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隨著社會的快速發展,自動化控制技術的發展趨勢越來越迅猛,應用自動化控制技術逐漸成為了一種新的發展方向。自動化控制技術可以提高運行的經濟性,提高勞動生產率,可以改善勞動條件和提高工作的可靠性,可以給企業帶來許多的便利與利益。目前,我國正在全面實現高科技化、工業化以及信息化,自動化控制技術會給我們帶來社會發展的穩定與進步,同時帶來現代化生產效率的極大提高,因此,積極探討與不斷深入研究自動化控制技術的進一步發展有著十分深遠的現實意義。煙草行業作為我國重點工業行業之一,在制造行業自動化的潮流下,煙草的生產也要逐步提升信息化水平與自動化水平,以降低生產成本、提升生產效率,創造更多的經濟效益。煙草生產企業的自動化控制技術有助于全面提升企業競爭實力,實現對生產流程與工藝水平的綜合提升。下文筆者對煙草生產企業的自動化控制技術做一簡要探討。
一、煙草企業自動化控制的技術特點
煙草企業的自動化控制技術在設計與應用上必須符合企業生產特點,總體而言主要以開放性、標準化、靈活拓展、易操作、可靠性等為主。煙草生產企業所需要的自動化控制技術本身要有較強的開放性,這樣才能夠融合多種系統、產品與技術的優勢實現強弱互補、強強聯合,減少生產過程中對單獨某一系統或技術的過度依賴,從而降低自動化控制技術出現問題與風險的幾率,以標準化的設計構建符合生產需求的全新自動化系統,無論是從系統設置、硬件配置建設、環境建設方面,都走標準化道路,實現技術層面、應用層面的信息高效互通。煙草生產企業的自動化控制技術必須具備靈活與拓展這些重要特性,靈活性意味著自動化控制技術能被廣泛應用,同多種系統或生產工藝實現無縫接合,拓展意味著要為系統提供可升級、增加功能的空間,從更廣泛的層面提升自動化控制水準,達到高效整合生產流程、優化生產工藝這一目的,為提升煙草企業生產效益這一目標服務。煙草企業生產中所應用到的自動化控制技術必須具備較高的可靠性與較強的可操作性,要圍繞生產過程的總體控制要求進行自動化設計,保證系統內部各個模塊與元器件的順利運行,從而提升生產效率、減少工作強度與負累,實現操作過程的簡單化,能適應多種生產環境下的應用需求。
二、煙草生產企業中自動化控制技術的應用實踐
1.生產指揮系統。煙草生產企業的自動化控制技術應用中,生產指揮系統作為典型應用有出色表現。生產指揮系統貫穿煙草生產全過程,通過對煙草生產過程中不同環節工藝數據的記錄與處理,為后續優化生產流程、提升生產工藝服務,這對于嚴格控制煙草生產工藝參數有重要意義,是確保煙草生產質量與效率的關鍵。生產指揮系統中自動化控制技術的應用,可提升對生產過程風險的管控能力,及時預警各類生產異常,從而促使生產管理人員及時發現生產過程中的問題并采取積極舉措應對,降低生產過程中的風險與損失。國際煙草協會對煙草生產執行系統有一套相應的衡量標準,生產指揮系統可融合這套標準對生產過程加強管理與優化,從而更好地結合國內煙草行業標準展開自動化生產,提升工廠監控水平與數據處理利用效率,同時為下一階段應用云計算技術、大數據等提供有力支持。生產指揮系統中自動化控制技術的應用對煙草技術強化生產車間質控有重要意義,為推進企業發展戰略規劃提供支持,在生產過程中應用該技術可為改進生產工藝、優化生產流程提供技術層面的支持,實現生產過程數據的量化管理,解決生產計劃管理、產品質量管控與跟蹤等諸多問題,減少煙草生產問題,大幅度提升生產效率。2.倉庫立體化系統。倉庫的管理對煙草企業而言同樣重要,傳統人工管理不僅成本高、效率低,同時管理過程也容易出現較多問題與錯誤,增加管理工作中的損失。立體化的倉庫管理系統,從產品信息的識別、傳輸到跟蹤可全程實現信息化,在提升自動化管控水平的同時,降低人力物力管理成本,提升倉庫作業與管理能力,降低管理風險,為企業迅速出貨、入貨提供支持。采取自動化控制技術的立體化倉庫系統管理過程損耗小、風險低,無論是物資的快速分配還是流通都保持著高效模式,比起普通倉庫在立體倉庫管理方面更具優勢,存儲量與管理能力提升至少五倍,對煙草生產企業而言,是加快產品周轉速率、減少藥材存儲風險的有利選擇。比如專門針對煙草生產企業的自動化倉庫與物流系統,其將煙草生產和銷售連為一個整體,對提升銷售倉儲物流管理效率有重要意義,實現了生產、倉儲、物流、營銷等諸多環節的有機結合,可促進煙草企業進一步發展。自動化倉庫與物流系統設計可迎合煙草生產企業需求,在整體規劃的基礎上,通過對系統進行仿真,把握煙草生產企業物流工作特點,結合仿真方案不斷進行優化、完善,指導煙草生產企業物流關鍵點,做好關鍵設備的選型、布置與配置,滿足行業整體需要。像是煙草生產企業生產線上分類的掃機項目,各種類型煙分揀機主要針對煙草配送里的不同客戶、不同訂單,利用自動化設備與自動控制技術來滿足生產需求,這也是順應國內自動化控制技術的一大發展潮流,迎合煙草生產企業需求進行改進與創新。3.統計過程自動化控制技術。煙草生產企業近年來積極追求精細化管理理念,致力于生產過程中的提高質量管控效率和過程管理預測水平,由于煙草生產需要經過若干道工序的處理,處理過程涉及工藝參數多達300多個,因此實際過程中必須應用到統計過程控制技術,有效識別對產品加工質量影響較大的工序,并利用自動化系統實現繁雜工序參數的科學控制,提高企業質量管理水平。統計過程自動化控制技術利用數理統計技術對影響工藝質量的關鍵指標和參數進行統計分析,識別出異常情況并報警,同時提供質量分析工具輔助對異常進行分析處理,最終達到穩定工藝、提升質量的目的,該技術的應用涵蓋諸多質量管理工序。比如河北白沙有限責任公司應用該技術對制絲14個重點工序、89個關鍵參數進行監控,將其納入預報警管理,形成了具有河北白沙特色的統計過程質量控制系統,保證了煙草生產過程的質量。
三、結語
綜上所述,煙草生產企業的自動化控制技術有其獨特性,應用實踐中要把握煙草企業生產工作特點,依托自動化控制技術優勢全面提升效率與質量,降低生產成本與風險,為煙草生產企業綜合效益的提升服務。
參考文獻:
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關鍵字:自動化控制;石油化工行業;發展;應用
