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0 引言:
工業(yè)自動化控制主要利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實現(xiàn)。即是工業(yè)控制,或者是工廠自動化控制。主要是指使用計算機(jī)技術(shù),微電子技術(shù),電氣手段,使工廠的生產(chǎn)和制造過程更加自動化、效率化、精確化,并具有可控性及可視性。
工控技術(shù)的出現(xiàn)和推廣帶來了第三次工業(yè)革命,使工廠的生產(chǎn)速度和效率提高了300%以上。20世紀(jì)80年代初,隨著改革開放的春風(fēng),國外先進(jìn)的工控技術(shù)進(jìn)入中國大陸,比較廣泛使用的工業(yè)控制產(chǎn)品有“PLC,變頻器,觸摸屏,伺服電機(jī),工控機(jī)”等。這些產(chǎn)品和技術(shù)大力推廣了中國的制造業(yè)自動化進(jìn)程,為中國現(xiàn)代化的建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。
1 工業(yè)自動化儀器儀表
1.1 PLC(可編程序控制器)
PLC—可編程序控制器的英文為Programmable Logic Controller,1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求
①編程簡單,可在現(xiàn)場修改和調(diào)試程序;?、诰S護(hù)方便,采用插入式模塊結(jié)構(gòu);③可靠性高于繼電器控制系統(tǒng);④體積小于繼電器控制裝置;⑤數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機(jī);⑥成本可與繼電器控制系統(tǒng)競爭;?、呖芍苯佑?15V交流電壓輸入;⑧輸出量為115V、2A以上,能直接驅(qū)動電磁閥、接觸器等;⑨通用性強(qiáng),易于擴(kuò)展;⑩用戶程序存儲器容量至少4kB。
為了實現(xiàn)通用汽車提出的要求,第一臺適合其要求的PLC(可編程序控制器)于1969年在美國成功制造出來,自從第一臺出現(xiàn)之后,隨之,日本、德國、法國也相繼開始了PLC 的研發(fā),并得到了迅猛的發(fā)展,現(xiàn)在主要生產(chǎn)PLC 的廠家分別是:德國西門子、AEG,日本的三菱、美國AB,GE法國的TE公司等。
我國的PLC研制、生產(chǎn)和應(yīng)用也發(fā)展很快,尤其在應(yīng)用方面更為突出。在20世紀(jì)70年代末和80年代初,我國隨國外成套設(shè)備、專用設(shè)備引進(jìn)了不少國外的PLC。此后,在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計中,PLC的應(yīng)用逐年增多,并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益,PLC在我國的應(yīng)用越來越廣泛,對提高我國工業(yè)自動化水平起到了巨大的作用。
目前,我國不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC,如遼寧無線電二廠、無錫華光電子公司、上海香島電機(jī)制造公司、廈門A-B公司,北京和利時和杭州和利時,浙大中控等。
1.2 工控PC
由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣,并且作和維護(hù)人員接受,所以,一個接一個的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用PC控制方案?;赑C 的控制系統(tǒng)易于安裝和使用,有高級的診斷功能,為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇,從長遠(yuǎn)角度看,PC控制系統(tǒng)維護(hù)成本低。
由于PLC受PC控制的威脅最大,所以PLC供應(yīng)商對PC的應(yīng)用感到很不安。
事實上,他們現(xiàn)在也加入到了PC控制“浪潮”中。
近年來,工業(yè)PC在我國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來看,工業(yè)PC主要包含兩種類 型:IPC工控機(jī)以及它們的變形機(jī),如AT96總線工控機(jī)等。由于基礎(chǔ)自動化和過程自動化對工業(yè)PC的運行穩(wěn)定性、熱插拔和 冗余配置要求很高,現(xiàn)有的IPC已經(jīng)不能完全滿足要求,將逐漸退出該領(lǐng)域,取而代之的將是其他工控機(jī),而IPC將占據(jù)管理自 動化層。國家于2001年設(shè)立了“以工業(yè)控制計算機(jī)為基礎(chǔ)的開放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動化重大專項,目標(biāo)就是發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的PC-based控制系統(tǒng),在3-5年內(nèi),占領(lǐng)30%(50%的國內(nèi)市場,并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
幾年前,當(dāng)“軟PLC”出現(xiàn)時,業(yè)界曾認(rèn)為工業(yè)PC將會取代PLC。然而,時至今日工業(yè)PC并 沒有代替PLC,主要有兩個原因:一個是系統(tǒng)集成原因;另一個是軟件操作系統(tǒng)WindowsNT的原因。一個成功的PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點: 一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西??梢灶A(yù)見,工業(yè)PC與PLC的競爭將主要在高端應(yīng)用上,其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度 高。工業(yè)PC不可能與低價的微型PLC競爭,這也是PLC市場增長最快的一部分。從發(fā)展趨勢看,控制系統(tǒng)的將來很可能存在于工業(yè)PC和PLC之間,這些融 合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。
2 工控行業(yè)儀器儀表發(fā)展
工控儀表重點發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表;全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域,推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化,完成 自動化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變,5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上;推進(jìn)具有自主版權(quán)自動化軟件的商品化。
2.1 電工儀器儀表
電工儀器儀表重點發(fā)展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網(wǎng)計量自動管理系統(tǒng)。2005年,中低檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率要達(dá)到95%;到2010年,高中檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率達(dá)到80%。
2.2 科學(xué)測試儀器
科學(xué)測試儀器重點發(fā)展過程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器以及圍繞基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)所需的汽車零部件動平衡、動力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀器、電子速測儀、測量型全球定位系統(tǒng)以及其他試驗機(jī)、實驗室儀器等新產(chǎn)品。產(chǎn)品以技術(shù)含量較高的中檔產(chǎn)品為主,到2005年在總產(chǎn)值中占50%~60%。
2.3 環(huán)保儀器儀表
環(huán)保儀器儀表重點發(fā)展大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、取樣系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)品,2005年技術(shù)水平達(dá)到20世紀(jì)90年代后期國際先進(jìn)水平,國內(nèi)市場占有率達(dá)到50%~60%,到2010年國內(nèi)市場占有率達(dá)到70%以上。
2.4 儀器儀表
儀器儀表元器件“十五”及2010年前,盡快開發(fā)出一批適銷對路、市場效果好的產(chǎn)品,品種占有率達(dá)到70%~80%,高檔產(chǎn)品市場占有率達(dá)60%以上;通過科技攻關(guān)、新品開發(fā),使產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)到國際20世紀(jì)90年代末水平,部分產(chǎn)品接近國外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
