期刊收录:维普收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
期刊收录:知网收录(中) 维普收录(中) 万方收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
期刊收录:维普收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
期刊收录:知网收录(中) 维普收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
期刊收录:维普收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
企业为了进行正常的生产经营活动,需配置适当数量的长期资产和流动资产,其中流动资产中非常重要的一项就是存货。对于制造企业而言,存货是指企业日常生产经营过程中,按照正常的营业方式而销售的产品及为生产该产品而需要消耗的原材料、辅助材料、低值易耗品、设备配件等材料,生产过程中的半成品和期末在产品也包括在内,存货的管理以及利用情况关系到企业的资金占用及盈利水平的高低。加强中小制造业企业的存货管理有着重要的意义,首先,通过合理降低库存、减少资金占用,避免物资短缺或积压,保证企业经营活动顺利进行;其次,帮助库存管理人员详细对库存商品进行控制和管理;再次,各种库存报表、结存及库龄分析等可以为企业作出相应决策提供支撑;最后,通过对存货的管理,能提高存货的周转率,将资金占用控制在低水平,有利于提高中小企业的经济效益。 1中小企业存货管理中存在的问题 1.1缺乏科学合理的采购计划 采购计划是企业组织采购的重要依据,也是确保企业生产经营正常运转的基础。中小企业在存货的采购环节通常缺乏科学合理的采购计划,采购人员有时凭借感觉或者以往的经验来判断是否需要进行存货采购、以及采购数量和采购时间,未根据生产订单需要并结合库存现存量确定具体的采购数量。这样,采购量过多可能导致废品、尾单料增加,生产成本增加,采购量少可能导致企业停产待料,严重的还会影响到企业的交货期甚至是生存发展。 1.2存货的计价和核算不准确 存货作为企业流动资产中非常重要的一项资产,合理选择存货的计价方法,真实的对存货的采购成本和发出成本进行计价至关重要,直接关系到企业财务报表和经营成果数据的核算准确性。日常交易中,中小企业的存货管理往往存在核算计量不准确、缺乏真实性的问题。有的企业在计算发出存货时,通过变更计价方式,人为调节企业存货价值,通过调节当期销售成本进而影响当期利润。有的企业在存货的期末账务处理时,未按照成本与可变现净值孰低原则计算当期存货价值,对已经发生减值迹象的存货未计提存货跌价准备,虚增企业存货价值。 1.3存货管理内控制度不健全 中小企业一般未制定存货管理制度,虽然会有一些存货管理方面的规定,也只是流于形式,实际未按规定执行,通常存在以下问题。首先,各部门职责划分不明晰,计划、采购、物流、仓储、生产、销售、财务各部门之间信息沟通不畅,对于采购计划、保管、盘点、报废等环节存在脱节的地方较多,出现问题时,部门间相互推诿会拖延解决的时间。其次,存货管理职务不明确,存在不相容岗位兼任情况,采购入库和验收、仓库保管和记账、采购审批和执行存在同一人完成情况。最后,缺乏采购环节的监管和存货质量的控制,未有审核人员确认采购人员和供应商直接协商后的定价与市场一般价格是否相符,无法避免采购人员和供应商勾结、吃回扣等情况的发生,增加企业因制度缺失、监管不严而引起经济利益流出的风险。 1.4ERP信息化管理不到位 在大数据时代,数据是一项非常重要的资本。ERP信息化管理系统是通常用来对商品的采购、保管、运输以及售后服务等环节实时动态监控的软件系统。但是,中小企业往往因为内控制度不健全、管理层不重视,甚至不愿意为信息化投入成本,尚未建立适合自身的ERP信息管理系统,导致管理层、计划、生产、销售不能实时动态的了解存货信息,存货管理效率得不到提高。仓库人员的库存数量不能及时准确的提供给计划、生产和销售部门,会延误相应的决策,导致存货积压或断货停产。 2中小企业加强存货管理的对策 2.1根据销售计划制定科学合理的采购计划 制定科学合理的采购计划能够使公司正常的进行生产经营活动,减少存货积压或者存货短缺。一方面,企业应建立全面预算管理制度,结合合理库存、生产消耗等情况科学制定采购计划,采购计划要明确采购的存货名称、规格、数量、用途、质量等级等主要内容;另一方面,采购人员要严格遵守执行公司制定的存货采购申请、授权审批制度,明确不同层级、不同部门的授权范围及审批权限,加强存货采购过程的合法性,进而有效控制存货的采购数量。公司还应组织监察小组,定期或者不定期对企业的采购行为是否依据审批通过的计划执行进行抽查,防止无计划、超计划或超库存采购等失控现象的发生。 2.2准确选择存货计价方法,确保核算的准确性 中小企业应严格按照现行的《会计准则》对存货进行核算和计量,按照规定制定企业的会计政策,并选择适合企业自身核算的存货计价方法。存货发出的计价方法主要有:个别计价法、移动加权平均法、月末一次加权平均法、先进先出法,最后两种计价方法实务中较常见。准确的确认存货发出的计价方法,可以提高成本归集的准确性。在会计期末,综合考虑持有存货的原因和资产负债表日后事项来确定可变现净值,并根据成本与可变现净值孰低原则计提存货跌价准备,保证核算的准确性。 2.3健全存货管理及内控制度并相互监督执行 存货管理内控制度做得好是存货管理的重要保障。首先,企业的管理层要重视存货管理,加强内部控制制度建设,明确划分部门职责,人员岗位职责清晰并贯彻落实,提高内部存货信息的共享性,在企业内部搭建起信息沟通的桥梁;其次,岗位设置要遵循不相容职务相分离的原则,确保各个岗位之间能够相互分离并相互制约;最后,加强采购环节监管、并重视存货质量的控制。企业可以通过加强人员监管制度,安排调研人员对市场进行全面细致的调研,了解市场上原辅材料价格变动情况,监督采购人员的工作,在采购验收环节既要重视存货数量的准确性又要保障存货质量的达标。 2.4重视ERP信息化管理,实时动态了解存货信息 在信息化时代,中小企业要在激烈的竞争中生产和发展,需要顺应时代的潮流,引进先进的ERP信息化管理模式。ERP系统的应用,首先,可以解决存货采购管理中存在的计划不科学、信息不准确、库存资源无法共享等问题;其次,信息化的提高,结合统一的会计准则进行核算,准确的核算企业的期末结存存货数量及成本金额,提高企业存货管理的精确性和正确性,高效提高企业的管理水平;最后,ERP的电算化,代替了手工操作,简化了存货盘点工作,降低了存货盘点的成本,使企业能够以低于竞争对手的成本进行经营,得到长远发展。 3结语 企业通过加强存货管理,可以对企业生产经营的全过程进行合理的优化配置,尤其是中小制造企业,管理趋势和重点是以较少的投入能够获得较多的产出,使企业管理中的订单流、货物流、资金流更加协同,也是现代管理的趋势。通过存货管理的信息化系统,与财务会计核算制度保持一致,核算企业的存货成本及期末结存存货,保证财务报告信息披露的准确性。最主要的是,通过精细化的存货及生产管理控制,可以降低企业的生产成本,减少存货占压资金,提高资金的周转效率,进而提高产品的市场竞争力,最终达到提高企业的盈利能力的目的。 参考文献 [1]张爱红.制造业企业存货管理现状及对策建议[J].对外经贸,2018(1). [2]汪贵旺.制造业存货管理内部控制问题探析[J].中国乡镇企业会计,2018(1). [3]刘艳红.中小民营企业存货管理存在的问题及对策[J].中国商论,2018(27). [4]梁晓娟.中小企业存货管理中存在的问题及对策[J].现代营销(旬刊),2017(8). 作者:于平 单位:唐山海泰新能科技股份有限公司
期刊收录:--
期刊收录:知网收录(中)