Abstract: petrochemical industry automation control system is an extremely rich and wide range of technical areas, within the industry, current intelligent control theory and control algorithm development is particularly interesting, this article will to talk about developments and applications of automation and control in the petrochemical industry.Key words: automatic control; petrochemical industry; development; application
中圖分類號:TE9 文獻標識碼:A文章編號:
一、石油化工企業人工操作的危險性
1、危險性大小五要素:
化工裝置的危險性大小通常用危險度來分級,分為高度危險級、中度危險級和低度危險級三級,構成危險度的五個要素是:
(1)、物質:工藝過程中的物質本身固有的點火性、可燃性、爆炸性和毒性。
(2)、容量:工藝過程中物料量,量大危險性大。
(3)、溫度:運行溫度越高,點火溫度低的危險性大。
(4)、壓力:運行壓力越高越危險。
、操作:不同的化工產品、不同的反應類型、不同的運行條件、不同的工藝路線、不同的原料路線造成化工操作異常復雜。
人工操作的危害
(1)、現場人工操作用人多,一旦發生事故件直接造成人員傷亡。
(2)、人工手動控制中很難嚴格控制工藝參數,稍有不慎即會出現投料比控制不當和超溫、超壓等異常現象,引發溢料、火災甚至爆炸事故。
(3)、作業環境對人體健康的影響不容忽視,很容易造成職業危害。
(4)、設備和環境的不安全狀態及管理缺陷,增加了現場人員機械傷害、觸電、灼傷、高處墜落及中毒等事故的發生,直接威脅現場人員安危。
二、石油化工企業自動化控制運用歷程
石油化工自動化系統的技術發展關系到這一支柱產業的發展水平,因此,十分引人關注。多年的經驗證明,自動化已成為企業提高效率的有效手段之一,特別是隨著信息技術的應用和發展,現代企業自動化的概念已不單是生產過程的自動化,還包括企業信息管理和實驗室災難性等的綜合自動化,具體包括生產過程控制與管理、計劃、倉庫、設備、安全、財務、人事、市場和經營等的信息系統,是企業的綜合信息管理系統。
中國石油化工自動化經過50多年的發展,通過技術引進,消化吸收和不斷創新,自動化水平取得了長足進步。主要體現在:現場已從手工操作發展到自動化控制,從低級的單回路控制發展到高級復雜系統控制,直到煉化一管控一體化。中國的大中型石油化工企業主要乍產過程在不同水平上均已實現了自動化控制,并取得顯著的經濟效益小型骨干石油化工企業的主流程也已具有比較成熟的控制系統和低成本自動化成套技術,并實現了生產信息在車間的集成常規儀表性能大大提高,已成為石油化工企業生產過程的主要檢測手段,電子儀表、數字儀表、智能變送器與執行器的使用數量逐年增加現場總線控制系統的應用取得進展,近年來已成為石油化工自動化領域發展的熱點之先進控制與優化技術、安全性控制、生產調度和管理中的開發與應崩進一步提高,并取得了良好的經濟效益。
自動化控制的幾種方法
1. 自適應控制
自適應控制可以看作是一個能根據環境變化智能調節自身特性的反饋控制系統以使系統能按照一些設定的標準工作在最優狀態。
一般地說,自適應控制在航空、導彈和空間飛行器的控制中很成功。可以得出結論,傳統的自適應控制適合沒有大時間延遲的機械系統;對設計的系統動態特性很清楚。但在工業過程控制應用中,傳統的自適應控制并不如意。PID自整定方案可能是最可靠的,廣泛應用于商業產品,但用戶并不怎么喜歡和接受。傳統的自適應控制方法,要么采用模型參考要么采用自整定,一般需要辨識過程的動態特性。它存在許多基本問題:需要復雜的離線訓練;辨識所需的充分激勵信號和系統平穩運行的矛盾;對系統結構假設;實際應用中,模型的收斂性和系統穩定性無法保證。
另外,傳統自適應控制方法中假設系統結構的信息,在處理非線性、變結構或大時間延遲時很難。
最優控制
最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分。成功應用于航天航空和軍事領域,在許多方面改變了人們的生活。
一個典型的最優控制問題描述如下:被控系統的狀態方程和初始條件給定,同時給定目標函數。然后尋找一個可行的控制方法使系統從輸出狀態過渡到目標狀態,并達到最優的性能指標。
動態規劃、最大值原理和變分法是最優控制理論的基本內容和常用方法。龐特里亞金極大值原理和貝爾曼動態規劃是在約束條件下獲得最優解的兩個強有力的工具,應用于大部分最優控制問題。
在實際應用中,最優控制很適用于航天航空和軍事等領域,例如空間飛行器的登月、火箭的飛行控制和防御導彈的導彈封鎖。
工業系統中也有一些最優控制的應用,例如生物工程系統中細菌數量的控制等。然而,絕大多數過程控制問題都和流量、壓力、溫度和液位的控制有關,用傳統的最優控制技術來控制它們并不合適。
自動化控制在石油化工企業的發展趨
世界級規模的工廠需要集成自動化的系統。對于當前的大型煉化一體化企業來說,為應對全球競爭,對于企業信息化系統的建設高度重視,這就要求DCS系統打破以往只是單裝置控制形成一個個“信息孤島”的狀況,通過系統集成實現真正的全廠集中控制、操作和管理。與此同時,當前新建的大型石油化工企業,生產裝置規模大且同步建設,控制系統規模多達幾萬點,涉及分散控制系統硯場總線控制系統(DCS/FCS)、安全儀表系統(SIS)、火災和氣體檢測系統(FGS)、壓縮機控制系統(CCS)、轉動設備監視系統(MMS)、設備包控制系統(PECS)、分析數據采集系統(ADAS)、罐區數據采集系統(TDAS)、儲運自動化系統(MAS)、設備管理系統(AMS)、操作數據管理系統(ODs)、先進控制(APC)、實時優化(RT-OPT)、操作培訓仿真系統(OTS)等多種自動化控制系統,要實現全廠控制系統之間的集成,對于自動化系統的集成水平就提出了更高的要求。
