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138；化學(xué)工程與裝備；ChemicalEngineering&；2011年8月；試論化工自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)；王峰；（河南省煤氣（集團(tuán)）有限責(zé)任公司義馬氣化廠，河南；摘要：近幾年來(lái)，化學(xué)工業(yè)企業(yè)的發(fā)展規(guī)模越來(lái)越大，；自動(dòng)化控制是整個(gè)化工行業(yè)發(fā)展中在技術(shù)應(yīng)用方面的非；化工自動(dòng)化控制是指在化工企業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)管理過(guò)程中；的、合理的實(shí)施方案，為自動(dòng)化控制打

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化學(xué)工程與裝備

Chemical Engineering & Equipment 王 峰：試論化工自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì) 2011年第8期

2011年8月

試論化工自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)

王 峰

（河南省煤氣（集團(tuán)）有限責(zé)任公司義馬氣化廠，河南 義馬 472300）

摘 要：近幾年來(lái)，化學(xué)工業(yè)企業(yè)的發(fā)展規(guī)模越來(lái)越大，技術(shù)水平也越來(lái)越高，新材料、新工藝、新技術(shù)的采用范圍越來(lái)越廣，再加上自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)踐及業(yè)界對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)重視程度的提高，化工行業(yè)的自動(dòng)化控制顯得越來(lái)越重要。本文立足于化工行業(yè)發(fā)展對(duì)自動(dòng)化控制的需要，從化工自動(dòng)化控制對(duì)控制硬件的需求、化工自動(dòng)化控制對(duì)控制軟件的需求、化工自動(dòng)化控制對(duì)操作技術(shù)人員素質(zhì)的需求等方面分析了化工自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)。希望能夠?yàn)槲覈?guó)化工自動(dòng)化控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用和健康發(fā)展有所幫助。 關(guān)鍵詞：化工；自動(dòng)化控制；發(fā)展趨勢(shì) 引言

自動(dòng)化控制是整個(gè)化工行業(yè)發(fā)展中在技術(shù)應(yīng)用方面的非常重要的組成部分，加強(qiáng)化工自動(dòng)化建設(shè)，不斷提高化工行業(yè)的自動(dòng)化控制水平是我國(guó)化工行業(yè)適應(yīng)世界化工自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)，同世界化工行業(yè)技術(shù)與市場(chǎng)接軌的重要措施。實(shí)現(xiàn)化工自動(dòng)化控制，，不但有利于提高我國(guó)化工企業(yè)的技術(shù)水平和經(jīng)營(yíng)管理水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且有利于化工企業(yè)降低能耗及生產(chǎn)成本，提高化工產(chǎn)品的品質(zhì)，為化工企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。近幾年來(lái)，化學(xué)工業(yè)企業(yè)的發(fā)展規(guī)模越來(lái)越大，技術(shù)水平也越來(lái)越高，新材料、新工藝、新技術(shù)的采用范圍越來(lái)越廣，再加上自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)踐及業(yè)界對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)重視程度的提高，化工行業(yè)的自動(dòng)化控制顯得越來(lái)越重要。化工自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)一是自動(dòng)化技術(shù)水平越來(lái)越高，二是化工企業(yè)規(guī)模越來(lái)越大，因此，化工自動(dòng)化控制的發(fā)展必須服從和服務(wù)于化工企業(yè)發(fā)展的大局，不斷適應(yīng)化工企業(yè)發(fā)展的需要，不斷提高化工自動(dòng)化控制水平。 1 化工自動(dòng)化控制概述

化工自動(dòng)化控制是指在化工企業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)管理過(guò)程中，以化工過(guò)程為控制對(duì)象，運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)，采用獨(dú)特的控制算法和控制方案，實(shí)現(xiàn)控制理論和工程技術(shù)時(shí)間的有機(jī)協(xié)調(diào)，從原料的加工到成品的產(chǎn)出整個(gè)化工過(guò)程納入自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)化工過(guò)程中對(duì)溫度、壓力、流量、液位等模擬量的自動(dòng)化控制。要實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化控制，首先要采用先進(jìn)的自動(dòng)化控制設(shè)備和自動(dòng)化控制系統(tǒng)，如DCS（DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）分散控制系統(tǒng)、PLC（Programmable Logic Controller）可編程序控制器等。能夠有效進(jìn)行對(duì)溫度、壓力、流量、液位等四大過(guò)程參數(shù)的控制。其次，要制定出適合該臺(tái)自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的科學(xué)