当前我国经济已由高速发展转向质量发展,社会越发重视资源的合理和优效使用、越发重视循环经济理论的研究和运用。循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为优秀,以“减量化、再利用、资源化”为原则,以低消耗、低排放、高效率为基本特征,符合可持续发展理念的经济增长模式,是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。电子商务活动包括信息流、资金流、商品流、物流,其中物流是实现电商服务的关键性的最终保障。通过电子商务可以实现网上信息传递、资金传递,减少了能耗,可以说电子商务是实现循环经济的重要手段。但由于城乡间的物流配送的特殊性,电子商务在对循环经济的贡献中还有很大的挖掘空间。 1电子商务影响城乡物流配送循环经济的因素 电子商务下的物流配送需要结合互联网技术及先进的管理手段,把在线上完成的网络化交易活动,通过对客户信息的整理归类以及配货等工作,在满足三定(定时、定点、定量)要求下送达客户。它是一种信息化、现代化和社会化的物流配送。随着农村电商的发展,农村居民对网上购物的逐渐喜欢和习惯,工业品下行的业务大幅度增加,使得城市到乡村的单向物流配送也大幅增加,但由于各种原因,使得从乡村到城市的物流配送与工业品下行的物流配送难于有效对接,从而影响了城乡物流配送的循环经济效应。主要的原因有以下几个方面。 1.1农产品上行难,导致城乡物流配送循环不匹配 农产品上行是指以农村电商为媒介,打开本地特色农产品的销售渠道,让特色农产品从田间直达全国百姓餐桌的一种运营模式。简单来说,就是通过线上进行农产品的售卖,让农户可以线上线下相结合,解决产品销售渠道匮乏的难题。目前,影响农产品上行的主要因素有以下几个方面。 1.1.1农村基础物流设施建设质量不足 据2017年交通运输行业发展统计公报发表的统计数据来看,2017年末我国农村公路里程400.93万公里,其中县道55.07万公里,乡道115.77万公里,村道230.08万公里;年末全国通公路的乡(镇)占全国乡(镇)总数99.99%,其中通硬化路面的乡(镇)占全国乡(镇)总数99.39%、比上年提高0.38个百分点;通公路的建制村占全国建制村总数99.98%,其中通硬化路面的建制村占全国建制村总数98.35%、提高1.66个百分点。从数量上看我国农村基础道路设施建设取得了一定的成绩。但从质上看,由于前期农村基础道路设施建设较片面追求数量大,只着眼于眼前情况,从而忽视对基础设施质量上的要求,使得一些已建成的公路标准较低,加之行车数量多、吨位大、公路后期养护投入不足,一些地方已出现“油返砂”现象。另外,农村农贸市场和批发市场缺少专业的储存场所、销售场所。 1.1.2农产品生产没有形成规模化及品牌化 我国农产品生产大多为小规模生产,存在盲目化、跟风化、分散化、低端化、碎片化等问题。另外,农产品是非标准化产品,现行农产品大小形状不一,缺乏有效的货源组织,标准化、品牌化不高,从而难以建立对品牌农产品的信任效应,这就使得网上购农产品的需求量受到了限制,从而也影响到了农村到城市之间的物流配送量,影响了城乡间的物流配送循环经济效应。 1.2缺少公共信息平台及现实中的动态联合 电商的发展,使得线上连接生产者与消费者两端的环节大大减少,线上交易活动时间快速完成,从客户心理来看,也要求线下的实物能快速保质送达,因此,电商环境下对连接生产者与客户之间的供应链的组织与实施能力要求更高。又由于电商供应链各环节缺乏互动联合、动态联合与分工协作,不能很好地整合各地的农业电商商家的需求信息,供应链的前后两端无法很好对接,没能形成信息集聚化,导致电商的效率及成本优势难以突显。 2优化电商环境下的城乡物流配送,提高城乡物流配送循环经济效应 2.1合理规划和建设农村物流基础设施及持续有效维护 提升城乡物流配送循环经济效应是一个系统的工程,因此,在政府主导下,结合已有的城市物流配送网络,联同农业、商务、供销、邮政等多部门、多单位,根据县域内农村物流的需求特征,整合交通运输、农业、商务、供销、邮政等既有农村物流资源,合理确定县、乡、村三级农村物流节点的数量、布局、规模和功能,从而优化物流节点布局。对于已建成的物流基础设施,要做到持续维护以保证物流硬件正常运转,发挥作用。 2.2建设和完善电商及物流配送公共信息平台 电商服务的起点是信息流,信息不畅商务活动就无从谈起,信息不通城乡物流配送循环经济效应就难以实现。因此,建设和完善城乡物流配送公共信息平台有助于电商环境下的城乡循环经济 发展。电商的线上交易活动源于互联网,只有网络信息通畅、快速,才能体现电商服务的线上优势。而经营电商的商家基于各自的利益及能力局限,电商商家之间、电商企业与物流配送企业之间、物流配送企业之间,他们的信息互通及资源共享程度不高,使得电商的线下物流服务比较分散,物流成本偏高。因此,有必要通过政府的政策引导、政策支持来建设开放、协同、互动的电商及城乡物流配送公共信息平台,使电商服务供应链上各环节之间能进行有效的动态联合与分工协作,整合电商商家间的供需信息,使电商供应链的前后两端形成的需求信息集聚化、共享化、规模化,实现有效联合,动态联合,规模化效应,降低成本。 2.3统筹发展规模化品牌化特色农产品 发展农村电商的主要目的是减少农产品的流通环节,降低物流成本,提高农民收入。从规模经济来看,只有通过统筹获取规模化的生产及品牌化的发展才能持续提升农特产品的生命力。 2.3.1统筹发展规模化特色农产品 通过电商平台的信息导向,了解消费者的需求信息,同时利用国家现行对农村土地流转的政策,从个体农户手中流转土地进入企业,在企业层面进行统一管理,统一技术支持,从而把分散的农业生产转化为集聚型的、规模化的生产,通过生产规模的扩大,促进农产品生产的机械化,从而在生产环节降低生产成本,通过集聚化、规模化的生产,促进物流配送的前端集聚化物流服务,有效降低农产品物流成本。又由于个体农户土地的流转,农民可以在家门口就拥有就业的机会,从侧面提高了农民的收入。农产品规模化的物流服务更有助于匹配工业品下乡的物流配送服务,从而实现城乡物流配送循环经济效应。 2.3.2形成品牌化效应农产品 品牌化的农产品在很大程度上与农产品的种植生产环境息息相关,也就是与土质、气候及科学技术息息相关。因此,可以通过政府部门对我国农村土地的土质、水质、气候等进行持续的监测,提供持续的相关信息,并对农产品的生长环境进行维护,再根据农产品生长对土质、水质、气候的需求特点,结合先进的农科技术,在最适合的环境使用最好的技术,促进农产品品牌的创立和发展,推进农产品上行的发展,推进城乡物流配送循环经济效应的提高。 2.4实施城乡物流配送云配送模式 电子商务环境下云配送物流模式是将云计算应用到电子商务活动的物流配送中,运用云计算的技术支持功能,对物流配送现有资源进行整合优化,向客户提供其所需要的配送服务的新模式。云配送模式的实施是一项庞大、系统的工程。通过政府牵头、互联网公司提供技术、融入电商企业和物流企业及供需双方接口,构建城乡电商和物流资源共享平台,使电商信息平台、物流配送信息平台及与之相关的硬件资源能统一进行组织、管理、监控与共享,运用网络的虚拟技术,将现实中的物流配送资源首先转化为虚拟配送资源,在虚拟环境中完成联合的、动态的、拓展的云体系配送服务,实现智能匹配、优化成本、智能结算等管理工作,通过正确分析区域分布状态、产品配送要求、收货地点、物流资源等情况,优化匹配前后两端任务、对任务进行动态分解与组合,为终端用户提供最优的物流配送服务,打通“工业品下乡”和“农产品进城”的双向物流体系,将二者融为一体,形成城乡物流配送有机循环,从而实现循环经济效应。 2.5加强云配送物流人才队伍综合素质与能力的建设 电子商务环境下的物流云配送服务是基于将云计算技术运用于物流配送各环节,整合信息及物流资源并进行合理匹配,平台信息量大、网络结构复杂、包括供需信息、物流资源、人力资源等进行有效的协作才能充分发挥物流云配送的功能,物流云配送的顺利实施向人力资源的素质与能力提出了更高的要求。因此,需要建设具有前瞻目光及实干能力的人才队伍。具有前瞻目光,就是指能以系统化、整体化的思维来思考问题,以企业发展的思想来思考问题,有助于从整体上进行管理,有助于从物流供应链角度出发来分析物流配送各环节之间的协作关系,有助于降低物流配送的整体成本,从而实现物流配送的良好经济循环。除有前瞻目光外,还需具有实干能力的队伍,具备高度的执行力强人力资源队伍。这样,可以保证相应的思想和策略落地生根,更好地完成利用云配送模式实现城乡间物流配送的循环经济效应。 3结语 随着国家电商发展规划的实施及人们对生活资料质量的要求提升,将会促进特色农产品的需求上升,更加突显了如何充分利用电商提供的平台实现城乡物流配送循环经济的问题。通过合理规划、建设及有效维护农村基础物流设施,促进农特产品的规模化和品牌化,在城乡物流配送上采用云配送模式,在高素质人才的组织和管理下,提供最优的工业品下乡与农产品上行的物流配送选择,形成物流、信息流、资金流的有机循环,从而减少电商前后两端的中间环节,降低物流成本,提高农特产品的规模化、品牌化,更好实现循环经济效应。 参考 文献 [1]王婷睿,初永泽.循环经济模式下辽宁省绿色物流发展对策研究[J].江苏商论,2010(2). [3]张树梁.电子商务环境下云配送物流模式研究及其应用[D].重庆大学机械工程学院,2014. 作者:姜爱月 单位:广西工业职业技术学院
