過程控制工程設(shè)計的現(xiàn)狀

過程控制工程設(shè)計的現(xiàn)狀目前，我們化工生產(chǎn)采用的控制系統(tǒng)主要是工業(yè)控制自動化，這項技術(shù)是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術(shù)，主要包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)控制自動化技術(shù)作為現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。雖然自動化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對企業(yè)生產(chǎn)過程有明顯的提升作用。我國工業(yè)控制自動化的發(fā)展道路，大多是在引進成套設(shè)備的同時進行消化吸收，然后進行二次開發(fā)和應用。目前我國工業(yè)控制自動化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應用都有了很大的發(fā)展，我國工業(yè)計算機系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。目前，工業(yè)控制自動化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡化和集成化方向發(fā)展。具體控制系統(tǒng)及存在的問題，存在差距如下所述：一、以工業(yè)PC為基礎(chǔ)的低成本工業(yè)控制自動化。由于工業(yè)計算機（簡稱工業(yè)PC）的發(fā)展，以工業(yè)PC、I/O裝置、監(jiān)控裝置、控制網(wǎng)絡組成的PC-based的自動化系統(tǒng)得到了迅速普及，成為實現(xiàn)低成本工業(yè)自動化的重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣的大企業(yè)的幾乎全部大型加熱爐，也拆除了原來DCS或單回路數(shù)字式調(diào)節(jié)器，而改用工業(yè)PC來組成控制系統(tǒng)，并采用模糊控制算法，獲得了良好效果。近年來，工業(yè)PC在我國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來看，工業(yè)PC主要包含兩種類型：IPC工控機和CompactPCI工控機以及它們的變形機。二、PLC在向微型化、網(wǎng)絡化、PC化和開放性方向發(fā)展長期以來，PLC始終處于工業(yè)控制自動化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供非常可靠的控制方案，與DCS和工業(yè)PC形成了三足鼎立之勢。同時，也承受著來自其它技術(shù)產(chǎn)品的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。PLC市場也反映了全世界制造業(yè)的狀況。微型化、網(wǎng)絡化、PC化和開放性是PLC未來發(fā)展的主要方向。隨著軟PLC控制組態(tài)軟件的進一步完善和發(fā)展，安裝有軟PLC組態(tài)軟件和PC-based控制的市場份額將逐步得到增長。當前，過程控制領(lǐng)域最大的發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術(shù)的擴展，PLC也不例外。現(xiàn)在越來越多的PLC供應商開始提供Ethernet接口?？梢韵嘈牛琍LC將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移，尤其是基于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)。三、面向測控管一體化設(shè)計的DCS系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)DCS問世于1975年，生產(chǎn)廠家主要集中在美、日、德等國。我國從70年代中后期起，首先由大型進口設(shè)備成套中引入國外的DCS,首批有化纖、乙烯、化肥等進口項目。當時，我國主要行業(yè)（如電力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部進口。80年代初期在引進、消化和吸收的同時，開始了研制國產(chǎn)化DCS的技術(shù)攻關(guān)。近年，特別是“九五”以來，我國DCS系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)發(fā)展很快,崛起了一批優(yōu)秀企業(yè)。這批企業(yè)研制生產(chǎn)的DCS系統(tǒng)，不僅品種數(shù)量大幅度增加，而且產(chǎn)品技術(shù)水平已經(jīng)達到或接近國際先進水平。這些專業(yè)化公司不僅占據(jù)了一定的市場份額，積累了發(fā)展的資本和技術(shù)，同時使得國外引進的DCS系統(tǒng)價格也大幅度下降，為我國自動化推廣事業(yè)做出了貢獻。與此同時，國產(chǎn)DCS系統(tǒng)的出口也在逐年增長。四、控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場總線（FCS）方向發(fā)展由于3C技術(shù)的發(fā)展，過程控制系統(tǒng)將由DCS發(fā)展到FCS。FCS可以將PID控制徹底分散到現(xiàn)場設(shè)備中?；诂F(xiàn)場總線的FCS又是全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的新一代生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)，它將取代現(xiàn)場一對一的模擬信號線，給傳統(tǒng)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)帶來革命性的變化。計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)以及集散控制系統(tǒng)（DCS）后，將朝著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的方向發(fā)展。五、和發(fā)達國家的差距。目前我國儀器儀表行業(yè)產(chǎn)品大多屬于中低檔水平，隨著國際上數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、微型化的產(chǎn)品逐漸成為主流，差距還將進一步加大。雖然我國自動化控制系統(tǒng)發(fā)展很快，但還有很多工作要做，如統(tǒng)一標準、儀表智能化等。另外，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的維護和改造還需要不斷的發(fā)展與完善。工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線技術(shù)作為一種靈活、方便、可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式，在工業(yè)現(xiàn)場得到了越來越多的應用，并將在控制領(lǐng)域中占有更加重要的地位。目前，我國高檔、大型儀器設(shè)備大多依賴進口。中檔產(chǎn)品以及許多關(guān)鍵零部件，國外產(chǎn)品占有我國市場60%以上的份額，而國產(chǎn)分析儀器占全球市場不到千分之二的份額，這足以說明我國現(xiàn)在的現(xiàn)狀。六、幾點建議人類社會將逐步進入知識經(jīng)濟時代，知識將成為科技和生產(chǎn)發(fā)展的資本與動力，而工業(yè)以至整個國民經(jīng)濟發(fā)展的裝備部門，毫無疑問,其戰(zhàn)略性重要地位、受重視程度，也將更加鮮明突出。開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，掌握核心技術(shù)，加強儀器儀表行業(yè)的系統(tǒng)集成能力。進一步拓展儀器儀表的應用領(lǐng)域，將工業(yè)控制網(wǎng)絡將向有線和無線相結(jié)合方向發(fā)展，工業(yè)控制軟件正向先進控制方向發(fā)展。因此，多加引進高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目是必須的：基于現(xiàn)場總線