石油化工自動化系統的發展新趨勢將必然和智能控制在石油化工領域里面的應用研究相關。大型石油化工裝置的一些控制難點與解決對策石油化工自動化的主要研究對象是過程控制系統的設計、分析和維護,其內容較為主富,涉及控制系統中的各個環節,如石油化:亡對象的特性分析、建模方法、控制器原理與相關計算,以及自動化儀表工具(如變送器、控制閥等)。其研究對象既包括簡單控制系統,又包括復雜控制系統及先進控制算法,還涉及控制方案的設計,以及對控制器參數進行整定。大型石油化工裝置的過程控制系統則是其重點各種過程及設備,如儲罐、儲槽、流體管道、換熱器、加熱爐、精餾塔、反應器、泵和壓縮機都足被控制對象。這些對象有簡單的,也有復雜的。應當說,煉油和乙烯領域里面的過程自動化控制系統(甚至于石油化工領域里面的大多數過程自動化控制系統,其控制難點都是和系統中的強耦合、大滯后、多慣性及慢時變等非線性系統環節相關。
結語
石油化工行業從未放棄對新技術的開拓和追求,這促進了石油化工自動化控制技術的不斷發展,另一方面,自動化控制技術的不斷創新也同時推進了石油化工行業的發展轉型。石油化工自動化控制技術需要在自主創新的基礎上,為提高產品質量、優化企業分布、節能降耗、延長運轉周期、增加資產利用率、安全生產發揮更大作用,使得中國的石油化工行業躍升為世界范圍內的強者之一。
參考文獻
陸德民《石油化工自動控制設計手冊》 化學工業出版社2001
解懷仁《石油化工儀表控制系統選用手冊》化學工業出版社 2010
關鍵詞 PLC;變頻器;大中型企業;電氣自動化控制;可行性
中圖分類號TN773 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)81-0199-02
0 引言
PLC又被稱為可編程邏輯控制器,簡單地說,其就是應用于工業生產的可控計算機,其硬件結構組件與微型電腦無異,都包括電源、存儲器、中央處理單元、輸入輸出接口電路以及功能模塊與通信模塊。
目前, PLC以及變頻器的應用,在大中型企業中獲得了長足的發展。由于PLC具有操作簡單、編程容易、性價比高、配件齊全等特點,因此在大中型企業的電氣自動化控制中具有可操作性與可實現性。
1 變頻器應用于大中型企業電氣自動化控制中的可行性操作
如果要想通過控制開關實現工頻電源的變化,則需要將電力半導體的相關組件進行切斷或連接,而這種操作開關即為變頻器,其控制平臺為PLC編程平臺,分析其在我國大中型企業電氣自動化控制中是否可行,則需要對其自身技術特點進行分析。
1.1 具有節能效果
在順應我國節能環保的口號之下,PLC變頻器能夠自行調配符合與電機轉動的速度,從而滿足相關的負荷范圍與需求,使中大型企業在生產過程中減少原材料的能耗量,是對節能環保的口號實現。
1.2 便于維護
PLC變頻器操作簡單,便于維護,具有可靠的安全性能。因為其在運行中應用的是單元模塊化,因此高可靠性的驅動電路均能夠保障單元模塊的正常運行、驅動以及保護,能夠經得起高溫,具有壽命長等特點。
1.3 輸入諧波小
由于變頻技術隨著社會的發展而不斷改進,因此在同一電網中不同電氣設備同時運行而不產生諧波等干擾因素成為變頻器變革的重點,在PLC、變頻器的應用中,這一技術得以實現,減少了諧波治理裝置安裝的不必要麻煩。
1.4 對電網的沖擊較小
軟啟動的方式是變頻器啟動電機的方式,PLC分析電機現場的工作時間曲線,并按照現場情況將其輸出,使電機免于負荷壓力從而進行匹配工藝的操作,在這一過程中,電流中沒有沖擊波的出現,有利于電網的保護,從而實現電網的長時間使用。
1.5 故障提醒功能
PLC、變頻器的應用能夠對單元旁路中出現的故障進行功能性的預警提醒,主控系統接收到通訊電路對信息的傳送,同時分析出現故障的信號,判定故障種類,以便在最短的時間內實現系統內各種類型的調節。
通過PLC、變頻器的調節可以及時修整某一功率單元,從而保障整個運行系統的正常運行,提高企業的工作效率,加大生產量。
2 利用PLC、變頻器實現大中型企業電氣自動化控制的意義
PLC、變頻技術隨著科技的發展而日益成熟,已經在各個領域得到了應用,取得了很好的市場效應,具有明確的可行性。
其對于中大型企業的發展具有十分重要的作用與意義。
1)高壓供電的形式隨著社會的發展與進步,已經因其高危險性與高操作性而不適用于社會的發展,因此PLC、變頻器不僅可以調低工作電壓,提高施工人員的工作效率,檢修率也比較低,增加了安全因素;
2)改變了傳統的“電網——控制柜——空氣開關——接觸器——熱保護——電機”的模式,通過減少環節的節點大大提高元部件的利用程度,從而有利于系統的運轉速度加快,節約了成本;
3)大中型企業在進行產品的生產過程中,往往需要進行批量大量的生產,在生產過程中一條產業鏈往往不會間斷。在以往的設備操作運行中,會因為單元模塊出現故障便導致整個運行系統癱瘓,PLC、變頻器的應用改變了這一弊端,只需要停掉壞掉的設備即可,其他單元模塊均可正常運行,提高了商品的生產率,并可直接將壞掉的變頻器換掉,從而保證生產的正常運行;
4)PLC、變頻器在控制大中型企業電氣自動化的過程中能夠實現高效生產,規模生產,實現多臺設備同時運行,有利于主控系統進行多種形式的操控。
CPU單元在PLC控制系統中占有了重要的地位,其有利于數據的傳輸、自動接收與分析,反饋,從而實現整體性的系統化、自動化;
5)操作界面簡單,可以及時進行故障預警,界面控制,對元件根據實際情況進行分析、切斷、復位。
3 PLC、變頻器在中大型企業中的應用
PLC、變頻器在中大型企業的應用中具有明顯的可行性,然而在實際操作中,也應該注意以下相關問題。
1)根據企業的特點,明確CPU的功能特點,并按照不同的CPU功能進行分配,使其滿足企業生產線的正常運行,使其能夠快速進行數據運算與處理,及時進行信息轉換;
2)PLC在應用過程中逐漸升級,在現場應用中獲得了極大的好評,其即實現了儀表測試、工藝過程、電氣設備以及故障處理的功能,又實現了壓力控制、溫度保護、自動閥門等操作界面的控制,實現了生產線控制平臺的簡單化與系統化、界面化,優化了工作流程,有利于生產的安全性能;
3)PLC在實際應用中具有抗干擾的特性,其既能夠減少輸入諧波的沖擊,又能夠對各變頻設備進行完善,從而加強其抗干擾的能力;
4)對變頻器的維修安裝的過程以及細節進行調節,中大型企業生產過程中由于供電與設備的進線出現需求,因此需要進行成柜安裝,使其規模化,便于維護的可操作性。
4 結論
PLC、變頻器在進行中大型企業電氣自動化控制的過程中,充分體現了其可操作性以及可行性,推動了企業的發展與進步,大大改進了企業生產的操作系統,提高了生產效率,降低了生產成本,提高了個人勞動生產率。
參考文獻
[1]鞠京軍.大中型企業用PLC、變頻器實現電氣自動化控制的構想[J].科協論壇(下半月),2011(3):31-33.