开展水稻安全生产关键技术信息建设,构建“学校+企业+基地”的三方协同联动机制,农户按照安全生产技术规程进行生产,对提升水稻安全生产能力与水平具有重要作用。农业信息技术包括传感技术、通信技术和计算机技术[1]。20世纪90年代,一些发达国家在作物栽培的各个环节,包括土壤调查、环境调控、配方施肥、品种选用、栽培病虫害防治等方面实行了计算机管理和调控[2]。由于遥感与GIS技术的应用,现代信息系统、作物模型和专家系统三者不断整合,可视化虚拟技术也涌入农业信息技术建设中,智能化程度不断提高,建设成本也不断提升。1993年农业部率先创建了部级的行业信息网。“十二五”时期,中央一号文件就明确提出了建设以农业物联网和精准装备为重点的农业全程信息化和机械化技术体系,发挥现代农业示范基地的引领作用的建设方针。近年来,农业传感器、农业物联网和农业大数据等先进技术被广泛应用于各行各业[3],高起点、高投入的智慧农业在地理位置条件优越、经济水平较高的东部沿海地区实现了快速发展,但很多地区因为城乡经济水平差距较大,乡村数字基础设施建设不足、数字乡村专业化人才匮乏[4],“高大上”的智慧农业相关技术很多农民用不起、不会用。所以,新形势下的农村信息化技术需求主要是均等化远程教育技术、低成本信息终端接收技术、传感器技术和生产模型技术[5]。加强乡村信息技术建设是全面落实乡村振兴战略的重要手段之一,邱智等[6-8]从不同侧面研究了现代信息技术建设对乡村振兴的推动作用、建设路径与建议。项目组依据我国农业农村信息工作要求,以“信息稳农、信息强农、信息惠农”为基本工作目标进行探索。以广东省清远连州市白石村水稻生产为例,从现状调研入手,并按照量力而行、放眼长期、立足实际、从应急做起的基本原则进行建设与管理,旨在用最为经济的手段,做最实惠的事情,解决目前农民文化水平偏低、信息化生产观念模糊、获取信息与利用信息能力弱以及终端接收设备差等实际问题。 1构建总体思路 1.1建立三方联动的建设与管理机制 本研究采用学校、企业和农户三方联动共建的方式,基本关系如图1所示。基于农户水稻种植生产与企业稻谷加工的基本需求,三方分工协作共建。学校负责水稻安全生产信息化管理平台的建设,主要工作是水稻安全生产防控关键技术数据采集贮存、整理分析,研制安全生产防控方案和防控信息,培训生产人员、指导企业和试点基地农民开展水稻的安全生产。合作企业负责试点基地生产管理、实时采集信息、安全生产监控与安全稻米加工。在实际生产中,合作企业与试点基地农户签订生产合作协议,企业分发良种、农药和化肥等生产资料,收购农户稻谷。试点基地农户必须按照企业要求,依据生产技术规程、生产方案种植水稻,采集生产过程数据、反映生产过程的具体问题。 1.2建设与管理实现路径与方法 基本的实现路径与方法如图2所示,主要分为以下5个步骤:第一步,开展基地的种植环境调研,确定种植的水稻优良品种。第二步,采集土壤肥力、重金属含量、化肥施用量与施肥方式、主要病虫害与防治、稻米加工等基础数据,并建立基础数据库。第三步,在基础数据的基础上,依托项目组成员已有的成果,研制安全生产基本规程(文件)。一是研制不同肥力层次的土壤施肥方案;二是依据动态病虫害的实时监控,研制个性化绿色病虫害防控方案;三是依据绿色食品加工生产标准,结合地方实际,健全稻米安全加工关键技术规程。第四步,依托学校超星泛雅网络教学平台,构建水稻安全生产信息化管理平台,APP手机终端技术为开展互动交流的主要手段。第五步,对相关人员开展生产技术与平台使用操作培训,通过基地示范和引导带动地方的积极参与,推动区域优质水稻安全生产与管理的数字化。 2生产需求分析 以白石村水稻生产为案例,该村水稻生产模式是“公司+农户”。连州市高山绿稻米业有限公司统一发放水稻品种,在公司人员指导下按照施肥配方进行施肥,水稻收割后,由公司统一加工和销售。调研发现,该村村民文化程度低,社会经济水平偏低,有明显的空心化现象,80%的有文化的青壮年劳动力流向城市工作,留守在农村的主要是老人与孩子,从事水稻生产的主力是50岁以上的人员,普遍只有小学文化程度。村民知道水稻安全生产基本常识的不足20%,能获得与利用相关信息的不到10%。生产过程管理还处于经验管理层面。总之,在水稻生产中要提升安全生产意识,亟需增加信息化建设投入,建成浅显易懂、直观、实用的生产技术信息系统。工作重点是编制针对不同土壤肥力的施肥配方,解决盲目施用化肥的问题;研制绿色防治为主体的病虫害综合防控方案,解决病虫害防控的农药滥用问题;采取三方联动的方式开展关键技术信息化建设,解决农业技术推广滞后于实际生产需求的问题。 3建设与管理内容 3.1关键技术与信息处理 影响水稻安全优质生产的关键因素有土壤基本状况,包括土壤主要养分含量和重量金属含量、肥料的施用量与施用方式、病虫害防治方法。针对以上因素采取相应的技术措施,并进行信息处理。 3.1.1土壤基本状况监控 土壤是水稻生长的基本条件,对水稻的优质安全生产起决定性作用。在关键技术信息化建设中,重点做好以下两项工作:1)检测分析土壤。采集种植土壤样品,检测土壤pH值、土壤主要养分含量和重量金属含量。其中,土壤养分含量包括碱解氮、速效磷、速效钾和有机质的成分含量。重金属主要包括铅、铬、镉、汞和砷等,在土壤中的含量低于GB/T36869—2018中第4章规定的阈值时,可进行水稻安全生产;高于安全阈值时,应结合稻米的重金属含量分析进行验证,并展开下一步抽检评估[9]。2)建立土壤基本状况数据库,作为水稻优质安全生产基础数据库的主体部分。该数据库原则上3~5年更新一次。 3.1.2施肥管理信息化建设 水肥是影响水稻优质生产的重要因素,其核心是施肥技术。按照信息存在状态,施肥技术信息分为静态数据和动态数据两个部分。1)静态数据信息是指在水稻生长周期内保持相对稳定的数据信息,主要是测土配方施肥方案和水稻的典型缺素症状彩色图谱库。其中,施肥技术信息包括施肥用量、施肥方式与时间两部分内容,处理的基本方法是利用Excel编制测土配方施肥简易小程序。该程序输出的施肥方案通过技术培训和现场指导进行推广使用。水稻的典型缺素症状彩色图谱库包括全部大量营养元素、部分常见的中量与微量营养元素的典型缺素症状图。依据实际生产状况与图谱对照,可初步判断水稻生长的主要营养状况。2)动态数据信息是指在水稻生长周期内持续变化的数据信息,主要是水稻生长核心指标变化监控情况的数字化。监控的主要指标有水稻主茎高度、分蘖动态和叶色变化。利用远程监控、委托公司农户拍摄视频或照片以及实地测量获取数据,进行信息化服务与管理。其中,水稻主茎高度和叶面颜色可通过安装太阳能监控器高清摄像头获取,如图3所示。利用手机进行远程监控、获取数据;分蘖动态和叶色异常变化是通过现场观察与远程监控结合的方式获取数据资料。专家根据此三项指标对水稻生长情况进行实时评估,如有异常情况,通过服务平台或微信群相应的技术处理措施,指导农民生产和管理。 3.1.3病虫害防治信息化建设 水稻病虫害防治是影响水稻优质安全生产的直接因素,防治不当会造成水稻产量和品质降低、农药残留,同时引起环境的污染。本研究统筹考虑水稻病虫害发生的规律,全面梳理水稻的病虫害发生情况,结合先进的防控技术,形成绿色环保、防控高效、操作简单的绿色防控技术方案,优先采用农业措施、物理措施和生物措施,减少化学合成农药的使用,采用减量增效技术[10]。病害防控重点是稻瘟病、纹枯病、南方水稻黑条矮缩病;虫害防治主要是实施水稻二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱等的诱捕与诱杀措施。在本研究中,病虫害防治信息化建设的主要目标是结合远程监控把病虫害防治与实时预报进行一体化建设。病虫害防治信息建设的内容及方式:首先,建立水稻常见病虫与危害图片库,对应防治措施的文字与音像视频文件。其次,利用诱捕、诱杀设备和远程监控设备采集病虫害实时信息,并将诱捕到的害虫与图片比对,通过专家分析对虫情进行实时预报,从而实现病虫诱控、诱杀防治与实时预报一体化建设。 3.2生产服务平台建设 3.2.1服务平台的基本功能与框架 服务平台是水稻关键技术信息化建设的核心部分,主要承载着数据采集、分析、存储与信息等功能。超星泛雅网络教学平台是当前高等教育,特别是高等职业教育教学的主流网络服务平台,具有功能强大、建设技术要求低、使用方便等优点。本研究将该平台的服务教学功能延伸到农业生产服务,水稻安全生产信息化服务平台的基本结构与功能。 3.2.2服务平台的主要内容 在水稻安全生产关键技术信息化服务平台建设中,依据水稻生产过程,将水稻优质安全生产关键技术分成6个模块,平台显示为6章。包括水稻良种推介、土壤状况分析、生态栽培与管理、病虫害预报防治、稻谷初级加工和市场与标准,覆盖水稻优质安全生产与管理的全过程。6个模块一共设计了多个技术服务单元,每个技术服务单元是一个相对完整的技术服务内容,建设资料主要包括文字图片资料、音像视频资料、研究前沿信息资料等。 3.3信息与专家服务 技术服务信息是通过通信网络和家庭宽带网与传输的,利用智能手机登录学习通APP,或电脑终端登录超星泛雅网络教学平台,同时,借助微信群及时推送信息。专家服务主要是指导生产,分析解决生产中遇到的技术问题,解答农民的提问等。以课题组成员为主体组成专家组成员,采用线下和线上混合式培训服务,其中,线上主要是生产信息监控、生产问题分析、实时视频与音频、生产指导信息与视频、快速解答农民提问;线下主要是生产技术培训、关键技术服务平台使用辅导、实地生产指导与答疑等。 4结语 水稻安全生产关键技术信息化建设与管理是推动乡村振兴的重要手段之一。乡村数字基础设施建设不足、数字乡村专业化人才匮乏成了当前乡村技术信息化建设的瓶颈。本项目在国家政策扶持、乡村两委的支持下,通过校企合作、资源共享的办法,在经费有限的情况下,建成简单、实用的水稻安全生产关键技术信息化管理系统,在培训和生产指导中收到了预期效果。 参考文献: [1]李道亮,张立伟.农业信息技术与现代农业发展[J].中国农村科技,2007(12):30-31. [2]张丽娟.中国农业信息化的现状与对策[J].农业与技术,2004(6):49-52. [3]罗学梅,陈艺,钟林忆,等.农业科技创新示范基地与农技推广服务平台建设[J].中国农技推广,2021,37(11):6-11. [4]张蓓.乡村振兴背景下数字乡村发展的路径研究[J].南方农机,2022,53(12):122-124. [5]李道亮.从社会发展趋势看农村信息化技术的需求[J].中国信息界,2009(3):29-31. [6]邱智.现代信息技术助推乡村振兴战略的路径研究[J].南方农机,2021,52(21):59-61. [7]楚诗卉.乡村振兴背景下对农村信息化建设的措施探讨[J].农业工程技术,2021,41(36):96-97. [8]曹裕涛.计算机及信息技术在农业生产中的应用[J].南方农机,2019,50(23):92-93. [9]国家市场监督管理总局.水稻生产的土壤镉、铅、铬、汞、砷安全阈值:GB/T36869—2018[S].北京:中国标准出版社,2018. [10]熊清华,雷良辉,黄玉红,等.水稻主要病虫害防治农药减量增效技术应用成效[J].中国植保导刊,2021,41(4):88-92. 作者:杨敏 李果 陈秀虎 彭启华 郭峰 胡结文 肖卓霖 单位:清远职业技术学院 连州市高山绿稻米业有限公司
