計算機在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計算機應(yīng)用技術(shù)被應(yīng)用到各個領(lǐng)域，特別是在冶金、電力、印刷等行業(yè)，不僅提高了生產(chǎn)效率，也促進了企業(yè)的快速發(fā)展。本文主要闡述了計算機技術(shù)在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計算機應(yīng)用；工業(yè)自動控制；系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號：F224-39 文獻標識碼：A

概述

自從工業(yè)技術(shù)革命以來，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)得到了快速發(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)過程中自動化系統(tǒng)的發(fā)展受到了人們的廣泛關(guān)注，計算機技術(shù)在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，取得了非常明顯的效果。當前，它已經(jīng)成為了工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的工具。

1 生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)的融合

在LS0的六層功能模型中，把從檢測執(zhí)行，驅(qū)動到一年級的控制和管理共分成六層功能，構(gòu)成這種多層功能結(jié)構(gòu)的出發(fā)點、是按經(jīng)營、生產(chǎn)管理、控制功能的劃分，而不是按控制和管理計算機系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)來劃分的。只不過過去由于當初計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的限制以及計算機系統(tǒng)設(shè)計人員理解的不充分，長期以來把計算機系統(tǒng)按六層功能模型相對應(yīng)的分成六級計算機系統(tǒng)工程層次結(jié)構(gòu)。

2 計算機控制系統(tǒng)的范圍和優(yōu)點

優(yōu)異性能指標，具體來講有以下：控制規(guī)律靈活、多樣、行動方便；控制與管理結(jié)合.自動化程度進一步提高：計算機控制投資少、見效快、收益大；實現(xiàn)最優(yōu)控制。

3 計算機技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用——PC-Based技術(shù)

在工業(yè)控制領(lǐng)域中，控制層的主要任務(wù)就是把工業(yè)現(xiàn)場總線所采集的信息進行分解，并把分析的結(jié)果通過現(xiàn)場總線傳送到現(xiàn)場。一直到二十世紀九十年代初期，都使用PLC控制器，各自控制著自己的變成語言，相互之間沒有什么實質(zhì)性的聯(lián)系，更不可以兼容。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC控制器將會被PC機的控制器所代替，也就是實現(xiàn)統(tǒng)一的通行的能夠把所有層面的東西不停留的垂直的集成，將不同作用的軟件和硬件中的單個部件集成到一個控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的互相操作性，適合大規(guī)模的工業(yè)自動化控制。

4 自動化的發(fā)展前景

4.1 工業(yè)智能化

從工業(yè)自動化儀表的發(fā)展趨勢看，智能化是其核心部分，所謂智能化表現(xiàn)在其具有多種新功能。例如過去當流量儀表需要進行溫度，壓力的補償時需要分別測量流量，溫度和壓力的三臺變送器，并且需要運算器來計算，現(xiàn)在一臺智能化的流量變送器就可以包攬這一任務(wù)；又如一臺智能化執(zhí)行器，由于具有多種的自診斷功能，過去控制的算法，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，只要值入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主機的負擔(dān)，使調(diào)節(jié)理加及時，并提高整個系統(tǒng)的可靠性。

4.2 工業(yè)高精度化

隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，國家對節(jié)能減排問題的重視程度也在不斷提高，所以我們應(yīng)該不斷的加強測量儀器和控制系統(tǒng)的精度，保證工業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展。比如變送器的精度，應(yīng)該由原來的百分之零點七五提升到百分之零點零四。目前，在貿(mào)易交換中使用到的科氏質(zhì)量流量計的精度已經(jīng)達到了百分之零點零四。在未來的工業(yè)發(fā)展中，其精度也會越來越高。