2.5 信息技術(shù)電測儀器
信息技術(shù)電測儀器主要發(fā)展電測儀器軟件化、智能化技術(shù),總線式自動測試技術(shù),綜合自動化測試系統(tǒng),新型元器件測量技術(shù)及測試儀器,在線測試技術(shù),信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品測試技術(shù),多媒體測量技術(shù)以及相應(yīng)測試儀器,用電監(jiān)控管理技術(shù)等[1]。
參考文獻(xiàn):
(1)過程建模方面。在河南永銀化工實業(yè)有限公司的冶金工業(yè)中,過程計算機(jī)主要起著數(shù)據(jù)匯總、過程監(jiān)控、報表打印等作用。冶金生產(chǎn)過程具有一定的復(fù)雜性,由于數(shù)學(xué)模型的適應(yīng)性較差,從而使得過程優(yōu)化方面的功能差強(qiáng)人意,即便以高價從國外引入先進(jìn)的過程自動化控制系統(tǒng)也很難發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。為此,將工藝知識、數(shù)學(xué)模型、專家經(jīng)驗以及智能技術(shù)有機(jī)結(jié)合到一起,借此來實現(xiàn)煉鐵煉鋼、連鑄等關(guān)鍵工位的過程模型和優(yōu)化是未來一段時期需要重點研究的課題。
(2)信息化方面。在信息化時代到來的今天,信息技術(shù)的重要性日益凸顯,對于國內(nèi)冶金企業(yè)而言,如何使信息化發(fā)揮出最大的作用是企業(yè)需要重點加強(qiáng)的環(huán)節(jié)。信息化是冶金企業(yè)內(nèi)部管理的一次歷史性革命,若是處理的不好,則會對企業(yè)的未來發(fā)展帶來一定影響,由于國內(nèi)一些中小冶金企業(yè)在技術(shù)裝備和自動化水平上較為落后,信息技術(shù)的應(yīng)用水平也與大型冶金企業(yè)相距甚遠(yuǎn),所以有必要加大信息化方面的建設(shè)力度,這樣才能使信息化的作用得以充分發(fā)揮。
2自動化網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)在冶金工業(yè)中的具體應(yīng)用研究
河南永銀化工實業(yè)有限公司冶金生產(chǎn)中,綜合控制系統(tǒng)采用的都是分級結(jié)構(gòu),其中0級為采集執(zhí)行層,主要負(fù)責(zé)相關(guān)物理量的測量以及控制指令的執(zhí)行;1級為控制層,即基礎(chǔ)自動化,該層具體負(fù)責(zé)對冶金生產(chǎn)工藝過程的集中控制;2級為生產(chǎn)模型,主要用于生產(chǎn)控制的優(yōu)化;3級為生產(chǎn)管理和調(diào)度系統(tǒng),負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各生產(chǎn)工序之間的協(xié)同作業(yè);4級為企業(yè)信息層。以上各層均需要相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)將之連接為有機(jī)的整體。通常情況下,2級及以上各層多數(shù)采用的都是以太網(wǎng)連接,1級及以下各層采用的是專用網(wǎng)絡(luò),并使用專用的控制設(shè)備及相關(guān)軟件。網(wǎng)絡(luò)之間的無縫結(jié)合是冶金企業(yè)實現(xiàn)綜合自動化控制的難點和重點,解決這一問題最為有效的途徑是應(yīng)用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù),下面就此展開詳細(xì)論述。
冶金是一個相對比較特殊的行業(yè),冶金企業(yè)在不斷發(fā)展過程中需要建設(shè)大量的生產(chǎn)線和對現(xiàn)有的生產(chǎn)線進(jìn)行升級改造,這樣才能滿足市場的需求。在改造和新建的過程中,因為局限于當(dāng)時的自動化控制技術(shù)水平,或是聘請的設(shè)計單位不同,從而使得自動化控制系統(tǒng)種類繁多,這在一定程度上造成了冶金行業(yè)中自動化控制系統(tǒng)出現(xiàn)孤島現(xiàn)象。雖然現(xiàn)場總線技術(shù)也具有一定的先進(jìn)性,但是卻也無法滿足異種總線的互連要求?,F(xiàn)階段,隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,原本應(yīng)用于辦公和商業(yè)的以太網(wǎng)漸漸滲透到了工業(yè)控制領(lǐng)域當(dāng)中,國際自動化廠商制造的控制器也都提供以太網(wǎng)TCP/IP接口,各別廠商還推出了I/O產(chǎn)品。由于以太網(wǎng)TCP/IP技術(shù)及其相關(guān)協(xié)議是公開的,所以其能夠滿足用戶對統(tǒng)一通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)的要求。
以太網(wǎng)的特點大致可歸納為以下幾個方面:其一,數(shù)據(jù)傳輸速率高,可以提供足夠的帶寬;其二,通信協(xié)議相同,并且還能夠在同一總線上運行不同的傳輸協(xié)議,有助于企業(yè)建立公共網(wǎng)絡(luò)平臺;其三,網(wǎng)絡(luò)中采用了當(dāng)前較為先進(jìn)的交互式和開放的數(shù)據(jù)存取技術(shù),各方面的性能更加穩(wěn)定;其四,由于沿用的時間較久,從而使得大部分技術(shù)人員對其都非常熟悉,市場上也能夠提供廣泛的設(shè)置、維護(hù)和診斷工具,運行可靠性獲得了有效保障;其五,可以使用不同的物理介質(zhì),并且還可以構(gòu)成不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。原本以太網(wǎng)中存在的不確定性和實時性欠佳的問題,自智能集線器的應(yīng)用后現(xiàn)已獲得了有效的解決。鑒于以太網(wǎng)如此眾多的優(yōu)點,其進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域基本已經(jīng)成為大勢所趨。除此之外,以太網(wǎng)技術(shù)還充分考慮到了未來的發(fā)展需求,所以在所有網(wǎng)絡(luò)中,以太網(wǎng)無疑是最為理想的選擇。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞:工業(yè) 自動化 控制 技術(shù) 趨勢
中圖分類號:F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、工業(yè)自動化控制技術(shù)的涵義及構(gòu)成
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,工業(yè)控制技術(shù)也越來越朝著先進(jìn)趨勢邁進(jìn),進(jìn)而使各大工廠中的生產(chǎn)效率明顯提高。工業(yè)自動化控制從通俗意義上來說,就是在工業(yè)生產(chǎn)過程中盡可能的減少消耗人力資源的次數(shù),而充分利用機(jī)器等除動物以外的能源或者動力來進(jìn)行生產(chǎn),也可以說是一種能夠讓工業(yè)流程不消耗人力,自動生產(chǎn)的一種過程。
工業(yè)自動化控制系統(tǒng)主要由通信網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)以及傳動設(shè)備等共同構(gòu)成,具體而言,在計算機(jī)部分其硬件主要包含工業(yè)控制計算機(jī)或嵌入式計算機(jī);通信網(wǎng)絡(luò)主要包含網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、通信連接器以及網(wǎng)橋等環(huán)節(jié);傳動設(shè)備主要包含調(diào)速器、電動機(jī)以及伺服系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。
二、.工業(yè)自動化控制的現(xiàn)狀
目前世界上工業(yè)自動化控制的主要控制系統(tǒng)有三種,即PLC控制系統(tǒng)、DCS控制系統(tǒng)和工業(yè)PC控制系統(tǒng),下面從這三個控制系統(tǒng)詳細(xì)的介紹一下工業(yè)自動化控制的現(xiàn)狀。
1、工業(yè)自動化控制的PLC控制系統(tǒng)
自從工業(yè)自動化控制被作為一項重要的技術(shù)開始應(yīng)用以來,PLC控制系統(tǒng)就一直處于工業(yè)自動化控制行業(yè)的主導(dǎo)地位,因為這種控制系統(tǒng)能夠為多個不同的工業(yè)自動化控制自動化設(shè)備提供安全、可靠的控制方案,并與其他的工業(yè)自動化控制方式一樣,共同推動著工業(yè)自動化控制的發(fā)展。目前世界上PLC控制系統(tǒng)的生產(chǎn)主要以國外生產(chǎn)廠家的業(yè)務(wù)為主,這種控制系統(tǒng)的型號大約有三百多種。雖然我國國內(nèi)的PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品隨著我國工業(yè)的發(fā)展也得到了一定的改進(jìn),并初步形成了一定的規(guī)模,但是還沒有形成強(qiáng)大的生產(chǎn)能力以及品牌質(zhì)量,簡而言之就是我國PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)還沒有產(chǎn)業(yè)化,所以我國國內(nèi)工業(yè)自動化控制所使用的PLC仍以國外的產(chǎn)品為主。如今PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品在我國工業(yè)自動化控制方面的應(yīng)用越來越廣泛,并且在其他的領(lǐng)域也有應(yīng)用,這是不可否認(rèn)的。
