程中,因為電子技術(shù)發(fā)展速度較快,電子產(chǎn)品更新?lián)Q代頻繁,在化工企業(yè)自動化設(shè)備的采購、安裝及使用過程中,需要注意設(shè)備的這個特點,之后結(jié)合企業(yè)自動化控制現(xiàn)狀,加大對相關(guān)技術(shù)人才的培養(yǎng)力度。在化工過程自動化控制的過程中,需要并重經(jīng)濟效益和社會效益,注重投入產(chǎn)出比的分析,在信息資源建設(shè)和化工自動化控制應(yīng)用技術(shù)上投入更多的研究精力,從而不斷地提高化工自動化控制設(shè)備的整體使用水平。
5 結(jié)束語
我國石油化工企業(yè)一直關(guān)注于新技術(shù)的開拓和應(yīng)用,這促進了石油化工自動化控制技術(shù)的不斷飛越。與此同時,我們不難發(fā)現(xiàn)石油自動化行業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型離不開自動化控制技術(shù)的不斷開拓創(chuàng)新。因而,石油化工自動化控制技術(shù)需要不斷進行自主創(chuàng)新,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量,在節(jié)能降耗、增加資產(chǎn)利用率的同時,促進中國石油化工行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻
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