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關(guān)鍵詞：化工企業(yè);自動化控制;運(yùn)用

中圖分類號:TQ042文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、引言

隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)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(yùn)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(yùn)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(yùn)用，使得自動化控制能力進(jìn)一步增強(qiáng)；第三代CCS，數(shù)字計算機(jī)應(yīng)用促進(jìn)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(yùn)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(diǎn)分支結(jié)構(gòu)的通信鏈路數(shù)字運(yùn)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(jì)七十年代我國化工企業(yè)自動化控制進(jìn)入到了發(fā)展期，到了八十年代，我國DCS系統(tǒng)也有了運(yùn)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(yùn)用。

三、化工企業(yè)自動化控制的運(yùn)用

1.當(dāng)前化工企業(yè)自動化控制運(yùn)用研究的現(xiàn)狀

從化工企業(yè)自動化控制運(yùn)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(shí)際需求為準(zhǔn)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(jī)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(shí)際運(yùn)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(yùn)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(jī)的推廣運(yùn)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(shí)，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(shí)踐中對企業(yè)自動化控制的運(yùn)用進(jìn)行切實(shí)的指導(dǎo)。

2.我國化工企業(yè)自動化控制運(yùn)用存在的問題

（1）化工企業(yè)自動化控制運(yùn)用流程不規(guī)范

在我國化工企業(yè)自動化控制運(yùn)用當(dāng)中大多屬于獨(dú)立開發(fā)出來的模型。這是因?yàn)樽詣踊刂颇Ｐ秃酮?dú)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(yùn)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(jìn)，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(yùn)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(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)有待統(tǒng)一

在試驗(yàn)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)，這樣既使得自動化控制的運(yùn)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(fèi)了資源。因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)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(yùn)用的建議

為了促進(jìn)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(shí)際需要，就化工企業(yè)自動化控制的運(yùn)用提出如下建議：

（1）加強(qiáng)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(yùn)用了自動化控制模型仍然很難對整個企業(yè)進(jìn)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(yùn)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(jìn)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(qiáng)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(dá)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(yùn)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(shí)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(qiáng)化工產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的安全性檢測、自動報警等技術(shù)的開發(fā)，以確保化工企業(yè)在生產(chǎn)過程當(dāng)中的安全運(yùn)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(yùn)用取得了一些經(jīng)驗(yàn)，但是仍然存在許多的問題，需要我們這一代人進(jìn)一步加強(qiáng)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(yùn)用的的水平，以提高自身的市場競爭力和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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摘 要： 隨著我國工業(yè)的發(fā)展，為了降低在生產(chǎn)過程中的成本，提高工業(yè)生產(chǎn)過程中的精確性，企業(yè)逐漸嘗試使用自動化系統(tǒng)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，電氣自動化技術(shù)的運(yùn)用能夠提高生產(chǎn)效率，對于企業(yè)的發(fā)展起到一定的推動作用，文章針對工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的相關(guān)研究進(jìn)行了探討和分析，供相關(guān)的技術(shù)人員和管理人員參考。

關(guān)鍵詞： 電氣自動化；工業(yè)企業(yè)；效率提高；運(yùn)用

1概述

工業(yè)電氣自動化又稱電氣工程及其自動化，隨著信息技術(shù)的到來以及數(shù)字信息技術(shù)的大幅度提高，隨著我國工業(yè)化的快速發(fā)展，計算機(jī)信息技術(shù)以及軟件技術(shù)在企業(yè)中運(yùn)用迅速發(fā)展，企業(yè)的管理方式也在一定程度上不斷提高，也在一定上促進(jìn)了我國企業(yè)自動化的發(fā)展，由于工業(yè)電氣在改革過程中涉及到的方面較多，隨著工業(yè)發(fā)展，自動化技術(shù)隨著朝著數(shù)字化以及信息化的方向進(jìn)行發(fā)展。

2工業(yè)電氣自動化的特點(diǎn)和設(shè)計原則

2.1工業(yè)電氣自動化的特點(diǎn)

現(xiàn)代工業(yè)為在生產(chǎn)過程中，提高生產(chǎn)工作效率，提高產(chǎn)品的精準(zhǔn)性，在工業(yè)發(fā)展的過程中，都會涉及到電氣自動化，但是隨著傳統(tǒng)手工勞動的逐漸被提高以及現(xiàn)代大型設(shè)備的逐漸投入使用，在運(yùn)行的過程中，由于設(shè)備較多，因此設(shè)備綜合的負(fù)荷量也較大。因此工業(yè)電氣自動化在工作過程中，其處理任務(wù)較大，如果在這個過程中，任何一個機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)了零件的故障，對于整個生產(chǎn)設(shè)備都會造成較大的負(fù)面影響，因此應(yīng)用自動化系統(tǒng)，需要保持自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得設(shè)備能夠維持在一個正常水平，這樣才能夠?qū)⒆詣踊到y(tǒng)投入到實(shí)際的生產(chǎn)過程中。

2.2工業(yè)電氣自動化的設(shè)計原則

2.2.1優(yōu)化供配電設(shè)計，促進(jìn)電能合理利用

在設(shè)計中，首先需要保證良好的穩(wěn)定性以及安全性，這也是企業(yè)在生產(chǎn)之前的保障和前提，因此在進(jìn)行電氣自動化的設(shè)計過程中，需要對整個電氣環(huán)境進(jìn)行充分的考察，針對在設(shè)計過程中不合理的位置和設(shè)計，需要及時的進(jìn)行糾偏，使得電氣設(shè)備能夠符合相應(yīng)的環(huán)境配套，各項設(shè)備都能夠協(xié)調(diào)運(yùn)作，同時自動化生產(chǎn)能夠發(fā)揮出最大的經(jīng)濟(jì)型效益，在設(shè)計中，同時也需要考慮到設(shè)備運(yùn)行的安全性，確保在安全的前提下發(fā)揮生產(chǎn)的最大效益。

2.2.2要不斷提高設(shè)備的運(yùn)行效率

機(jī)電自動化系統(tǒng)的運(yùn)用目的是為了提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，因此在電氣運(yùn)行中，對于能量的消耗以及能力和產(chǎn)品加工之間的比例進(jìn)行計算，在電氣設(shè)計過程中，需要最大程度的降低能量的消耗，從而降低企業(yè)的運(yùn)行成本，在生產(chǎn)的過程中各個線路需要緊密結(jié)合，優(yōu)化計算方式，選擇性價比較高的設(shè)備，從而能夠降低養(yǎng)護(hù)成本，最大程度的提高設(shè)備的利用效率。

2.2.3電氣工程設(shè)計合理地調(diào)整負(fù)荷，提高設(shè)備的利用率

在日常生產(chǎn)中，安全是企業(yè)生產(chǎn)的核心，在企業(yè)使用電氣工程中，需要最大程度的提高電能的質(zhì)量，從而對負(fù)荷電力進(jìn)行及時的調(diào)整，在系統(tǒng)的各個階段，選擇最佳的節(jié)能設(shè)備，采用合理的節(jié)能措施，從而發(fā)揮出設(shè)備最大的負(fù)荷能力，降低成本。

3電氣自動化工程在工業(yè)中運(yùn)用現(xiàn)狀

電氣自動化工程DCS系統(tǒng)：工業(yè)的發(fā)展以及工作效率的提高在一定程度上依賴于現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，因此在現(xiàn)代化自動的控制過程中，采用信息技術(shù)的發(fā)展主要是取決于兩個方面：首先在管理上，由于管理層面的控制，企業(yè)中各個部門都能夠掌握到企業(yè)現(xiàn)代化信息的情況，采用軟件設(shè)計并且和計算機(jī)連接，這樣能夠隨時隨地的對設(shè)備的新變化進(jìn)行控制。其次在現(xiàn)代化的自動管理過程中，需要對設(shè)備的新變化進(jìn)行不斷深入的了解，發(fā)展橫向的有效信息，這樣才能夠發(fā)揮出設(shè)備控制的重要作用，因此現(xiàn)代化的信息集成和自動化的關(guān)系是人們在電氣設(shè)備過程中研究的重點(diǎn)。

4基于BIM技術(shù)電氣自動化設(shè)計

流程BIM技術(shù)是信息模型的簡稱，這項技術(shù)不僅僅是一項單純的技術(shù)手段，在具體的BIM技術(shù)中，很多新技術(shù)新手段運(yùn)用到這項技術(shù)中，最終將多個管理共同組成一個信息模型，從而對相應(yīng)設(shè)計人員和施工人員提供較為合理的信息模型，和傳統(tǒng)的技術(shù)相比，BIM技術(shù)在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)建設(shè)設(shè)計動態(tài)管理，能夠?yàn)樵O(shè)計人員以及其他工作人員提供較為直觀的設(shè)計和施工內(nèi)容，同時能夠幫助工程通過信息資源的整合，在管理中提供更多的優(yōu)勢。這種BIM技術(shù)經(jīng)過100多年發(fā)展也取得較為突出的成就和發(fā)展，目前其機(jī)制和優(yōu)勢也逐漸體現(xiàn)出來，隨著現(xiàn)代物理技術(shù)運(yùn)用以及現(xiàn)代計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，其他遙感仿真技術(shù)也運(yùn)用到BIM技術(shù)中，信息化的結(jié)果導(dǎo)致了BIM技術(shù)的制定在不斷的完善和改革，這樣對于BIM技術(shù)的應(yīng)用推廣也起到了巨大的推動作用。（1）三維建模技術(shù)，對于三維技術(shù)而言，是一項重要的技術(shù)手段，其應(yīng)用價值也比較高，這是因?yàn)槿S建模技術(shù)的應(yīng)用能夠使信息資源更直觀的進(jìn)行整合，在展現(xiàn)給使用者上能夠更加直觀。（2）仿真技術(shù)，對于BIM應(yīng)用技術(shù)而言，方針技術(shù)也是應(yīng)用上非常廣的一項技術(shù)，當(dāng)各種仿真技術(shù)以實(shí)體展示到設(shè)計人員的面前，設(shè)計人員通過計算機(jī)手段能夠?qū)娴脑O(shè)計轉(zhuǎn)化成立體形式，這樣能夠更好的促進(jìn)設(shè)計人員發(fā)現(xiàn)設(shè)計和實(shí)際中的矛盾，可以采用更為優(yōu)化的處理方式，因此仿真技術(shù)在BIM技術(shù)的運(yùn)用中已經(jīng)起到了加強(qiáng)的效果。（3）優(yōu)化技術(shù)，具體而言，優(yōu)化技術(shù)不是一項單純的技術(shù)手段，在優(yōu)化技術(shù)的實(shí)施過程中，也是涉及到了許多方面，同時優(yōu)化技術(shù)還需要運(yùn)用到運(yùn)籌學(xué)的相關(guān)理論知識。（1）電氣設(shè)計和效應(yīng)是相互協(xié)調(diào)的過程，在電氣設(shè)計過程中需要進(jìn)行效應(yīng)協(xié)調(diào)，這樣能夠解決在設(shè)計過程中的沖突問題。（2）對傳統(tǒng)的二維圖需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，所以在進(jìn)行電氣模擬和電氣創(chuàng)建的過程中，可以將傳統(tǒng)的二維圖轉(zhuǎn)化成可視圖形進(jìn)行制作，另外由于生成的二維圖和制定的設(shè)計常常不符合，所以需要對二維圖形進(jìn)行合理的調(diào)整，通過數(shù)據(jù)之間的變換，從而實(shí)現(xiàn)將各個專業(yè)之間進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