2、工業(yè)自動化控制的DCS控制系統(tǒng)
DCS (Distributed Control Svsterri):分布式控制系統(tǒng)(國內(nèi)也稱作集散控制系統(tǒng))。DCS是以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),由過程監(jiān)控機(jī)和過程控制機(jī)組成的多級計算機(jī)系統(tǒng),融合通信、計算機(jī)、控制以及顯示等高新技術(shù)成為一體的控制系統(tǒng)。其主要特點可以歸結(jié)為一句話:分散控制集中管理。該系統(tǒng)上個世紀(jì)七十年代被研發(fā)出來并獲得成功運用的,但是我國自主研制的DCS控制系統(tǒng)是在20世紀(jì)八十年代取得進(jìn)展的,并全力展開了國產(chǎn)化DCS控制系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)。隨著我國先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,DCS控制系統(tǒng)在我國也取得了快于工業(yè)自動化控制的發(fā)展趨勢的發(fā)展,無論在產(chǎn)品的技術(shù)方面,還是在產(chǎn)品的質(zhì)量、安全方面,都達(dá)到了世界DCS控制系統(tǒng)的先進(jìn)水平,目前,我國己經(jīng)出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的DCS控制系統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè),并獲得了良好的發(fā)展。
3、工業(yè)自動化控制PC控制系統(tǒng)
基于PC的控制器可以像PLC一樣,操作和維護(hù)人員己能夠接受,PC控制方案被制造商在部分生產(chǎn)中采用。易于安裝和使用的PC的控制系統(tǒng),有高級診斷的功能,為系統(tǒng)集成商提供了更靈活地選擇,維護(hù)成木低是PC控制系統(tǒng)的一大優(yōu)點。
近幾年,工業(yè)PC在我國得迅猛地發(fā)展。從世界范圍來看,工業(yè)PC主要包含兩種類型:TP C工業(yè)自動化控制機(jī)與它們的變形機(jī)。因為基礎(chǔ)自動化與過程自動化對工業(yè)PC的運行穩(wěn)定性、熱插拔和冗余配置有較高的要求,現(xiàn)有的TP C己經(jīng)不能完全滿足要求,將逐漸退出該領(lǐng)域,被其他工業(yè)自動化控制機(jī)取而代之,而TP C最終將占據(jù)管理自動化層。國家于2001年設(shè)立了“以工業(yè)控制計算機(jī)為基礎(chǔ)的開放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”,工業(yè)自動化這一重大專項,就是以發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的PC-based控制系統(tǒng)為目標(biāo),在3- 5年內(nèi),占領(lǐng)30%至50%的國內(nèi)市場,并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
三 促進(jìn)工業(yè)自動化控制發(fā)展措施
通過高度重視基礎(chǔ)科學(xué)支撐,重視共同技術(shù)研發(fā)、基礎(chǔ)零部件的同步發(fā)展來振興裝備工業(yè),由于發(fā)展階段的問題,我國目前比較重視有戰(zhàn)略性強(qiáng)度、可購買性差的和拉動性較大的產(chǎn)業(yè),如核風(fēng)電、電站、太陽能、汽車、飛機(jī)等,這些產(chǎn)業(yè)都離不開PLC,需要一臺甚至多臺PLC來控制每一臺機(jī)器。第二層次是應(yīng)該控制系統(tǒng),但是不能歸納它們的重要性也是第二層次。
1、對于PLC通用平臺,是應(yīng)該被重點關(guān)注的,不管它是作為信息化的產(chǎn)品還是控制技術(shù)產(chǎn)品或者是兩者融合的骨干產(chǎn)品。研發(fā)、制造、應(yīng)用三個平臺是解決PLC的根木問題,缺一不可??梢粤袀€項目,對國民經(jīng)濟(jì)有重大意義的關(guān)鍵產(chǎn)品進(jìn)行組織研究。通過國家的支持,建立研發(fā)、制造和應(yīng)用這一平臺,并不是僅限于應(yīng)用平臺。
2、以軟件帶動硬件發(fā)展,從市場細(xì)分著手。僅僅依賴仿照和跟隨,照本宣科與國外優(yōu)勢企業(yè)正面競爭,中國企業(yè)的競爭力變?nèi)酢R虼?,我們只有與國外企業(yè)從特點上、從市場細(xì)分進(jìn)行較量。因為在價格層面看,國外價格己經(jīng)很低,他們從整套設(shè)備購進(jìn)進(jìn)行考慮,就像PLC這一產(chǎn)品,我們就算再便宜20%,價格也不會有很大差別。所以要做市場細(xì)分,公共平臺的開發(fā)要結(jié)合用戶,跟有實力的集成商結(jié)合必須使用PLC的大設(shè)備制造商。另外,要研究如控制算法等,一些相對技術(shù)含量比較高的,能夠提煉出來的技術(shù),把這些成果提供給系統(tǒng)集成商,軟件變成我們獨有的、擁有知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用軟件,在此基礎(chǔ)上并做PLC硬件。
3、推廣可以借鑒的國外經(jīng)驗,共性技術(shù)的開發(fā)和所有權(quán)需歸國家。對于共性技術(shù)的開發(fā),國家如果只撥一部分錢,企業(yè)自籌其他的,就會產(chǎn)生很多的問題。成果的推廣是共性技術(shù)的關(guān)鍵,會產(chǎn)生各方的利益關(guān)系。如果用一個小團(tuán)體推廣共性技術(shù),最后將導(dǎo)致搞科研的單位成為企業(yè)的競爭對手。借鑒美國相關(guān)經(jīng)驗帶有共性技術(shù)的那部分成果,經(jīng)由國家負(fù)擔(dān)所有的支持資金,最后的成果要歸國家所有。國家拿對這一成果進(jìn)行公開招標(biāo),成果有沒有前途由企業(yè)自己分析,有沒有市場前景也由企業(yè)自己分析。產(chǎn)品招標(biāo)的國家不承擔(dān)任何費用,企業(yè)投資進(jìn)去、產(chǎn)業(yè)化、做市場,最后一年能賣出多少這一指標(biāo)來進(jìn)行投標(biāo)。企業(yè)得到這一技術(shù),如果達(dá)到了預(yù)期的目家可以用減稅的方式給予補(bǔ)助?,F(xiàn)只有得到了推廣,企業(yè)才能得到補(bǔ)助。沒有銷量不可能減稅,這也是新技術(shù)推廣的一種切實可行的辦法。
四、未來工業(yè)自動化控制發(fā)展趨勢
1、未來PLC
PLC將采用更為先進(jìn)的微處理器及電子技術(shù)進(jìn)而加速掃描時間。從技術(shù)角度考慮,計算機(jī)技術(shù)的新研究成果會更多地運用到可編程控制器的設(shè)計及制造上,進(jìn)而生產(chǎn)出運算速度更快、存儲容量更大、智能性更強(qiáng)的產(chǎn)品。
2、智能化
工業(yè)自動化控制技術(shù)的高度智能化作業(yè)效果一直以來都是人類工業(yè)生產(chǎn)夢寐以求的。從發(fā)展的總體趨勢方面出發(fā),智能化顯然已經(jīng)成為工業(yè)自動化控制技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志性方向之一。工業(yè)自動化控制智能化主要體現(xiàn)在實現(xiàn)機(jī)械設(shè)備自動控制的多功能化。
3、高精度化
高精尖領(lǐng)域的產(chǎn)品對加工精度的要求是極為嚴(yán)格的,甚至可以說是苛刻的。在當(dāng)下的普通工業(yè)加工領(lǐng)域,對于加工精度方面的要求也越來越高,因而自動化控制系統(tǒng)除了實現(xiàn)自動化操作之外,還應(yīng)具有更高的加工精確度。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】工業(yè);自動化;控制;趨勢
工業(yè)自動化是一個具有很高的綜合性的工業(yè)控制過程,主要是集自動控制原理、儀器儀表理論、計算機(jī)系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)信息等為一體,各個組成部分協(xié)調(diào)工作,對實際的工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行有效的檢測、監(jiān)督和控制,從而實現(xiàn)決策的優(yōu)化和調(diào)度,并達(dá)到提高工業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量的目的,另外還能夠大大的降低工業(yè)生產(chǎn)的消耗,提高工業(yè)生產(chǎn)的安全性。自上世紀(jì)以來,工業(yè)自動化控制就作為一項非常重要的技術(shù)在很多領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用,它能夠有效的解決工業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品之間一致性的難題。