石油化工企业自动化控制研究:石油化工企业中自动化控制探讨 1自动化控制在石油化工企业中的具体运用 1.1智能阀门定位器 阀门定位器的使用情况影响到产品生产的质量及安全性,为了保证石油化工装置自动化控制系统的精度,首先要做的就是正确选择调节阀,随着自动化控制系统在石油化工企业中的应用,智能阀门定位器也得到了普及。智能阀门定位器中双向数字通讯减少了现场额外的布线,保护操作环境,提高了操作的安全性,实现了对整个过程的控制,同时还节省了硬件开支,为企业带来经济效益。智能阀门调节器采用全密封结构,减少了外界环境对其造成的影响,有利于维持调节器的性能,延长使命寿命。此外,FIELDVUE阀门定位器和变送器可以通过HART通讯协议及时里了解现场信息。 1.2分散性控制系统 在石油化工企业中,分散性控制系统的应用是一个较为普遍的现象。分散性控制系统在我国经历了长久的发展历程,已经形成规模较大的企业,目前的分散性控制系统具有独特的优势,比如智能控制的数字化发展、装置的兼容性等,并且不同型号的分散性控制系统还可以互相连接,组成一个规模较大的便捷网络管理控制系统。分散性控制系统在石油化工企业中的应用主要是在油品储运系统、化工生产装置等方面,极大地提高了石油化工企业的生产效率。然而,分散性控制系统仍然存在诸多尚未解决的问题,其中较为突出的问题就是,分散性控制系统装置的利用率偏低,资源浪费现象严重,且系统冗杂。 1.3火灾和气体检测系统 与传统的全球分销系统相比,火灾和气体检测系统不需要借助其他装置就可以实现对装置火灾和危险气体泄漏的检测、分析、预防和控制。火灾和其他检测系统作为一套可燃气体检测及火灾控制系统,适应了现代化工厂的HSE管理,满足了石油化工企业管理的需要。石油化工企业在生产产品的时候,其各个环节对于SIL等级的要求都比较高,因此,火灾和气体检测系统的组成件也必须具备相应的SIL等级国际认证才能投入使用。火灾和气体检测系统的各组成设备、附件分布在危险区域和非危险区域当中,各区域内的传感器具备检测功能,终端执行器则发挥执行功能。此外,在布置现场还会设置许多手动报警按钮,以便于及时险情并迅速做出报警反应。火灾和气体检测系统提供的主要功能有发现可燃气体、有毒气体、火焰和火灾,提供自动和手动灭火装置。同时,火灾和气体检测系统可以将火灾报警系统和气体探测系统归属到一起进行设计,与其他设备的联网可以构成一个消防安全网络。 2石油化工企业加强自动化控制运用的有效策略 2.1采用自适应控制模式和最优控制技术进行自动化生产 自适应控制和最优控制是自动化控制的两种模式,自适应控制指的是能够根据工作环境的情况而自动智能调节机器性能的反馈控制系统,从而使系统能够按照设定的标准以最佳的状态进行工作,而最优控制则是现代控制理论的一个重要组成部分。自适应控制和最优控制虽然有其缺陷,但仍被广泛应用于多个领域,石油化工企业要采用自适应控制和最优控制技术进行自动化生产。石油化工企业可利用自动化控制设备来反馈企业的生产状况,从而根据反馈结果对企业生产的薄弱环节作出相应的调整,从而保证企业能够按照原定的生产计划正常运转。最优控制的基本理论是动态规划和最大原理,采用变分法的方式在企业的生产过程中严格对温度、压力等因素进行严格控制。 2.2全面提升企业自动化生产的综合控制能力 石油化工产业本身具有生产规模大的特点,互联网技术、信息技术、网络技术以及自动化技术等技术在石油化工生产中运用的效果较为突出。根据国内外的经验,石油化工企业要想确保自身正常运转,扩大生产规模,提高石油生产的效率,必须要全面提高企业自动化生产的综合控制能力,要求石油化工企业充分借鉴技术优势,做到信息管理控制一体化,优化企业的生产结构,提高企业自动化生产的效率,保证企业生产环节的正常进行。 2.3以市场需求做为自动化生产的出发点 我国石油化工企业生产的目的是为了满足市场需求,因此,石油化工企业的生产必须要结合市场现代化需求,符合现代化生产的发展规律。石油化工企业需将市场需求作为自动化生产的出发点,把握好市场的导向,生产出大量的石油化工产品,充分满足市场需求。同时,石油化工企业还要借鉴国内外的先进技术,更新自己的生产技术,做好应对生产过程中出现问题的准备,防止出现资源浪费、技术落后的情况,优化资源配置,提高企业的生产效率。 3结束语 综上所述,自动化控制系统在石油化工企业中的应用具有非常重要的意义,我国石油化工企业应当及时更新自动化控制技术,为自身的发展奠定坚实的基础。 作者:刘阳 单位:陕西省西安市西安石油大学 石油化工企业自动化控制研究:石油化工企业仪表自动化控制系统应用研究 摘 要:科技在不断的发展,对工业生产有着重要的影响,科技的进步使得工业生产的效率也得到了提高,在进行石油化工的生产时,对科技的要求的是非常高的,石油化工在生产的过程中需要使用仪表自动化控制系统,这一系统的应用对化工企业的发展是十分有利的,需要得到我们的重视。 关键词:石油化工;仪表自动化;控制系统 石油化工企业的发展对国家的经济有着十分重要的影响,随着科技的不断发展,人们对石油化化工的要求在逐渐的增加,在整个石油化工的生产中,需要使用仪表自动化控制系统,这一系统随着石油化工企业的发展,要求在逐渐的增加,在这样的发展状态下,就需要进行改进,在企业生产的过程中使用的是智能化的仪表,也就是仪表自动化系统,这样的系统在整个功能上有了很大的提升,还在效率上也得到了极大的提高,这样对石油化工企业的生产是十分重要的,使用仪表自动化控制系统为石油化工企业的发展做出了贡献。 1 石油化工企业仪表的重要性 石油化工企业要想发展就离不开仪表,仪表系统在整个化工企业的发展中扮演着重要的角色,现在的石油化工企业生产已经逐渐的走向了现代化和数字化,数字化的应用提高了使用的效率,在仪表中除了使用数字化,还使用了智能化、网络化等手段,这样就可以很大程度的促进石油化工企业的发展。随着石油化工行业的不断发展,人们对石油化工仪表的要求在逐渐的增加,在这样的发展趋势下,对仪表进行了改进,尤其是自动检测仪,自动监测仪在性能上的改进是十分大的。 从现场的总线上来说,可以更好的适应了工业的生产,在性能上的提高使变送器也在不断的发展,这样对整个变送器来说也是十分有利的。现代化的自动化仪表在使用的过程中需要在安全性和稳定性上得到提升,这样就可以将整个石油化工企业的发展水平体现在仪表系统的使用上,因为自动化仪表的改进可以提升石油化工企业的生产侠效率,对整个生产有着十分重要的影响,需要得到我们的重视。 数字化仪表的出现不仅仅在性能上得到了极大的提升,在结构上也得到了极大的提升,数字化仪表在操作的时候变得更加便捷,因为现在的很多货物都是进出口贸易,这样对整个生产的要求就在逐渐的增加,在这样的情况下,就需要在产品的质量上有着严格的要求,尤其是在整体性上,需要将整体性总合的运用到仪表控制系统中,还要将在仪表的管理上加强,使用性能和结构较好的仪表,对生产的产品也是非常有利的,在质量上可以得到保证,这样出口到过国外的产品就会更加的受欢迎,对整个企业的影响也是非常大的,因此要使用较为先进的仪表自动化控制系统,这样对石油化工企业的生产是非常重要的。 2 石油化工企业仪表自动化系统的介绍 2.1 DCS(分布式控制系统) 在石油化工的生产中,使用的较为频繁的系统就是分布式控制系统和集中式控制系统,这两大系统在石油化工产业中是十分关键的。但是在我国的石油化工企业中使用的都是DCS系统,DCS系统在性能和结构上都有着一定听的优越性,相对于传统的仪表自动化系统来说,DCS系统在使用的过程中,使用了数字化和智能化技术,在兼容性上是非常好的,这样对整个企业的发展就有了要求,在整个企业的发展中,一定要有着足够的重视,兼容性的体现是DCS系统在功能上有着优越性的体现,在整个企业的生产中,需要将整个企业的发展作为重点,因此兼容性就变得十分重要,在企业的发展中,可以将本企业不同的型号的系统与厂商的DCS系统连接在一起,这样就可以形成一种控制体系,对整个企业的发展是十分有利的,在控制的时候也是非常便利的,提高了企业的生产效率,在出现问题的时候也可以及时的沟通,这样对整个企业的生产有着十分重要的影响。 