的、合理的實(shí)施方案，為自動(dòng)化控制打造控制平臺(tái)。第三，需要高素質(zhì)的操作人員，對(duì)該自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行管理和科學(xué)操作。只有將上述三條有機(jī)地協(xié)調(diào)起來(lái)，才能順利完成化工過(guò)程的自動(dòng)化控制�？梢姡瑢�(duì)化工過(guò)程的自動(dòng)化控制，不僅包含著高質(zhì)量的技術(shù)服務(wù)，而且包含著成套的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)化工最優(yōu)的過(guò)程控制，是確保企業(yè)降低能耗和生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)化工企業(yè)安全生產(chǎn)的重要保障。因此，對(duì)化工過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制研究，并采用科學(xué)的系統(tǒng)設(shè)備及技術(shù)服務(wù)實(shí)現(xiàn)化工全過(guò)程的自動(dòng)化控制，對(duì)化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 2 化工自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)分析 2.1 化工自動(dòng)化控制對(duì)控制硬件的需求

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大，微電子技術(shù)和信息技術(shù)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)與自動(dòng)化設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，信息控制網(wǎng)絡(luò)和化工自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)一體化發(fā)展趨勢(shì)。化工過(guò)程的控制體現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)化控制、技術(shù)調(diào)解、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、經(jīng)營(yíng)決策、設(shè)備維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)化工過(guò)程控制一體信息平臺(tái)集中到自動(dòng)化控制系統(tǒng)，如MIS系統(tǒng)。這個(gè)過(guò)程控制對(duì)自動(dòng)化控制的硬件要求提出了挑戰(zhàn)，因?yàn)�，過(guò)程控制的各個(gè)環(huán)節(jié)所采用的技術(shù)設(shè)備的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)商的硬件設(shè)備并不是同一的，開發(fā)經(jīng)營(yíng)商獨(dú)立經(jīng)營(yíng)自己的硬件設(shè)施，在資源整合的過(guò)程中，可能存在不兼容，接口不統(tǒng)一等問(wèn)題，并且影響到技術(shù)產(chǎn)品的升級(jí)換代。因此，化工自動(dòng)化控制硬件必須具備兼容、連接接口統(tǒng)一、便于升級(jí)換代、速度快的特點(diǎn)。只有滿足這些要求的化工過(guò)程控制技術(shù)設(shè)備，才能夠在化工自動(dòng)化控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并且實(shí)現(xiàn)化工過(guò)程控制各個(gè)階段、各個(gè)系統(tǒng)的無(wú)縫連接，確保任一化工過(guò)程控制設(shè)備的升級(jí)換代不影響化工企業(yè)的正常生產(chǎn)。這就要求化工過(guò)程控制所采用的技術(shù)設(shè)備要有統(tǒng)一的

王 峰：試論化工自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì) 139

接口，需要協(xié)調(diào)不同的硬件供應(yīng)商采用化工企業(yè)通用的接口，實(shí)現(xiàn)化工過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備之間數(shù)據(jù)交換的暢通，采用光纜作為連接介質(zhì)作為化工過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)鏈接成為必須，可以充分實(shí)現(xiàn)不同的技術(shù)設(shè)備如分布式I/O控制站、智能儀表、變頻器、工業(yè)鍵盤等與控制器之間數(shù)據(jù)交換的順暢。化工自動(dòng)化控制對(duì)控制硬件的發(fā)展只有在靈活性、過(guò)程控制精度、抗干擾性能、過(guò)程控制速度等方面取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，才能在化工過(guò)程自動(dòng)化控制中發(fā)揮重要作用。 2.2 化工自動(dòng)化控制對(duì)控制軟件的需求

化工自動(dòng)化控制的核心是信息集成，信息集成的重要部分是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。由于大多數(shù)化工企業(yè)采用流程管理模式，反映化工過(guò)程的大量數(shù)據(jù)需要通過(guò)軟件平臺(tái)進(jìn)行應(yīng)用、處理和有效地管理，因此，采用何種控制軟件決定著化工過(guò)程自動(dòng)化控制能否做到化工過(guò)程信息的有效集成與共享。美國(guó)Microsoft微軟公司的Windows軟件平臺(tái)是我國(guó)化工企業(yè)所普遍采用的化工自動(dòng)化控制軟件。因此，應(yīng)用比較多的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是美國(guó)的OPTO22產(chǎn)品，一路一個(gè)小模塊，分別有開關(guān)量（DI、DO）和模擬量（AI、AO）的小模塊。共有不同電壓等級(jí)等42種小模塊供用戶選擇。使用時(shí)，把小模塊裝在一塊大板上（即B1板、B2板），模擬量8塊/塊板，開關(guān)量16塊/塊板，B1、B2板上除這些小模塊外，還有串行通訊口。再把這兩種板安裝在一個(gè)架子上，再把架子安裝在機(jī)柜內(nèi)。以CRT為基礎(chǔ)的人機(jī)界面在WINDOWS平臺(tái)上運(yùn)行。安裝有帶MODBUS驅(qū)動(dòng)軟件的監(jiān)控軟件，以前用PAREGON軟件，現(xiàn)在用的人少了，現(xiàn)在多用FIX、INTOUCH，人機(jī)界面就可以讀取從小模塊來(lái)的I/O信號(hào)，并在CRT上顯示出來(lái)。在美國(guó)有20多家工廠生產(chǎn)這種類似的產(chǎn)品。使DCS與CIPS系統(tǒng)的調(diào)度層、管理層、決策層(輔助決策層)進(jìn)行無(wú)縫連接，將DCS的相關(guān)信息上傳，使其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)為三層所共用，避免重復(fù)建庫(kù)，為先進(jìn)控制和優(yōu)化建好平臺(tái)，與上層的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)共享數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)管控一體化。 2.3 化工自動(dòng)化控制對(duì)操作技術(shù)人員素質(zhì)的需求