1.工業(yè)自動化控制的現(xiàn)狀
目前世界上工業(yè)自動化控制的主要控制系統(tǒng)有三種,即PLC控制系統(tǒng)、DCS控制系統(tǒng)和工業(yè)PC控制系統(tǒng),下面從這三個控制系統(tǒng)詳細(xì)的介紹一下工業(yè)自動化控制的現(xiàn)狀。
1.1 工業(yè)自動化控制的PLC控制系統(tǒng)
自從工業(yè)自動化控制被作為一項重要的技術(shù)開始應(yīng)用以來,PLC控制系統(tǒng)就一直處于工業(yè)自動化控制行業(yè)的主導(dǎo)地位,因為這種控制系統(tǒng)能夠為多個不同的工業(yè)自動化控制自動化設(shè)備提供安全、可靠的控制方案,并與其他的工業(yè)自動化控制方式一樣,共同推動著工業(yè)自動化控制的發(fā)展。目前世界上PLC控制系統(tǒng)的生產(chǎn)主要以國外生產(chǎn)廠家的業(yè)務(wù)為主,這種控制系統(tǒng)的型號大約有三百多種。雖然我國國內(nèi)的PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品隨著我國工業(yè)的發(fā)展也得到了一定的改進(jìn),并初步形成了一定的規(guī)模,但是還沒有形成強(qiáng)大的生產(chǎn)能力以及品牌質(zhì)量,簡而言之就是我國PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)還沒有產(chǎn)業(yè)化,所以我國國內(nèi)工業(yè)自動化控制所使用的PLC仍以國外的產(chǎn)品為主。如今PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品在我國工業(yè)自動化控制方面的應(yīng)用越來越廣泛,并且在其他的領(lǐng)域也有應(yīng)用,這是不可否認(rèn)的。
1.2 工業(yè)自動化控制的DCS控制系統(tǒng)
集散控制系統(tǒng),即DCS控制系統(tǒng),是20實際七十年代被研發(fā)出來并獲得成功運用的,但是我國自主研制的DCS控制系統(tǒng)是在20世紀(jì)八十年代取得進(jìn)展的,并全力展開了國產(chǎn)化DCS控制系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)。隨著我國先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,DCS控制系統(tǒng)在我國也取得了快速的發(fā)展,無論在產(chǎn)品的技術(shù)方面,還是在產(chǎn)品的質(zhì)量、安全方面,都達(dá)到了世界DCS控制系統(tǒng)的先進(jìn)水平,目前,我國已經(jīng)出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的DCS控制系統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè),并獲得了良好的發(fā)展。
1.3 工業(yè)自動化控制的工業(yè)PC控制系統(tǒng)
目前世界上工業(yè)PC控制系統(tǒng)開始逐漸地替代PLC控制系統(tǒng)和DCS控制系統(tǒng),而被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域,因為這種控制系統(tǒng)具有分布控制系統(tǒng)的優(yōu)點,從而可以有效的實現(xiàn)具有基礎(chǔ)性能的工業(yè)自動化控制;另外工業(yè)PC控制系統(tǒng)還存在不同的客戶模式以及服務(wù)器模式,所以工業(yè)PC控制系統(tǒng)還可以作為客戶機(jī)或服務(wù)器,從而形成具有區(qū)域性的工業(yè)PC機(jī)群,這種機(jī)群通過網(wǎng)絡(luò)的方式形成把管理和控制統(tǒng)一起來,有效的實現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部之間的信息交流與交換,所以這種方式還可以把所有的信息收集起來,建立信息綜合系統(tǒng)。
2.工業(yè)自動化控制的發(fā)展趨勢
2.1 工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,以及工業(yè)自動化控制的實際需要,PLC控制系統(tǒng)開始逐漸的向微型化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,在性能以及結(jié)構(gòu)方面,PLC控制系統(tǒng)逐漸的向工業(yè)PC控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化是為了PLC控制系統(tǒng)發(fā)展的一個主要趨勢。目前的PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品具有很多缺點,例如體積大、價格高等,這嚴(yán)重阻礙了PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品的廣發(fā)應(yīng)用,所以PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品向微型化發(fā)展是其近期的一個趨勢;雖然目前PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品的所占工業(yè)自動化控制軟件市場的比例較大,但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的擴(kuò)展,PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)有所落伍,跟不上技術(shù)的發(fā)展,如今很多的客戶都要求PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品要具有網(wǎng)絡(luò)接口,這樣可以使PLC控制系統(tǒng)的開放性更加廣泛,所以PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化也是其近期的一個發(fā)展趨勢。DCS控制系統(tǒng)則逐漸向基于現(xiàn)場總線的FCS控制系統(tǒng)方向發(fā)展,這樣可以使工業(yè)自動化控制更加的分散化、數(shù)字化以及開放化,同時還能夠?qū)崿F(xiàn)雙向傳輸和多分支結(jié)構(gòu)的信息通訊網(wǎng)絡(luò)化,另外還方便安裝,只需要在產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場裝置和總控制室的自動化控制裝置之間進(jìn)行安裝即可,現(xiàn)場總線的技術(shù)可以使檢測控制設(shè)備同時具備通信和計算的功能,可以有效的提高信號測量、傳輸以及控制的精度,提高控制系統(tǒng)和控制設(shè)備的整體功能。
2.2 工業(yè)自動化控制體系的發(fā)展趨勢
為了滿足當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要以及工業(yè)自動化發(fā)展的需要,必須建立健全工業(yè)自動化控制體系。信息技術(shù)模塊及其自動化儀表模塊是工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分,同時也是相互影響的,要想建立健全工業(yè)自動化控制體系,就必須合理的對其進(jìn)行協(xié)調(diào)。工業(yè)自動化控制的信息化對工業(yè)自動化的推動作用非常大,它可以有效的實現(xiàn)自動化模塊及其信息化模塊的有效協(xié)調(diào)。自動化儀表技術(shù)作為工業(yè)自動化控制體系的重要組成部分,其所包含的內(nèi)容十分廣泛,例如信息采集、信息處理以及信息應(yīng)用等,所以可以說信息技術(shù)的發(fā)展要依靠自動化儀表技術(shù),所以在實際的工業(yè)生產(chǎn)過程中,重視信息技術(shù)和自動化控制技術(shù)的結(jié)合,是工業(yè)自動化控制體系近期的發(fā)展趨勢。要建立健全工業(yè)自動化控制體系是一個艱巨而又漫長的任務(wù),該體系中包含的內(nèi)容非常多,不僅需要我們單獨的完善各個組成部分,還需要我們完善整個工業(yè)自動化控制。
3.結(jié)語
隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各行各業(yè)對自動化控制的要求越來越高,工業(yè)作為世界經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,所以加強(qiáng)工業(yè)自動化控制具有非常重要的意義。目前世界上的工業(yè)自動化控制都還不完善,無論是在控制系統(tǒng)還是在整個控制體系當(dāng)中,都還存在著不足。隨著一系列工業(yè)自動化控制技術(shù)的專項實施,將會使工業(yè)自動化控制技術(shù)得到快速的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]宋長順,孫剛.工業(yè)自動化控制的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢[J].信息系統(tǒng)工程,2011(5):99-100.