從上述中，BIM技術(shù)的施工圖設(shè)計流程需要有以下幾個方面的優(yōu)勢：（1）和傳統(tǒng)技術(shù)相比，BIM技術(shù)能夠按照設(shè)計的方式，能夠有效實(shí)現(xiàn)各個專業(yè)之間的協(xié)調(diào)工作，對于數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性能夠有更高的提升，同時最大程度的提高電氣設(shè)計過程中的設(shè)計質(zhì)量，將設(shè)計過程中存在的錯誤因素降到最低。（2）通過上述的設(shè)計，使得在電氣設(shè)計的過程中，工作量能夠有所降低，在設(shè)計效率方面能夠較大程度的提高，現(xiàn)代電氣設(shè)計需要有效協(xié)調(diào)工作中的各種關(guān)系，最大程度的降低對電氣專業(yè)的影響，將設(shè)計周期和工作周期縮短，對于提高工作效率有較大的幫助。（3）為設(shè)計優(yōu)化提供了技術(shù)手段。電氣設(shè)計中，建立的BIM模型，在這些類型的模型中，其中包含有大量的幾何參擔(dān)這些參數(shù)對于使用到電力和照明分析中具有非常大的優(yōu)勢，同時電氣負(fù)荷和照明計算等設(shè)計也可以使用到這些參數(shù)。在電氣設(shè)計中，BIM優(yōu)勢還是體現(xiàn)在二維設(shè)計上，相對于其他專業(yè)而言，本身電氣專業(yè)和其他設(shè)計相互協(xié)調(diào)是一個非常復(fù)雜的工作，如果協(xié)調(diào)工作無法很好的完成，勢必會造成返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。在BIM技術(shù)的設(shè)計模式下，由于電氣設(shè)計和其他設(shè)計可以理解為一個整體，電氣設(shè)計也需要和其他模型相互結(jié)合，如果電氣設(shè)計和其他方面的設(shè)計出現(xiàn)了沖突，那么沖突突出的部分可以直接的展示出來，并且可以及時的進(jìn)行修改。在設(shè)計的過程中，各個設(shè)計部分還需要對設(shè)計模型進(jìn)行有效的統(tǒng)一，從而最大程度的了解到空間分布的情況，例如針對確定變/配電室、各弱電機(jī)房以及電氣部分之間的尺寸做好測量工作，這樣能夠解決和其他設(shè)計之間存在的沖突。

5電氣自動化工程的發(fā)展趨勢

5.1實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化的電氣自動化控制系統(tǒng)

自動化控制系統(tǒng)作為系統(tǒng)產(chǎn)品的形式存在，在控制系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)方面已經(jīng)成為關(guān)鍵，為了實(shí)現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，在產(chǎn)品的研發(fā)，產(chǎn)品的設(shè)計以及產(chǎn)品的包裝方面都需要重點(diǎn)進(jìn)行關(guān)注，同時需要重視的是自動化控制系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)，此類方針是促進(jìn)自動化系統(tǒng)長遠(yuǎn)發(fā)展的重要舉措，將研發(fā)系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)有效分離，能夠?qū)崿F(xiàn)分工明確，對于實(shí)現(xiàn)高效率的研發(fā)和生產(chǎn)有較大幫助。

5.2電氣自動化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)

市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶動了我國自動化控制系統(tǒng)技術(shù)也在一定程度上不斷的進(jìn)行改革和創(chuàng)新。在電氣自動化技術(shù)的改革和創(chuàng)新的過程中，需要在前期有效接納外來文化，能夠?qū)獾南冗M(jìn)技術(shù)引入到中國，隨后進(jìn)行不斷的消化，企業(yè)根據(jù)自身的發(fā)展需要，不斷的引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，從而提高企業(yè)的實(shí)際自動化能力。其次，在目前全球經(jīng)濟(jì)一體化的背景下，需要不斷的改革和創(chuàng)新，不僅需要引進(jìn)和吸收，更重要的是加大科研投入，將研究的新技術(shù)為我所用，加大研究單位和企業(yè)之間的合作，才能夠保證科研成果能夠?yàn)槠髽I(yè)所運(yùn)用，就是政府需要充分的認(rèn)識到電氣工程系統(tǒng)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要性，從而建立完善體系，需要充分認(rèn)識到電氣工程在制造業(yè)發(fā)展中的作用，從而在企業(yè)中進(jìn)行全面推廣，從而能夠充分實(shí)現(xiàn)企業(yè)現(xiàn)代化管理。

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關(guān)鍵詞：石油化工；儀表自動化；控制系統(tǒng)

石油化工企業(yè)的發(fā)展對國家的經(jīng)濟(jì)有著十分重要的影響，隨著科技的不斷發(fā)展，人們對石油化化工的要求在逐漸的增加，在整個石油化工的生產(chǎn)中，需要使用儀表自動化控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)隨著石油化工企業(yè)的發(fā)展，要求在逐漸的增加，在這樣的發(fā)展?fàn)顟B(tài)下，就需要進(jìn)行改進(jìn)，在企業(yè)生產(chǎn)的過程中使用的是智能化的儀表，也就是儀表自動化系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)在整個功能上有了很大的提升，還在效率上也得到了極大的提高，這樣對石油化工企業(yè)的生產(chǎn)是十分重要的，使用儀表自動化控制系統(tǒng)為石油化工企業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

1 石油化工企業(yè)儀表的重要性

石油化工企業(yè)要想發(fā)展就離不開儀表，儀表系統(tǒng)在整個化工企業(yè)的發(fā)展中扮演著重要的角色，現(xiàn)在的石油化工企業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)逐漸的走向了現(xiàn)代化和數(shù)字化，數(shù)字化的應(yīng)用提高了使用的效率，在儀表中除了使用數(shù)字化，還使用了智能化、網(wǎng)絡(luò)化等手段，這樣就可以很大程度的促進(jìn)石油化工企業(yè)的發(fā)展。隨著石油化工行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對石油化工儀表的要求在逐漸的增加，在這樣的發(fā)展趨勢下，對儀表進(jìn)行了改進(jìn)，尤其是自動檢測儀，自動監(jiān)測儀在性能上的改進(jìn)是十分大的。

從現(xiàn)場的總線上來說，可以更好的適應(yīng)了工業(yè)的生產(chǎn)，在性能上的提高使變送器也在不斷的發(fā)展，這樣對整個變送器來說也是十分有利的。現(xiàn)代化的自動化儀表在使用的過程中需要在安全性和穩(wěn)定性上得到提升，這樣就可以將整個石油化工企業(yè)的發(fā)展水平體現(xiàn)在儀表系統(tǒng)的使用上，因?yàn)樽詣踊瘍x表的改進(jìn)可以提升石油化工企業(yè)的生產(chǎn)俠效率，對整個生產(chǎn)有著十分重要的影響，需要得到我們的重視。

數(shù)字化儀表的出現(xiàn)不僅僅在性能上得到了極大的提升，在結(jié)構(gòu)上也得到了極大的提升，數(shù)字化儀表在操作的時候變得更加便捷，因?yàn)楝F(xiàn)在的很多貨物都是進(jìn)出口貿(mào)易，這樣對整個生產(chǎn)的要求就在逐漸的增加，在這樣的情況下，就需要在產(chǎn)品的質(zhì)量上有著嚴(yán)格的要求，尤其是在整體性上，需要將整體性總合的運(yùn)用到儀表控制系統(tǒng)中，還要將在儀表的管理上加強(qiáng)，使用性能和結(jié)構(gòu)較好的儀表，對生產(chǎn)的產(chǎn)品也是非常有利的，在質(zhì)量上可以得到保證，這樣出口到過國外的產(chǎn)品就會更加的受歡迎，對整個企業(yè)的影響也是非常大的，因此要使用較為先進(jìn)的儀表自動化控制系統(tǒng)，這樣對石油化工企業(yè)的生產(chǎn)是非常重要的。

2 石油化工企業(yè)儀表自動化系統(tǒng)的介紹

2.1 DCS（分布式控制系統(tǒng)）

在石油化工的生產(chǎn)中，使用的較為頻繁的系統(tǒng)就是分布式控制系統(tǒng)和集中式控制系統(tǒng)，這兩大系統(tǒng)在石油化工產(chǎn)業(yè)中是十分關(guān)鍵的。但是在我國的石油化工企業(yè)中使用的都是DCS系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)在性能和結(jié)構(gòu)上都有著一定聽的優(yōu)越性，相對于傳統(tǒng)的儀表自動化系統(tǒng)來說，DCS系統(tǒng)在使用的過程中，使用了數(shù)字化和智能化技術(shù)，在兼容性上是非常好的，這樣對整個企業(yè)的發(fā)展就有了要求，在整個企業(yè)的發(fā)展中，一定要有著足夠的重視，兼容性的體現(xiàn)是DCS系統(tǒng)在功能上有著優(yōu)越性的體現(xiàn)，在整個企業(yè)的生產(chǎn)中，需要將整個企業(yè)的發(fā)展作為重點(diǎn)，因此兼容性就變得十分重要，在企業(yè)的發(fā)展中，可以將本企業(yè)不同的型號的系統(tǒng)與廠商的DCS系統(tǒng)連接在一起，這樣就可以形成一種控制體系，對整個企業(yè)的發(fā)展是十分有利的，在控制的時候也是非常便利的，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，在出現(xiàn)問題的時候也可以及時的溝通，這樣對整個企業(yè)的生產(chǎn)有著十分重要的影響。

2.2 新型DCS系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)在石油化工企業(yè)的發(fā)展中是非常重要的，尤其是在煉油的時候，煉油是不能夠離開DCS系統(tǒng)的，在生產(chǎn)的過程中，會生產(chǎn)出半成品和成品，在石油化工企業(yè)中使用DCS系統(tǒng)可以增加其控制能力，提高自動化的性能，石油化工企業(yè)的生產(chǎn)可以利用DCS系統(tǒng)進(jìn)行石油化工的生產(chǎn)，應(yīng)用DCS系統(tǒng)進(jìn)行控制，在一定程度上能夠更好的利用系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理，但是，還是有很多的企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)的時候無法更好的利用DCS系統(tǒng)的所有功能，導(dǎo)致自動化系統(tǒng)在使用的時候出現(xiàn)情況復(fù)雜的問題。我國在DCS系統(tǒng)生產(chǎn)方面也有很大的發(fā)展，在這種情況下，很多的軟件開發(fā)更加適合于石油化工企業(yè)的生產(chǎn)，這樣在功能方面也出現(xiàn)了更好的情況，同時在使用的時候可靠性也是非常高的。