關鍵詞:電氣自動化;工業控制;人工智能
1電氣自動化在工業機械控制的應用意義
電氣自動化在鋼鐵行業中普遍應用于各類生產機械控制中,以實現具體生產機械的自動控制,可使得生產機械的整個生產線實現自動化生產,從而使機械生產變得更加高效和安全,減少生產事故。實現自動化控制的機械設備可以完成更加細致的加工,使整個生產過程變得更加流暢和智能。此外,在實現自動化的生產后,可以在很大程度上節約人力資源,減少員工的勞動強度,可以留給人員更多的精力投入到設備維護、設備點檢、班組建設、安全班組創建和其他創新的項目中去,提升了公司的生產率,也保證了公司產品質量的提升。
2電氣自動化的原理
2.1對機械的功能要求
利用電氣自動化實現機械的控制,以達到和滿足人們的需要,就要對機械設備進行電氣自動化的改造和相關聯,以確保在人為輸入和設定信息、指令、命令時,機械設備能夠做出準確的判斷,從而實現輸出結果與輸入信息相匹配。
2.2控制方式對科學技術有依賴
新的科學技術進步,會加快對自動化控制的進程,不同時期的科技進步對機械自動化控制的方式也是不同的。從純粹的電氣式控制、軟件式的控制,到如今大量的計算機控制、無線信號的控制等,均體現出控制方式對科技進步的依賴。但是,機械設備的升級和完善也在進一步地推進電氣自動化控制系統的升級。
2.3與計算機和網絡的對接
目前的自動化控制和計算機的相結合已經非常普遍,計算機控制和人工智能已成為現代工業機械生產的主流,實現機械自動化控制,更是離不開計算機和網絡的支持。絕大部分的控制指令均是事先在計算機上模擬之后,才能進一步實現生產中的連續化和安全化。在今后的工業機械中,將信息技術、自動化技術、管理技術和制造技術相結合,就能夠更好、更快地完成工業的連續化生產。
3電氣自動化在機械制造中的具體應用
3.1集成化應用
集成化是一種具體的生產模式,也是一種具體的應用技術。電氣自動化在工業機械生產中的集成應用,主要是對多種生產內容進行線性排序,使整體生產工作可以整合進行。此時,可以利用計算機來對具體的局域功能進行制定,再將其細分到具體的系統中。高度集成化的自動化系統的使用,可以確保各系統之間的合理分工、相互協作,完成集成度高的機械制造生產,也可以保證產品具有較高的質量。
3.2智能化應用
智能化機械制造技術的應用也是今后發展的趨勢。智能化是可以利用計算機、智能化技術、系統工程等現代化技術實現的一種比較先進的智能化技術,是科學發展的重要體現。智能化技術可以說是集合機械制造技術和人工智能化控制融為一體的新技術,在機械制造系統的各個環節融入人工智能控制,以此來高度模擬人類科學生產活動,可以大大提高機械設備的自動化和智能化。
3.3工序的自動化應用
機械自動化可以實現一個生產過程工序的自動化生產。在整個生產中,可以從原料到粗加工、精加工、成型、打包、運輸等方面進行自動化的控制。生產人員可以根據生產過程中的固定工序,按照一定標準來進行編程和控制,由機械自動完成生產過程中的分工和調整等工作。通過自動化的控制流程,可以更加有效地提升機械制造的精度和效率,使機械制造的自動化得到有效的保障。
3.4虛擬化的應用
虛擬化技術是以仿真技術和系統建模為基礎,由多學科構成的綜合性系統技術,包含了現代機械制造工藝、人工智能、多媒體技術、計算機網絡技術等多種現代技術手段組成的技術。虛擬技術主要利用仿真技術,結合一定的信息,對機械制造進行仿真模擬,以便發現和解決在實際操作中可能出現的問題,減少不必要的事故和浪費。
3.5現場無人化應用
隨著電氣自動化和人工智能化在工業設備上的應用,以往無人化的全自動化的概念越來越被現代工業所接受,工業生產機械自動化日益向小型化、多樣化、無人化方向轉移。但這期間,由于操作人員的參與,所以對操作人員的素質以及操作技能方面的要求也在不斷地提高。因此,企業在發展電氣自動化技術的過程中,也要加強對員工的機械自動化方面知識的培訓。
4自動化技術的發展
隨著制造業的競爭日益強烈,各個生產企業都在不斷追求降低生產成本和產品質量的提升,這就迫使企業要不斷地提升自身的設備裝配水平,在不斷發展過程中實現自動化操作,這樣能夠更好地推動工業生產技術的發展,工業電氣自動化在發展過程中應用可編程控制器也非常重要。為了更好促進工業電氣自動化的發展,可以在電氣自動化控制中增加可編程控制器,這樣能夠更好地促進企業的穩定發展,提高企業的市場競爭力。
5結語
電氣自動化在工業生產中逐步地占據重要的地位,是一項決定了企業實現現代化生產、發展速度、規模和水平等方面的重要因素。電氣自動化技術是現代先進科學的核心技術和工業現代化的重要標志,電氣自動化的發展對工業社會的發展有著重要的影響。依靠電氣自動化和科學技術發展現代生產力,可以大大降低人工的勞動強度,也可以提升設備的效率和信息的傳輸能力。大量應用電氣自動化控制工業生產,不僅可以極大提高機械企業生產制造的效率,進而加強企業的市場競爭力,還能夠進一步節約生產資源,降低員工勞動強度,從而達到快速生產和優化人力配置的目的。
參考文獻:
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關鍵詞:工業自動化;自動化系統;儀器儀表
工業電氣自動化發展是工業現代化的一項重要標志, 也是工業現代化的基石。當今世界科技強國的背景下,集電子電力技術、微電子技術、信息網絡技術和自動化控制技術于一體的電子自動化技術,在全世界下,有著最好的開發前景,是現在社會工業發展中,最有活力、最活躍的高新技術產業,為工業發展與社會經濟的高速發展提供了條件。
一、工業電氣自動化的應用
近年來,隨著科學技術的不斷發展,工業電氣自動化技術發展迅速應用廣泛,在工業各個領域都有發展,尤其是隨著IEC61131的頒布和OPC技術的出現和應用,電氣自動化技術得到迅速發展,不少工廠和企業開始嘗試并不斷應用開來, 并開始重視工業電氣自動化技術在企業發展中應用。
經濟效益和社會效益是一個企業經營和發展所必須講求的, 是企業其他活動的根本出發點,工業電氣自動化的發展和應用,在有效的節約資源的同時,降低了企業生產的成本,贏得更大的經濟效益,促進了現代工業的發展。在以前,工業發展技術不成熟,工業發展大多以人工勞動力為主,生產條件惡劣,生產率低,導致社會生產力低下,隨著工業電氣自動化技術的應用,在技術上的發展和成熟,在工業領域的發展添加了新的活力, 例如, 現場總線控制系統在生產的各個層面被廣泛應用,其連接自動化系統和智能設備解決了系統之間的傳遞問題,這些問題的解決對工業的生產發展具有重要意義。
現場總線控制系統的建立為工廠底層生產過程和設備之間的信息交流之間的通信提供了方便,加強了他們之間的信息交流。現場總線控制系統可以根據具體的工作內容設定不同的工作需要, 建立不同的通信平臺,這體現了電氣自動化系統設計的目的性&現場總線控制系統應用具有確定性和實時性, 保證了執行層面和管理層面的自動化數據和通信透明的存取。采用的現場總線控制系統監控減低了生產成本,節約了材料和維修費用,對企業發展經濟效益具有重要意義。
二、工業電氣自動化的特點和設計原則
1.工業電氣自動化的特點
工業電氣自動化專業在我國自出現發展到現在, 有半個世紀的時間,現在發展依然興盛,電氣自動化發展以其獨特性自立于我國工業發展的大潮中。工業電氣自動化在系統安排方面,配件數量多,處理信息量龐大,維修工作龐大&在配置方面,電氣自動化設備配置要求高,其本身也具有操作結構復雜的特點。
工業電氣自動化發展屬于高科技的發展,在人員操作上要求高,失之毫厘,謬以千里。一點點小小的錯誤,就能導致大的災難,給企業帶來難以估計的損失,也會給社會帶來損失,所以作為操作人員要具備相關的專業知識,熟悉操作流程,并持有電氣自動化工程師證,專業的保證才是安全的保證。
工業電氣自動化設計圖紙復雜難設計要求高,是計算機程序的高級應用,設計難度高,技術要求高。
2.工業電氣自動化的設計原則
在工業電氣自動化設計中,將減少電能的直接或間接損耗,提高設備的運行效率作為設計的一個原則之一, 這就要求在電氣系統的生產過程中,優先選用各種節能設備,減少線路損耗,降低運行和維護費用,在不斷滿足建筑對運行系統要求和安全運行的前提下, 減少生產所用的成本,提高電力設備的利用率,最大程度地減少和降低各種資源和能源的消耗。進一步提高設備利用率,就要使電氣工程設計合理地調正負荷,這是工業電氣自動化另一設計原則, 在確保安全條件下和滿足建筑物對設備使用性的前提下,進行電氣工程設計時,要優先選取較合理的設計原則,合理調整負荷電力,提高電能質量。在運行時期,要提高設備利用效率和設備負荷能力,就要選擇最合理的節能措施與最好的節能設備。優化供配電設計,促進電能合理利用。發展一項技術就要滿足該技術反戰所需要的條件, 工業電氣自動化的發展缺少不了電力的供應和發展,在滿足各項建設的基本要求的同時,最大化地發揮電氣化設備的作用。另外,設備的安全運行也是設計過程中考慮的關鍵。要保證電氣線路設計的安全性與穩定性,保證供電設備運行的安全強度。
三、我國電氣自動化的重要性
現代社會是個信息傳遞快速的社會, 互聯網的發展使信息傳遞更加快速便捷,企業發展缺不了社會信息,企業會根據社會需求來生產,這就需要信息傳遞的快速,工業電氣自動化屬于信息化產業,所以工業電氣自動化的發展是順應了社會發展大趨勢的技術發展。它的發展促進了社會生產力的發展。電氣自動化綜合了電子、電力、計算機等多種學科,運用高科技手段保證了生產的可靠性,大大提高生產效率,受到很多行業的喜愛和歡迎, 在促進社會發展以及社會穩定方面起到很大作用。
隨著時代的不斷發展, 世界已進入新科技不斷發展和更新的革命時代。在現代化的工業生產過程中,電氣自動化已成為現代化生產的根基,所以要生產出最好的產品,就需要各種設備的監視和控制,在最好的狀態下生產出最好的商品,當今社會信息和工業化生產密不可分,在我國伴隨著工業化的到來,信息化時代已經先一步到達,如果工業化不能實現,那信息化也將不可能完成,如果先發展工業化再發展信息化,則只會降低我們的發展速度。只有兩者一起的發展,才能使我國的工業得到更好的發展。相對于傳統工業的發展,要不斷注入新技術的營養,才能讓不斷走下坡路的傳統工業有新的活力,重新煥發光彩,最終實現我國電氣的全面工業化。
參考文獻
[1]馬建華. 數字技術在工業電氣自動化中的應用與創新[J]. 制造業自動化,2012,06:142-144.
