用工业自动化技术提升我国传统产业

作者:孙优贤 文章来源:中国工程院院士浙大中自有限公司 发布时间:2012-12-11
发展工业自动化是提高企业整体素质最有效的途径之一,是提高国家整体国力的主要手段之一,是调整工业结构的主要手段之一,是迅速搞活大中型企业的有效手段之一,是扩大国内需求的有效手段之一.

发展工业自动化是提高企业整体素质最有效的途径之一,是提高国家整体国力的主要手段之一,是调整工业结构的主要手段之一,是迅速搞活大中型企业的有效手段之一,是扩大国内需求的有效手段之一。

自动化发展中存在的问题

从技术角度讲,主要有以下四方面问题:

缺乏高水平的系统成套能力。表现之一是仪表产品的结构不合理,60%的主控系统是70年代中期开发的;二是仪表品种满足率低;三是系统开发设计能力低下,系统成套技术力量薄弱,系统成套技术手段落后。缺乏高质量的成套控制装置,是我们国家目前工业自动化最突出的问题之一。例如我国有39万台工业锅炉,3 个类型(生物、酒、调味品)共36 万台25m3 工业发酵罐,都没有成套的专用控制系统。缺乏高质量的特种检测仪表。高质量特种检测仪表是主宰工业自动化系统的关键仪表,现场故障率80% 来源于此。我们国家在这方面十分落后。缺乏商品化的成套工控软件。应该说,工控软件的数量现在不少,但商品化的程度比较低,市场占有率也很少,在这方面我们也吃了很多亏。

用工业自动化来提升和改造传统产业的关键技术

用什么样的技术来提升改造传统产业?

一是软件技术,二是硬件技术,三是集成技术。

1. 软件技术

先进控制技术。 这是以现代控制理论为基础的各种高级控制技术的总称,包括预测控制、模糊控制、智能控制、专家控制等。先进控制技术是工业过程控制技术中的核心技术之一,是解复杂工业问题最有效的手段,也是传统产业改造最有用的方法,特别是预测控制和智能控制技术,目前已经得了重大进展。

过程优化技术。 系指在先进控制层确保生产过程平稳运行的基础上,根据优化工艺模型,进行以效益最大为目标的在线和离线计算,然后给出整个过程优化条件,使整个过程在最优化的状态下运行,我们认为它是综合性的技术。这种优化控制技术,在工业自动化中也是核心技术之一,而且是投资最少,见效最快的核心技术之一,当然也是在传统产业技术改造之中可以大量运用的技术。特别是其中的数据挖掘技术、数据校正技术、实时优化技术和优化设定技术,目前国内外产业界对这个问题都非常重视,而且有些国家花巨资进行这方面的研究。

实时监控软件平台。开发以实时数据库为核心的监控软件支持系统,形成自主版权的实时监控软件平台,要求该软件平台具有高可靠性、高安全性;可实现硬件互联、软件互联,以及恨强的服务能力。其关键技术有:0PC 技术、实时数据库技术、动态图形显示技术、Internet/Intranet技术、平台服务技术。

2. 硬件技术

集散控制系统。新一代的主控系统包括集散控制系统DCS、现场总线控制系统FCS、可编程控制系统PLCs,及以工业PC为基础的开放式控制系统(PCC)。当然,现在的重点放在DCS 上。我国自行开发的集散控制系统,现在已具备了90 年代的国际水平,应该说国产DCS现在已经站住了脚跟、形成了气候,销量逐年增加。近两年来从国外引进的DCS已经大为减少。

现场总线控制系统。 现场总线控制技术是应用于生产现场,在现场仪表和控制仪表之间,进行双向全数字通信的技术,也是开放式、数字化、多点通讯、底层的一种网络控制技术。应该说,现场总线控制技术是带有革命性的关键技术,也引起了国内外的在国内外的激烈竞争。

智能变送器技术。 它是面大量广的核心技术,需要解决的突出问题是系列化、智能化、网络化、大量程、高精度、耐腐蚀。目前特别缺乏的是质量仪表,我在这里主要讲特种变送器—开始用时定会碰到困难,但不要因有困难就不用了,从主管部门来讲也没有明确,因此很多情况下,集中检测的困难就主要来自上述原因,实际上,如果我们常用、并在用的过程中不断改进,我们就过关了。我认为要用,而且不断用、不断改进,最后拿出名牌来。

成套专用控制装置。 这是指耦台专用控制软件、软测量技术、集成综合软件与硬件技术的专用计算机系统。目前,在工业领域中特别缺少一大批专用的控制装置,如面向冶金工业的高炉、焦炉、转炉;面向炼油业中的加热炉、反应器、精馏增;面向石化行业的丙烯睛、聚乙烯、聚丙烯生产;面向造纸业的蒸煮器、蒸发器、打浆机等的成套专用控制装置。

3. 系统集成技术

这是整个自动化技术关键技术中的关键技术,是控制软件、优化软件和软测量技术的集成,也是新一代主控系统、智能仪表的集成,更是检测,控制、优化、调度、管理、决策、经营等功能的集成,还是实现工厂综合自动化系统的基础技术。这项技术目前已有许多工业性试点,应该说目前我们的情况是相当好的。当然这项工作还在做,‘863’、‘973’等还在开展,要进一步做下去。

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