3 具體分析

3.1 檢測執(zhí)行儀表方面

石化現(xiàn)場設(shè)備或者管道內(nèi)界質(zhì)溫度一般都在-200～1800℃之間?，F(xiàn)場的水銀玻璃溫度計都會被雙金屬溫度計取代。熱電阻和熱電偶信號都會直接進(jìn)入DCS中。在所有儀表中壓力儀表是最受重視的，因?yàn)樗桥c人們的安全聯(lián)系最緊密的儀表。壓力傳感器和特殊壓力儀表都是采用很多原理生產(chǎn)的，能抵御住高溫，能在脈動介質(zhì)、粉狀和易結(jié)晶介質(zhì)中測量壓力等。再從物位儀表來講，石化行業(yè)都以液位測量為主，并且除了浮力式儀表外，物料儀表都沒有通用的產(chǎn)品。但從測量方式可分為浮力式、靜電式、超聲波式、電容式、磁致伸縮式和雷達(dá)式等等。儀表中還有流量儀表、分析儀器、在線過程分析儀和執(zhí)行器等儀表。溫度、壓力、流量和液位都是工藝參數(shù)的保證，對生產(chǎn)過程中物料成分的分析和對最終產(chǎn)品的分析都是非常必要的。要對排放的物質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的分析，不能對環(huán)境造成污染。

3.2 控制策略

從如今的新一代DCS系統(tǒng)的變化可以看出，石化工業(yè)在自動化連接控制、批量控制和順序控制等基本控制策略還是沒有改變。智能化算法如智能PID控制器和多變量控制等都已經(jīng)開始普遍采用，其都是以DCS為基礎(chǔ)的控制，但也都可以獨(dú)立控制。傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程都是一個裝置一個控制室，但現(xiàn)在幾乎都是多個裝置一個控制室或全廠都由一個控制中心進(jìn)行控制，并且都是以LCD屏幕或CRT顯示為主?，F(xiàn)在人機(jī)界面方面都在以DCS操作站屏幕為主，這樣能讓公益操作人員輕松地進(jìn)行操作。

石化裝置的工藝過程復(fù)雜，很容易發(fā)生火災(zāi)或爆炸等。因此對安全性的要求在不斷提升，若僅由DCS設(shè)備完成，則已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的要求了，如ESD系統(tǒng)就會在DCS之外單獨(dú)運(yùn)行。智能化和自動化控制儀表不僅使得安全生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)，而且現(xiàn)在應(yīng)用的SIS系統(tǒng)都是以人性化和安全性為主的生產(chǎn)系統(tǒng)。不僅要緊抓安全生產(chǎn)，還要在生產(chǎn)線的危險場所設(shè)置警報系統(tǒng)，一旦有可燃?xì)怏w或有毒氣體泄漏后能及時得到提醒。全廠的每個角落都要在火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的監(jiān)控下，對重要的工藝裝置進(jìn)行控制和檢測。

4 結(jié)論

石油化工在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)，同時在控制方面也發(fā)生了很大的變化，因此，企業(yè)在發(fā)展過程中要不斷提高自動化控制水平，這樣能夠保證企業(yè)在激烈的市場中獲得更好的發(fā)展控制，提高企業(yè)的競爭力。

參考文獻(xiàn)

篇4

如今電氣自動化技術(shù)已在三個方面取得了新的進(jìn)展，它們分別是：綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展的方面，現(xiàn)場總線技術(shù)改變的方面和分布式系統(tǒng)控制技術(shù)應(yīng)用的方面。為了滿足各個行業(yè)之間以及各個部門之間的交流、通訊需求，于是在綜合自動化系統(tǒng)方面做出了改革且取得了新的發(fā)展。綜合自動化系統(tǒng)具有較強(qiáng)的綜合性，結(jié)構(gòu)微機(jī)化、操作監(jiān)視屏幕化、運(yùn)行管理智能化的特點(diǎn)，使得檢測與控制可以一同進(jìn)行，很大程度上提高了高壓系統(tǒng)的控制、保護(hù)水平，提高了供電的質(zhì)量，電壓的合格率，減少了系統(tǒng)維護(hù)的工作量。現(xiàn)場總線技術(shù)的改變主要體現(xiàn)在靈感方面：一是現(xiàn)場總線的控制；二是，現(xiàn)場總線型傳感器的改變。為了順應(yīng)國際發(fā)展趨勢，要求現(xiàn)場總線技術(shù)必須發(fā)生改變?，F(xiàn)場總線技術(shù)具有系統(tǒng)開放性、互可操作性、互用性、智能化、功能自治化的特點(diǎn)，且在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面具有高度的分散性，在對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)能力上有著較以往而言相對較高的適應(yīng)能力。其改革節(jié)省了硬件的使用與投資、安裝的費(fèi)用、維護(hù)的開銷，使得電氣自動化產(chǎn)品擁有了系統(tǒng)集成主動權(quán)，增強(qiáng)了其準(zhǔn)確性與可靠性。分布式控制系統(tǒng)具有高可靠性、靈活性、開放性。易于維護(hù)、協(xié)調(diào)性高、控制功能齊全的特點(diǎn)，分布式控制系統(tǒng)支持帶電熱拔插，支持在線下載新增加的控制邏輯程序，支持在線添加IO模板?？梢酝ㄟ^局域星型環(huán)網(wǎng)可以現(xiàn)實(shí)多個控制站共享數(shù)據(jù)，運(yùn)用分布式控制系統(tǒng)可以使得擴(kuò)展工程相對方便。

2電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

對電氣自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新性的改革，也是在對技術(shù)工藝和條件、管理結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)條件進(jìn)行全面性的革新，是對各個行業(yè)的工作和環(huán)境的改善，也是對各個行業(yè)工作積極性和效率的提高。根據(jù)現(xiàn)今的發(fā)展趨勢看來，電視自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

2.1電氣自動化控制系統(tǒng)中，軟件所占的地位逐步提升

由于當(dāng)今時代電子信息化大背景的影響下，電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展前景當(dāng)然也少不了信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與融合。隨著OPC技術(shù)的發(fā)展、IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的頒布、Windows平臺的廣泛應(yīng)用，計算機(jī)的使用在促進(jìn)電氣自動化控制系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合中起著重要的推動作用。OPC技術(shù)對電氣自動化控制系統(tǒng)的影響具有基礎(chǔ)性和革命性的特征。它能夠有效的解決設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的異構(gòu)現(xiàn)象，對現(xiàn)場總線系統(tǒng)中異構(gòu)網(wǎng)段之間出現(xiàn)的數(shù)據(jù)交換問題進(jìn)行快速的解答，可以作為訪問專有數(shù)據(jù)庫的中間件，為不同數(shù)據(jù)的集成提供便利，且能夠有效的實(shí)現(xiàn)控制軟件與硬件的分別設(shè)計。IEC61131標(biāo)準(zhǔn)使得其開發(fā)程序具有良好的結(jié)構(gòu)，可以對程序進(jìn)行完全的控制，支持復(fù)雜的順序操作功能處理，支持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用所取得的成績與效果是不言而喻的，未來將軟件在電氣自動化控制系統(tǒng)中的地位逐步提高也是很有必要的。

2.2單一設(shè)備向應(yīng)用集成系統(tǒng)轉(zhuǎn)變

單一設(shè)備向集成系統(tǒng)應(yīng)用的轉(zhuǎn)變是未來電力自動化控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢的一個重點(diǎn)。軟件和系統(tǒng)有機(jī)地集成到一個無縫的、并列的、易于訪問的單一系統(tǒng)中，并使它們就像一個整體一樣，進(jìn)行業(yè)務(wù)處理和信息共享。具有完整、可靠、經(jīng)濟(jì)、安全、高效等特點(diǎn)，且促進(jìn)了電力自動化控制系統(tǒng)的信息化、開放化、分布式。市場需求決定了電氣自動化控制系統(tǒng)的這一發(fā)展趨勢，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)又為其提供了重要的動力，在軟件地位不斷提高的情況下，完成單一設(shè)備向應(yīng)用集成系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的必要性更為突出。

2.3電氣自動化控制系統(tǒng)統(tǒng)一化

為了能夠?qū)﹄姎庾詣踊a(chǎn)品進(jìn)行更好的維護(hù)、測試、設(shè)計等活動，就要實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的統(tǒng)一化。這樣不僅可以將開放系統(tǒng)獨(dú)立出來，使其成為單個的個體，更便于操作，還對電氣自動化控制系統(tǒng)的通用性產(chǎn)生了積極的效果。在未來的發(fā)展趨勢中，實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的統(tǒng)一化是不可避免的。

2.4電氣自動化控制系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)化

電氣自動化控制系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn)為電氣自動化控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的通訊難問題提供了解決的方法。通過實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)化，可以為企業(yè)間、廠家間以及企業(yè)與廠家間的數(shù)據(jù)共享、交換提供安全保障，且可以節(jié)約電氣自動化系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)成本。

2.5專業(yè)化人才培養(yǎng)

很多企業(yè)在員工的專業(yè)化水平培養(yǎng)方面不夠重視，使得在企業(yè)發(fā)展的過程之中出現(xiàn)不必要的麻煩。因此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)注重對員工的培訓(xùn)，無論是系統(tǒng)操作人員還是系統(tǒng)維護(hù)人員在員工培訓(xùn)這項工作上一定不能松懈，對員工的培訓(xùn)不僅僅是一種資金的支出形式，更多時候是一種對人才的投資，且有著意想不到的回報。提高技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)水平，使其能對本職工作產(chǎn)生深刻而透徹的認(rèn)識，更好的將自身掌握的專業(yè)化知識運(yùn)用到工作環(huán)節(jié)之中，從而使得電力自動化控制系統(tǒng)工作得到更大的提升與進(jìn)步。

3結(jié)語

篇5

一、我國危險的化工工藝改造現(xiàn)狀分析

化工工藝的危險性是毋庸置疑的，其生產(chǎn)裝置也存在著潛在的危險，一旦操作不當(dāng)就會引發(fā)危險，因此，必須強(qiáng)化人們對危險的辨識能力，加強(qiáng)危險工藝的操作技術(shù)，控制危險裝置的安全性，提高生產(chǎn)管理的水平，改善整個行業(yè)的本質(zhì)安全，這對提高生產(chǎn)質(zhì)量具有重要意義。隨著科技的發(fā)展，我國的大部分化工企業(yè)的生產(chǎn)工藝水平迅速提高，對一些具有強(qiáng)放熱反應(yīng)的裝置配備自動報警系統(tǒng)、連鎖等安全的設(shè)施，改善了整個生產(chǎn)工藝的安全性，可靠性，參與推動危險工藝自動化改造工作的工程技術(shù)人員和安全管理人員也注意到，由于目前還沒有出臺有關(guān)涉及危險工藝生產(chǎn)裝置自動化控制的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推行過程中遇到了一些在技術(shù)上有爭議的問題，所以，有必要進(jìn)行工藝的改造，同時對傳統(tǒng)的改造范圍進(jìn)行調(diào)整，使其與現(xiàn)代生產(chǎn)相適應(yīng)，不斷地完善和發(fā)展。

二、危險工藝范疇分析

1.具有危險性的生產(chǎn)裝置

與硝化、氟化、磺化、氯化、氧化、裂解、重氮化等危險工藝相關(guān)的生產(chǎn)裝置都具備潛在的危險性。

2.儲存物質(zhì)的設(shè)備

一些化學(xué)產(chǎn)品具有易燃、易爆、高毒的特征，其儲存的裝置都具有一定的危險性，或者是一些液化砌體具有高危性，必須采取必要的安全控制措施。

三、化工工藝危險性特點(diǎn)概述

1.高溫高壓下極容易爆炸

一旦達(dá)到爆炸所需的溫度與氣壓，爆炸的極限就會擴(kuò)大，一旦接觸到氧氣，就會在設(shè)備或者管道中爆炸，造成重大損失。

2.泄露導(dǎo)致爆炸

化工工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品均屬高溫高壓產(chǎn)品，氣體物料一旦從設(shè)備管線泄露會迅速膨脹，與空氣中的氧氣混合，形成爆炸物，一旦碰到靜電或者火花就會引發(fā)大的爆炸。

