化工自動化控制及其應(yīng)用

龐浩軍

新疆中泰化學(xué)（集團(tuán)）股份有限公司，新疆烏魯木齊 830009

0 引言

化工自動化控制是指在化工生產(chǎn)過程中，在一些設(shè)備上按照既定工藝，科學(xué)地安裝自動化裝置，并使得自動化裝置在使用過程中能夠科學(xué)合理地替代部分直接勞動，促進(jìn)工藝改進(jìn)和勞動生產(chǎn)率提升的一系列化工生產(chǎn)過程的方式。作為一個涉及范圍很廣的研究領(lǐng)域，化工自動化控制及其應(yīng)用目前正受到越來越多的關(guān)注。因此本文轉(zhuǎn)換思路從以下角度進(jìn)行研究，首先是分析了化工自動化控制的產(chǎn)生以及發(fā)展，其次是分析了化工自動化當(dāng)前研究的現(xiàn)狀，最后是分析了化工自動化控制及其應(yīng)用的問題和建議。

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(jì) 30 年代的電子通訊工程中取得了較大的發(fā)展而本世紀(jì) 60 年代自動控制理論進(jìn)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(biāo)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(jìn)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(rèn)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(jìn)行過程中，以市場和社會為導(dǎo)向，結(jié)合科研力量有效進(jìn)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(jìn)。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(jìn)行了互換，而且在模型與工業(yè)數(shù)據(jù)之間也進(jìn)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(jìn)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(biāo)，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(jìn)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(hù)工自動化產(chǎn)業(yè)的進(jìn)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(jìn)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。

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