过程控制自动化

李小白 2020-04-04 自动化控制管理系统 26

    

    (一)过程控制自动化简介

    在生产过程自动化技术出现之前,工厂操作员必须人工监测设备性能指标和产品质量,以确定生产设备处于最佳运行状态,而且必须在停机时才能实施各种维护,这降低了工厂运营效率,且无法保障操作安全。

    生产过程自动化技术可以简化这一过程。通过在工厂各个区域安装数千个传感器,自动化系统可以收集温度、压力和流速等数据,然后利用计算机对这些信息进行储存和分析,再用简洁明了的形式把处理后的数据显示到控制室的大屏幕上。操作人员只要观察大屏幕就可以监控整个工厂的每项设备。

    生产过程自动化系统除了能够采集和处理信息,还能自动调节各种设备,优化生产。在必要时,工厂操作员可以中止自动化系统,进行手动操作。

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    图1  能宇自动化公司过程控制自动化系统

    金润昌公司以“依靠自动化系统建设为企业提升综合实力,增强企业的核心优势”为企业使命,致力于帮助企业人才专注于更重要的事情,发挥个人更重要的作用。公司以科研引领创新,技术实力雄厚,与浙江大学、西安交通大学、北方民族大学等诸多区内外知名院校建立校企联合实验基地,将自动化智能化领域科研成果与工业企业生产实践相结合,聘用博士学位高级工程师9人,硕士及本科工程师50多人,先后获得自动化领域发明专利29项,实用新型专利116项,实用外观专利49项,计算机软件著作权65项,寓研于用,用研结合,硕果累累。

    金润昌为200多家规上工业企业建设了专业的自动化系统,提供了性能稳定的自动化设备,帮助他们解决了生产效率低下、经济成本过高,产品质量控制、安全隐患排除等种种难题,其中过程控制自动化系统起到了重要的作用。能宇过程控制自动化系统主要有新风系统、过程控制系统、自动输送投料系统、能源回收利用系统等(可点击查看)。

    (二)过程控制自动化的特点

    生产过程自动化是石油化工、电力、冶金、轻工等工业部门以连续性物流为主要特征的生产过程的制动控制,主要解决各种生产过程中的温度、压力、流量、液位(或物位)、以及成分等参数的自动监测和控制问题。过程控制的任务就是在理解、掌握工艺流程和生产过程的各种特性的基础上,根据工艺生产提出的要求,应用控制理论对控制系统进行分析、设计和综合,并采用相应的自动化装置和适宜的控制手段加以实现,最终达到优质、高产、低耗的控制目标。过程自动化是提高社会生产力的工具之一,实现生产过程自动化的目的如下:

    1、连续工业生产过程是与化学反应、生化反应、物理反应、相变过程、能量的转换过程、传热传质过程等复杂的反应或过程相伴随的。这些过程或反应的进行,必须满足一定的内部和外部条件。满足这些条件,并且使这些条件保持稳定,生产过程就能正常、稳定地进行,产品的产量和质量就能得到保证。所以,过程控制主要是对决定生产过程是否正常进行控制,以保证整个生产过程的正常进行。过程控制中最常见的就是压力控制、流量控制、温度控制、液位或料位控制、成分控制、PH值控制等,这些控制多数都是定值调节。随着大规模生产的需求及科学技术的发展,更多的参数将被纳入到控制的范围之内。过程控制在生产中的地位将变得更加重要。

    2、连续生产过程工业是一个庞大的工业系统,设备多样化,工作机理各不相同,因而被控对象形式复杂多变,具有惯性大、延时大、时变、非线性、多变量相互耦合等特点,很难得出其精确的动态数学模型,因而控制难度较大。

    3、由于生产过程工艺复杂,要求高,过程控制的监测系统多,控制系统多,控制方案多,控制系统间既独立又相互影响。所以必须合理协调各控制系统间相互关联、相互制约的关系,从整个生产过程的全局出发,求得整个生产过程的最优。

    4、连续生产过程的生产条件和环境往往比较特殊,如高温高压、低温真空、易燃易爆、有毒、存在放射性等。因而必须依靠自动化技术,在正常生产、非正常工况、事故工况下,都能确保人员安全以及部队环境造成污染。

    5、连续过程工业设备多,结果复杂,所以干扰因素也多,干扰的形式较复杂。这就要求过程控制的各个控制系统具有较强的抗干扰能力,快去克服扰动因素对生产的影响。

    6、尽管连续生产过程工业部门间有时差别很大,如电力和化工,但由于被控参数相似或相同,过程控制系统中,不少控制系统在工作原理,系统组成上都有许多的相似甚至完全相同的特点。由于这个原因,过程控制系统的自动化装置都是标准化仪表,如控制器、测量变送器、执行器、记录仪等。所以过程控制又被人们称为自动化仪表控制。仪表的合理选型及调整也是过程控制的一项重要工作。

    (三)过程控制自动化的核心

    1、工程与组态

    (1)延续性和可扩充性:用通用组态软件开发的应用程序,当现场(包括硬件设备或系统结构)或用户需求发生改变时,不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级。

    (2)封装性(易学易用):通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来,对于用户,不需掌握太多的编程语言技术(甚至不需要编程技术),就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能。

    (3)通用性:每个用户根据工程实际情况,利用通用组态软件提供的底层设备(PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等)的I/ODriver、开放式的数据库和画面制作工具,就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程,不受行业限制

    2、控制和I/O

    IO控制器是指挥计算机的各个部件按照指令的功能要求协调工作的部件,是自动化控制设备的神经和指挥中心。

    运算器

    运算器是指计算机中进行各种算术和逻辑运算操作的部件,其中算术逻辑单元是中央处理核心的部分。

    控制器

    控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制设备运行的主令装置。

    3、安全和关键控制

    提供一种高度可靠的安全保护手段的系统,可以最大限度地避免相关设备的不安全状态,防止恶性事故的发生或在事故发生后尽可能地减少损失,保护生产装置及最重要的人身安全。

    4、优秀的可视化界面

    数据可视化,操作可视化,历史曲线可视化,设备总览可视化,报警信息可视化。

    5、高效的数据采集

    (1)全面性

    数据量足够具有分析价值、数据面足够支撑分析需求。

    (2)多维性

    数据能满足分析需求。灵活、快速自定义数据的多种属性和不同类型,从而满足不同的分析目标。

    (3)高效性

    实时采集关键信息,保证数据的真实性和连续性。

    6、先进的过程控制理论

    反馈控制理论,前馈控制理论,前馈-反馈控制理论。


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