【關(guān)鍵詞】控制系統(tǒng);安全;防范對策
1 工業(yè)控制系統(tǒng)介紹
工業(yè)控制系統(tǒng)(Industrial Control Systems, ICS)是指由各種自動化控制組件以及對實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)測的過程控制組件,共同構(gòu)成的確保工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施自動化運行、過程控制與監(jiān)控的業(yè)務(wù)流程管控系統(tǒng)。其核心組件包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、可編程邏輯控制器(PLC)、遠(yuǎn)程終端(RTU)、智能電子設(shè)備(IED),以及確保各組件通信的接口技術(shù)。
目前工業(yè)控制系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于我國電力、水利、污水處理、石油天然氣、化工、交通運輸、制藥以及大型制造行業(yè),其中超過80%的涉及國計民生的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施依靠工業(yè)控制系統(tǒng)來實現(xiàn)自動化作業(yè),工業(yè)控制系統(tǒng)已是國家安全戰(zhàn)略的重要組成部分。
2 工業(yè)自動化控制系統(tǒng)信息安全定義及現(xiàn)狀
工業(yè)自動化控制系統(tǒng)信息安全就是對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)及終端設(shè)備進(jìn)行安全防護(hù)。根據(jù)工業(yè)自動化控制系統(tǒng)涉及的終端設(shè)備及系統(tǒng),普遍認(rèn)為信息安全包括:保護(hù)在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中廣泛使用的,如工業(yè)以太網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、過程控制系統(tǒng)(PCS)、可編程邏輯控制器(PLC)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及工業(yè)控制系統(tǒng)的運行安全,確保工業(yè)以太網(wǎng)及工業(yè)系統(tǒng)不被未經(jīng)授權(quán)的訪問、使用、泄露、中斷、修改和破壞,為企業(yè)正常生產(chǎn)提供信息服務(wù)。
工業(yè)自動化控制系統(tǒng)信息安全中最為基礎(chǔ)的部分就是工業(yè)以太網(wǎng),所以工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)首先得必須保證7*24*365天的可用性,必須能夠不間斷的可操作,能夠確保系統(tǒng)的可訪問性,數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r進(jìn)行傳輸,需要有完備的保護(hù)方案。
工業(yè)自動化控制系統(tǒng)信息安全的所帶來的風(fēng)險十分廣泛,大致的威脅級別可以分為:未授權(quán)訪問、數(shù)據(jù)竊取、數(shù)據(jù)篡改、病毒破壞工廠導(dǎo)致停產(chǎn)。
2.1 未授權(quán)訪問
未授權(quán)訪問是指未經(jīng)授權(quán)使用網(wǎng)絡(luò)或未授權(quán)訪問網(wǎng)絡(luò)資源、文件的一種行為。主要包括非法進(jìn)入系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)后進(jìn)行操作的行為。
2.2 數(shù)據(jù)竊取
數(shù)據(jù)竊取是通過未授權(quán)的訪問、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽等非法手段獲取到有價值的信息或數(shù)據(jù)。
2.3 數(shù)據(jù)篡改
數(shù)據(jù)篡改是對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、增加或刪除,造成數(shù)據(jù)破壞。
2.4 破壞工廠導(dǎo)致停產(chǎn)
通過病毒或其他攻擊手段對包括PLC、DCS在內(nèi)的工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行攻擊,導(dǎo)致其無法正常工作從而影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。
3 建立工業(yè)控制系統(tǒng)安全的防范對策
3.1 基于終端的工業(yè)系統(tǒng)安全防御體系
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中同時存在保障工業(yè)系統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)和保障生產(chǎn)經(jīng)營的辦公網(wǎng)絡(luò),考慮到不同業(yè)務(wù)終端的安全性與故障容忍程度的不同,對其防御的策略和保障措施應(yīng)該按照等級進(jìn)行劃分,實施分層次的縱深防御體系。按照業(yè)務(wù)職能和安全需求的不同,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)可劃分為:滿足辦公終端業(yè)務(wù)需要的辦公區(qū)域;滿足在線業(yè)務(wù)需要DMZ 區(qū)域;滿足ICS 管理與監(jiān)控需要的管理區(qū)域;滿足自動化作業(yè)需要的控制區(qū)域。
3.2 辦公網(wǎng)絡(luò)終端的安全防御
辦公網(wǎng)絡(luò)相對于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是開放的,其安全防御的核心是確保各種辦公業(yè)務(wù)終端的安全性和可用性,以及基于終端使用者的角色實施訪問控制策略。辦公網(wǎng)絡(luò)也是最容易受到攻擊者攻擊并實施進(jìn)一步定向攻擊的橋頭堡,實施有效的辦公網(wǎng)絡(luò)終端安全策略可最大限度的抵御針對ICS 系統(tǒng)的破壞。辦公網(wǎng)絡(luò)通用終端安全防御能力建設(shè)包括:木馬等病毒威脅系統(tǒng)正常運行惡意軟件防御能力;基于白名單的惡意行為發(fā)現(xiàn)與檢測能力;終端應(yīng)用控制與審計能力;基于角色的訪問控制能力;系統(tǒng)漏洞的檢測與修復(fù)能力;基于系統(tǒng)異常的恢復(fù)能力;外設(shè)的管理與控制能力;基于終端行為與事件的審計能力;終端安全的應(yīng)急響應(yīng)能力。
3.3 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)終端的安全防御
工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)具有明顯的獨有特性,其安全防御的核心是確??刂葡到y(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的可用性,以及針對ICS 系統(tǒng)與管理員、ICS 系統(tǒng)內(nèi)部自動化控制組件間的訪問控制策略。同時需要確??刂葡到y(tǒng)在發(fā)生異?;虬踩录r,能夠在不影響系統(tǒng)可用性的情況下,幫助管理員快速定位安全故障點。
同時,在確??刂葡到y(tǒng)可用性的前提下,工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)終端安全防御能力建設(shè)需要做到如下幾個方面:基于行業(yè)最佳實踐標(biāo)準(zhǔn)的合規(guī)保證能力;基于白名單策略的控制終端惡意軟件防御能力;基于白名單的惡意未知行為發(fā)現(xiàn)與檢測能力;基于ICS 協(xié)議的內(nèi)容監(jiān)測能力;基于控制系統(tǒng)的漏洞及威脅防御能力;基于可用性的最小威脅容忍模型建設(shè)能力;基于事件與行為的審計能力;基于可用性的系統(tǒng)補(bǔ)丁修復(fù)能力;終端安全的應(yīng)急響應(yīng)能力。
3.4 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)終端安全管控平臺建設(shè)
充分了解控制終端與業(yè)務(wù)終端的安全能力建設(shè)規(guī)范與功能,是構(gòu)建高性能安全事件審計與管理運維平臺模型的前提,也是實現(xiàn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中對分布式控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控、預(yù)警和安全響應(yīng)的基礎(chǔ)平臺。安全管控平臺不僅是實施工業(yè)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控內(nèi)容的匯聚中心,基于ICS 安全威脅的知識庫仿真模塊,更可實時對檢測到的異常或未授權(quán)訪問進(jìn)行核查評估,并將風(fēng)險通過短信、郵件等方式對管理員告警。
為確保安管平臺的可用性和時效性,可基于云計算與虛擬化技術(shù)對管理平臺進(jìn)行建設(shè),目前較成熟的私有云安全技術(shù)、虛擬終端管理技術(shù)、數(shù)據(jù)災(zāi)備技術(shù),都可為ICS 系統(tǒng)統(tǒng)一管理提供良性的技術(shù)支撐。在客戶端系統(tǒng)資源優(yōu)化方面,先進(jìn)的私有云平臺可將信息終端繁重的功能負(fù)載遷移到云端執(zhí)行,為系統(tǒng)的關(guān)鍵應(yīng)用提供寶貴的計算資源,實現(xiàn)工業(yè)系統(tǒng)調(diào)度與計算資源的最大利用。
4 結(jié)語
工業(yè)自動化控制系統(tǒng)本身的動態(tài)演化中的安全性是一個動態(tài)的過程和設(shè)備的變化,系統(tǒng)升級,將導(dǎo)致工業(yè)自動化、控制系統(tǒng)以及各種安全攻擊的安全威脅,技術(shù)復(fù)雜,技能也不斷發(fā)展,預(yù)防難度也越來越大,因此不能達(dá)到100%信息安全,需要繼續(xù)實施的各個階段,工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的生命周期,持續(xù)改進(jìn)。
參考文獻(xiàn):
[1]胡建偉.網(wǎng)絡(luò)安全與保密[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2003.
