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  • 工业生成过程控制的发展和趋势

    作者 澳门新葡8455最新网站 浏览 发布时间 2012/11/07

    支座工业生产过程控制的发展有两个明显的特点:一、同步性。控制理论的开拓、技术工具和手段的进展、工程应用的实现三者相互推动,互相促进,显示了一幅交错复杂、但又轮廓分明的画卷,三者间显现明晰的同步性;二、综合性。自动化技术是一门综合性的技术,控制论更是一门广义的学科,在自动化各个领域,移植借鉴,交流汇合,表现强烈的交流性.
        在进人信息社会、知识经济时代的今天,面对计算机技术的挑战,滑动支座回顾过程控制技术的历史进程,对明确今后工业生产过程控制的发展方向是很必要的。
        自动化技术的前驱.可以追溯到古代,如我国指南车的出现,水运仪象台的应用等。在工业生产的应用,通常以瓦特的燕汽机调速器作为正式
    起点。因此,工业自动化的萌芽是与工业革命同时开始的.当时的自动化装置以自力式机械装置为代表。随着电动、液动和气动这些动力源的应用,电动、液动和气动的控制装置开辟了新的控制手段。
       
        当前工业生产过程控制发展的主要特点如下。
        ①生产装置实施先进过程控制成为发展主流.早期的简单控制由于受经典控制理论和常规仪表的制约,难于解决生产过程控制中的系统辆合、非线性和时变性等特点,随着企业对过程控制高柔性和高效益的要求,简单控制系统较难适应生产过程控制的要求,先进控制正受到过程工业界的普遍关注。先进过程控制(APC)指在动态环境下,基于模型、充分借助计算机能力,为工厂获得最大利润而实施的一类运行和技术策略。这种先进过程控制策略的实施,能使工厂运行在最佳工况,实现所谓“卡边生产”。,需70%投资来获得20%效益;采用先进控制投资约15肠,可获得效益达40写以上;采用实时优化的投资约15%,其效益达30%以上。目前,先进过程控制的软件约有几百种,应用先进过程控制的项目有数千项,一些集散控制系统和控制软件开发公司都推出和研究开发相应的先进过程控制软件,先进过程控制软件的应用正以年增长率30%左右递增。先进过程控制的控制策略包括:模型预侧控制、时滞补偿控制、多变量预侧控制、解藕控制、统计质量控制、自适应控制、推断控制及软测最技术、优化控制、智能控制(专家控制、模糊控制、神经网络控制等)、鲁棒控制、Hoo和产综合等,尤其以智能控制作为开发、研究和应用的热点。
    ②过程优化受到普遍关注.过程优化正受到过程工业界的普退关注.通常,连续过程工业生产中上游装置的部分产品是下游装置的原料,整个生产过程存在装置间的物流分配、物料平衡、能里平衡等一系列问题。借助过程优化可使整个生产过程获得很大的经济和社会效益。过程优化主要寻找最佳工艺操作参数的设定值,使生产过程获得最大经济效益,这也称为稳态优化。稳态优化采用静态模型,进行离线或在线的优化计算。离线优化是在约束条件下采用各种建模优化方法寻求最优工艺操作参数,提供操作指导。在线优化是周期进行模型计算、模型修正和参数寻优,并将参数值直接送控制器作为设定值。为获得稳态最优,要求系统工作在一种保守程度较小的特定工况下,一旦偏离该工况,各项指标会明显变差,操作难度增加,并导致生产不安全。随着稳态优化的深人研究,直接影响过程动态品质的最优动态控制也显示出其重要性。
        生产过程优化是在各种约束条件下,寻求目标函数最优值时生产过程变量的设定值.由于生产过程的复杂性,通常,生产过程的优化解并不一定是全局的最优解,但应是在约束条件下的满意解。为此,可以在工艺设计的同时,考虑控制方案的实施和控制效果,消除可能导致控制失效或可能的制约因素,使工艺和控制结合。
        按照ARC给出的模型,卓越运行操作(Opx: Operational Excellence)是根据客户的需求确定生产的产品质量和产量,以6E作为质量控制的指标,以控制系统和生产管理信息为核心,对生产潜力进行优化,并致力于不断的改善生产过程.因此,它首先必须实现卓越的安全性、卓越的资产设备管理、卓越的生产管理,最后才能达到卓越的运行操作。③开放系统和标准化。从工业自动化仪表发展看,从基地式仪表、单元组合仪表到以微处理器为基础的计算机控制装置,自动化仪表的发展极为迅速,近年来,在传统DCS基础上,现场总线仪表和现场总线控制系统相继问世,使自动化仪表有了质的飞跃。现场总线控制系统的主要特点是开放性、智能化,产品符合开放系统互联标准,它实现了真正双向的数字式通信和控制,降低成本,缩短设计、安装和维护工作量,将控制下放到现场级。
        随着计算机技术、网络技术、通信技术、控制技术及其他高新科学技术的发展,过程控制仪表和系统都将出现新的发展,系统的开放和标准化使用户最终得益。
        ④综合自动化。过程工业自动化在国际国内的市场竞争中不断提高,从原来的各制造厂商的“自动化孤岛”综合集成为一个整体的系统。综合自动化是当代工业自动化的主要潮流.计算机集成制造系统在连续工业中的具体体现就是综合自动化。综合自动化是在计算机通信网络和分布式数据库的支持下,实现信息和功能的集成,把控制、优化、调度、管理、经营、决策等集成在一起,最终形成一个能适应生产环境的不确定性、市场需求的多变性、全局优化的高质量、高效益、高柔性的智能生产系统。