[2]武芳軍. 工業電氣自動化的重要性和發展趨勢[J]. 中小企業管理與科技(上旬刊),2011,04:296.
【關鍵詞】工業;電氣;工程;自動化;控制;技術
1、工業電氣工程中自動化控制技術的主要方式
1.1 集中控制方式
集中控制方式的優點在于設計方便,便于對系統維護。但是,由于集中控制方式將所有系統的部分功能集中在一個處理器上進行處理,給處理器的運行帶來了沉重的負擔,這樣就會導致系統處理的速度明顯降低。此外,由于電氣設備都在監控的范圍,隨著電氣設備的不斷增加,其監控對象也在不斷的增加,會導致電纜數量的增加以及主機冗余的下降,這樣長距離的電纜導入會干擾整個系統的穩定性,并且還會增加成本的投入。 在實際的運行過程中,斷路器的連鎖與隔離刀閘的操作閉鎖采用硬接線的方式, 由于隔離刀閘的接線為二次接線,該種方式相對復雜,輔助接點經常不準確,查線也相對不方便,這樣不但造成設備無法操作,還增大了電氣工程的維護工作,導致在傳統或者查線過程中由于接線的復雜性存在失誤操作的可能性。
1.2現場總線控制方式
隨著科學技術的快速發展,對現場總線以及以太網進行深入的研究,并且逐漸的被應用在工業電氣工程的電氣自動化控制中,并且取得了顯著的效果,積累了大量的運行經驗,這些技術的應用和發展對實現電氣的自動化控制具有十分重要的作用。現場總線控制方式具有明確的目的,能夠有針對性的對電力自動化系統進行設計,根據間隔的實際狀況,對不同的間隔進行相應的設計。此外,現場總線控制技術不但具有遠程控制的特點,還能減少大量的模擬量變送器、端子柜以及間隔設備等,通過和監控系統的連接,還能夠進行智能安裝,顯著的節省了控制電纜的使用量, 節約了大量的生產成本以及安裝維護工作。由于各個裝置的功能都是相對獨立的,當某個裝置發生故障時,將不會導致整個系統癱瘓,通過網絡連接能夠進行靈活的組合,這樣顯著的提高了整個系統的安全性和可靠性。由于現場總線控制方式具備的這些優點,致使其被廣泛的應用在工業電氣工程的自動化控制系統中。
2、強化工業電氣工程中的自動化控制技術管理
2.1 電氣工程的數字化控制
隨著社會和科學技術的快速發展,電氣工程運行與檢測管理的數字化發展,已經成為工業電氣工程管理的重要項目。 電氣工程控制的數字化具有科學性、精確性以及快速性等一些列的要求,由于其操作還具有一定的危險性,因此需要專業的技術人員進行操作。近年來,數字化技術不斷的被應用到工業電氣工程中,并且在實踐中取得了良好的效果,電氣工程的數字化建設已經成為電氣工程管理的重要內容。
2.2 電氣自動化的系統處理
電氣自動化系統在電氣方面主要是通過選擇合適的抗干擾措施、傳輸信號屏蔽以及設備接地信號處理等措施,實現了工業電氣工程的操作維護方面、故障少,對保證系統的穩定運行具有十分重要的作用。在選擇設備時,應該選擇經過長期驗證,性能依然穩定、可靠的設備來適應工業電氣工程現場惡劣的環境,以此保證電氣自動化系統能夠穩定的運行。 此外,電氣自動化的系統處理還能自動記錄和分析電機的實際運轉狀況,根據以往的運行趨勢判斷電機的運行狀態,判斷其是否存在誤差擾動,如若判斷其存在誤差擾動,系統自會發出警報,系統維護人員應該及時、準確的找出引起誤差擾動的原因,采取相應的措施進行處理。
2.3 選用合適的自動化控制設備
自動化控制設備是工業電氣工程中自動化控制技術的基礎設施,自動化控制設備的運行狀況直接影響整個電氣工程自動化控制的安全性和效率。 通常狀況下,電氣工程的自動化控制技術的設備通常分為三種:其一,控制處理類設備,其中包括處理器、控制終端等,控制中心通過控制處理類設備對電氣自動化系統進行調整,及時的處理突發狀況,保證系統能夠正常的運行;其二,信息搜集傳遞設備,其中包括網絡傳輸設備、系統運行監控設備以及電子信號轉換器等,信息搜集傳遞設備能夠對整個電氣自動化系統進行實時的監控,并且能夠將監控信息以圖形化、數字化的形式反映給控制中心,實現控制中心對電氣自動化系統中所有設備的實時監控;其三,作業類設備,其主要包括自動控制變壓裝置、磁型開關等裝置,作業類設備的主要功能是實現穩壓、變壓、換閘、開關等一些列的電氣工程操作,電氣自動化控制系統的作業類設備能夠適用于各種環境, 特別是當外部環境出現積水、潮濕等危險狀況時,自動化控制技術的作業類設備能夠實現遠程精確動作和控制,顯著的降低了人工操作的危險性。
3、工業電氣工程的自動化控制技術的發展趨勢
Internet 技術、 以太網以及 PC 客戶機/服務器體系結構等技術在工業電氣工程中的應用,引發了電氣自動化控制的多次變革,并且在市場驅動的作用下,IT 平臺和電氣自動化控制系統逐漸的實現融合。Internet 技術、Intranet 技術以及多媒體技術在電氣自動化領域的廣泛應用,企業的管理層利用瀏覽器能夠遠程監控存儲現場各個方面的數據信息,實現了對電氣生產過程的遠程、動態控制,及時、準確的掌握全面的生產信息。 此外,隨著視頻處理技術和虛擬現實技術在工業電氣工程中的應用, 其能夠實現人機界面與設備維護系統的自動化設計,軟件的重要性不斷的提高。
4、結束語
總而言之,工業電氣工程和人們的生活密切相關,隨著科學技術的快速發展,各種先進的技術,例如信息處理技術、射頻探索技術、非接觸式無線傳感技術等被研發出來,這些先進的技術在工業電氣工程中的應用,加速了電氣自動化控制的進程,促使我國工業電氣工程逐漸的走向健康持續和良性循環的道路。
參考文獻
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[2]丁中奎.淺談城市電氣工程的自動控制技術[J].中國科技博覽,2011(29):291.