關(guān)鍵詞:自動化控制;化工企業(yè);智能化
引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計算機(jī)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(jì)效益。因化工生產(chǎn)的工藝復(fù)雜、危險性高,所以應(yīng)強(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)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(jìn)行,還會危機(jī)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(biāo)要求嚴(yán)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(zhǔn)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(jì)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(zhǔn)確地控制工藝生產(chǎn)的各項指標(biāo),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(jī)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(jī)及控制多個方面。DCS最為核心的部分是微處理機(jī),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(jì)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(jìn)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(jìn)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(zhǔn)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(fù)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(jī)械的運作[3]。實際上,PLC是小型計算機(jī)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn),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(biāo)準(zhǔn)[4]。此外,該系統(tǒng)的調(diào)試及后期的維護(hù)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(biāo)準(zhǔn),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(jìn)一步推動這三種控制技術(shù)的完善,并促進(jìn)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(zhǔn)確性及分散作用[5]。如今,將兩種控制系統(tǒng)有機(jī)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(jì)的不斷發(fā)展,科技的不斷進(jìn)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(jìn)步,更好地服務(wù)于化工企業(yè)的生產(chǎn)管理,進(jìn)而促進(jìn)化工企業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:PLC 計算機(jī) 自動化 工業(yè)控制
中圖分類號:TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2014)05-0020-01
美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)在1969年研制出世界第一臺可編程控制器,但是當(dāng)時只能進(jìn)行簡單的邏輯運算,因此被人們定義為可編程邏輯控制器(programmable logic controller),簡稱為PLC。到了70年代后期,隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,使PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域,真正成為一種電子計算機(jī)工業(yè)控制裝置,故稱為可編程控制器,簡稱PC(program
mable controller)。因為個人計算機(jī)(personal computer)的簡稱也是PC,輕易發(fā)生混合,因此人們?nèi)燥L(fēng)俗的稱可編程控制器為PLC。
1 PLC體系構(gòu)成及分類分別
1.1 從PLC的布局構(gòu)成分類
布局上舉行分類,PLC可以分為兩種:固定式和組合式;固定式是指整套PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等,這些部分以一個不可分割的整體組合在一起的。組合式PLC和固定式的區(qū)別在于構(gòu)成PLC的單元部分,包括CPU處理模塊、I/O模塊、電源模塊、內(nèi)存等,這些模塊可以按照一定規(guī)則進(jìn)行組合配置的。
1.2 按體系范圍和內(nèi)存容量分類
(1)小型PLC。I/O點數(shù)在128點如下的,這種PLC的特點是全部硬件部門是一個團(tuán)體,體積小、布局緊湊,可以毗連開關(guān)量I/O和模擬量I/O,包羅其他一些特別功能模塊。它能完成邏輯運算、數(shù)據(jù)的傳送處置、和通信聯(lián)網(wǎng)以等各類利用指令。(2)中型PLC。I/O點數(shù)在256~1024點之間的,稱為中型PLC,這種PLC多采取模塊式布局,系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式除了通用的掃描方式外,還能在對用戶程序的掃描過程中,進(jìn)行直接處理,直接讀取輸入,完成輸出更新。它的通信聯(lián)網(wǎng)功效更壯大,可以經(jīng)由過程采取特別功效模塊,實現(xiàn)更多運行指令,且運行速率更快。(3)大型PLC。大型PLC一樣平常是指I/O點數(shù)在1024點以上PLC體系,對中小型PLC來講,大型PLC的軟、硬件功效更壯大。它有極強(qiáng)的自診斷功效,而且通信聯(lián)網(wǎng)功效加倍壯大靠得住,可以經(jīng)由過程采取多種通信聯(lián)網(wǎng)的模塊,組成三級通信網(wǎng),進(jìn)一步推動出產(chǎn)進(jìn)程主動化歷程,使全部體系具備更高靠得住性、不變性。
2 PLC在產(chǎn)業(yè)自動化范疇利用近況
PLC在設(shè)計和制造過程中采用了很強(qiáng)的抗干擾技術(shù),它的元器件都是在比較先進(jìn)可靠的元器件中精選出來的,因此即使是在比較惡劣的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中,PLC系統(tǒng)的使用也不需要再采取特殊的措施進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù),就可以直接進(jìn)行投入使用。目前,在國內(nèi)外的很多產(chǎn)業(yè),諸如鋼鐵、煤炭、石油、化工、電力、等的生產(chǎn)過程中,PLC都得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。
雖然我國在PLC生產(chǎn)方面仍處于一個相對較弱的方面,但在工業(yè)自動化領(lǐng)域的PLC應(yīng)用方面,我國是很活躍的,近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品,年銷售額30億人民幣,應(yīng)用的行業(yè)也很廣。根據(jù)PLC的不同優(yōu)勢和特點,PLC在中國的應(yīng)用領(lǐng)域,大中型集控系統(tǒng)多來自歐洲國家的PLC,小型控制系統(tǒng)、單體自動化設(shè)備系統(tǒng)及多采用日本的PLC。
3 PLC發(fā)展前景
3.1 PLC將會成為自動化節(jié)制進(jìn)程的消耗品
隨著科技發(fā)展和市場競爭,目前PLC系統(tǒng)模件的價格越來越低,特別是一些較小模件,所以當(dāng)這些模件出現(xiàn)問題時,許多客戶已經(jīng)不考慮其修理價值,更多采用的是直接拋棄故障模件,采用更換新模件,原因很簡單:更換新模件的成本甚至低于維修故障模件成本。因此,很多的PLC工業(yè)用戶開始越來越把PLC視作自動化控制過程的日常消耗品。對于PLC供應(yīng)商來說,在考慮擴(kuò)展市場的同時,還要去采取相應(yīng)的措施為用戶解決一系列的軟件和技術(shù)服務(wù),例如提供組態(tài)工具、故障診斷技術(shù),提升網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)以及PLC硬件以外的附加軟件包的適用性能等,來提升自己在PLC市場的競爭力。
3.2 PLC逐步替換嵌入式控制器