由于我國(guó)化工自動(dòng)化控制的理論研究相對(duì)滯后，現(xiàn)有的化工自動(dòng)化控制研究成果較少，直接導(dǎo)致了化工自動(dòng)化控制操作技術(shù)人員的素質(zhì)不高的現(xiàn)狀。具體表現(xiàn)在：對(duì)化工過(guò)程自動(dòng)化控制的原理理解得不深不透，缺乏與化工行業(yè)相關(guān)的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，懂自動(dòng)化控制技術(shù)，同時(shí)又精通化工專業(yè)知識(shí)的復(fù)合型人才欠缺等諸多方面。因此，在化工自動(dòng)化控制的發(fā)展中，人才因素才是真正起決定性的因素。要想真正實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)化工過(guò)程的自動(dòng)化控制，在人才的使用和培養(yǎng)上就必須做到以下幾個(gè)方面：一是要教育廣大職工切實(shí)更新觀念，在化工企業(yè)的統(tǒng)一部署下投入盡力進(jìn)行信息化建設(shè)。首先要求化工企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層及經(jīng)營(yíng)團(tuán)隊(duì)對(duì)化工自動(dòng)化控制給予足夠的重視，以自己的實(shí)際行動(dòng)帶動(dòng)全體職工更新觀念，以開放式性思維和強(qiáng)烈的責(zé)任心投身于企業(yè)信息化建設(shè)，周密

部署、統(tǒng)一規(guī)劃，積極協(xié)調(diào)、共同進(jìn)步，制定切實(shí)可行的化工自動(dòng)化發(fā)展規(guī)劃，在發(fā)展規(guī)劃的指引下制定信息化發(fā)展方面職工的培訓(xùn)方案，采用先進(jìn)的技術(shù)手段和激勵(lì)措施，確�；ば畔⒒ㄔO(shè)的快速發(fā)展。第二是不斷提高化工自動(dòng)化控制設(shè)備的整體利用水平�；ぷ詣�(dòng)化控制設(shè)備的整體利用水平充分體現(xiàn)了化工企業(yè)技術(shù)人員的是及操作能力，在自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展中，由于電子技術(shù)發(fā)展快速的特點(diǎn)，使得電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代的速度非�？�，在化工企業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的采購(gòu)、安裝、使用過(guò)程中，就要充分注意設(shè)備的這個(gè)特點(diǎn)，結(jié)合本企業(yè)自動(dòng)化控制的實(shí)際，大力培養(yǎng)既懂自動(dòng)化技術(shù)，熟練使用計(jì)算機(jī)、能夠自主進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的高素質(zhì)、并且精通化學(xué)等綜合知識(shí)復(fù)合型的自動(dòng)化控制人才，因時(shí)、因人制宜，提高化工自動(dòng)化控制設(shè)備的整體利用水平及設(shè)備的使用壽命。在化工過(guò)程自動(dòng)化控制過(guò)程中，要堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益并重的原則，多辦事，講求投資與產(chǎn)出的關(guān)系，在信息資源建設(shè)和化工自動(dòng)化控制應(yīng)用上下功夫，斷提高化工自動(dòng)化控制設(shè)備的整體利用水平。第三是建立健全化工自動(dòng)化控制的各項(xiàng)規(guī)章制度。制度約束是促進(jìn)化工自動(dòng)化控制人員素質(zhì)提高的重要手段。嚴(yán)格按照規(guī)章制度辦事有利于在化工企業(yè)形成規(guī)范、科學(xué)、合理的自動(dòng)化控制操作規(guī)程�；て髽I(yè)應(yīng)當(dāng)建立健全化工自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用制度、數(shù)據(jù)庫(kù)信息資源管理制度、軟件管理和維護(hù)制度、操作獎(jiǎng)懲制度等關(guān)系到化工自動(dòng)化健康發(fā)展的規(guī)章制度，并且切實(shí)將這些規(guī)章制度落到實(shí)處，充分化工自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為化工企業(yè)培養(yǎng)合格的自動(dòng)化控制人才。

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