化工自動(dòng)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(dòng)化控制是指在化工生產(chǎn)過(guò)程中，在一些設(shè)備上按照既定工藝，科學(xué)地安裝自動(dòng)化裝置，并使得自動(dòng)化裝置在使用過(guò)程中能夠科學(xué)合理地替代部分直接勞動(dòng)，促進(jìn)工藝改進(jìn)和勞動(dòng)生產(chǎn)率提升的一系列化工生產(chǎn)過(guò)程的方式。作為一個(gè)涉及范圍很廣的研究領(lǐng)域，化工自動(dòng)化控制及其應(yīng)用目前正受到越來(lái)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(dòng)化控制的產(chǎn)生以及發(fā)展，其次是分析了化工自動(dòng)化當(dāng)前研究的現(xiàn)狀，最后是分析了化工自動(dòng)化控制及其應(yīng)用的問(wèn)題和建議。

1 化工自動(dòng)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(dòng)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(shí)成果基礎(chǔ)上，順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需求而產(chǎn)生。自動(dòng)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(dòng)控制理論進(jìn)一步得以深化和延伸。現(xiàn)代控制理論作為一種設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)規(guī)劃理論為標(biāo)志，特別是近年來(lái)的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中對(duì)工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化的大量生產(chǎn)和中試實(shí)踐活動(dòng)，使得公共自動(dòng)化控制從穩(wěn)定單個(gè)工藝變量的 SISO系統(tǒng)，擴(kuò)展到對(duì)于整個(gè)單元操作運(yùn)行的 MIMO 系統(tǒng)操作，推動(dòng)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(dòng)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(shí)，當(dāng)前自動(dòng)化控制研究客觀來(lái)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(duì)于工業(yè)生產(chǎn)提出來(lái)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(dòng)化控制研究是從實(shí)踐中抽象而來(lái)，但是自動(dòng)化控制理論需要在實(shí)踐的進(jìn)行過(guò)程中，以市場(chǎng)和社會(huì)為導(dǎo)向，結(jié)合科研力量有效進(jìn)行。當(dāng)前工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化研究的熱點(diǎn)，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(jì)算機(jī)集成綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。很明顯的發(fā)展態(tài)勢(shì)是近年來(lái)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(jì)算機(jī)的推廣在化工過(guò)程控制中的應(yīng)用。不少化工自動(dòng)化項(xiàng)目開(kāi)展了有關(guān)計(jì)算機(jī)控制和自動(dòng)化項(xiàng)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(jì)效益規(guī)模得以大大提高。但是自動(dòng)控制領(lǐng)域現(xiàn)階段的應(yīng)用現(xiàn)實(shí)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(wèn)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(shí)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(dòng)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(guó)自動(dòng)化控制應(yīng)用現(xiàn)存問(wèn)題

3.1 自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程不規(guī)范

在我國(guó)的自動(dòng)化控制應(yīng)用中多為獨(dú)立開(kāi)發(fā)模型，因?yàn)樵谧詣?dòng)化控制模型與獨(dú)立開(kāi)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(dú)立在自動(dòng)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(jìng)爭(zhēng)力多數(shù)缺乏多裝置流程模擬和過(guò)程優(yōu)化的一些工藝條件。

3.2 自動(dòng)化控制產(chǎn)業(yè)化規(guī)模低

隨著國(guó)內(nèi)化工工藝流程日益繁多，一般科研單位雖然具有很強(qiáng)的科研實(shí)力，但不具備產(chǎn)品化所需資金，導(dǎo)致所開(kāi)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(guò)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(shí)將高級(jí)的科研人員用于產(chǎn)品化程序的開(kāi)發(fā)工作，因此花費(fèi)了大量的人力物力以及大量技術(shù)人員。

3.3 自動(dòng)化控制質(zhì)量控制參數(shù)有待規(guī)范

在自動(dòng)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(yàn)生產(chǎn)就應(yīng)該確定的，比如說(shuō)就是客戶主要要求參數(shù)，對(duì)化工產(chǎn)品參數(shù)不是整一規(guī)劃的并不利于自動(dòng)化控制對(duì)于化工產(chǎn)品質(zhì)量和工藝水平的提高。

3.4 自動(dòng)化控制系統(tǒng)集成管理程度有待提高

在我國(guó)大多數(shù)自動(dòng)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(méi)有發(fā)揮，開(kāi)發(fā)和推廣集成化管理程度更高的化工自動(dòng)化控制系統(tǒng)，提高流程模擬和過(guò)程中的自動(dòng)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(guò)多年的攻關(guān)和不斷的技術(shù)開(kāi)發(fā)研究，我國(guó)近年來(lái)在化工自動(dòng)化控制的控制規(guī)律、方案以及實(shí)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(yàn)，經(jīng)濟(jì)效益也得以顯著提升，為今后我國(guó)護(hù)工自動(dòng)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(guó)的化工自動(dòng)化控制及其應(yīng)用研究工作，仍然有許多亟待解決的問(wèn)題，需要我們進(jìn)一步深日研究。化工過(guò)程控制對(duì)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(dòng)效率等方面都將發(fā)揮越來(lái)越主要的作用。

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