(河北省冶金礦山管理辦公室,石家莊 050000)
(Hebei Metallurgical Mine Management Office,Shijiazhuang 050000,China)
摘要: 本文主要闡述了冶金工業自動化控制技術的創新與發展以及鋼鐵工業的節能環保與冶金工程自動化控制技術,同時提出了冶金工業自動化控制技術的未來發展方向。
Abstract: This paper mainly expounds the innovation and development of automation and control technology in metallurgical industry and the control technology of energy conservation and environmental protection and metallurgical engineering automation, at the same time, it puts forward the development direction of automation and control technology in metallurgical industry in the future.
關鍵詞 : 電氣自動化;自動化控制技術;應用
Key words: electric automatization;automation and control technology;application
中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A
文章編號:1006-4311(2015)02-0024-02
1 冶金工業自動化控制技術的創新與發展
科學技術進步日新月異,技術交流日漸頻繁,為降低生產成本和提高國際競爭力,我國不斷引進和自主開發了大量自動化控制技術,并付諸于實踐。近年來,特別是一些民營企業,經過初期的資本積累,更加注重將資金投入到研發新技術、新裝備、新工藝上,在冶金工業領域,給民營企業帶來了旺盛的生機和活力,給國有大中型冶金工業企業帶來了不可避免的競爭和挑戰。他們主要采取引進部分先進技術,經過適當的硬件和軟件的改造升級,實現了適合自身發展的電氣自動化設備的功能提升和技術創新。主要表現在以下兩個方面。
1.1 更加注重改善和提升DCS系統集成工作能力 DCS系統:Distributed Control System,即分散控制系統。國內一般習慣稱之為集散控制系統。它主要集成了計算機(Computer)、顯示(CRT)、通訊(Communication)、和控制(Control)“4C”技術,主要是以通信網絡為紐帶,由過程控制級和監控級組成的多級計算機運算、處理系統。DCS系統的綜合可利用率可達99.8%;系統平均無故障時長超過8萬小時,廣泛應用于火電、熱電、核電、化工、冶金、建材等領域,并實現了全程自動監控。20世紀的我國冶金自動化控制技術裝備和水平,注重在“點”上尋求突破,而進入21世紀,則注重在“面”上尋求發展和進步,逐漸覆蓋全國。其優點是智能化的自動、自主化進程控制,且整個系統的核心技術集成化程度較高,能夠廣泛地應用于工業生產實踐。目前,其正在進行冶金工藝最新智能流程的研發,成功實現了點到面的轉變,因此能從根本上提高冶金工業控制系統的自動化程度和工作效能。
1.2 冶金工程自動化系統控制軟件技術的應用與創新有較大提升 20世紀80年代以前,受科研資金、研發投入、市場規模和體制機制的影響,我國主要是從國外引進冶金工程自動化系統控制軟件,到后期,逐漸意識到自主研發的重要性和適用性,所以加大了人、財、物的主動投入,實現了較大的歷史性轉變。在生存中求發展的歷史階段下,我國在二級自動化監控軟件,三級MES自動化控制軟件以及國有大中型企業領軍的能源管理控制系統等領域有了長足的進步和提升,進而逐漸取代進口軟件,在應用水平、管控質量、運行效率等方面都優于國外進口自動化系統控制軟件。近年來,更加注重向技術要效益理念的培育,興起了自主研發的冶金工業工程自動化控制平臺技術類軟件,在工業生產中得到了較為廣泛的采用和實踐,新一代冶金工業工程自動化系統控制軟件平臺的應用,使得冶金工業自動化管控效率和水平達到了國際領先地位,同時也創造出可觀的經濟效益。
2 鋼鐵工業的節能環保與冶金工程自動化控制技術
2.1 基于鋼鐵工業節能環保的冶金工業自動化控制技術的應用 早期的冶金工業自動化控制技術的應用主要局限在裝備性能、產品質量,以及生產成本、運行效率、過程靈活控制、廢氣廢渣廢水的工程排放等方面,隨著工業技術的進步和自動化控制軟件的研發,基于更加節能環保與鋼鐵產品制造流程優化的設計,成為了鋼鐵工業生產、設計、研發的主導趨勢。因此要對鋼鐵工業生產的流程結構、功能以及效率進行進一步優化和改善,必然要加強對鋼鐵制造整體流程的研究和投入。在此基礎上,加大計算機模擬仿真技術研究,引入綠色環保、節能降耗等理念,實現了生產效率的最大化、生產能耗的最小化、對環境影響的最低化。
2.2 自動化控制技術在鋼鐵生產過程中減少污染物排放的應用 鋼鐵企業以鐵、鉻、錳三種金屬元素為主要原料,經過冶煉及壓延等工序,以及以高品位金屬礦石(或精礦)為原料,經過高爐、轉爐、電爐等流程生產生鐵、鋼材產品,產生了大量的廢氣、廢液、廢渣。主要污染排放物為工業煙塵顆粒(主要為金屬氧化物)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)等。自動化控制技術在鋼鐵生產過程中減少污染物排放的應用較為普遍。這個應用過程主要為防止不合格產品的產生和資源的浪費,主要通過建立廣義模型、優化和完善控制技術過程,研發出對鋼鐵工業各環節產品實行實時監測、評估與控制的新型自動化控制技術,從而實現全程自動化控制,減少污染物排放。同時,研發出對生產設備實施全過程實時診斷的新型自動化控制技術,使設備運轉高效、誤差率較低,工業產品質量得到有效保障。
2.3 自動化控制技術在鋼鐵冶煉清潔高效生產中的應用 金屬冶煉過程伴隨著大量污染物排放,為了建設環境友好型社會,控制污染物排放,研發一整套控制或降低污染物排放的自動化控制系統勢在必行。例如,基于在線分析檢測監控技術對污染物的產出實施動態實時監控、作用于廢水處理的大功率電氣高壓轉動自動化控制技術、利用諧波檢測儀控制技術改善電能輸出質量等,實現了鋼鐵工業生產的清潔、高效。
