工业自动化的前景

[摘 要]工业自动化技术的应用与发展.是工业技术改速、技术进步的主要手段和技术发展方向.工业自动化的技术水准,不仅影响整个工业自动化的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响,本文就我国工业自动化的发展前景进行初步探讨.

[关 键 词]工业自动化　发展　前景

前言

工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称.自动化技术就是探索和研究实现自动化过程的方法和技术,它是涉及机械、微电子、计算机等技术领域的一门综合性技术.同时自动化技术也促进了工业的进步,如今自动化技术已经被广泛的应用于机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域,成为提高劳动生产率的主要手段.

1　工业自动化的发展历程

1.1　四十年代一六十年代初

市场竞争,资源利用,减轻劳动强度,提高产品质量,适应批量生产需要.此阶段主要为单机自动化阶段,各种单机自动化加工设备出现,并不断扩大应用和向纵深方向发展.典型成果和产品：硬件数控系统的数控机床.

1,2六十年代中一七十年代初期

市场竞争加剧屡求产品更新快产品质量高,并适应大中批量生产需要和减轻劳动强度.此阶段主要以自动生产线为标志,在单机自动化的基础上,各种组合机床、组合生产线出现,同时软件数控系统出现并用于机床,CAD、CAM等软件开始用于实际工程的设计和制造中,此阶段硬件加工设备适合于大中批量的生产和加工.典型成果和产品：用于钻、镗、铣等加工的自动生产线,1j七十年代中期市场环境的变化,使多品种、中小批量生产中普遍性问题愈发严重要求自动化技术向其广度和深度发展,使其各相关技术高度综合,发挥整体最佳效能.自70年代初期美国学者首次提出CIM概念至今,自动化领域已发生了巨大变化,CIM已逐步为人们所接受ICIM也是一种实现集成的相应技术,把分散独立的单元自动化技术集成为一个优化的控体.所谓哲理,就是企业应根据需求来分析并克服现存的“瓶颈”,从而实现不断提高实力、竞争力的思想策略；而作为实现集成的相应技术,一般认为是：数据获取、分配、共享；网络和通信；车间层设备控制器；计算机硬、软件的规范、标准等.同时,并行工程作为一种全新的工作模式自80年代末期开始应用和活跃于自动化技术领域’件将进一步促进单元自动化技术的集成.

2,工业自动化的发展前景

2,1工业智能化

从工业自动化仪表的发展趋势看,智能化是其核心部分,所谓智能化表现在其具有多种新功能.例如过去当流量仪表需要进行温度,压力的补偿时需要分别测量流量,温度和压力的三台变送器,并且需要运算器来计算,而现在一台智能化的流量变送器就可以包揽这一任务；又如一台智能化执行器.由于具有多种的自诊断功能,使维修预报成为可能.如当执行器调节阀的阀杆行程累计超过二定长度时,就会发出信号通知维修人员进行密封填料的更换；又当阀门的动作过于频繁时也可通知工作人员进行干预,以免发生事故；当用于具有腐蚀性介质时,如超过一定流量及工作时间时,也能发出信号,以便及时更换,因为绝不会发生腐蚀的材质是没有的.在工业控制方面,过去控制的算法.只能由调节器或DCS来完成,如今一台智能化的变送器或者执行器.只要植入PID模块,就可以与有关的现场仪表在一起,在现场实现自主调节；从而实现控制的彻底分散,从而减轻了DCS主机的负担,使调节更加及时,并提高了整个系统的可靠性.2,2工业高精度化

,由于工业生产对成品质量的要求日益提高,国家的政策和法令对节能减排也有具体的要求和规定,因此提高测量仪表与控制系统的精度就被提上了议事日程.例如变送器的精度,普遍从百分之零点七五提高到百分之零点零四.用于贸易交换计量的科氏质量流量计,精度已达到百分之零点零五,部分气体超声波流量计的准确度已达到百分之零点五,同时新一代的DCS也以此作为一个重要的指标.2,3工业无线化现场总线本来是一种非常有前途的技术,理应得到迅速的发展和推广,但由于国际标准的过多,影响了推广,例如第一代总线型的现场总线的国际标准已达到Io多种,到年低,加上第二代的实时工业以太网,其国际标准可能会有20多种,而第三代的总线通信方案又在兴起,而且各大跨国公司和有关组织都在制定各自的标准,便如目前知道的就有HARy无线,ISA的SPl00,IEC,还有艾默生,西门子等一些大公司都在制定各自的无线标准,标准过多,对用户来讲,实在不是一个好兆头,用户希望能够通过努力,制订出单一的国际的标准.工业生产要求高产,稳定,优质,低耗,安全,环保.如果现场仪表能够实现通信无线化,电缆和维护的工人量都会大大减少,因此研发低功耗可靠的无线通信是当前的一个重要课题.2,4安全仪表系统随着生产规模的日益扩大,一旦发生事故,不但在经济上会造成巨大的损失.而且人员伤亡和对环境的影响均非同小可,因此生产的安全问题日益受重视.目前,一些化工或石化企业的安全系统.如ESD紧急停车是由专门的PLC如7PdCONES来负责管理,这样企业的控制系统就由两大部分组成,即DCS与专门的PLC,由于新型DCS的功能不断扩大,已经有了安全仪表系统(SIS),因此也可以用一套具有SIS功能的DCS来统一管理,这样业主当然欢迎.但保险公司需要第三方的认证,而认证就要有量化的概念,因此IEC制定了标准,将安全等能分为四级.所谓SIL全名为安全完整性等级.根据目前的制造水平,变送器的安全等级仅为S1L2,若要满足SIL3的要求,可采取冗余措施,至于DCS,目前一些大的DCS制造商都已通过了TUV认证.达到了SIL3.按照目前的社会的生产水平,只要符合SIL3的标准就可以满足化工及重石化行业的安全要求了.2,5科学仪器的在线化随着科技的进步,科学仪器的结构.日益简化,体积缩小,重量减轻,操作也更方便,也逐步降低,而且能在工业条件下操作.因此在过去只能在实验室内进行离线操作的科学仪器,现在可以在生产现场进行在线运行了.例如质谱仪居武钢的高炉上试用,用来分析炉顶煤气的成分.从应用的角度来看,这种仪器也可看成工业自动化仪表中的一员了.今后这种趋势还会加速发展.2,6MIV模式目前新建的一些大型石化装置如乙烯项目都采用了MlV承包模式,所谓MIV就是主要仪表承包商.这种做法利于大型工程的建设,保证项目顺利按时投产,如百万吨级的乙烯项目,其下产品很多,一般有十几个装置,需要同时投产.否则误工一天,就会有上亿元的损失.为了便于管理.工程公司和企业都愿意这样做.但这种模式也不是一成不变的,例如南海的CSPC乙烯项目采用的是MAC模式,福建的乙烯项目采用的是MICC.对于承包的,仪表厂商来讲这是一种增值的怎么写作.作为MIV的公司也需要一定的资源质,即除了能提供一定水平的DCS外,还要有较广泛的,质量过硬的现场仪表,而且还要熟悉工艺或有这个方面的经验.

结束语

总而言之,我国工业发展应用自动化技术,不但要起点高.瞄准世界先进水准,而且必须包括各种灵活的低成本、见效快的自动化技术,我们只有坚持提高与普及相结合的方针,我国的工业自动化技术应用才能走上高速度、高质量和高效益的健康之路.