3.積碳燃燒爆炸

氣體壓縮機(jī)等轉(zhuǎn)動設(shè)備再高溫下運(yùn)行會導(dǎo)致油揮發(fā)出現(xiàn)裂解，管道內(nèi)會形成積碳，其會自燃導(dǎo)致爆炸。

4.物理爆炸

所謂的物理爆炸就是在高溫高壓下設(shè)備金屬材料會發(fā)生一定的蠕變，改變金相組織，鋼材腐蝕會加劇，導(dǎo)致設(shè)備疲勞腐蝕，機(jī)械強(qiáng)度減弱，引起的爆炸。

5.液氮泄露導(dǎo)致的中毒爆炸

如果發(fā)現(xiàn)液氮大規(guī)模的泄露，就會形成低溫云團(tuán)，引起中毒事件，遇到明火還會發(fā)生爆炸。

四、比較普及的自動化控制方式

1.自動控制與安全聯(lián)鎖的作用

化工生產(chǎn)離不開高溫、劇毒、高壓、易爆、腐蝕等危險因子，這是必然的，自動化操作可以實(shí)現(xiàn)對工藝參數(shù)的嚴(yán)格控制，同時也避免了由于手動操作而帶來的不安因素，降低勞動強(qiáng)度，改變傳統(tǒng)的作業(yè)環(huán)境，可以更好地實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效、長期的安全運(yùn)行質(zhì)量。

2.較為常見的自動控制機(jī)安全聯(lián)鎖形式

化工裝置屬高危作業(yè)，因此，必須實(shí)行溫度、壓力、流量的自動控制系統(tǒng)，實(shí)行自動報警、聯(lián)鎖停車、實(shí)現(xiàn)化工工藝生產(chǎn)過程中的自動控制。目前的生產(chǎn)工藝水平下，常用的工藝過程自動化控制及安全聯(lián)鎖主要包括：

2.1分布式的工業(yè)控制微機(jī)系統(tǒng)

這一系統(tǒng)俗稱DCS，也被稱為分散控制系統(tǒng)，主要利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，將分布在現(xiàn)場的控制點(diǎn)、采集點(diǎn)與操作中心進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)集中管理的目的。

2.2可編程序控制器

也就是所謂的PLC，主要被應(yīng)用于邏輯控制，順序控制，在一些領(lǐng)域已經(jīng)取代了繼電器，在小規(guī)模范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)過程控制。

2.3現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

俗稱FCS，是基于現(xiàn)場總線的開放型自動化系統(tǒng)，被廣泛的應(yīng)用于多個控制領(lǐng)域，這是工業(yè)控制發(fā)展的必然方向，尤其是本質(zhì)安全型的總線，比較適用于一些高危險性的工藝場所，降低危險性。

2.4各種總線結(jié)構(gòu)的工業(yè)控制設(shè)備

俗稱OEM,其以配置靈活，擴(kuò)展方便，具有較強(qiáng)的適應(yīng)力，可以實(shí)現(xiàn)集中控制。

五、改造危險工藝自動化控制的對策

1.對危險工藝單元進(jìn)行定性和定量的分析

化工生產(chǎn)裝置自動控制是技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，全面的掌握系統(tǒng)的工藝特征，尤其是熱力學(xué)的數(shù)據(jù)、動力學(xué)參數(shù)是實(shí)現(xiàn)自動化控制的基礎(chǔ)，對于涉及到強(qiáng)烈反應(yīng)的危險工藝單元，要對其熱量做到心中有數(shù)，在缺乏動力學(xué)參數(shù)的情況下，至少應(yīng)參照類似的反應(yīng)體系，借助能量衡算建立一個簡化的動力學(xué)模型，最終找到一個相對更加安全可靠的工作領(lǐng)域。唯有如此，實(shí)現(xiàn)自動化控制才更加可信，對于一些在異常情況下，會發(fā)生爆炸的裝置，必須結(jié)合其具體的生產(chǎn)工藝，對其潛在危險性進(jìn)行控制，對一些較為敏感的參數(shù)要采取實(shí)時監(jiān)控的措施。

2.對相鄰的情況進(jìn)行全面的分析

如果在危險工藝單元選用DCS，那么該如何設(shè)置其他單元，很多化工企業(yè)在面對這一情況時都顯得無奈，可以對整個車間的布局進(jìn)行調(diào)整，將危險的工藝單元選在一個邊緣的區(qū)域，降低對其他單元的影響，同時要采取隔離措施，在危險工藝單元相鄰處布置危險相對較小的設(shè)備，操作與觀測頻率較低的設(shè)備，以此加以緩沖，此外，還應(yīng)對原有的疏散通道進(jìn)行調(diào)整，避免緊急疏散時通過危險性較高的區(qū)域。

3.調(diào)整安全規(guī)范操作規(guī)程與安全管理制度

采用自動控制工藝后，整個管理體系都發(fā)生了變化，要對傳統(tǒng)的工藝進(jìn)行改革，一些管理辦法要進(jìn)行重新的修訂，使其適應(yīng)現(xiàn)代工藝控制發(fā)展的要求。

六、結(jié)束語

綜上所述，我們對化工企業(yè)的危險性有了新的認(rèn)識，對實(shí)現(xiàn)自動化控制后的管理也有了新的認(rèn)識，只有不斷地提高管理水平，加強(qiáng)控制，才能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化工企業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

篇6

關(guān)鍵詞：電氣自動化 控制系統(tǒng) 現(xiàn)狀 前景

電氣自動化控制系統(tǒng)在工業(yè)化產(chǎn)業(yè)中的地位隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展形勢變得越來越重要。無論是在企業(yè)的運(yùn)用中，還是日常生活的方方面面，都有著電氣自動化控制系統(tǒng)的參與和運(yùn)用。在企業(yè)中，電氣自動化控制系統(tǒng)可以有效的幫助其加快自動化進(jìn)程，節(jié)約企業(yè)在人力資源上的開支，提高生產(chǎn)和測量的精度，減少生產(chǎn)過程中事故的發(fā)生，促使企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。在日常生活中，電氣自動化控制系統(tǒng)在交通與服務(wù)方面的應(yīng)用，為人們的生活提供了更多的方便，更便捷的服務(wù)。

1 電氣自動化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1.1 當(dāng)前電氣自動化控制系統(tǒng)發(fā)展的重點(diǎn)

將電氣技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行完美的融合，是當(dāng)前電氣自動化控制系統(tǒng)發(fā)展的主要方向，在此方向性的指引下，建立開放式的發(fā)展平臺也是電氣自動化控制系統(tǒng)當(dāng)前發(fā)展的重點(diǎn)。對這一重點(diǎn)內(nèi)容可以從以下四個方面進(jìn)行論述：第一，在分布式控制系統(tǒng)和總線的開發(fā)與應(yīng)用過程中，可以實(shí)現(xiàn)對信息進(jìn)行的集中管理，且能夠完成現(xiàn)場檢測以及執(zhí)行的工作；第二，電氣自動化技術(shù)在信息技術(shù)不斷發(fā)展的過程中完成了自己迅猛式的發(fā)展，信息技術(shù)不再只是對管理層級的滲透，而是滲透在整個自動化進(jìn)程的過程之中，對其產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響；第三，隨著IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施，電氣自動化控制系統(tǒng)的編程接口和語言標(biāo)準(zhǔn)得到了統(tǒng)一，改變了之前電氣自動化控制系統(tǒng)在編程過程中運(yùn)用大量時間的狀況，將編程周期進(jìn)行了有效的縮短；第四，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢作用，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)最大限度的與電氣自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行融合，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展提供幫助，如今Windows已經(jīng)成為了工控標(biāo)準(zhǔn)平臺。

1.2 電氣自動化技術(shù)取得的新進(jìn)展

如今電氣自動化技術(shù)已在三個方面取得了新的進(jìn)展，它們分別是：綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展的方面，現(xiàn)場總線技術(shù)改變的方面和分布式系統(tǒng)控制技術(shù)應(yīng)用的方面。

為了滿足各個行業(yè)之間以及各個部門之間的交流、通訊需求，于是在綜合自動化系統(tǒng)方面做出了改革且取得了新的發(fā)展。綜合自動化系統(tǒng)具有較強(qiáng)的綜合性，結(jié)構(gòu)微機(jī)化、操作監(jiān)視屏幕化、運(yùn)行管理智能化的特點(diǎn)，使得檢測與控制可以一同進(jìn)行，很大程度上提高了高壓系統(tǒng)的控制、保護(hù)水平，提高了供電的質(zhì)量，電壓的合格率，減少了系統(tǒng)維護(hù)的工作量。

現(xiàn)場總線技術(shù)的改變主要體現(xiàn)在靈感方面：

一是現(xiàn)場總線的控制；

二是，現(xiàn)場總線型傳感器的改變。

為了順應(yīng)國際發(fā)展趨勢，要求現(xiàn)場總線技術(shù)必須發(fā)生改變。現(xiàn)場總線技術(shù)具有系統(tǒng)開放性、互可操作性、互用性、智能化、功能自治化的特點(diǎn)，且在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面具有高度的分散性，在對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)能力上有著較以往而言相對較高的適應(yīng)能力。其改革節(jié)省了硬件的使用與投資、安裝的費(fèi)用、維護(hù)的開銷，使得電氣自動化產(chǎn)品擁有了系統(tǒng)集成主動權(quán)，增強(qiáng)了其準(zhǔn)確性與可靠性。

分布式控制系統(tǒng)具有高可靠性、靈活性、開放性。易于維護(hù)、協(xié)調(diào)性高、控制功能齊全的特點(diǎn)，分布式控制系統(tǒng)支持帶電熱拔插，支持在線下載新增加的控制邏輯程序，支持在線添加IO模板。可以通過局域星型環(huán)網(wǎng)可以現(xiàn)實(shí)多個控制站共享數(shù)據(jù)，運(yùn)用分布式控制系統(tǒng)可以使得擴(kuò)展工程相對方便。

2 電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

對電氣自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新性的改革，也是在對技術(shù)工藝和條件、管理結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)條件進(jìn)行全面性的革新，是對各個行業(yè)的工作和環(huán)境的改善，也是對各個行業(yè)工作積極性和效率的提高。根據(jù)現(xiàn)今的發(fā)展趨勢看來，電視自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

2.1 電氣自動化控制系統(tǒng)中，軟件所占的地位逐步提升

由于當(dāng)今時代電子信息化大背景的影響下，電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展前景當(dāng)然也少不了信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與融合。隨著OPC技術(shù)的發(fā)展、IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的頒布、Windows平臺的廣泛應(yīng)用，計算機(jī)的使用在促進(jìn)電氣自動化控制系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合中起著重要的推動作用。

