淺談工業(yè)自動控制與發(fā)展

摘 要：工業(yè)控制自動化已經(jīng)國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，并且正在改變著人們的生產(chǎn)方式。我國擁有潛在的巨大市場和豐富的勞動力資源，世界的工業(yè)生產(chǎn)意開始向中國轉(zhuǎn)移，我國正在成為世界的制造業(yè)國家。本文就工業(yè)自動化控制的內(nèi)容及發(fā)展趨勢作一些探索與討論。

關(guān)鍵詞：自動化控制；工業(yè)；發(fā)展；

中圖分類號：TU5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-09-00-01

一、工業(yè)自動控制概述

自動控制技術(shù)是指：在沒有人類的直接參與下，利用附加裝置即自動控制裝置使被控制對象或生產(chǎn)過程自動地按照某種流程與控制目標(biāo)自主運(yùn)行，使被控對象的一個或幾個物理量或加工的工藝按照預(yù)定要求變化的技術(shù)。它包含了自動控制系統(tǒng)中所有元器件的構(gòu)造原理和性能，以及控制對象或被控過程的特性等方面的知識。

自動化控制技術(shù)系統(tǒng)對企業(yè)的作用主要表現(xiàn)在生產(chǎn)力的提升問題上，它無法直接給企業(yè)創(chuàng)造效益，但可以提升包括：產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)可靠性、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)過程中降低原材料和能源消耗。一般對自動化系統(tǒng)的投入和企業(yè)效益提升的產(chǎn)出比大約是1：4和1：6之間，尤其是在資金密集的企業(yè)中自動化的實施會起到推波助瀾的作用。

二、自動控制技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用

當(dāng)今的工業(yè)生產(chǎn)過程中已廣泛應(yīng)用了工業(yè)控制自動化技術(shù)，來實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)決策、調(diào)度、管理、檢測、控制及優(yōu)化，以達(dá)到提高產(chǎn)量與質(zhì)量，降低生產(chǎn)消耗、確保生產(chǎn)安全的目的。工業(yè)自動化體系主要包括工業(yè)自動化硬件、系統(tǒng)及軟件三部分。作為20世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的創(chuàng)新技術(shù)之一，工業(yè)控制自動化技術(shù)主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。自動化系統(tǒng)與計算機(jī)信息科學(xué)的緊密結(jié)合，給工業(yè)生產(chǎn)過程帶來了新的技術(shù)革新。

我國工業(yè)計算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。目前，工業(yè)控制自動化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。隨著電力、冶金、石化、環(huán)保、交通、建筑等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，工控機(jī)的市場需求將會越來越大，工控機(jī)市場發(fā)展前景十分廣闊。 在工業(yè)控制計算機(jī)的基礎(chǔ)上，企業(yè)管理和控制過程中所涉及到的核心技術(shù)主要有FCS技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

三、工業(yè)自動控制在我國的發(fā)展展望

（一）高精度：

由于工業(yè)生產(chǎn)對成品質(zhì)量的要求日益提高，國家的政策和法令對節(jié)能減排也有具體的要求和規(guī)定，因此提高測量儀表與控制系統(tǒng)的精度就被提上了議事日程。

（二）智能：

工業(yè)自動化儀表的發(fā)展中，目前其核心部分是智能化，其智能性表現(xiàn)在具有多種新功能。比如說過去的流量儀表需要進(jìn)行壓力或溫度上的補(bǔ)償時需要分別測量流量，溫度和壓力的三臺變送器，尚需要運(yùn)算器來進(jìn)行計算，而現(xiàn)在一臺智能化的流量變送器就可以完成所有任務(wù)；又如一臺智能化執(zhí)行器。由于具有多種的自診斷功能，使維修預(yù)報成為可能。在工業(yè)應(yīng)用中，傳統(tǒng)控制的算法。只能由調(diào)節(jié)器或DCS來完成，如今一臺智能化的變送器或者執(zhí)行器。只要植入PID模塊，就可以與有關(guān)的現(xiàn)場儀表在一起，在現(xiàn)場實現(xiàn)自主調(diào)節(jié)；從而實現(xiàn)控制的徹底分散，從而減輕了DCS主機(jī)的負(fù)擔(dān)，使調(diào)節(jié)更加及時，并提高了整個系統(tǒng)的可靠性。