隨著技術(shù)進(jìn)步,微型和超微型PLC技術(shù)開始逐步的投放市場,由于微型和超微型PLC具有很強(qiáng)的適應(yīng)性、開發(fā)周期短等一系列優(yōu)點,且具有競爭價格優(yōu)勢,在自動化控制領(lǐng)域得到越來越廣泛應(yīng)用??蛻粼趯LC或者嵌入式控制器進(jìn)行選取時,比較關(guān)心的一點就是體積大小,特別是在一些特殊環(huán)境中,嵌入式控制器的一系列缺陷就造成了其使用障礙。所以盡管嵌入式控制器的價格不高,但其質(zhì)量控制、維修以及服務(wù)的成本相對較高,已經(jīng)開始逐漸被PLC所替代。
4 結(jié)語
隨著自動化系列產(chǎn)品發(fā)展和完善,市場競爭的激烈化,plc只有掌握住市場運行的方向,充分發(fā)揮自身的優(yōu)點,不斷采取新技術(shù)、新方法,進(jìn)行產(chǎn)品的改進(jìn)推新,通過自身的專業(yè)水平和不懈努力,結(jié)合客戶實際需要制定合理方案,使每一個項目、每一種產(chǎn)品都能切實滿足客戶的要求及潛在的期望,進(jìn)而幫助客戶實現(xiàn)生產(chǎn)自動化、提高效益、增加收益,新一代PLC必將能夠更加滿足各種工業(yè)自動化控制應(yīng)用的需要,得到更好發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動化;主要功能及應(yīng)用;發(fā)展趨勢
工業(yè)自動化控制主要是指計算機(jī)技術(shù)、電氣手段及微電子技術(shù),利用電子電氣、軟件、機(jī)械組合實現(xiàn),打破以往工業(yè)生產(chǎn)中效率與質(zhì)量的不可一致性的怪圈,促使工廠在生產(chǎn)和制造過程中能夠更加的自動化、精準(zhǔn)化和效率化發(fā)展,是一項重要的技術(shù),同時也是人類歷史上的重大突破,隨著改革開放的不斷深入,這項技術(shù)大力推廣了中國制造業(yè)的自動化進(jìn)程,為中國實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化做出了卓越的貢獻(xiàn)和舉世矚目的成就。
1.工業(yè)現(xiàn)代化控制技術(shù)的重要內(nèi)容
在工業(yè)企業(yè)中為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展與現(xiàn)代化生產(chǎn),企業(yè)通常會選擇實施電器自動化控制技術(shù),這對于工業(yè)型企業(yè)的持久發(fā)展來說,具有至關(guān)重要的作用和意義。由此可見,工業(yè)型企業(yè)健康、穩(wěn)定的發(fā)展離不開電氣自動化控制技術(shù)。
工業(yè)自動化最為現(xiàn)代制作業(yè)最重要的一種技術(shù),在現(xiàn)代制造業(yè)中發(fā)揮著巨大作用,隨著計算機(jī)、微電子、納米技術(shù)等技術(shù)的不斷更新,工業(yè)自動化技術(shù)也在不斷更新,國際上也都開始意識到工業(yè)自動化控制技術(shù)的可研究型和必要性。隨著改革開放的深入,工業(yè)自動化開始在各個行業(yè)各個領(lǐng)域嶄露頭角,我們經(jīng)??梢栽谟嬎銠C(jī)、微電子、機(jī)械制造業(yè)、建筑業(yè)等領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)工業(yè)自動化控制技術(shù)的影子,自動化控制技術(shù)也漸漸被人們所認(rèn)識、熟悉以及接受,這項技術(shù)對提高工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量與質(zhì)量做出了重大貢獻(xiàn),并降低了能耗,保證了日常的生產(chǎn)安全和效率。
2.工業(yè)現(xiàn)代化控制技術(shù)的應(yīng)用
2.1信息獲取技術(shù)
自動控制信息采集是工業(yè)生產(chǎn)過程中一項重要的工作,信息的采集工作水平會直接影響到工業(yè)自動化的水平,智能技術(shù)在可以有效地在工業(yè)生產(chǎn)控制過程中提高信息采集的水平,同時智能技術(shù)還能采集到生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)的有效信息,對系統(tǒng)綜合智能控制的實現(xiàn)具有重要意義。但是,就目前來說,我國對工業(yè)生產(chǎn)自動化控制的信息化建設(shè)還相當(dāng)不夠,且國家對于信息化的投入不夠多,信息化設(shè)施還不夠完善甚至可以說是薄弱,很難適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的實際要去,由此可見,加強(qiáng)智能化應(yīng)用對今后的生產(chǎn)來說十分重要,只有提高工業(yè)信息化的水平,才能夠真正的適應(yīng)時展的需求。
2.2系統(tǒng)建模
系統(tǒng)建模是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化控制的關(guān)鍵所在,而智能技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié)就是系統(tǒng)建模,智能技術(shù)先要通過信息采集,將有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)寄存器中,接著將數(shù)據(jù)由模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量,再轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)寄存器中,最后通過PLC中的小型打印機(jī)打印出來。而電力部門則可以運用PLC作為計算的數(shù)字終端,實現(xiàn)對用戶用電情況作實時記錄。此外,PLC還可以應(yīng)用在監(jiān)控系統(tǒng)中,并對異常情況及時記錄和報警,為了提高工業(yè)生產(chǎn)效率,工程人員還可以在線調(diào)整定時,或強(qiáng)制調(diào)整PLC的輸入輸出狀態(tài)。
2.3動態(tài)控制
工業(yè)生產(chǎn)實際狀況呈現(xiàn)復(fù)雜趨勢,能不能實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的動態(tài)控制尤為重要,智能技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化控制技術(shù)中的應(yīng)用能夠有利的實現(xiàn)對各個關(guān)鍵點的動態(tài)控制。當(dāng)前通過采用機(jī)械設(shè)備與中控制PLC建立數(shù)據(jù)通訊實現(xiàn)了對PLC控制設(shè)備的實時監(jiān)控在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中,同時,也可以直接發(fā)出命令讓它遠(yuǎn)程操控,用這樣的方法就大大的提高了工業(yè)生產(chǎn)水平。所以,在我們今后的發(fā)展和研究過程中,必須要加強(qiáng)對PLC的研究力度。
2.4監(jiān)控應(yīng)用
由于人們無法用肉眼辨別電氣自動化控制技術(shù)是否存在電流,并且也無法辨別電氣設(shè)備是否帶了電,所以為了針對這一情況,應(yīng)該制定出與之相應(yīng)的信號標(biāo)示與信號指示,并加以完善,要能及時的分析和掌握電氣設(shè)備的實際運行狀態(tài)和具體生產(chǎn)情況,就應(yīng)該采取故障聲音與信號燈等等的提醒措施來嚴(yán)厲管理電氣自動化控制設(shè)備,這樣不僅大大的提升電氣設(shè)備的日常維護(hù)效率,還大大的縮短了人工處理故障的時間。
3.工業(yè)自動化控制技術(shù)發(fā)展的新趨勢
3.1自動化與信息化的有機(jī)結(jié)合
工業(yè)自動化控制技術(shù)是未來發(fā)展的主流方向,在工業(yè)自動化發(fā)展的過程中,我們應(yīng)該通過信息化與自動化的有機(jī)結(jié)合來實現(xiàn)對管理的強(qiáng)化以及自動化控制?,F(xiàn)代信息技術(shù)有巨大的積極影響對工業(yè)自動化控制,它可以實現(xiàn)企業(yè)對科技人才的培養(yǎng)和教育,帶來了正能量,而且也可以促進(jìn)自動化儀表的信息化建設(shè)發(fā)展步伐不斷加快。但是,信息化與自動化的有機(jī)結(jié)合,不僅僅是自動化單方面的得到好處,而是相輔相成的。自動化控制技術(shù)和自動化儀表的應(yīng)用也會對信息處理、信息采集、信息的應(yīng)用等方面產(chǎn)生積極樂觀的影響。所以,要想討論工業(yè)自動化控制技術(shù)發(fā)展的新趨勢,自動化和信息化的有機(jī)結(jié)合是不容忽視的。
3.2工業(yè)智能化發(fā)展
從工業(yè)自動化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢來看,工業(yè)智能化是其核心部分,智能化主要表現(xiàn)在其有多種新功能,,例如當(dāng)流量儀表需要壓力或溫度補(bǔ)償時,就必須分別使用測量流量表、溫度計量及壓力的三種變送器,同時還要用到運算器來輔助計算,而現(xiàn)在只需要一臺智能的變送器,就能夠包攬這一切任務(wù);又如一臺智能執(zhí)行器,可以預(yù)報設(shè)備維修,能夠及時通知維修人員以免發(fā)生安全事故。在工業(yè)控制的發(fā)展史中,一直使用的是只能用調(diào)節(jié)器或DCS來完成控制的算法,而現(xiàn)在只需一臺智能化的變送器或執(zhí)行器,就可以完成自主調(diào)節(jié),減輕了DCS的負(fù)擔(dān),實現(xiàn)了控制的徹底分散,使調(diào)節(jié)比以往更及時,大大提高了系統(tǒng)的可靠性。