4.3 工業(yè)無線化

在工業(yè)實現(xiàn)無線化的過程中，現(xiàn)場總線其實是一個十分有前途的工業(yè)技術(shù)，可以很快速的被推廣，但是它受到了國際上標準的過多約束，嚴重影響到該技術(shù)的廣泛推廣，比如，第一代工業(yè)現(xiàn)場總線已經(jīng)達到國家標準的就有十多種，幾年之后，第二代的工業(yè)無線化實現(xiàn)了以太網(wǎng)，已經(jīng)達到了國際上的標準有很多種，第三代通信方案興起時，各大公司和組織都根據(jù)自身的發(fā)展情況制定了各自的標準，例如，西門子等大公司都根據(jù)自身的情況制定了符合自己的天線標準，但是如果標準過多的話，對于使用者來說沒有太多的好處，所以用戶想要根據(jù)自己的實際情況制定單一的國際便準。工業(yè)生產(chǎn)要求高質(zhì)量、高效率、低能耗、安全的生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)境。如果能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)無線化，工業(yè)維修率就會很大程度的減少，所以當前研發(fā)一種可靠的無線通信技術(shù)是十分重要的課題。

4.4 安全儀表系統(tǒng)

在生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大的過程中，一旦發(fā)生事故，不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，也會對人員造成生命財產(chǎn)安全造成威脅，所以我們應(yīng)該對生產(chǎn)安全問題加以重視。當前，有一部分企業(yè)已經(jīng)認識到了生產(chǎn)安全的重要性，特別是一些化工企業(yè)和石化企業(yè)已經(jīng)安裝了安全系統(tǒng)，這種安全系統(tǒng)主要分為兩個組成部分，一個是專門的PLC，一個是DCS。隨著這種新型的DCS的功能不斷的增多，并且已經(jīng)有的具備了安全儀表系統(tǒng)，所以我們可以使用帶有這種安全功能的DCS來對工業(yè)生產(chǎn)進行管理。但是雖然這樣做受到了業(yè)主們的歡迎，但是保險公司還需要第三方認證，但是這種認證需要一個量化的概念。所以就制定了安全整性等級。根據(jù)當前的生產(chǎn)制造水平，想要滿足一定的安全等級，需要采取冗余的措施。根據(jù)安全等級測試，只有符合SIL3的標準才能夠滿足石化企業(yè)或者化學(xué)企業(yè)的安全等級要求。

4.5 MⅣ模式

目前建新的一些大型石化裝置如乙烯項目都采用MIV承包模式，所謂MIV就是主要儀表承包商這種做法利于大型工程的建設(shè).保證項目順利按時投產(chǎn)，如百萬噸級的乙烯項目，其下產(chǎn)品很多。一般有十幾個裝置需要同時投產(chǎn)否則誤工一天.就會有上億元的損失，為了便于和理.工程公司和企業(yè)都愿意這樣做，但這種模式也不是一成不變的。例如海南的CSPC乙烯項目采用的是MAC模式.福建的乙烯項目采用的是MICC，對于承包的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)場儀表而且還要熟悉工藝或有這個方面的經(jīng)驗。

4.6 科學(xué)儀器的在線化

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，科學(xué)儀器變得越來越高端化、體積不斷的減小、操作起來也越來越簡便，同類產(chǎn)品為了獲得市場競爭力，價格也在不斷的降低。當前的生產(chǎn)條件下，已經(jīng)可以實現(xiàn)把實驗室內(nèi)才能操作的科學(xué)儀器在生產(chǎn)線上實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。例如，在高爐上試用的用來分析爐頂煤氣的成分的質(zhì)譜儀。從當前應(yīng)用的角度來說，這種儀器已經(jīng)成為了工業(yè)儀器表的一個成員了。根據(jù)今后發(fā)展的趨勢，還會加速科學(xué)儀器的在線化。

結(jié)語

綜上所述，我國工業(yè)自動控制系統(tǒng)技術(shù)將不斷地向前發(fā)展，以世界先進工業(yè)技術(shù)為目標，同時還要以靈活的低成本為基礎(chǔ)，使用科學(xué)的見效快的自動化技術(shù)，進一步提高我國工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)出更多高質(zhì)量的工業(yè)產(chǎn)品，走上可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)化道路。

參考文獻

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