2.2 新型DCS系统 DCS系统在石油化工企业的发展中是非常重要的,尤其是在炼油的时候,炼油是不能够离开DCS系统的,在生产的过程中,会生产出半成品和成品,在石油化工企业中使用DCS系统可以增加其控制能力,提高自动化的性能,石油化工企业的生产可以利用DCS系统进行石油化工的生产,应用DCS系统进行控制,在一定程度上能够更好的利用系统进行控制和管理,但是,还是有很多的企业在进行生产的时候无法更好的利用DCS系统的所有功能,导致自动化系统在使用的时候出现情况复杂的问题。我国在DCS系统生产方面也有很大的发展,在这种情况下,很多的软件开发更加适合于石油化工企业的生产,这样在功能方面也出现了更好的情况,同时在使用的时候可靠性也是非常高的。 3 具体分析 3.1 检测执行仪表方面 石化现场设备或者管道内界质温度一般都在-200~1800℃之间。现场的水银玻璃温度计都会被双金属温度计取代。热电阻和热电偶信号都会直接进入DCS中。在所有仪表中压力仪表是最受重视的,因为它是与人们的安全联系最紧密的仪表。压力传感器和特殊压力仪表都是采用很多原理生产的,能抵御住高温,能在脉动介质、粉状和易结晶介质中测量压力等。再从物位仪表来讲,石化行业都以液位测量为主,并且除了浮力式仪表外,物料仪表都没有通用的产品。但从测量方式可分为浮力式、静电式、超声波式、电容式、磁致伸缩式和雷达式等等。仪表中还有流量仪表、分析仪器、在线过程分析仪和执行器等仪表。温度、压力、流量和液位都是工艺参数的保证,对生产过程中物料成分的分析和对最终产品的分析都是非常必要的。要对排放的物质进行详细的分析,不能对环境造成污染。 3.2 控制策略 从如今的新一代DCS系统的变化可以看出,石化工业在自动化连接控制、批量控制和顺序控制等基本控制策略还是没有改变。智能化算法如智能PID控制器和多变量控制等都已经开始普遍采用,其都是以DCS为基础的控制,但也都可以独立控制。传统的生产过程都是一个装置一个控制室,但现在几乎都是多个装置一个控制室或全厂都由一个控制中心进行控制,并且都是以LCD屏幕或CRT显示为主。现在人机界面方面都在以DCS操作站屏幕为主,这样能让公益操作人员轻松地进行操作。 石化装置的工艺过程复杂,很容易发生火灾或爆炸等。因此对安全性的要求在不断提升,若仅由DCS设备完成,则已经不能满足现在的要求了,如ESD系统就会在DCS之外单独运行。智能化和自动化控制仪表不仅使得安全生产成为现实,而且现在应用的SIS系统都是以人性化和安全性为主的生产系统。不仅要紧抓安全生产,还要在生产线的危险场所设置警报系统,一旦有可燃气体或有毒气体泄漏后能及时得到提醒。全厂的每个角落都要在火灾报警控制系统的监控下,对重要的工艺装置进行控制和检测。 4 结论 石油化工在生产过程中实现了安全生产,同时在控制方面也发生了很大的变化,因此,企业在发展过程中要不断提高自动化控制水平,这样能够保证企业在激烈的市场中获得更好的发展控制,提高企业的竞争力。 石油化工企业自动化控制研究:石油化工企业中自动化控制的应用前景分析 摘 要:石油化工产业与我国的经济和能源安全有着直接的关系,对我国社会发展起着至关重要的作用。为了促进石油化工产业的发展,自动化控制系统逐渐在我国得到广泛的研究和应用。本文将对我国自动化控制在石油化工行业的发展及应用做了探讨。 关键词:自动化控制 石油化工行业 在我国,虽然石油资源总量较大,石油消费增长速度很快,但是就目前的石油产量并不能使人们对石油的需求得到满足,需要进口的石油数量越来越多。在这种形势下,石油化工产业需要在不断研究和引进新技术的同时,提高企业管理水平,采用自动化控制系统。自动化控制不仅能避免人工操作的危险,而且为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥了更大作用,同时推进了石油化工行业的发展转型。 一、石油化工企业人工操作的危险性 1.现场人工操作用人多,一旦发生事故件直接造成人员伤亡。 2.人工手动控制中很难严格控制工艺参数,稍有不慎即会出现投料比控制不当和超温、超压等异常现象,引发溢料、火灾甚至爆炸事故。 3.作业环境对人体健康的影响不容忽视,很容易造成职业危害。 4.设备和环境的不安全状态及管理缺陷,增加了现场人员机械伤害、触电、灼伤、高处坠落及中毒等事故的发生,直接威胁现场人员安危。 二、石油化工企业自动化控制运用历程 石油化工自动化系统的技术发展关系到这一支柱产业的发展水平,因此,十分引人关注。多年的经验证明,自动化已成为企业提高效率的有效手段之一,特别是随着信息技术的应用和发展,现代企业自动化的概念已不单是生产过程的自动化,还包括企业信息管理和实验室灾难性等的综合自动化,具体包括生产过程控制与管理、计划、仓库、设备、安全、财务、人事、市场和经营等的信息系统,是企业的综合信息管理系统。中国石油化工自动化经过50多年的发展,通过技术引进,消化吸收和不断创新,自动化水平取得了长足进步。主要体现在:现场已从手工操作发展到自动化控制,从低级的单回路控制发展到高级复杂系统控制,直到炼化一管控一体化。中国的大中型石油化工企业主要乍产过程在不同水平上均已实现了自动化控制,并取得显著的经济效益小型骨干石油化工企业的主流程也已具有比较成熟的控制系统和低成本自动化成套技术,并实现了生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高,已成为石油化工企业生产过程的主要检测手段,电子仪表、数字仪表、智能变送器与执行器的使用数量逐年增加现场总线控制系统的应用取得进展,近年来已成为石油化工自动化领域发展的热点之先进控制与优化技术、安全性控制、生产调度和管理中的开发与应崩进一步提高,并取得了良好的经济效益。 三、自动化控制的几种方法 1.自适应控制 自适应控制可以看作是一个能根据环境变化智能调节自身特性的反馈控制系统以使系统能按照一些设定的标准工作在最优状态。一般地说,自适应控制在航空、导弹和空间飞行器的控制中很成功。可以得出结论,传统的自适应控制适合没有大时间延迟的机械系统;对设计的系统动态特性很清楚。但在工业过程控制应用中,传统的自适应控制并不如意。PID自整定方案可能是最可靠的,广泛应用于商业产品,但用户并不怎么喜欢和接受。传统的自适应控制方法,要么采用模型参考要么采用自整定,一般需要辨识过程的动态特性。它存在许多基本问题:需要复杂的离线训练;辨识所需的充分激励信号和系统平稳运行的矛盾;对系统结构假设;实际应用中,模型的收敛性和系统稳定性无法保证。另外,传统自适应控制方法中假设系统结构的信息,在处理非线性、变结构或大时间延迟时很难。 2.最优控制 最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分。成功应用于航天航空和军事领域,在许多方面改变了人们的生活。一个典型的最优控制问题描述如下:被控系统的状态方程和初始条件给定,同时给定目标函数。然后寻找一个可行的控制方法使系统从输出状态过渡到目标状态,并达到最优的性能指标。动态规划、最大值原理和变分法是最优控制理论的基本内容和常用方法。庞特里亚金极大值原理和贝尔曼动态规划是在约束条件下获得最优解的两个强有力的工具,应用于大部分最优控制问题。在实际应用中,最优控制很适用于航天航空和军事等领域,例如空间飞行器的登月、火箭的飞行控制和防御导弹的导弹封锁。工业系统中也有一些最优控制的应用,例如生物工程系统中细菌数量的控制等。然而,绝大多数过程控制问题都和流量、压力、温度和液位的控制有关,用传统的最优控制技术来控制它们并不合适。 四、自动化控制在石油化工企业的发展趋 石油化工自动化系统的发展新趋势将必然和智能控制在石油化工领域里面的应用研究相关。大型石油化工装置的一些控制难点与解决对策石油化工自动化的主要研究对象是过程控制系统的设计、分析和维护,其内容较为主富,涉及控制系统中的各个环节,如石油化:亡对象的特性分析、建模方法、控制器原理与相关计算,以及自动化仪表工具(如变送器、控制阀等)。其研究对象既包括简单控制系统,又包括复杂控制系统及先进控制算法,还涉及控制方案的设计,以及对控制器参数进行整定。大型石油化工装置的过程控制系统则是其重点各种过程及设备,如储罐、储槽、流体管道、换热器、加热炉、精馏塔、反应器、泵和压缩机都足被控制对象。这些对象有简单的,也有复杂的。应当说,炼油和乙烯领域里面的过程自动化控制系统(甚至于石油化工领域里面的大多数过程自动化控制系统,其控制难点都是和系统中的强耦合、大滞后、多惯性及慢时变等非线性系统环节相关。 五、结语 石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求,这促进了石油化工自动化控制技术的不断发展,另一方面,自动化控制技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。石油化工自动化控制技术需要在自主创新的基础上,为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥更大作用,使得中国的石油化工行业跃升为世界范围内的强者之一。 