OPC技術(shù)對電氣自動化控制系統(tǒng)的影響具有基礎(chǔ)性和革命性的特征。它能夠有效的解決設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的異構(gòu)現(xiàn)象，對現(xiàn)場總線系統(tǒng)中異構(gòu)網(wǎng)段之間出現(xiàn)的數(shù)據(jù)交換問題進(jìn)行快速的解答，可以作為訪問專有數(shù)據(jù)庫的中間件，為不同數(shù)據(jù)的集成提供便利，且能夠有效的實(shí)現(xiàn)控制軟件與硬件的分別設(shè)計。

IEC61131標(biāo)準(zhǔn)使得其開發(fā)程序具有良好的結(jié)構(gòu)，可以對程序進(jìn)行完全的控制，支持復(fù)雜的順序操作功能處理，支持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

因此，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在電氣自動化控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用所取得的成績與效果是不言而喻的，未來將軟件在電氣自動化控制系統(tǒng)中的地位逐步提高也是很有必要的。

2.2 單一設(shè)備向應(yīng)用集成系統(tǒng)轉(zhuǎn)變

單一設(shè)備向集成系統(tǒng)應(yīng)用的轉(zhuǎn)變是未來電力自動化控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢的一個重點(diǎn)。

應(yīng)用集成系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)邏輯、用戶界面三個層次組成，它可以將各個不同平臺、用不同方案建立的應(yīng)用軟件和系統(tǒng)有機(jī)地集成到一個無縫的、并列的、易于訪問的單一系統(tǒng)中，并使它們就像一個整體一樣，進(jìn)行業(yè)務(wù)

處理和信息共享。具有完整、可靠、經(jīng)濟(jì)、安全、高效等特點(diǎn)，且促進(jìn)了電力自動化控制系統(tǒng)的信息化、開放化、分布式。

市場需求決定了電氣自動化控制系統(tǒng)的這一發(fā)展趨勢，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)又為其提供了重要的動力，在軟件地位不斷提高的情況下，完成單一設(shè)備向應(yīng)用集成系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的必要性更為突出。

2.3 電氣自動化控制系統(tǒng)統(tǒng)一化

為了能夠?qū)﹄姎庾詣踊a(chǎn)品進(jìn)行更好的維護(hù)、測試、設(shè)計等活動，就要實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的統(tǒng)一化。這樣不僅可以將開放系統(tǒng)獨(dú)立出來，使其成為單個的個體，更便于操作，還對電氣自動化控制系統(tǒng)的通用性產(chǎn)生了積極的效果。在未來的發(fā)展趨勢中，實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的統(tǒng)一化是不可避免的。

2.4 電氣自動化控制系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)化

電氣自動化控制系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn)為電氣自動化控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的通訊難問題提供了解決的方法。通過實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)化，可以為企業(yè)間、廠家間以及企業(yè)與廠家間的數(shù)據(jù)共享、交換提供安全保障，且可以節(jié)約電氣自動化系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)成本。

2.5 專業(yè)化人才培養(yǎng)

很多企業(yè)在員工的專業(yè)化水平培養(yǎng)方面不夠重視，使得在企業(yè)發(fā)展的過程之中出現(xiàn)不必要的麻煩。因此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)注重對員工的培訓(xùn)，無論是系統(tǒng)操作人員還是系統(tǒng)維護(hù)人員在員工培訓(xùn)這項工作上一定不能松懈，對員工的培訓(xùn)不僅僅是一種資金的支出形式，更多時候是一種對人才的投資，且有著意想不到的回報。提高技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)水平，使其能對本職工作產(chǎn)生深刻而透徹的認(rèn)識，更好的將自身掌握的專業(yè)化知識運(yùn)用到工作環(huán)節(jié)之中，從而使得電力自動化控制系統(tǒng)工作得到更大的提升與進(jìn)步。

3 結(jié)語

總而言之，在以市場為導(dǎo)向的時代大背景下，電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展也必須遵循市場發(fā)展的規(guī)律，以市場需求為基準(zhǔn)來進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，面對發(fā)展做出不同的更新應(yīng)對措施，才能得到更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]周佳，周曉宇.淺談電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（12）.

篇7

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人 自動化控制 實(shí)際應(yīng)用

中圖分類號：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0104-02

工業(yè)是一個國家發(fā)展的根本，機(jī)器人自動化是工業(yè)發(fā)展的命脈。加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人的自動化有利于工業(yè)的迅猛發(fā)展。雖然我國對工業(yè)機(jī)器人自動化控制領(lǐng)域加大了投入力度，但是工業(yè)機(jī)器人在自動化控制領(lǐng)域的應(yīng)用依然存在諸多問題，不僅阻礙了工業(yè)機(jī)器人自動化控制的發(fā)展，還造成了工業(yè)自動化生產(chǎn)的滯留，極大地限制了工業(yè)的發(fā)展。俗話說：“工欲善其事必先利其器”，強(qiáng)化工業(yè)機(jī)器人自動化控制能夠最大限度地提升我國工業(yè)的發(fā)展。該文對工業(yè)機(jī)器人在自動化控制領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用研究進(jìn)行分析。

1 工業(yè)自動化控制功能和特點(diǎn)

1.1 工業(yè)自動化控制功能

機(jī)器人自動化控制能夠?qū)崿F(xiàn)再現(xiàn)示教功能，機(jī)器人能夠通過指令完成相應(yīng)的示教過程，先將位置、速度、動作的代碼輸入進(jìn)機(jī)器人控制系統(tǒng)，指令存在存儲器里，控制系統(tǒng)將代碼通過指令的方式傳輸給機(jī)器人操作系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了示教的再現(xiàn)。其次，控制運(yùn)動功能，是指通過操作系統(tǒng)對機(jī)器人的速度快慢、動作形態(tài)進(jìn)行控制的功能[1]。

1.2 工業(yè)自動化控制特點(diǎn)

工業(yè)自動化機(jī)器人能夠解放人類的勞動力，能夠完成一些人類完成不了的危險和困難的任務(wù)。機(jī)器人與力學(xué)和結(jié)構(gòu)學(xué)有著緊密的聯(lián)系，要對其狀態(tài)進(jìn)行描述可通過坐標(biāo)的方式，并通過改變相應(yīng)的坐標(biāo)控制機(jī)器人的動作。其次，工業(yè)自動化機(jī)器人需要賦予其智能任務(wù)，其才能夠按照人類的意識行動。改變工業(yè)自動化機(jī)器人的參數(shù)，其狀態(tài)會隨之變化，動作也會隨之變化。可以通過信息庫對機(jī)器人進(jìn)行操作、管理、決策。

2 組成和控制方式

2.1 機(jī)器人的組成

機(jī)器人主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、主體構(gòu)成，主體包括手部、腕部、臂部，機(jī)器人的手部一般只有4～7個自由度，腕部只有2～3個自由度，臂部一般只有4～5個自由度；驅(qū)動系統(tǒng)包含動力機(jī)構(gòu)和傳動裝置；控制系統(tǒng)是對操作系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)的控制。主要的裝置包含計算機(jī)控制、示教盒、傳感器接口、軸控制器、輔助設(shè)備控制等。其相應(yīng)的作用為使用微處理器和微型計算機(jī)進(jìn)行指揮和調(diào)度機(jī)構(gòu)；通過記憶設(shè)備和人工示范，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；傳感器相當(dāng)于人的感知器官，如聽覺、視覺、觸覺等，傳感器是感應(yīng)控制機(jī)器人的速度、位置和狀態(tài)的設(shè)備；控制配合機(jī)器人運(yùn)動的輔助設(shè)備。各個裝置能夠獨(dú)立工作、互不干擾，但是能夠相互制約、相互協(xié)調(diào)，才能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的自動化[2]。

2.2 機(jī)器人控制方式

其一是智能控制，機(jī)器人能夠通過傳感器接收周圍環(huán)境信息，并傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，控制系統(tǒng)分析并傳輸相應(yīng)的操作指令，使得機(jī)器人能夠智能自動地學(xué)習(xí)和適應(yīng)環(huán)境。其二是觸覺控制，機(jī)器人在進(jìn)行工作時，要求提高機(jī)器人的效率、準(zhǔn)確度、安全，通過觸覺的方式感知周邊環(huán)境的影響，并做出相應(yīng)的動作；其三是示教控制，要求機(jī)器人的運(yùn)動、行為、速度等都要有規(guī)范的動作，其位置和狀態(tài)都要控制；其四是點(diǎn)位控制，工業(yè)機(jī)器人在工作時，要求機(jī)器人能夠獨(dú)立判斷目標(biāo)與自身的距離，并選擇一條最近的道路進(jìn)行工作[3]。

3 PLC技術(shù)應(yīng)用于機(jī)器人

PLC技術(shù)應(yīng)用于機(jī)器人主要是在過程控制、信息控制、順序控制、遠(yuǎn)程控制、運(yùn)動控制5個方面。其一，在過程控制，主要是對機(jī)器人進(jìn)行模擬量的控制，例如溫度、壓力、電壓、電流等進(jìn)行實(shí)施分析，并做出相應(yīng)的措施，改變當(dāng)前情況，且具有較為理想的效果；其二，信息控制，是指控制機(jī)器人的信息傳輸系統(tǒng)，主要有傳輸、處理、存儲、采集等，并且還具有信息自動分析的功能，PLC的應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人自動化方面做出巨大的貢獻(xiàn)；其三，順序控制，其擺脫了傳統(tǒng)的順序控制系統(tǒng)，其能分析任務(wù)的主次先后順序，并能夠?qū)崿F(xiàn)先后順序任務(wù)的操作；其四，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，PLC通過互聯(lián)網(wǎng)、移動終端和智能終端能夠?qū)崿F(xiàn)對工業(yè)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制，即是通過遠(yuǎn)程傳輸信息技術(shù)對機(jī)器人進(jìn)行控制和傳輸操作指令；其五，運(yùn)動控制，PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人準(zhǔn)確操作、要求機(jī)器人的精確度要高，PLC可以通過控制對象的運(yùn)動軌跡實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確操作。PLC技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，其技術(shù)越來越成熟，相信未來PLC技術(shù)必將使得工業(yè)機(jī)器人越來越智能、越來越自動化。

4 應(yīng)用機(jī)器人的領(lǐng)域

隨著科技水平的不斷提高，應(yīng)用機(jī)器人的領(lǐng)域越來越廣泛。工業(yè)機(jī)器人能夠代替人類開展一些高熱、低溫、有毒、有害、危險、繁重的任務(wù)，也能完成一些人類完成不了的任務(wù)。換句話說，機(jī)器人是代替人類完成環(huán)境惡劣的工作。

其一，工業(yè)領(lǐng)域，主要應(yīng)用在焊接機(jī)器人、材料搬運(yùn)、檢測、裝配、噴漆和噴涂。焊接主要是把重量較大的器件實(shí)現(xiàn)焊接，例如船體的焊接，又或者高溫的焊接環(huán)境；材料搬運(yùn)是把人類搬運(yùn)不了的物品進(jìn)行搬運(yùn)，也能夠重復(fù)完成枯燥的搬運(yùn)任務(wù)，例如快遞分揀和包裝等，使用機(jī)器人能夠提高搬運(yùn)的效率；檢測是進(jìn)行微波、紫外線等人類無法檢測的任務(wù)；裝配是指利用機(jī)器人進(jìn)行繁雜、煩瑣、枯燥、重復(fù)的裝配任務(wù)；噴漆和噴涂把機(jī)器安裝在軌道上，使其能夠方便行動[4]。