3.3工業(yè)安全化發(fā)展
隨著工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展,生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大,而工業(yè)生產(chǎn)中存在許多不安全因素,一旦發(fā)生安全事故,不但會遭受到巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還會對人員和環(huán)境有所影響,由此可見,生產(chǎn)的安全問題應(yīng)當(dāng)引起重視,工業(yè)生產(chǎn)自動化控制的安全可靠性不容忽視,就目前化工企業(yè)的安全系統(tǒng)來說,企業(yè)的控制系統(tǒng)一般由兩大部分組成,即PLC和DCS。國際上就安全完整性定義了標(biāo)準(zhǔn),安全完整性即SIL,根據(jù)安全等級可將其分為四種,目前變送器的安全等級僅是SIL2,按照當(dāng)前社會的生產(chǎn)水平來看,符合SIL標(biāo)準(zhǔn)就可以實現(xiàn)化工企業(yè)的安全可靠性了。因此,工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)不斷加強(qiáng)對自動化控制的維護(hù)、更新和發(fā)展,從而保障客戶的利益,提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率,保證一致性,幫助企業(yè)獲得更長久的客源,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,為我國工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)做貢獻(xiàn)。
4.小結(jié)
綜上所述,工業(yè)自動化控制技術(shù)是提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)資料的重要工業(yè)技術(shù),其作為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物,對工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展起到不可替代的作用,為我國工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)作出了巨大貢獻(xiàn),它能夠極大的提高生產(chǎn)效率,增大工業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益,有效的減少人工勞動量,而且使用自動控制系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械操作,能使工人們脫離惡劣的環(huán)境,這樣一來,就更加的實現(xiàn)了現(xiàn)代化和人性化的工業(yè)生產(chǎn),同時,工業(yè)自動化水平的高低也是判斷一個國家科技水平高低的重要指標(biāo)之一,更加重要的一點就是,它的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科技的進(jìn)步,時代的發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)自動化控制也出現(xiàn)了新的發(fā)展前景,工業(yè)自動化控制將走上智能化、無線化、高精度化的時代,本文對工業(yè)生產(chǎn)自動化控制技術(shù)的內(nèi)容、應(yīng)用及其發(fā)展前景做出的分析和探討,希望能使有關(guān)企業(yè)得到借鑒,也希望業(yè)界人士對本文的不足之處提出意見和建議。
【參考文獻(xiàn)】
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[關(guān)鍵詞]DCS ; 800XA;造紙;衛(wèi)生紙機(jī)
[中圖分類號] TP336 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]
廣西若昔集團(tuán)投資建設(shè)一條衛(wèi)生紙生產(chǎn)線,以及配套的碎漿、備漿系統(tǒng)。 在該系統(tǒng)中, 廣泛采用了ABB 800XA 型DCS 系統(tǒng)。ABB 800XA 型DCS 系統(tǒng)是基于工業(yè)IT 控制平臺而開發(fā)的目前較為先進(jìn)的一種分布式過程控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)采用了開放的一體化控制器,具有較高的工廠自動化集成水平,高工程效率,開放的通訊設(shè)置,支持熱拔插等特點。
1 項目簡介
若昔集團(tuán)是以生產(chǎn)衛(wèi)生紙為主的企業(yè),為了配合國內(nèi)外市場需求的日益增長以及占領(lǐng)保有市場的固定份額,公司決定將新上的產(chǎn)量6萬噸/年的一條衛(wèi)生紙機(jī)生產(chǎn)線,應(yīng)用最新技術(shù),提高自動化生產(chǎn)效率,同時為今后的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。在此項目中, 選擇了ABB 的800XA控制系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)方案與控制結(jié)構(gòu)概述
本項目中所采用的800XA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成如圖1所示。在TM Server & rack room(紙機(jī)服務(wù)器與機(jī)柜室)中放置有項目用服務(wù)器一臺,安裝有AC800M PM866控制器(AC161和AC162)兩個以及諸多I/O卡件的Control cabinet(控制柜),在TM Control room(紙機(jī)控制室)中放置TM ES71(工程師站)、TM OS71與TM OS72兩臺操作員站、TMPR1(打印機(jī))一臺,另外在MCC room(電機(jī)控制柜室)中放置了兩個安裝有I/O卡件的機(jī)柜室。其中,服務(wù)器與各個站以及兩個控制器之間通過網(wǎng)絡(luò)線連接通信,但是由于TM Server & rack room與TM Control room之間距離較遠(yuǎn),所以本項目系統(tǒng)配置中采用了光纖傳輸。各個控制器與I/O卡件之間的通信,我們采用了Profibus-DP通信協(xié)議進(jìn)行。項目系統(tǒng)容量本地加遠(yuǎn)程兩種模式可以達(dá)到無窮多點(超過百萬個I/ O點) ,今后如果系統(tǒng)需要擴(kuò)展,可直接在這個基礎(chǔ)上增加I/ O 或現(xiàn)場總線儀表,利于今后的設(shè)備更新和發(fā)展。
本項目整體系統(tǒng)包括操作級與過程級。操作級包括傳統(tǒng)控制功能,如操作與監(jiān)視、歸檔與信息記錄、趨勢與報警、回路與邏輯控制功能等。為便于管理,所有功能均可在相應(yīng)過程站中執(zhí)行。過程級是由一個或幾個過程站組成,每個過程站由AC800M 和擴(kuò)展I/O S800 單元組成。
圖1 項目800xA控制系統(tǒng)構(gòu)成圖
3控制過程的實現(xiàn)與運行效果
根據(jù)其控制過程將流程圖畫面分為:“投料打漿系統(tǒng)”,“備漿系統(tǒng)”、“流送系統(tǒng)”、“yakee鋼系統(tǒng)”、“熱蒸汽系統(tǒng)”、“熱回收系統(tǒng)”、“化學(xué)品添加系統(tǒng)”等多幅工藝流程圖畫面;我們?yōu)椤皾{池液位”、“yakee鋼溫度控制”、“化學(xué)添加劑”、“熱回收系統(tǒng)”等控制變量進(jìn)行了自動調(diào)節(jié)控制,由于許多調(diào)節(jié)回路的SP值是一個不確定的數(shù),需根據(jù)不同時期的要求不同,在PID 調(diào)節(jié)與手動/ 自動切換的設(shè)計上,我們設(shè)計成手動時SP跟蹤PV,自動時根據(jù)切換時的SP值調(diào)節(jié)工藝過程值,這樣當(dāng)操作工手動將工藝過程值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)臅r候,切換到自動及可立即以這個工藝值進(jìn)行調(diào)節(jié),以利于操作人員進(jìn)一步摸索提高工作效率的方法。當(dāng)操作員站、工程師站關(guān)閉一臺或全部關(guān)閉,只要服務(wù)器不停,系統(tǒng)不會停機(jī)。系統(tǒng)接線端子均采用進(jìn)口端子,降低故障率,所以整個系統(tǒng)安全性很高。項目系統(tǒng)控制畫面如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)控制畫面
4 小結(jié)
目前該系統(tǒng)運行超過了設(shè)計要求,整個系統(tǒng)設(shè)計年產(chǎn)衛(wèi)生紙為6萬t/年,ABB 800xA控制系統(tǒng)為實現(xiàn)該目標(biāo)奠定提供了充足的數(shù)據(jù)參考依據(jù),同時提供了有效的控制手段,從而大大提高了客戶設(shè)備自動化水平,同時也更好的為工業(yè)控制領(lǐng)域的自動化水平提高提供了參考及實踐依據(jù)。
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[參考文獻(xiàn)]
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