2.4 自動化控制技術在鋼鐵冶煉廢物循環利用中的應用 鋼鐵冶煉過程中會產生大量煤氣、鋼渣等固體廢物,因而研發出使煤氣、鋼渣的合理運用自動化控制技術可實現對固體廢棄物的循環利用。高溫冶煉中的高爐、轉爐等設備也會產生大量廢物,因此,自動化控制技術的研發和應用有助于對廢物的循環利用。
3 冶金工業自動化控制技術的未來發展方向
3.1 提高冶金自動化控制技術核心科技的原創性 科學是技術之源,是技術產業之源,技術創新以科學理論的研發為基礎,而產業創新主要以技術創新為基礎。我國建國以來,在冶金工業科技研究領域取得了許多歷史性進步,有的已經步入國際領先水平,但是由于底子薄、起步晚、科技人才相對缺乏、科研資金投入跟不上等因素,與歐美、日本等國家在總體技術實力上還無法抗衡。但是科研人員要取人所長補己所短,發揮自身優勢,自主研發一套先進的冶金工業自動化控制技術體系,軟硬件配套銜接,產學研相結合,改善操控系統,提高生產工藝技術水平,走自主發展的道路。首都鋼鐵集團創造的數字化煉鋼模式帶了個好頭,其在原有冶金流程的基礎上,對生產進程進行改善,將智能仿真技術運用在控制系統運算比對上,通過仿真模擬計算,調整出最佳控制效果。
3.2 提高整套控制系統的實時性和可靠性 該技術的實時性和可靠性是它的最大優勢,要通過采集最新數據,對各項數據進行綜合分析并進行科學處理,實現實時、可靠、高效。對鋼鐵工業來說,如果只生產生鐵、粗鋼等低端產品,則對實時性要求偏低,如果要生產鍍鋅板、彩涂板、焊管、五氧化二釩、釩氮合金、釩鐵合金等精細、特種、高端鋼鐵產品,則必須提高整個系統的運算速度、實現實時診斷、實時布控、實時處理的能力,便于及時發現問題,及時調整參數配比,及時改善生產工藝。
3.3 要實現數據挖掘和運用 通過改善整套控制平臺系統的運行質量和水平,生產優質鋼鐵終端產品,是提高鋼鐵企業和冶金行業競爭力的關鍵。鋼鐵生產過程實現自動化控制,注重對實時數據參數進行收集、整理、分析,對數字模型經過全過程優化,進而達到對生產各環節的自動控制和精細化管理。在當今的冶金工程技術研發中,數據的挖掘和運用越來越普遍和完善,數字模型和控制算法的廣泛引入和采用會給整個鋼鐵工業自動化控制系統帶來更加廣闊的發展空間,為鋼鐵企業和冶金工業的發展帶來強大動力。
參考文獻:
[1]中國鋼鐵工業協會.鋼鐵工業可持續發展支撐技術[M].北京:冶金工業出版社,2004.
關鍵詞:工業自動化;存在問題;控制管理;發展
1 關于工業自動化模塊的分析
1.1 所謂的工業自動化就是工業生產過程中,通過對各種科技設備的利用,保證工業經濟的發展,其不需要進行人的直接參與。通過對工業經濟自動化生產模塊的開展,可以進一步的提升人力資源的利用效率。通過對工業自動化控制體系的健全,更有利于進行生產過程中的參數控制,實現其工業的整體自動化,避免人為的直接參與,進一步實現了人力資源的節約,保證生產模塊及其管理模塊效率的提升。通過對工業自動化控制模塊的開展,實現了能源模塊及其咨詢生產模塊的開展,更有利于進行先進的科學技術的應用,保證生產規模的不斷提升,有利于保證其生產效率的優化。
通過對工業自動化技術的分析,可以得知其涉及的領域非常廣泛,比如機械領域、微電子領域、計算機科技領域等,其是一門綜合性的技術。自動化技術的開展也離不開工業革命的開展,科學技術及其工業革命之間是相關串聯的,通過對科學技術的開展,更有利于保證工業經濟體系的不斷健全。這是當下生產勞動效率提升的重要保證。
1.2 通過對工業自動化控制方案的優化,更有利于我國制造業的有效開展,這是因為通過設備模塊及其技術模塊的更新,更有利于提升生產的效益,滿足現實經濟的發展需要。比如制造業工作過程中的控制系統及其自動化儀表系統的產生。尤其是這些年來,我國的自動化儀表技術不斷進步,其實現了現場總線技術體系的健全。所謂的現場總線不僅僅代表著信號形式的變化,也標志著實際管理技術的變化。隨著現場總線的發展,在該程序中的設備管理模塊、預示及其判斷模塊等都不斷發展變化,表現出來其極大的發展能力。
通過對自動化儀表發展模塊的分析,可以得知其依舊存在著缺陷,比如資金模塊及其市場模塊的缺陷。隨著市場經濟的不斷發展,自動化儀表新型市場對于產品價格的要求更加嚴格。一系列的非常便宜的替代品出現,讓用戶更傾向于性價比高的替代品,這就一定程度阻礙了新型儀表的設計,導致其自動化生產儀器模塊處于一個比較低的水平上。
通過對現階段自動化控制趨勢的分析,可以得知任何一種新東西的推廣及其應用需要經過一個過程,從而滿足其實際應用的需要。這就需要進行智能儀表設計應用性能的優化,保證其整體性能的提升。這需要進行數字儀表及其系統信息保密問題的應用,保證程序及其軟件的可行性,進行通信模塊的保密,保證其安全、可行性工作的開展,以滿足當下工作的需要。智能儀表在運行時是可以與控制系統互動的以及如何進行互動問題;智能儀表提供了遠比模擬儀表多的信息以及如何充分利用這些信息等問題。上面的這些問題我們仔細的研究可以看到問題都是因為網絡和數字化產生的,一直沒有解決不是現有的技術做不到,而是沒有統一的解決方案,而如何統一是當前正在研究的。
2 關于工業自動化控制發展趨勢的分析
2.1 為了滿足當下經濟的發展需要,進行工業自動化控制體系的健全是必要的,這需要進行企業信息化模塊及其自動化儀表模塊的協調,進行工業自動化控制體系的健全,從而有利于企業經濟的有效開展。信息技術模塊及其自動化儀表模塊是相互影響的模塊。信息化對于工業自動化的推動也是非常大的,比如這兩者需要進行科技人才的應用,保證信息化速度的提升,實現自動化模塊及其信息化模塊的有效協調。自動化儀表技術包括內容廣泛,其在信息采集、信息處理、信息應用方面,其實是信息化技術的一個分支。也就是說信息技術的發展是依賴于自動化儀表的。在工業生產過程中,重視信息技術與自動化控制技術的結合,是工業自動化控制得以發展的重要方法之一。
在自動化儀表應用過程中,其重視企業內部信息的控制,比如進行內部信息的有序性、開放性、分層次等的應用,保證工業內部的全面互動性操作,這就需要展開控制系統及其現場儀表系統的結合,保證控制系統的有效維護,進行生產設備診斷信息的優化,以滿足現階段企業管理信息的客觀操作需要,保證不同層級的操作技術及其方法的協調。在控制系統中就要實現相應的程序設置,讓全局信息整合至少要使企業各層之間的信息交換無障礙。儀表的用戶企業由于貼近生產過程和應用,一些用戶組織對自動化儀表的應用提出許多要求,制訂了一些團體標準。當然這是一個漫長的過程,需要不斷地完善。