其二，醫(yī)療領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人在醫(yī)療方面主要是進(jìn)行細(xì)微的手術(shù)，現(xiàn)今世界上已成功實(shí)現(xiàn)了首例智能機(jī)器人的手術(shù)，雖然手術(shù)較為簡單，但是其能夠w現(xiàn)智能機(jī)器人的發(fā)展，其能夠?qū)崿F(xiàn)病人的康復(fù)、轉(zhuǎn)運(yùn)、救援、手術(shù)等，包括智能機(jī)器床、智能機(jī)器手術(shù)臺等智能設(shè)備。

其三，服務(wù)行業(yè)，服務(wù)行業(yè)也逐漸開發(fā)符合自身發(fā)展的智能機(jī)器人，現(xiàn)今我國部分服務(wù)企業(yè)已使用了智能機(jī)器人進(jìn)行服務(wù)。例如，我國某咖啡廳已使用智能機(jī)器人進(jìn)行服務(wù)，因?yàn)槠渲悄軝C(jī)器人新穎，吸引了不少上門體驗(yàn)的顧客，還有某公司已使用智能機(jī)器人進(jìn)行前臺服務(wù)[5]。

5 結(jié)語

工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。機(jī)器人正在為提高人類的生活質(zhì)量發(fā)揮著重要的作用。綜合上述，我們對工業(yè)機(jī)器人自動化的功能和特點(diǎn)、機(jī)器人的組成和控制方式、PLC技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的領(lǐng)域都有了深刻的認(rèn)識。通過該文的闡述，希望能對工業(yè)機(jī)器人自動化控制的相關(guān)部門提供有效幫助，從而提高工業(yè)機(jī)器人自動化控制的效率，進(jìn)而使得工業(yè)機(jī)器人更加智能和自動。

參考文獻(xiàn)

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[2] 柳倩，桂建軍，楊小薇，等.工業(yè)機(jī)器人傳感控制技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢――基于專利文獻(xiàn)計量分析視角[J].機(jī)器人，2016，3（5）：612-620.

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篇8

關(guān)鍵詞：電氣自動化、控制技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)計

Abstract: in today's electrical engineering and automatic control method and application models had very big change, the emergence of new technology in the traditional control system structure of the reform, the global automation technology of application and promotion of this is the fact that does not dispute, it is the inevitable result of the enterprise competition. This paper discusses the overall electrical automation technology in industrial control systems experiment and design, only supplies the reference.

Keywords: electrical automation and control technology, system design

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

前言：

目前，國內(nèi)外高校都在積極研究、探究高效的面向工程應(yīng)用的教學(xué)模式。面向工程應(yīng)用與工程專業(yè)國際認(rèn)證，創(chuàng)新構(gòu)建符合現(xiàn)代教育要求的綜合實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)也是當(dāng)務(wù)之急。本文完成的創(chuàng)新控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計，正是順應(yīng)了高等工程教學(xué)的發(fā)展趨勢。該設(shè)計既能完成基本電機(jī)控制、電器控制技術(shù)、可編程控制技術(shù)、人機(jī)界面組態(tài)技術(shù)、基于 PC 的軟邏輯（軟PLC）控制技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)等實(shí)踐教學(xué)的實(shí)驗(yàn)工作，又能拓展為面向現(xiàn)代自動化應(yīng)用技術(shù)，開放、開發(fā)型的綜合技術(shù)應(yīng)用平臺。

1、 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計原則

1.1 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計原則

1.1.1借助實(shí)驗(yàn)手段的多樣性，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的創(chuàng)造性思維培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的測控對象，可用不同的技術(shù)手段或方式進(jìn)行測控，這樣可給學(xué)生一個多自由度的測控技術(shù)想象空間。徹底擺脫傳統(tǒng)測控實(shí)驗(yàn)中，控制方法或方式的單一性，解決了傳統(tǒng)單一方法測控實(shí)驗(yàn)限制學(xué)生思維方式的問題。學(xué)生通過這樣的培訓(xùn)在了解不同的測控技術(shù)與方法的同時，還能進(jìn)一步的分析各種測控方法的性能、難易程度等綜合因素，使學(xué)生應(yīng)用技術(shù)的分析、比較、綜合能力得以提高。

1.1.2增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)項目開放性，為強(qiáng)化學(xué)生動手能力的培養(yǎng)提供條件。

模塊式的設(shè)計可以實(shí)現(xiàn)各種控制方式方便的、多變化的、全新的軟、硬件組合，同時界面之間的接口留有余地，可任意擴(kuò)展，為學(xué)生提供了控制實(shí)驗(yàn)、設(shè)計開發(fā)實(shí)驗(yàn)的開放性平臺。也為教師的科研開發(fā)提供了適宜的空間。應(yīng)用中，積極鼓勵學(xué)生在完成教學(xué)要求實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)、開發(fā)實(shí)驗(yàn)。

1.2 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)新點(diǎn)

現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)開放型實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計注重開放性、可擴(kuò)充性；注重利用與挖掘?qū)嶒?yàn)設(shè)備的潛力，最大限度的提高設(shè)備利用率；注重實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)合性，從而提高實(shí)驗(yàn)空間的使用效益；注重實(shí)驗(yàn)手段的多樣性設(shè)計，為學(xué)生解決實(shí)際工程問題提供豐富的想象空間。注重將自動化的最新技術(shù)引入到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中來，以彌補(bǔ)當(dāng)前教材建設(shè)滯后應(yīng)用技術(shù)的不足，最大限度地縮短學(xué)生適應(yīng)未來實(shí)際工作的過渡過程。

2. 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容

工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置基本覆蓋了當(dāng)今自動化控制技術(shù)的各種技術(shù)手段，基本內(nèi)容見圖 1 所示，其中上部分為控制器部分，下部分為控制對象，實(shí)驗(yàn)中各種控制器之間可組合成綜合性實(shí)驗(yàn)。

圖1工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)

2.1常規(guī)電器與智能電器原理與應(yīng)用控制部分

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可提供多塊常規(guī)控制電器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、LOGO智能控制器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?。根?jù)配置可完成常用控制電器如按鈕、時間繼電器、熱繼電器、電流繼電器、電壓繼電器、行程開關(guān)、接近開關(guān)、中間繼電器、接觸器以及智能控制電器 LOGO 等的應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)。

2.2變頻器應(yīng)用控制技術(shù)部分

系統(tǒng)配備變頻器控制模板，三相交流電動機(jī)，該部分與常規(guī)電器、智能控制電器配合，可完成變頻器的面板控制、變頻器的遠(yuǎn)動分段控制等實(shí)驗(yàn)。

2.3可編程序控制器部分

可編程序控制器部分組成見圖2 所示，該部分配備可編程序控制器控制實(shí)驗(yàn)?zāi)０?與典型工業(yè)控制模板系列( 控制對象) 、變頻器控制模板、三相交流電動機(jī)、常規(guī)電器與智能控制電器配合, 可完成可編程序控制器編程技術(shù)實(shí)驗(yàn)及綜合應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。

圖 2 可編程序控制器部分基本組成圖示

2.4人機(jī)界面(組態(tài)軟件)技術(shù)部分

人機(jī)界面(組態(tài)軟件) 技術(shù)實(shí)驗(yàn)部分見圖 3 所示，該部分配置了編程計算機(jī)、觸摸屏和人機(jī)界面(軟件 )技術(shù)，可完成可視化控制技術(shù)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)；配合 PLC 可構(gòu)成上下位機(jī)控制。

圖 3 人機(jī)界面技術(shù)部分基本組成圖示

2.5 PC總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)部分

PC總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)部分見圖 4 所示，該部分配置了計算機(jī)、PC總線板卡以及人機(jī)界面(組態(tài)軟件)軟件，與典型工業(yè)控制模板系列( 控制對象)、變頻器控制模板、三相交流電動機(jī)、常規(guī)電器與智能控制電器配合,可完成基于 PC 控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)及部分綜合性應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。

圖4PC 總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)部分組成示意圖

2.6工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)部分

工業(yè)以太網(wǎng)部分選用先進(jìn)的現(xiàn)場可編程 Ethernet總線適配器，其數(shù)據(jù)傳送速率為 10M bit/s ，配置現(xiàn)場組合式 I/O。開關(guān)量 I/O：8/8（24V）；模擬量：4 路AD、2 路DA（0-10V）。

3. 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項目

工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置功能：實(shí)驗(yàn)設(shè)計面向當(dāng)今的自動化應(yīng)用技術(shù)，可完成各種常規(guī)工業(yè)控制器如計算機(jī)控制、可編程控制器控制技術(shù)、總線控制技術(shù)等?？赏瓿勺詣踊㈦姎夤こ碳捌渥詣踊?、機(jī)電一體化等相關(guān)專業(yè)部分課程如“電機(jī)與拖動”、“可編程控制技術(shù)”、“電氣控制技術(shù)”、“計算機(jī)控制技術(shù)”等課程的相關(guān)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。特別是系統(tǒng)提供開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)與設(shè)計型實(shí)驗(yàn)支持，適合當(dāng)今教育教學(xué)的知識整合與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計。基本控制實(shí)驗(yàn)項目可達(dá) 60 多個，系統(tǒng)設(shè)計模式是開放的，因而支持用戶進(jìn)行新實(shí)驗(yàn)的自主開發(fā)設(shè)計。

工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置完成的主要實(shí)驗(yàn)項目分析如下。

3.1基于電器的控制實(shí)驗(yàn)

典型電器與智能電器原理和應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)包括交流電動機(jī)的啟動控制實(shí)驗(yàn)、交流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)、具有過載保護(hù)的電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)、接觸器、按鈕連鎖的正反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)、交流電動機(jī)的啟動綜合實(shí)驗(yàn)、變頻器面板控制應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、變頻器外部分段控制、外部模擬量控制應(yīng)用、LOGO 控制器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等。

3.2基于可編程序控制器的實(shí)驗(yàn)

3.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)０逑盗袑?shí)驗(yàn)

包括電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)、天塔之光實(shí)驗(yàn)、搶答器實(shí)驗(yàn)、交通燈自控與手控實(shí)驗(yàn)、水塔水位自動控制實(shí)驗(yàn)、自動成型機(jī)實(shí)驗(yàn)、自控軋鋼機(jī)實(shí)驗(yàn)、多種液體自動混合實(shí)驗(yàn)、自動送料裝車系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、郵件分揀機(jī)實(shí)驗(yàn)、多級供電線路的機(jī)電保護(hù)、供電主接線運(yùn)行實(shí)驗(yàn)等。

3.2.2實(shí)際接線系列實(shí)驗(yàn)

包括交流電動機(jī)的啟動控制、交流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、具有過載保護(hù)的電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、接觸器、按鈕連鎖的正反轉(zhuǎn)控制、交流電動機(jī)的啟動綜合實(shí)驗(yàn)。

3.3基于計算機(jī)的可視化（組態(tài)技術(shù)）控制實(shí)驗(yàn)

3.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)０逑盗袑?shí)驗(yàn)

