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過程自動化的發展動態

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 20:11:34 來源:中國自動化學會專家谘詢工作委員會

   隨sui著zhe我wo國guo過guo程cheng工gong業ye的de超chao常chang規gui飛fei速su發fa展zhan,在zai過guo程cheng自zi動dong化hua的de基ji本ben內nei涵han未wei變bian的de前qian提ti下xia,過guo程cheng自zi動dong化hua的de外wai延yan,所suo采cai用yong的de各ge項xiang技ji術shu和he工gong具ju卻que在zai迅xun速su地di改gai變bian,有you的de甚shen至zhi產chan生sheng了le革ge命ming性xing的de變bian革ge。下xia麵mian以yi電dian力li過guo程cheng工gong業ye為wei縮suo影ying,對dui近jin年nian來lai過guo程cheng自zi動dong化hua的de發fa展zhan進jin行xing簡jian要yao闡chan述shu。

  對於電力而言,傳統發電過程和新興發電過程始終是兩位一體、相互交織著向前延伸。原先的傳統發電工業近幾年來發展迅猛,如常規的火電機組大踏步向著大容量、高參數邁進(如發電裝機由單機300MW跨越到單機1000MW等級容量,參數等級由亞臨界參數進入了超臨界、超超臨界參數);其次是傳統發電過程中又融入了如IGCC(煤氣化聯合循環)、AFBC(常壓循環流化床鍋爐)和PFBC(增壓流化床燃燒鍋爐)等先進的潔淨煤燃燒技術,使得在環保壓力下似乎窮途末路的髒煤也向著清潔能源靠攏。另外,太陽能、燃料電池、生物質能、風能、海洋能、地熱能等新興發電技術也在不斷湧現。 嶄新的過程現象,為過程自動化注入了新的內容和活力,也為過程自動化的飛速發展奠定了堅實的基礎。

  過程自動化的發展變化可歸納為以下4個主要方麵:

  ⑴過程自動化正從純粹的過程控製領域向過程和商業綜合控製領域過渡。自從計算機技術首次應用以來,自動化和IT分別是兩個獨立的領域。目前的趨勢是正在逐漸打破這種傳統的分隔,建立一個貫穿發電廠全過程的、直至商業企業級計算機環境的單一控製管理係統。如Invensys 和inFusion企業控製係統,就是將諸如傳統狹義範圍內的過程自動化係統(包括DCS/PLC控製係統、安全保護係統、智能現場設備、全廠資源管理和優化係統)和商業性能管理(包括ERP、人力資源、產品成本計算、先進的規劃和進度安排、生產經營相關方管理等)融合集成為一個廣義範圍內的單一企業控製管理係統,從而有助於工業企業整合其操作/運行和維修/維護資源,進一步優化企業的APM(資源性能管理)。

  ⑵控製係統開始采用基於Internet技術(如Jini/Java/Web等),從而確保在適當的時間和地點獲取適當的信息,以實現投資和維護成本的最小化。如Siemens發電部推出的SPPA—T3000係統,采用類似Internet基本結構的表示層,處理層和數據層三層結構,全部采用基於 Web 技術,是一個完全Web化的係統。包括運行、工程、維護、診斷、存檔、現場的全部數據均嵌入在每個部件中,應用軟件完全是采用基於嵌入式部件服務(Embedded Component Services)概念,實現全部數據的確良集成化和全局化。其有益之處是,一方麵該體係結構與IT世shi界jie的de主zhu流liu結jie構gou相xiang吻wen合he,從cong而er較jiao容rong易yi實shi現xian企qi業ye廣guang度du範fan圍wei內nei的de各ge類lei子zi係xi統tong的de通tong信xin無wu縫feng集ji成cheng,另ling一yi方fang麵mian也ye便bian於yu係xi統tong維wei護hu和he管guan理li,從cong而er最zui大da限xian度du地di降jiang低di營ying運yun成cheng本ben。

  ⑶依托包括智能檢測儀表、現場總線和企業級總線技術,構成集成化、智能化、高度自動化、基於數字總線的全數字化控製管理係統。其中,首先最重要的是通過采用現場總線和智能儀表和設備,將智能化、數字化、網絡化拓展到過程自動化的最底層—設備級,從而充分利用智能儀表的診斷功能和智能化功能,實現設備的狀態檢修和資源管理。其次,又可通過其特有的分布智能,、一方麵利用其內嵌智能功能模塊,實現現場級控製功能的智能化,改善控製係統的響應性和魯棒性;另一方麵,又能通過其特有的自校正、自診斷功能,減少危險區域儀表的巡檢、檢驗和校正等工作量,大大提升電廠安全性能。再次,通過對現場閥門磨損、變送器積汙等全範圍設備或工藝係統性能降低的監測,實現ASP(異常狀態的預防)功能,因而極大地改善過程控製的可用率,創造出良好的經濟和社會效益。據美國Emerson過程管理公司和JDI承包公司2004年發表的“數字總線技術對新建發電工程的經濟影響”研究報告稱:對於一個典型的600MW超臨界燃煤機組,在采用集成化、智能化、高度自動化的基於數字通信公路的係統後,可節省高達成2000萬美元的設備、安裝和施工費。

  ⑷在AI技術和計算機技術的助推下,在嚴酷的環境保護和市場競爭壓力下,過程工業開始越來越多地采用專家控製、模糊控製、學習控製、神經控製、預測控製、自適應控製等各類智能控製算法或係統。

  可以預見在不遠的將來,在無線通信等前沿技術的推動下,過程自動化將會進一步產生深遠的變革和提升。(張晉賓,中國儀器儀表學會現場總線及管控一體化分會委員)

  

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