（三）無線：

現(xiàn)場總線是一種及其有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，很可能得到迅速發(fā)展與推廣，但由于國際標(biāo)準(zhǔn)過多，影響了推廣進(jìn)度，目前只能希望各方能夠通過努力，制訂出單一的國際的標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)生產(chǎn)要求高產(chǎn)，穩(wěn)定，優(yōu)質(zhì)，低耗，安全，環(huán)保。如果現(xiàn)場儀表能夠?qū)崿F(xiàn)通信無線化，電纜和維護(hù)的工人量都會大大減少，因此研發(fā)低功耗可靠的無線通信是當(dāng)前的一個重要課題。

（四）科學(xué)儀器的在線管理：

隨著科技的進(jìn)步，科學(xué)儀器的結(jié)構(gòu)。日益精巧，操作也越發(fā)簡便，價格在不斷降低，而且能在工業(yè)條件下操作。目前在過去只能在實驗室內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場操作的科學(xué)儀器，現(xiàn)在可以在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行在線運(yùn)行了。例如質(zhì)譜儀居武鋼的高爐上試用，用來分析爐頂煤氣的化學(xué)成分。今后這種趨勢還會加速發(fā)展。目前新建的一些大型石化裝置如乙烯項目都采用了MlV承包模式，所謂MIV就是主要儀表承包商。這種做法多用于于大型工程的建設(shè)，保證項目順利按時投產(chǎn)，如百萬噸級的乙烯項目，其產(chǎn)品種類很多，一般有十幾個裝置，需要同時投產(chǎn)。一旦誤工一天，就會有上億元的損失。為了便于管理。工程公司和企業(yè)都愿意采取自動控制措施。但這種模式也是靈活變化的的，對于儀表廠商來講這是一種增值的服務(wù)。作為MIV的公司也需要一定的資源質(zhì)，即除了能提供一定水平的DCS外，還要有較廣泛的，質(zhì)量過硬的現(xiàn)場儀表，而且還要具有熟悉工藝或有這個方面的經(jīng)驗

（五）安全儀表系統(tǒng) ：

隨著生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，一旦發(fā)生事故，就會在經(jīng)濟(jì)上會造成巨大的損失。并且人員傷亡和對環(huán)境的影響均非同一般，因此生產(chǎn)的安全問題日益受重視。當(dāng)今來講，一些化工或石化企業(yè)的安全系統(tǒng)。如ESD緊急停車是由專門的PLC7PdCONES來負(fù)責(zé)管理，這樣企業(yè)的控制系統(tǒng)就由兩大部分組成，即DCS與專門的PLC，由于新型DCS的功能不斷擴(kuò)大，已經(jīng)有了安全儀表系統(tǒng)，因此也可以用一套具有SIS功能的DCS來統(tǒng)一管理，受到業(yè)主的歡迎。但保險公司需要第三方的認(rèn)證，而認(rèn)證就要有量化的概念，因此IEC制定了標(biāo)準(zhǔn)，將安全等能分為四級。所謂SIL全名為安全完整性等級。根據(jù)目前的制造水平，變送器的安全等級僅為S1L2，若要滿足SIL3的要求，可采取冗余措施，至于DCS，目前一些大的DCS制造商都已通過了TUV認(rèn)證。達(dá)到了SIL3。按照目前的社會的生產(chǎn)水平，只要符合SIL3的標(biāo)準(zhǔn)就可以滿足化工及重石化行業(yè)的安全要求了。

四、總結(jié)

工業(yè)自動控制技術(shù)仍然在得到不斷發(fā)展是一種十分活躍的技術(shù)發(fā)展方向。它把控制與決策、管理科學(xué)、信息技術(shù)、制造工程技術(shù)等多方面集成起來， 不斷產(chǎn)生新的模式、系統(tǒng)、及技術(shù)成果， 成為推動制造技術(shù)進(jìn)步的最重要的因素。

參考文獻(xiàn)：

[1]淺談我國自動化控制及應(yīng)用[J].

[2]付家才，王秀琴著. 現(xiàn)代工業(yè)控制基礎(chǔ)[M]. 黑龍江：哈爾濱工程大學(xué)出版社. 2003：79-82.