包括電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)、天塔之光實(shí)驗(yàn)、搶答器實(shí)驗(yàn)、交通燈自控與手控實(shí)驗(yàn)、水塔水位自動控制實(shí)驗(yàn)、自動成型機(jī)實(shí)驗(yàn)、自控軋鋼機(jī)實(shí)驗(yàn)、多種液體自動混合實(shí)驗(yàn)、自動送料裝車系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、郵件分揀機(jī)實(shí)驗(yàn)、多級供電線路的機(jī)電保護(hù)、供電主接線運(yùn)行實(shí)驗(yàn)等。

3.3.2實(shí)際接線系列實(shí)驗(yàn)

包括交流電動機(jī)的啟動控制、交流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、具有過載保護(hù)的電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、接觸器、按鈕連鎖的正反轉(zhuǎn)控制、交流電動機(jī)的啟動綜合實(shí)驗(yàn)。

3.4綜合開發(fā)與開放性實(shí)驗(yàn)

PLC 與變頻器的組合控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)、PLC 與 MCGS組態(tài)軟件綜合實(shí)驗(yàn)、變頻器與計算機(jī)組態(tài)軟件綜合實(shí)驗(yàn)等。

3.5 工業(yè)控制網(wǎng)技術(shù)(含分布 I/O 配置、現(xiàn)場編程技術(shù)、以太網(wǎng)通訊技術(shù)與組態(tài)技術(shù))。

基于工業(yè)以太網(wǎng)的分布 I/O 控制技術(shù)或基于現(xiàn)場總線技術(shù)的分布 I/O 控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)。

4、結(jié)語：

篇9

關(guān)鍵詞：節(jié)能；變頻調(diào)速；工業(yè)電氣自動化控制

說到變頻技術(shù)，大多數(shù)人都會聯(lián)系到其在空調(diào)中的運(yùn)用，事實(shí)上，由于變頻器的價格逐漸降低，而且其在節(jié)能方面具備突出優(yōu)點(diǎn)，因而在當(dāng)前的工業(yè)發(fā)展中變頻技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，本文所要探討的，正是變頻調(diào)速在工業(yè)電氣自動化控制中的運(yùn)行，究竟什么是變頻調(diào)速技術(shù)；變頻調(diào)速的工作原理又是什么，變頻調(diào)速是怎樣實(shí)現(xiàn)節(jié)能的；它在工業(yè)電氣自動化控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況又如何？接下來，筆者將一一為您解開這些問題。

一、變頻調(diào)速技術(shù)的基本情況

（一） ﹑變頻調(diào)速的定義和應(yīng)用范圍

變頻調(diào)速，英文名為variable frequency control，指的是通過改變電源頻率的方法來對電動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整的一種技術(shù)，它的運(yùn)用可以使調(diào)速更加連續(xù)平滑。實(shí)踐證明，交流電動機(jī)的最佳調(diào)速方案就是使用變頻器和節(jié)能變頻器，因此變頻調(diào)速技術(shù)在同步電動機(jī)和鼠籠型異步電動機(jī)中使用比較普遍。當(dāng)然，除了優(yōu)良的調(diào)速性能外，變頻器還具備節(jié)能的功能，因此大多數(shù)企業(yè)在進(jìn)行技術(shù)改造或者進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代時都會采用變頻器作為調(diào)速裝置。在中國，變頻科技被廣泛用于紡織﹑化纖、石油、建材﹑冶金、化工、市政、造紙、飲食、煙草以及電力等多個行業(yè)。由于我國是能耗大國，所以相對于變頻器的調(diào)速功能，我們關(guān)注更多的是它的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)。變頻器是如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能的呢？

（二） 、變頻器的工作原理

在了解變頻器節(jié)能的秘密前，我們先來看看三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速公式，三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為：n=60f（1-s）/p ，其中f指的是供電頻率，p指的是電動機(jī)的極對數(shù)，而s則指的是轉(zhuǎn)差率。從這個式子我們可以發(fā)現(xiàn)，只要改變供電頻率、電動機(jī)的極對數(shù)和轉(zhuǎn)差率這三者中的任何一個，都可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。調(diào)速的方法有很多種，關(guān)系到能量消耗的轉(zhuǎn)速方法是這兩種：高效調(diào)速法和低效調(diào)速法，其中高效調(diào)速時轉(zhuǎn)差率不發(fā)生變化，因此并不產(chǎn)生轉(zhuǎn)差損耗。而變頻調(diào)速恰好就是最典型的高效調(diào)速方法之一。一般情況下轉(zhuǎn)差損耗會隨調(diào)速范圍的擴(kuò)大而增加，如果調(diào)速范圍較小，理論上而言能量損耗也不會太大。變頻技術(shù)正是利用高效調(diào)速是調(diào)速范圍小這一點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的。

當(dāng)然，這只是理論上的結(jié)論，變頻技術(shù)要真正實(shí)現(xiàn)電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能，還要參照其具體運(yùn)行情況。下面就讓我們看看變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動化控制系統(tǒng)中是如何運(yùn)行的吧。

二、變頻調(diào)速在工業(yè)電氣自動化控制中的應(yīng)用

當(dāng)前變頻技術(shù)在我國的多個領(lǐng)域內(nèi)都有運(yùn)用，筆者將列舉其高溫高壓染色機(jī)系統(tǒng)﹑抽油機(jī)節(jié)能系統(tǒng)以及礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用來揭示其節(jié)能環(huán)保和加速工業(yè)電氣自動化的功能。

（一） 、變頻調(diào)速在高溫高壓染色機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用

眾所周知，印染業(yè)想來以高能耗聞名，傳統(tǒng)的人工操作系統(tǒng)不僅效率低，而且對水、電資源的消耗非常大，為了轉(zhuǎn)變這一控制模式，當(dāng)前已經(jīng)有一些印染廠將變頻調(diào)速技術(shù)引入到控制系統(tǒng)中來，以PLC與變頻器相結(jié)合的控制方式取代原有的人工操作來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能設(shè)計。

具體說來，高溫高壓染色系統(tǒng)主要是通過在系統(tǒng)中加入變頻器微機(jī)集中控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)節(jié)電功能的，即通在原有的系統(tǒng)中設(shè)置由數(shù)個變頻器組成的集中控制來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

除了實(shí)現(xiàn)節(jié)能之外，PLC與變頻器相結(jié)合的新系統(tǒng)還有助于提高控制系統(tǒng)的自動化?？刂葡到y(tǒng)在運(yùn)行時，首先PLC的A∕D模塊采集對溫度進(jìn)行采集，然后將溫度轉(zhuǎn)換成頻率，用F/V的方式來控制主泵的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)通過溫度采集模塊對染機(jī)內(nèi)溫度變化數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集，然后再將轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行對比，控制器再根據(jù)比較情況調(diào)節(jié)變頻器的輸出運(yùn)行，使布匹根據(jù)機(jī)缸溫度的變化進(jìn)行平穩(wěn)運(yùn)動，防止堵布現(xiàn)象的發(fā)生，確保生產(chǎn)的順暢。

（二） 、變頻技術(shù)在抽油機(jī)節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用

近年來，高能耗與低產(chǎn)出的發(fā)展模式開始限制油田的進(jìn)一步發(fā)展，尤其是在一些稠油、低滲透油田采注活動中，能耗問題更為嚴(yán)重，為了轉(zhuǎn)變這一局面，部分油田開始改進(jìn)設(shè)備，采用使用了變頻技術(shù)的抽油機(jī)來達(dá)到降低能耗的目的。

在這種新型的抽油機(jī)節(jié)能系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)將各項功能進(jìn)行模板分區(qū)，使得各部分既相互獨(dú)立又相互配合來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能。

整個系統(tǒng)分為主電路和控制電路，其中主電路采用的是交一直一交電壓型逆變電路來實(shí)現(xiàn)電能從電網(wǎng)到電機(jī)的傳遞；而控制電路與主電路配合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制、調(diào)參、顯示、檢測、故障保護(hù)等功能。正是這種獨(dú)特的繼電接觸控制線路，使得設(shè)備可以在變頻和工頻模式之間靈活切換，避免因長期處于工頻模式而導(dǎo)致能源浪費(fèi)。

變頻技術(shù)的主要功能其實(shí)還是在于調(diào)速，雖然當(dāng)前我們更關(guān)注的是它的節(jié)能功效，但是也應(yīng)該意識到它的調(diào)速功能對工業(yè)電氣自動化控制的促進(jìn)作用，下面筆者將論述其在礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中的運(yùn)用來說明其對工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的重要性。

（三） ﹑變頻調(diào)速技術(shù)在礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)在該系統(tǒng)中的使用除了節(jié)能之外，更重要的是保護(hù)系統(tǒng)，這種保護(hù)作用主要體現(xiàn)在如下方面：

1.深度指示器的失效保護(hù)

因?yàn)樘嵘龣C(jī)的多項保護(hù)都是建立在行程分析基礎(chǔ)上的，如果深度指示器失效，那么數(shù)據(jù)將無法正常顯示，這樣便會導(dǎo)致多項保護(hù)無法展開，為提升機(jī)的運(yùn)行埋下了安全隱患。因此，必須對深度指示器進(jìn)行失效保護(hù)。

具體的操作方法如下：電機(jī)在起動后，系統(tǒng)將所有采樣周期內(nèi)旋轉(zhuǎn)編碼器所發(fā)送的脈沖數(shù)進(jìn)行累加，并將采樣前和采樣后的數(shù)值進(jìn)行對比，如果數(shù)值沒有任何變化，則意味著深度指示器失效了。一旦發(fā)現(xiàn)比對數(shù)值沒有變化，系統(tǒng)會首先查看提升容器是否已進(jìn)入爬行區(qū)，若尚未進(jìn)入，便發(fā)出聲光報警信號作為提醒；如果已進(jìn)入，則啟動安全制動，同時進(jìn)行聲光報警。

2.等速段超速保護(hù)

如果等速段提升容器的運(yùn)行速度過快，對系統(tǒng)進(jìn)行緊急制動時就很可能產(chǎn)生極大的沖擊力，對提升系統(tǒng)造成損害。因此在實(shí)踐中要加強(qiáng)對等速段的保護(hù)。一般而言，如果速度檢測機(jī)構(gòu)檢測到提升機(jī)速度超過了額定速度的15%時，便會自動斷開安全回路，進(jìn)行緊急制動狀態(tài)。但是在實(shí)際的保護(hù)中也分為兩個階段：超速10%并超過了設(shè)定時間時，系統(tǒng)發(fā)聲光報警信號以提醒司機(jī)進(jìn)行制動；運(yùn)行速度下降到正常等速段速度標(biāo)準(zhǔn)時，報警信號會自動解除。如果在報警后司機(jī)未采取相應(yīng)的制動措施，而且此時的提升速度也沒有降低，那么系統(tǒng)將自動進(jìn)入安全制動狀態(tài)，這樣就可以避免因緊急制動對提升系統(tǒng)造成危害。

3.減速段的超速保護(hù)

在提升機(jī)運(yùn)氣的全過程中，減速段的正常與否十分重要，因?yàn)樗苯雨P(guān)系著提升機(jī)最終能否安全停車，為了減少提升事故的發(fā)生，必須重視對減速段的超速保護(hù)。具體做法如下：在提升容器運(yùn)行的過程中，PLC對其運(yùn)行速度進(jìn)行連續(xù)采樣，并將其與內(nèi)部給定的速度之間進(jìn)行比較，如果采樣速度超過了給定速度的10%時，PCC控制系統(tǒng)會自動報警并立即進(jìn)入安全制動狀態(tài)，確保提升機(jī)在減速段的運(yùn)行速度符合要求。

