对工业自动化改造及其运用探究.doc

对工业自动化改造及其运用探究 工业自动化作为现代先进工业科学的核心技术,是工业现代化的物质基石和重要标志但是,褚健指出,现今我国整个装备领域,无论是过程装备,还是机械装备,整体的效能都很低,高端装备自主率低,处于产业链的低端我们国家的劳动生产率低,只达到发达国家的20%30%,甚至更低因此,不断的去研究和探讨我国工业自动化改造、发展和战略的方向,对我国工业化的发展有着长远的现实意义、时代意义作者结合我国工业现代化的实际,提出了工业自动化改造的方向,并对其技术的应用进行了探讨 1、工业自动化的改造方向 刘运昭研究指出,分布式、开放式和信息化,将会是工业自动化的发展方设备的自动化控制依靠模拟量控制,具备记录、汇总、分析信息与数据的功能同时,对设备生产状态进行全面的监督,在生产设备的操作发生意外或者参数设定不当,发生突发事件的情况下,设备具有一定的应变与紧急控制的能力,防止事故发生与造成损失根据现在工业自动化发展现在,以及要解决的问题,工业自动化具有以下的改造方向 1.1未来PLC 目前,PLC正向着微型化、网络化方向发展,结构和性能的PC化将是未来PLC发展的一个主要趋势现今,Ethernet技术的扩展,是控制领域一个重要的发展趋势,Ethernet接口开始被现有的PLC生产企业向客户提供,加大了PLC控制系统的开放性(贺章波.我国工业自动化的发展方向.中国新技术新产品,(19):159159.) 1.2由DCS到FCS的发展 现场总线的FCS防线是本着分散化、全数字化的标准,并尽可能的全开放和互操作的最新工业生产控制自动化系统现场总线技术使得监测控制设备具有了计算和通信的双重能力,即所谓的“智能化”同时,对信号的测量、传输以及控制精度的提高,都有着很大的影响,而且,也非常有利于系统、设备功能的的提高FCS成为工业自动化改造发展的趋势之一,它通过改变传统控制系统的结构,采用全数字通信方式,形成了一个新型的网络集成全分布系统,FCS具有开放式、全分布、智能化、可互操作性、适应现场环境强等特点,形成了一个从测控设备到监控计算机的实时、双向、全数字化、多节点的通信网络,顺应了发展控制网络的要求 1.3由工业控制自动化软件到APC的发展 工业控制自动化软件将会从人机界面向着先进控制的方向发展,即APC现阶段,APC策略主要包括:自适应控制、鲁棒控制和预测控制,尤其是智能控制,它的下属分支还包含专家系统、灰色预测、模糊控制、神经网络等 2、工业自动化的应用 2.1在锅炉机组中的应用 锅炉设备是一个多输入、多输出,且相互关联的复杂系统,对应的控制系统是一个典型的多变量、纯滞后、强耦合的复杂控制系统为了构建一个可靠的、安全的、智能随动的工业自动化控制系统,以技术成熟的工业控制机为控制核心,采用统一的标准信号,以变送器和执行器为基础的现场仪表,按需补充监测控制点,是保障锅炉安全而平稳的运行基础同时,工业自动化控制技术在控制策略和软件实现上,可以较好的解决多变量解耦关系以及滞后响应问题 在工业自动化控制系统设计上,采用集中控制,但分散驱动的集散控制思想,并采用标准的多层结构进行开发,从而,实现锅炉系统采集、存储、监测、图形、报表、管理、控制、保护、报警等功能的一体化同时,整个锅炉系统充分考虑工业自动化控制的先进性、开放性、可靠性、稳定性、安全性等原则,利用面向对象进行分析、设计的技术,将系统模块化、集成化因此,锅炉系统充分体现了工业自动化的应用 2.2在变电站中的应用工业自动化在变电站中的应用,给变电站系统带来了集中结构与分散结构的结合、全分散式的分布结构、通信协议的使用等结构变化,实现了对变电站内部的监控,包括数据采集及其处理、系统监视与报警、远程通信与控制、人机交换和历史数据记录等;对变电站控制的实时调节,通过监控画面对可控的自动化设备实施分合等操作控制,对可调的自动化设备实施升降等操作控制,对需要保护的自动化控制设备要进行定值的查询和设定;变电站与计算机的互访闭锁,建立与控制台计算机的互访通信,使得控制能够相互闭锁等功能 2.3在油田中的应用对于自动化技术在整装油田站场的应用设计,需要根据整装油田的实际生产特点和规模,还有集输工艺和投入、产出比率等指标全面综合的进行考虑 2.3.1整装油田 集中处理站即联合站,控制功能不宜过于强烈,控制系统的规模不宜过于太大,最好利用控制室的计算机系统进行集中的监测控制;对于大型的油田气接转站,若对于数据的计量有特殊的要求,可利用工业控制机或可编程序控制器(NIPLC)来完成;而对于那些工艺流程比较简单,而且检测控制参数又比较少的油气田站场,最好使用小型的计算机控制系统,或者油田专用的监控装置设备实施监测控制 2.3.2沙漠或其他的自然条件比较恶劣的油气田站 对于此类的油气田站场来说,自动化控制技术的应用在配置上有着特殊的要求,要保证油气田的接转站和井口等处可以实现无人值守,在联台站内实施集中的监测控制针对于全油田,最好使用性价比适中的SCADA系统(即监控和数据采集系统),进行集中的监测控制与管理 2.3.3整装气田 为了对油气田进行合理的开发,科学的管理,保障和提高整个集输系统的可靠性,保障和保护人身和设备的安全、平稳供气和周围环境,自动化控制系统应采用SCADA系统,实施数据采集、监视和远程控制油气田所归属