石油化工企业自动化控制研究:浅谈自动化控制在石油化工企业中的应用 摘要:石油化工自动化控制系统是一个极其丰富而广泛的技术领域,在该行业内当前的智能控制理论及控制算法的发展格外的引人关注,本文将浅要谈论一下自动化控制在石油化工行业的发展及应用。 关键字:自动化控制;石油化工行业;发展;应用 一、石油化工企业人工操作的危险性 1、危险性大小五要素: 化工装置的危险性大小通常用危险度来分级,分为高度危险级、中度危险级和低度危险级三级,构成危险度的五个要素是: (1)、物质:工艺过程中的物质本身固有的点火性、可燃性、爆炸性和毒性。 (2)、容量:工艺过程中物料量,量大危险性大。 (3)、温度:运行温度越高,点火温度低的危险性大。 (4)、压力:运行压力越高越危险。 、操作:不同的化工产品、不同的反应类型、不同的运行条件、不同的工艺路线、不同的原料路线造成化工操作异常复杂。 人工操作的危害 (1)、现场人工操作用人多,一旦发生事故件直接造成人员伤亡。 (2)、人工手动控制中很难严格控制工艺参数,稍有不慎即会出现投料比控制不当和超温、超压等异常现象,引发溢料、火灾甚至爆炸事故。 (3)、作业环境对人体健康的影响不容忽视,很容易造成职业危害。 (4)、设备和环境的不安全状态及管理缺陷,增加了现场人员机械伤害、触电、灼伤、高处坠落及中毒等事故的发生,直接威胁现场人员安危。 二、石油化工企业自动化控制运用历程 石油化工自动化系统的技术发展关系到这一支柱产业的发展水平,因此,十分引人关注。多年的经验证明,自动化已成为企业提高效率的有效手段之一,特别是随着信息技术的应用和发展,现代企业自动化的概念已不单是生产过程的自动化,还包括企业信息管理和实验室灾难性等的综合自动化,具体包括生产过程控制与管理、计划、仓库、设备、安全、财务、人事、市场和经营等的信息系统,是企业的综合信息管理系统。 中国石油化工自动化经过50多年的发展,通过技术引进,消化吸收和不断创新,自动化水平取得了长足进步。主要体现在:现场已从手工操作发展到自动化控制,从低级的单回路控制发展到高级复杂系统控制,直到炼化一管控一体化。中国的大中型石油化工企业主要乍产过程在不同水平上均已实现了自动化控制,并取得显著的经济效益小型骨干石油化工企业的主流程也已具有比较成熟的控制系统和低成本自动化成套技术,并实现了生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高,已成为石油化工企业生产过程的主要检测手段,电子仪表、数字仪表、智能变送器与执行器的使用数量逐年增加现场总线控制系统的应用取得进展,近年来已成为石油化工自动化领域发展的热点之先进控制与优化技术、安全性控制、生产调度和管理中的开发与应崩进一步提高,并取得了良好的经济效益。 自动化控制的几种方法 1. 自适应控制 自适应控制可以看作是一个能根据环境变化智能调节自身特性的反馈控制系统以使系统能按照一些设定的标准工作在最优状态。 一般地说,自适应控制在航空、导弹和空间飞行器的控制中很成功。可以得出结论,传统的自适应控制适合没有大时间延迟的机械系统;对设计的系统动态特性很清楚。但在工业过程控制应用中,传统的自适应控制并不如意。PID自整定方案可能是最可靠的,广泛应用于商业产品,但用户并不怎么喜欢和接受。传统的自适应控制方法,要么采用模型参考要么采用自整定,一般需要辨识过程的动态特性。它存在许多基本问题:需要复杂的离线训练;辨识所需的充分激励信号和系统平稳运行的矛盾;对系统结构假设;实际应用中,模型的收敛性和系统稳定性无法保证。 另外,传统自适应控制方法中假设系统结构的信息,在处理非线性、变结构或大时间延迟时很难。 最优控制 最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分。成功应用于航天航空和军事领域,在许多方面改变了人们的生活。 一个典型的最优控制问题描述如下:被控系统的状态方程和初始条件给定,同时给定目标函数。然后寻找一个可行的控制方法使系统从输出状态过渡到目标状态,并达到最优的性能指标。 动态规划、最大值原理和变分法是最优控制理论的基本内容和常用方法。庞特里亚金极大值原理和贝尔曼动态规划是在约束条件下获得最优解的两个强有力的工具,应用于大部分最优控制问题。 在实际应用中,最优控制很适用于航天航空和军事等领域,例如空间飞行器的登月、火箭的飞行控制和防御导弹的导弹封锁。 工业系统中也有一些最优控制的应用,例如生物工程系统中细菌数量的控制等。然而,绝大多数过程控制问题都和流量、压力、温度和液位的控制有关,用传统的最优控制技术来控制它们并不合适。 自动化控制在石油化工企业的发展趋 世界级规模的工厂需要集成自动化的系统。对于当前的大型炼化一体化企业来说,为应对全球竞争,对于企业信息化系统的建设高度重视,这就要求DCS系统打破以往只是单装置控制形成一个个“信息孤岛”的状况,通过系统集成实现真正的全厂集中控制、操作和管理。与此同时,当前新建的大型石油化工企业,生产装置规模大且同步建设,控制系统规模多达几万点,涉及分散控制系统砚场总线控制系统(DCS/FCS)、安全仪表系统(SIS)、火灾和气体检测系统(FGS)、压缩机控制系统(CCS)、转动设备监视系统(MMS)、设备包控制系统(PECS)、分析数据采集系统(ADAS)、罐区数据采集系统(TDAS)、储运自动化系统(MAS)、设备管理系统(AMS)、操作数据管理系统(ODs)、先进控制(APC)、实时优化(RT-OPT)、操作培训仿真系统(OTS)等多种自动化控制系统,要实现全厂控制系统之间的集成,对于自动化系统的集成水平就提出了更高的要求。 石油化工自动化系统的发展新趋势将必然和智能控制在石油化工领域里面的应用研究相关。大型石油化工装置的一些控制难点与解决对策石油化工自动化的主要研究对象是过程控制系统的设计、分析和维护,其内容较为主富,涉及控制系统中的各个环节,如石油化:亡对象的特性分析、建模方法、控制器原理与相关计算,以及自动化仪表工具(如变送器、控制阀等)。其研究对象既包括简单控制系统,又包括复杂控制系统及先进控制算法,还涉及控制方案的设计,以及对控制器参数进行整定。大型石油化工装置的过程控制系统则是其重点各种过程及设备,如储罐、储槽、流体管道、换热器、加热炉、精馏塔、反应器、泵和压缩机都足被控制对象。这些对象有简单的,也有复杂的。应当说,炼油和乙烯领域里面的过程自动化控制系统(甚至于石油化工领域里面的大多数过程自动化控制系统,其控制难点都是和系统中的强耦合、大滞后、多惯性及慢时变等非线性系统环节相关。 结语 石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求,这促进了石油化工自动化控制技术的不断发展,另一方面,自动化控制技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。石油化工自动化控制技术需要在自主创新的基础上,为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥更大作用,使得中国的石油化工行业跃升为世界范围内的强者之一。
期刊收录:知网收录(中) 维普收录(中) 万方收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
计算机仿真技术在物流中的应用:计算机仿真技术在物流研究中的应用 摘要: 分析了仿真技术的发展及特点,介绍计算机仿真的类型和基本步骤,阐述了仿真技术对物流系统研究的影响,以及计算机仿真技术在我国物流行业中的应用领域和发展前景。 关键词: 物流;仿真;成本;库存 一、仿真技术的发展及特点 仿真就是通过对系统模型的实验去研究一个存在的或设计中的系统。计算机仿真则是借助于计算机对系统模型进行实验的一种方法,它是50年代初期随着计算机技术的应用而逐渐发展起来的。仿真技术发展到今天大致分为三个阶段,在20世纪50到60年代,仿真是在实体上进行,实时性强且精度较高,但实施难度和费用较大。在20世纪60到70年代,系统的一部分由计算机代替,另一些组合由实物充当,一定程度上保留着实时性。从20世纪70年代至今,是计算机仿真或数字仿真阶段。计算机仿真技术有以下一些显著的特点: 1. 可以替代许多难以实施或无法实现的实验。 2. 可以解决用理论分析或数学解析难以求解的大型系统问题。 3. 可以降低投资风险、节省研究和开发费用。 4. 可以避免实际实验的财产消耗。 5. 可以缩短实验时间,并不拘于时空限制。 二、仿真的类型和基本步骤 计算机仿真的类型有离散事件(系统)仿真(Discrete-Event Simulation)、连续系统仿真(Continuous Simulation)、混合系统仿真(Combined Discrete continuous Simulation)等。 物流系统的仿真是典型的离散事件系统仿真,其优秀是时钟推进和事件调度的机制。离散事件系统是指系统状态在某些随机时间点上发生离散变化的系统。