以上便是節(jié)能環(huán)保背景下變頻技術(shù)在工業(yè)電氣自動化控制系統(tǒng)中的一些常見應(yīng)用情況，從上文我們可知，工業(yè)自動化有利于變頻技術(shù)的應(yīng)用，而變頻技術(shù)的應(yīng)用也能推動工業(yè)自動化的進(jìn)程，促進(jìn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

總結(jié)：

總而言之，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化的節(jié)能，最好的辦法就是在系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速技術(shù)，變頻調(diào)速技術(shù)的合理使用，一定會使我國工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展更符合時代主流，使得我國的工業(yè)產(chǎn)業(yè)能夠更好地履行自己的社會責(zé)任，為節(jié)能環(huán)保貢獻(xiàn)出自己的力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙想世.變頻器在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用中的注意事項及其基本選型，[J] 電氣傳動自動化，2011（33）

篇10

關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)；自動化控制；環(huán)保

中圖分類號：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198（2008）06-0314-02

1 引言

鍋爐微機(jī)控制，是近年來開發(fā)的一項新技術(shù)，它是微型計算機(jī)軟件、硬件、自動控制、鍋爐節(jié)能等幾項技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，我國現(xiàn)有鍋爐每年耗煤量占我國原煤產(chǎn)量的1/3，目前大多數(shù)工業(yè)鍋爐仍處于能耗高、浪費(fèi)大、環(huán)境污染嚴(yán)重的生產(chǎn)狀態(tài)。提高熱效率，降低耗煤量，降低耗電量，用微機(jī)進(jìn)行控制是一件具有深遠(yuǎn)意義的工作。

2 鍋爐控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)與工作原理

鍋爐微機(jī)控制系統(tǒng)，一般由以下幾部分組成，即由一次儀表、現(xiàn)場機(jī)、上位機(jī)、手自動切換操作、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及閥、電機(jī)等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉(zhuǎn)速等量轉(zhuǎn)換成電壓、電流等送入微機(jī)?？刂葡到y(tǒng)包括手動和自動操作部分，手動控制時由操作人員手動控制，用操作器控制變頻器、滑差電機(jī)及閥等，自動控制時對微機(jī)發(fā)出控制信號經(jīng)執(zhí)行部分進(jìn)行自動操作。微機(jī)對整個鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運(yùn)行，除此以外為保證鍋爐運(yùn)行的安全，在進(jìn)行微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數(shù)應(yīng)設(shè)置常規(guī)儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，以免鍋爐發(fā)生重大事故。

微機(jī)控制系統(tǒng)由工控機(jī)、顯示器、打印機(jī)、手操器、報警裝置等組成，能完成對給水、給煤、鼓風(fēng)、引風(fēng)等進(jìn)行自動控制，使鍋爐的汽包水位、蒸汽壓力保持在規(guī)定的數(shù)值上，以保證鍋爐的安全運(yùn)行，平穩(wěn)操作，達(dá)到降低煤耗、提高供送汽質(zhì)量的目的，同時對運(yùn)行參數(shù)如壓力、溫度等有流程動態(tài)模擬圖畫面并配有數(shù)字說明，還可對汽包水位、壓力、爐溫等進(jìn)行越限報警，發(fā)出聲光信號，還可定時打印出十幾種運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)。以形成生產(chǎn)日志和班、日產(chǎn)耗統(tǒng)計報表，有定時打印、隨機(jī)打印、自定義時間段打印等幾種方式。

3 鍋爐控制系統(tǒng)中各控制回路的介紹

鍋爐控制系統(tǒng)，一般有蒸汽壓力、汽包液位、爐膛負(fù)壓、除氧器水位、除氧器壓力等控制系統(tǒng)。鍋爐的燃燒控制實(shí)質(zhì)上是能量平衡系統(tǒng)，它以蒸汽壓力作為能量平衡指標(biāo)，不斷根據(jù)用汽量與壓力的變化調(diào)整燃料量與送風(fēng)量，同時保證燃料的充分燃燒及熱量的充分利用。

3.1 鍋爐給水控制回路

給水自動調(diào)節(jié)的任務(wù)是使給水流量適應(yīng)鍋爐的蒸發(fā)量，以維持汽包水位在允許的范圍內(nèi)。給水自動調(diào)節(jié)的另一個任務(wù)是保持給水穩(wěn)定。在整個控制回路中要全面考慮這兩方面的任務(wù)。在控制回路中被調(diào)參數(shù)是汽包水位，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是給水調(diào)解閥，調(diào)節(jié)量是給水流量。 對汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生擾動的因素有蒸發(fā)量、爐膛熱負(fù)荷（燃料量），給水量。

由于給水調(diào)節(jié)對象沒有自平衡能力，又存在滯后。因此在一般鍋爐控制系統(tǒng)中汽包液位回路采用閉環(huán)三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所謂三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是把給水流量，汽包水位，蒸汽流量三個變量通過運(yùn)算后調(diào)節(jié)給水閥的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

鍋爐給水系統(tǒng)中還有一個比較重要的控制回路是給水壓力回路，因?yàn)槠鼉?nèi)壓力較高，要給鍋爐補(bǔ)水必須提供更高的壓力，給水壓力回路的作用是提高水壓，使水能夠正常注入汽包。但在蒸汽流量未達(dá)到滿負(fù)荷時，對給水流量的要求也不高。在老式的鍋爐系統(tǒng)中一般采用給水泵一直以工頻方式運(yùn)轉(zhuǎn)，用回流閥降低水壓防止爆管，現(xiàn)在一般采用通過變頻器恒壓供水的方式控制水壓，具體實(shí)現(xiàn)方式是：

系統(tǒng)下達(dá)指令由變頻器自動啟動第一臺泵運(yùn)行，系統(tǒng)檢測給水管的水壓，當(dāng)變頻器頻率上升到工頻時，如水壓未達(dá)到設(shè)定的壓力值，系統(tǒng)自動將第一臺電機(jī)切換至工頻直供電，并由變頻器拖動第二臺水泵運(yùn)行，如變頻器運(yùn)行到工頻狀態(tài)時供水母管壓力仍未達(dá)到設(shè)定壓力值系統(tǒng)自動將第二臺水泵切換至工頻直供電，再由變頻器拖動第三臺運(yùn)行，依次類推，直至壓力達(dá)到設(shè)定值。若鍋爐需要的給水量減少，變頻控制系統(tǒng)可自動降低變頻器的運(yùn)行頻率，如變頻器的頻率到零仍不能滿足要求，則變頻器自動切換至前一臺水泵進(jìn)行變頻運(yùn)行，依次類推。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是：始終利用一臺變頻器自動調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速，切換時間以管網(wǎng)的實(shí)際壓力和設(shè)定壓力的差值決定，同時保證管網(wǎng)的壓力動態(tài)恒定。值得注意的是為了防止變頻器報警停機(jī)或其他故障造成水泵不轉(zhuǎn)會引起鍋爐缺水，所以應(yīng)該加反饋裝置確保變頻器正常工作。

除此之外鍋爐的供水系統(tǒng)中還包括除氧器壓力控制和除氧器水位控制，除氧器壓力控制主要是為了保證除氧器口有足夠的蒸汽壓力用于將軟化水除氧，這是一個單閉環(huán)控制回路，輸入?yún)?shù)是除氧器壓力輸出參數(shù)控制除氧器進(jìn)汽閥。除氧器水位控制主要是為了保證除氧器內(nèi)有足夠的水提供給鍋爐，這是一個單閉環(huán)控制回路輸入?yún)?shù)，是除氧器水位輸出參數(shù)控制除氧器進(jìn)水閥。

3.2 鍋爐燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)

燃燒過程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選擇雖然與燃燒的種類和供給系統(tǒng)、燃燒方式以及鍋爐與負(fù)荷的聯(lián)結(jié)方式都有關(guān)系，但是燃燒過程自動調(diào)節(jié)的任務(wù)都是一樣的。歸納起來，燃燒過程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)有三大任務(wù)：

① 維持汽壓恒定。汽壓的變化表示鍋爐蒸汽量和負(fù)荷的耗汽量不相適應(yīng)，必須相應(yīng)地改變?nèi)剂狭浚愿淖冨仩t的蒸汽量。

② 保證燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)燃料量改變時，必須相應(yīng)地調(diào)節(jié)送風(fēng)量，使它與燃料量相配合，保證燃燒過程有較高的經(jīng)濟(jì)性。

③ 調(diào)節(jié)引風(fēng)量與送風(fēng)量相配合，以保證爐膛壓力不變。

燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般有三個被調(diào)參數(shù)，汽壓、煙氣含氧量和爐膛負(fù)壓。一般有3個調(diào)節(jié)量，他們是燃料量，送風(fēng)量和引風(fēng)量。燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)對象對于燃料量，根據(jù)燃料種類的不同可能是爐排電機(jī)，也可能是燃料閥。對于送風(fēng)量和引風(fēng)量一般是擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)或變頻器。

系統(tǒng)各回路中都設(shè)置了手自動兩種操作方式，為了實(shí)現(xiàn)無擾動切換，系統(tǒng)引入了各控制對象的反饋值，在手動操作時PLC輸出會自動跟蹤控制對象的反饋，當(dāng)切換到自動狀態(tài)時可以進(jìn)行無擾動切換，使系統(tǒng)平穩(wěn)的過渡到自動狀態(tài)。

4 鍋爐控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

上面我們針對鍋爐控制系統(tǒng)的各控制回路原理的做了簡要分析，依據(jù)以上分析，我們知道構(gòu)建一個可靠的、智能隨動的智能控制系統(tǒng)是保證鍋爐安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。鍋爐控制系統(tǒng)是典型的多變量、純滯后、強(qiáng)耦合的控制系統(tǒng)，如果不能在控制策略和軟件實(shí)現(xiàn)上很好地解決多變量解偶關(guān)系和滯后響應(yīng)問題，那么，實(shí)施智能鍋爐控制系統(tǒng)改造后同樣也將無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。

在控制系統(tǒng)設(shè)計上我們采用集中控制分散驅(qū)動的集散控制思想，把控制系統(tǒng)分為三層：

（1）信息管理層：完成系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)定、實(shí)時數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視與控制、歷史數(shù)據(jù)的查看、數(shù)據(jù)報表的記錄與打印、報警與故障的提示處理等功能；主要由上位工控機(jī)、組態(tài)開發(fā)軟件、應(yīng)用程序、通訊模塊等組成；

（2）控制層：主要完成各種控制動作命令、實(shí)時數(shù)據(jù)的采樣與處理、連鎖動作的關(guān)聯(lián)表達(dá)、控制算法的實(shí)現(xiàn)、異?，F(xiàn)象的自動處理等功能；主要由可編程邏輯控制器的開關(guān)量模塊、模擬量模塊、智能PID調(diào)節(jié)儀、變頻器、可編程邏輯控制器應(yīng)用程序等組成；

（3）設(shè)備層：主要接受來自的控制器控制命令，執(zhí)行相應(yīng)的動作或提供相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)。主要由斷路器、交流接觸器、壓力變送器、溫度變送器、流量變送器、電動開關(guān)閥、模擬信號隔離分配器等組成。