2.2 在現階段自動化控制性能應用模塊中,進行性能安全性的控制是必要的,通過對性能安全問題的解決,保證自動化控制的安全性,這就需要進行安全系統的優化,進行整體功能及其安全驗證模塊的開展,保證質量的有效驗證,保證其在市場競爭中處于有效的地位,這需要引起相關儀表制作者的重視。也就是20世紀開始,不斷看重研究的重要性,使儀表的質量有了很大的提高,但是因為一些可行性的基本數據都是制造者本身得到的,對用戶的公信力較低,因此只有很少企業將可行性的定量數據公布出來。所以可行性對用戶來說是經驗性的、模糊的,人們更愿意相信品牌。
為了滿足現階段工作的需要,進行系統維護模塊及其儀表診斷模塊的協調是必要的,這符合了企業對于安全性及其質量性的需求。通過對系統維護能力的應用,保證現階段工作的開展,這需要引起相關人員的重視,保證系統維護工作的開展,確保其儀表的積極診斷。生產裝備的診斷、自動化控制系統的診斷、現場儀表的診斷。生產流程的診斷,在實際中看它是不屬于自動化儀表的范圍內的,但其診斷的相關內容的互換是與自動化儀表有關的。我們可以看到自動化整個管理控制的系統判斷產品很快,能力也在提高。
2.3 在自動化控制模塊中,進行無線通信模塊的應用是必要的,這就需要進行相關自動化儀表領域的應用,保證不同技術方案的協調,保證其自身使用對象及其應用范圍的控制,確保其在自身范圍內進行優勢的體現,保證其綜合效益的提升。參加進來的團體不斷的增多。例如學校、研究團體、相關的企業等等;它有自己專門的團隊;呈現了很多種的無線試驗系統,整理側量的樣品、為企業開發無線產品的無線模塊很多,模塊又大多數是整個無線技術的擁有者。
在現階段控制網絡應用過程中,進行實際情況的分析及其設備技術的開發是必要的,從而保證中國與世界的接軌,保證工業通信網絡體系的健全,保證中國與國際在科技領域上的良好溝通,保證控制網絡體系的健全,實現其內部各個模塊的協調,進一步的降低其控制網絡的差異,保證我國制造業體系的不斷健全。無論是在現場總線智能化現場儀表方面,還是在系統產品和軟件方面都有差距。這就需要科技和各方面技術的提升。隨著經濟的進步和科技的發展,我國的工業自動化技術一定會有更加迅速的發展,同時向著智能化和網絡化的方向發展,為我國工業生產奠定更加堅實的技術基礎。
關鍵詞:基于工作過程導向;典型工作任務;學習領域課程
中國職業技術教育學會課題 基于工作過程導向的高職《變頻器控制技術》課程應用研究
G712.3
前言: 目前,基于工作過程導向課程開發過程被大多數職業院校所應用,本文以《變頻器控制技術》為例,探討基于工作過程導向課程開發過程。
一、基于工作過程導向的高職《變頻器控制技術》課程定位分析
(一)自動化專業崗位群能力要求及崗位工作任務分析
本文為明確吉林省電氣自動化專業學生的培養定位,開展了電氣自動化專業人才需求情況專項調研。本次調研企業的性質為化工行業和汽車制造業。
由于各類型企業的崗位設置及崗位名稱上各有不同,因此,筆者根據各企業對工作崗位職責和能力要求的近似程度,對調查中幾個典型企業的所涉及的電氣自動化專業崗位設置進行劃分,總結出電氣自動專業的工作崗位(群)有:1)儀器儀表的安裝檢測與維護; 2)電氣控制設備的安裝、調試、維護; 3)電氣設備自動化設計與技術服務; 4)電氣控制系統的應用開發、技術改造設計。 相對應的崗位職業要求:1)具備對儀器儀表的安裝檢測與維護能力; 2)掌握以可編程序控制器(PLC)為核心的自動控制技術; 3)具備自動化控制設備的設計開發、技術管理、調試維護能力; 4)具有較強的創新精神和創業意識;有遵守行業規范的工作意識和行為意識; 5)溝通及表達能力強、動手能力強。
針對電氣自動化專業的工作崗位和職業要求,與企業、行業實踐專家充分研討和論證的基A上,參照維修電工職業資格標準,對調研得出的項主要實際工作任務進行分析、整理、歸納和總結,確定電氣自動化專業所應完成的典型工作任務:1)電氣工程材料選用2)裝配圖的識讀與繪制3)電路圖的識圖和繪圖 4)室內照明電路配線5)電工工具及儀表使用 6)電子元器件的選擇與使用7)電子元件的安裝與調試 8)電子產品調試與檢修9)低壓配電柜的裝配 10)電氣元器件的選擇與使用11)普通車床的操作12)普通車床的檢修13)普通磨床的操作14)普通磨床的檢修15)普通銑床的操作16)普通銑床的檢修17)PLC程序的編制與調試18)PLC程序的閱讀19)PLC電氣控制系統的運行與維護20)典型變頻調速系統的設計與改造
21)變頻調速系統的調速與運行 22)生產線檢測部件運行與維護23)生產線控制部件的運行與維護 24)生產線執行部件運行與維護25)機床電氣原理圖、接線圖、位置圖的識讀26)機床電氣系統故障診斷與排除27)機床電氣系統運行維護28)生產線檢測部件故障診斷與排除29)生產線控制部件故障診斷與排除30)生產線執行部件故障診斷與排除31)機電設備銷售 32)機床操作及安全規范
(二)基于工作過程的自動化專業學習領域確定
兼顧工作過程的完整性、教學的可操作,根據學生認知規律及電氣自動化專業所涉及的職業能力,將電氣自動化專業典型工作任務轉化為個專業性學習領域課程,實現職業能力和職業素質同步培養。電氣自動化專業典型工作任務與學習領域課程對應關系,見表3所示,可見變頻器控制技術為電氣自動化專業的核心課程。
注意:本表并沒有涵蓋自動化專業的所有工作任務。
二、基于工作過程的學習領域《變頻器控制技術》課程確定
基于工作過程開發的學習領域課程應包含兩方面內容,一是基于工作過程,通過典型工作任務確定學習領域,構建出基于工作過程過程的課程體系,二是基于工作過程進行學習領域課程發展,提取典型工作任務,設計學習情境,以期完成每門課程的設計。
根據行業發展的需求,主要培養學生變頻器技術在生產一線的安裝、調試、維修、維護及工程應用的能力。具體面向崗位有:變頻器控制柜裝配工、設備維修工、工程設計師,根據上述崗位所要完成的典型工作任務:變頻器的檢修;變頻器的故障診斷;變頻器的基本操作;變頻調速系統的設計、運行、調試。據此可以確定本門課程的學習領域內容為:變頻器的基本結構、工作原理、變頻器面板按鍵、外部端子及基本參數的功能和變頻調速系統的設計。
(三)基于工作過程《變頻器控制技術》課程學習情境設計
學習領域課程發展最終成功與否的關鍵在于從學習領域向學習情境的轉換。
學習情境1音樂噴泉的變頻控制系統。在掌握變頻器的基本結構的基礎上,掌握變頻器的檢測方法,從而加深對其工作原理的理解。
學習情境2化工廠泵與攪拌機的變頻控制系統。在熟悉其外部端子結構功能與變頻器參數結構及功能的基礎上,熟練操作變頻器,掌握其基本控制功能。
學習情境3三相異步電機電機變頻調速系統的安裝與調試。在掌握變頻調速系統的結構的基礎上,熟悉變頻調速系統各元器件的選用原則,從而加深對變頻調速系統典型控制線路的理解。