这种引起状态变化的行为称为“事件”,因而这类系统是由事件驱动的;而且,“事件”往往发生在随机时间点上,亦称为随机事件,因而离散事件系统一般都具有随机特性;系统的状态变量往往是离散变化的。 在计算机仿真中涉及的三个基本要素是系统、模型、计算机,联系着它们的三项基本活动是模型建立、仿真模型建立(一次建模)、仿真实验,这三要素和三项基本活动是所有计算机仿真的基础。计算机仿真的基本步骤归纳为: 1. 选择合适的计算机仿真软件 2. 建立仿真模型 3. 编写各种控制程序 4. 运行仿真系统 5. 仿真结果分析和优化 三、仿真技术对物流系统研究的影响 随着物流行业生产自动化水平的不断提高,生产节奏越来越快,物流系统越来越复杂并且内部关联性越来越强,生产管理者对生产改进的每一决策,都需谨慎考虑,措施不当,往往需要付出高昂的代价。而正是由于系统的复杂性,快节奏和柔性,要想预测每一个决策给系统带来的后果,己经是人的大脑无法胜任的了。计算机仿真技术正是弥补了这一不足,成为自动化物流系统管理者的有用工具,成为生产系统规划设计人员的得力助手,成为公司检验其物流系统及决策是否真的高效的唯一可用技术。在设计一个新的工厂或系统,对己有系统添加新设备或重新优化,仿真都是非常必要的。仿真技术近年来应用越来越广,其对物流系统研究的影响主要表现为以下几个方面: 1.有利于解决随机因素的影响 仿真模型的一个特点是它是一个随机模型,系统的参数受随机因素影响所发生的变化在模型中得到充分体现。这一点是其他方法所无法比拟的。 2.仿真帮助系统优化 仿真可以让人们依据对系统模型动态运行的效果,多次修改参数,反复仿真。仿真是一种间接的系统优化方法。现在,人们越来越认识到,对于多目标、多因素、多层次的系统来说,并不存在绝对意义上的最优解。优化只是相对而言的。即使是最优化方法,其本身由于若干的假设、抽象和简化所造成的误差,已经使“最”字打了折扣。 3.仿真对各种复杂的系统具有良好的适应性 仿真所建立的模型,完全是实际系统的映像。即它反映系统的物理特征、几何特征,又可以反映系统的逻辑特性。因此,对于各种复杂的物流系统,无论是线性的还是非线性的,无论是静态的还是动态的,都可以用仿真方法来研究。 4.符合人们的思维习惯,有助于系统分析 研究分析物流系统的方法,大体上可分为两种类型。一类是解析法,另一类是非解析法。解析法是把物流系统抽象成一种数学表达式,通过求解数学表达式找到最优解。这是一种完全通过逻辑推理来获得启发和借鉴的方法,如运筹学中的线性规划和动态规划等。解析法有比较悠久的发展历史,在实际中应用广泛,是比较成功的方法。但是,解析法过于拘泥于数学抽象。非解析法不依据抽象的假想,而是以现实为依据。仿真方法是一种非解析法。仿真所依据的,是对系统的实际观测所获得的数据建立起来的动态模型。这种方法所建立的模型,即表达了系统的物理特征,又有其逻辑特征。 四、仿真技术在物流研究中的应用领域及发展前景 计算机仿真技术在物流研究中主要应用于以下几方面: 1.物流系统规划及设计 在没有实际系统的情况下,把系统规划转换成仿真模型,通过运行模型,评价规划方案的优劣并修改方案,这是仿真经常用到的一方面。这可以在系统建成之前,对不合理的设计和投资进行修正,避免了资金、人力和时间的浪费。系统仿真运行准确地反映了未来物流系统在有选择的改变各种参数时的运行效果,从而使设计者对规划与方案的实际效果更加胸有成竹。 2.物料运输调度 复杂的物流系统经常包含若干运输车辆、多种运输路线。合理的调度运输工具,规划运输路线,保障运输路线的通畅和高效等都不是一件轻而易举的事。运输策略存在着多种可能性。如何评价各种策略的合理性?怎样才能选择一种较优的调度策略?运输调度是物流系统最复杂,动态变化最大的,很难用解析法描述运输的全过程。建立运输系统模型,动态运行此模型,再用动画将运行状态、道路堵塞情况、物料供应情况等生动地呈现出来。仿真结果还提供各种数据,包括车辆的运行时间、利用率等等。通过对运输调度过程仿真,调度人员对所执行的调度策略进行检验和评价,就可以采取比较合理的调度策略。 3.物流成本估算 物流过程是非常复杂的动态过程。物流成本包括运输成本、库存成本、装卸成本。成本的核算与所花费的时间直接有关。物流系统仿真是对物流整个过程的模拟。进程中每一个操作的时间,通过仿真推进被记录下来。因此,人们可以通过仿真,统一计物流时间的花费,进而计算物流的成本。这种计算物流成本的方法,比用其他数学方法计算,更简便、更直观。并且,可以建立起成本与物流系统规划、成本与物料库存控制、成本与物料运输调度策略之间的联系。从而用成本核算结果来评价物流系统的各种策略和方案,保证系统的经济性。实际仿真中,物流成本的估算可以与物流系统其他统计性能同时得到。 4.库存控制 通过对物料库存状态的仿真,可以动态地模拟入库、出库、库存的实际状况。根据需要正确地掌握入库、出库的时机和数量。 随着计算机的普及发展,计算机仿真方法在物流系统分析的应用越来越普遍,它在如下几方面有着广泛应用前景: (1)由于有些物流系统的复杂性,应用数学方法难以构造模型,提出解析解,此时可采用仿真的方法构造模型,以求得系统模型的解答。 (2)对于新设计的物流系统,在未能确定它的优劣情况之前,不必急于无根据地花费大量的投资来建立,可应用仿真对新的物流系统的可行性和效率提出明确的评价判断。 (3)仿真具有通过试验达到优化的目的。可应用这一手段,对控制与决策中的多方案进行多次运行,按既定的目标函数,对不同的决策方案进行分析比较,从中选择最优方案,进行辅助决策。 (4)对物流系统运行机制进行分析。在仿真模型运行过程中,可根据需要,记录有关数据和信息,从而为分析物流系统提供依据。 (5)对物流系统的发展战略进行研究,应用计算机模型可以对从过去到未来的国家、地区或者企业的物流系统的发展规律进行仿真运算,研究系统的因果关系,得出结论,以促进系统的改进和发展。通过建立物流系统的仿真模型,扩展了物流系统研究的边界,有助于描述物流系统的各种现象,加强直观感,从而能够更深刻地理解和分析物流系统。 作者单位:沈阳化工学院 计算机仿真技术在物流中的应用:计算机仿真生产物流系统中应用分析 摘要: Flexsim仿真软件是一种可视化的、面向对象的导向性模拟软件。根据Flexsim的特点,对物流系统进行仿真研究,建立模拟模型、编写控制程序, 然后对各种方案进行仿真分析、评估, 产生出管理者想要的资料报表, 为企业调整生产线平衡提供了科学的决策依据。 关键词:物流;系统仿真; FLEXSIM; 一 系统仿真与仿真软件 1.系统仿真技术 系统是相互联系又相互作用的有机组合。系统模型是反映系统内部要素的关系,反映系统某些方面本质特征,以及内部要素与外界环境关系的系统的抽象。建立系统模型,在模型上对系统进行试验研究称为系统仿真。系统仿真又分为连续系统和离散事件系统的仿真。生产物流系统大多是离散事件系统。 系统仿真技术是以相似原理、系统技术、信息技术及其应用领域有关的专业技术为基础,以计算机和各种物理效应设备为工具,利用系统模型对真实或设想系统进行动态实验研究的一门多学科的综合性技术。 2. Flexsim 仿真软件 Flexsim仿真软件是一种可视化的、面向对象的导向性模拟软件。该软件可以帮助客户模拟物流过程,建立仿真模型,从而高效率低成本地寻求优化生产量和降低运行费用的途径。此外,该软件还拥有各种过程数据分析功能、瓶颈和产量分析功能,帮助用户方便地对仿真运行结果进行分析、评价和优化。 Flexsim仿真软件有如下几个特点:基于面向对象技术建模;突出的3D 图形显示功能;建模和调试简单方便;建模的扩展性强;开放性好。基于Flex2sim 以上特点,用此软件可对企业生产物流过程进行仿真。通过模型运行,能动画显示出结果,从而直观地检查模型,查看各部分是否运行正常。利用软件的统计功能,查看实体的统计数据,判断此模型问题所在。下面以某生产物流实验系统为实例,介绍Flexsim 仿真软件在企业生产物流中的应用。 二 、仿真模型的建立 本文采用FLEXSIM软件针对某生产物流实验系统建立仿真模型。FLEXSIM采用面向对象技术, 并具有3D 显示功能。该软件提供了原始数据拟合、输入建模、图形化的模型构建, 也提供了与其他工具软件的方便的接口。该生产物流实验系统共由4 个单元组成:①机械手装配搬运单元;②货料自动识别缓冲单元;③堆垛系统单元;④自动化仓库单元。 三 、编写仿真控制程序 1. 模型建立之后, 将各个模块按实际设施位置布置好, 然后将各个模块的输入/输出端口按实际物流过程连接起来, 使之符合实际的物流关系; 2. 设置各个模块的参数。按照实际系统运行速度及货物流量设置对应的各仿真模块的参数, 使之与实际相符; 3. 编写各模块的控制程序。如控制托盘按需求产生的程序、不同颜色缓冲库控制程序和其它颜色的缓冲库程序等等。 四 、仿真模型运行及结果分析 仿真模型的参数及控制程序设置好之后, 即可编译, 然后运行仿真程序, FLEXSIM可以实时显示仿真模型的运行状况, 如果参数和控制程序设置得当, 可以直接在模型运行过程中看出实际工作流程的瓶颈所在, 并可以直接修改相应设备的参数, 使系统的工作更加协调, 使各设备获得更高的利用率。也可根据设计需要, 分别模拟不同参数下系统的运行状况, 分析各主要设备的利用率。如下表2 分别对三种方案进行了模拟, 输出结果为不同状况下各主要设备的利用率。运行结束后, FLEXSIM可以直接将数据输入EXCEL 表, 以便进行分析。 由上表的结果可以看出, 在货物生产源头流量不是很大的情况下, 可以选用处理速度较慢的装配设备, 降低硬件设备的投资, 同时充分提高设备的利用率, 同时传送带速度也可降低, 以节约功耗, 节省运行费用, 同时宜选用速度较低, 价格适当的碓垛机, 使系统整体协调运行, 提高各相关设备的利用率。相反, 当货流量比较大时, 则应选用处理能力更强的设备, 或增加生产线。这样系统运行时才不会出现个别环节阻塞, 其它环节等待的状态。 五 、结束语 物流系统是一个离散的动态系统, 在系统设计阶段, 通过常规的计算、估计往往很难看到整个系统运行的协调性, 以及各设备的处理能力搭配是否得当。尤其是大型系统, 一经付诸实际, 如果设计不当, 会造成巨大的浪费, 或处理能力不足, 给以后的扩展增加难度。本文通过FLEXSIM来进行物流系统建模和仿真, 可以得到设计时和运行中不同要求的数据资料, 为生产的实际运行参数提供了理论依据, 使得实际系统的设计更好地满足设计者的要求。 作者单位:无锡商业职业技术学院 计算机仿真技术在物流中的应用:计算机仿真在物流系统管理中的应用 【摘要】:本文以下内容将对计算机仿真在物流系统管理中的应用进行研究和探讨,以供参考。 【关键词】:计算机仿真;物流系统;管理 1、前言 改革开放以来,随着经济全球化和电子商务的发展,企业面临的压力越来越大,物流作为价值链的主要组成部分,因其能带来成本的降低和客户服务水平的提升而受到前所未有的重视,我国物流大而不强,运作水平较低,决策支持能力缺乏,故研究将计算机仿真这一现代辅助决策工具应用于物流系统管理中具有较强的现实意义。本文以下内容将对计算机仿真在物流系统管理中的应用进行研究和探讨,以供参考。 2、计算机仿真概述 计算机仿真可以定义为:为了评价和提高系统的性能,使用计算机模型对系统进行模仿。它是以相似原理、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础,以计算机为工具,利用模型对真实的或设想的系统进行动态研究的一门多学科的综合性技术。计算机仿真的三项基本要素是系统、模型和计算机,联系三项要素的三项基本活动是系统建模、仿真建模和仿真试验。计算机仿真可以分为静态仿真与动态仿真,或者确定性仿真与随机性仿真,或者连续系统仿真与离散系统仿真。 3、物流系统仿真 物流系统往往是相当复杂的,存在大量的效益背反的现象,系统的运行时一个动态过程,涉及许多随机因素。随着计算机技术的发展,用计算机仿真的方法评价各种策略对物流系统的影响,逐渐成为作出决策以前的重要步骤。 3.1、物流系统中应用计算机仿真的主要方面 当研究的物流系统不是十分复杂或者经过简化降低系统的复杂程度时,可以利用数学方法,如线性代数、微积分、运筹学、计算数学等方法去求解问题。但计算机仿真法在以下几个方面有广泛的应用前景:一是由于有些物流系统的复杂性,应用数学方法难以构造模型,提出解析解,此时可以采用计算机仿真的方法构造模型,以求得系统模型的解答;二是对于新设计的物流系统,在未能确定它的优劣情况之前,不必急于无根据地花费大量的投资区建立,可应用计算机仿真对新的物流系统的可行性和效率做出正确的评价判断;三是计算机仿真具有通过实验达到优化的目的,可运用这一手段,对决策中的多备选方案进行多次运行,按既定的目标函数,对不同的方案进行分析比较,从中选择最优方案,进行辅助决策;四是对物流系统的运行机制进行分析,在仿真模型运行过程中,人们可以根据需要,记录有关数据和信息,从而为分析物流系统提供依据;五是对物流系统的发展战略进行研究,应用计算机模型可以对从过去到未来的国家、地区或企业的物流系统的犯罪规律进行仿真运算,研究系统的因果关系,得出结论,以促进系统的改进和发展。 3.2、物流系统仿真的基本步骤 仿真的过程就是建立系统模型并通过模型在计算机上的运行来对模型进行检验和修正,使模型不断趋于完善的过程,物流系统仿真如同计算机应用软件开发一样,都需要分为若干阶段:一是在仿真项目的开始,问题必须定义好,仿真分析者要非常谨慎地确保已经清楚地理解了要解决的问题,如果问题描述是由仿真人员作出的,那么项目委托人应该确认描述是正确的,之后,应该设立目标,制定整体计划。二是构造模型,通过调查对真实系统进行抽象得到概念模型,与系统要素和结构相关的一系列数学和逻辑关系。三是一项物流管理决策一旦决定使用仿真,就要制定出一份数据需求表。经常,项目委托人以为有了足够的数据,然而,当数据交付时可能会发现数据不足或者与期望差距很大,因此,要给分析所获得的原始数据留些时间预算。四是校核和验证模型包括证实模型是否适当和正确,可能的程序错误应该排除,模型的逻辑关系应该检查,如果有一个现存的物流系统,验证模型的一个理想办法是将计算机输出与现存系统的输出进行比较。五是对于每一个备选方案,要考虑它的仿真运行时间,仿真次数和初始化。六是运行仿真和后续的分析是用来估计被仿真的备选方案的各个性能指标。当仿真运行后,分析者要决定是否运行更多的次数或者是否还要仿真额外的方案。由于系统仿真所运行的每一次模型,只是实际系统的一次随机抽样试验,其输出结果带有随机性,因此,必须运用统计学的方法,对仿真结果进行统计分析。七是建立完善的文档,如果相同的分析人员或不同的分析人员要再次运行仿真模型的话,理解模型是怎样运行的对他们来说是必要的,如果模型需要修改,足够的文档能够带来极大的便利。八是在执行阶段,仿真人员扮演的是一个报告者而不是一个倡导者。报告应该为委托人提供用作决策的辅助信息,如果委托人参与了整个研究过程,并且仿真人员严格执行了所有的步骤,那么就增加了执行成功的可能性。 4、结尾 仿真所建立的模型是实际系统的映像,能够处理不确定性和复杂的相互管理,为任意假设建立模型,所以对于各种复杂的物流系统,无论是线性还是非线性,无论是静态还是动态,都可以用系统仿真法研究,相信,计算机仿真以其独特的优越性,必将在物流系统管理中得到广泛的应用。 作者简介:瞿先嵘,女,现就职于鄂尔多斯职业技术学校. 计算机仿真技术在物流中的应用:基于计算机仿真技术的企业生产物流系统优化研究 摘 要:随着计算机的普及,网络对人们的影响日益深入。各种现代化智能设备大量涌入市场。对计算机技术的要求也越来越高。企业生产物流系统是企业的一个重要部分。企业想要获得良好发展,必须加强企业生产物流系统的管理。在智能化设备不断涌现的今天,传统的企业生产物流管理系统显现出了越来越多的弊端,已经不能完全适应企业的发展要求。因此,寻求新的企业生产物流管理系统显得尤为重要。本文,结合计算机技术,提出利用计算机仿真技术对企业的生产物流系统进行优化的方案。并对比了传统的企业生产物流系统和新的系统之间的差异,评价了新系统的优点。 关键词:计算机仿真;技术;企业;物流系统;优化;研究 一、引言 随着互联网技术和计算机技术的不断发展,各行各业之间的相互交叉发展,对计算机又提出了新的要求。同时,计算机技术的发展又促进了各行业的发展和良性竞争。众所周知,企业的发展离不开好的企业管理模式。随着人们生活水平的提高,以及经济的不断发展等。企业面临着前所未有的挑战,各企业间的竞争日益加剧。企业尤其是大型企业,一般包括物品生产,销售和物品运输等环节。而企业管理模式中,对企业生产物流系统的管理部分一直是比较薄弱的环节。因为,一般来说,企业会将管理重点放在产品销售阶段,往往忽视了物流系统。但是,由于企业生产物资或销售商品占到整个企业费用的30%-40%,可见企业生产物流系统的好坏往往会对企业的发展起到至关重要的影响。为了改善我国目前企业的生产物流系统,在原始物流管理系统的基础上,进行改进,降低成本,提高收益。提出利用计算机仿真技术,对企业生产物流系统进行优化管理,并进行总结。 二、我国企业生产物流系统现状 1.企业生产物流优化研究意义 企业的发展离不开管理,好的管理模式不仅可以降低企业成本,提高企业受益,还可以从根本上给企业创造新的发展机遇。从表面来看,我国企业处于不断发展中,并且发展速度逐年增加。但是,我国企业中任然存在一些不足。比如,生产物流设施布局不合理等。而这往往不利于企业的进一步发展。而利用计算机仿真技术对企业生产物流系统进行优化。对企业生产物流系统的优化的意义主要有:合理布局厂区位置,方便生产物资的运输,降低企业生产运输成本;稳固系统,提高系统管理力度,提高企业生产效益;优化企业生产物流系统,加强各子系统间的联系,使其分工合作,提高企业生产效率。 2.我国企业生产物流现状 企业的生产物流是企业物流的一个子模块,是企业物流的一个重要组成部分。生产环节是企业的最初环节,也是最为重要的环节,同时还是资金投入最多的环节。其中,在企业的生产过程中,生产物流占据着整个资金投入的绝大部分。因此,在企业生产物流是整个企业物流的重点。通过研究发现,我国企业生产物流总共经历了5个阶段,分别是: (1)人工物流阶段 此阶段是企业生产物流发展的最原始阶段,其特点是完全依赖人力资源,靠人的力量去解决问题。缺点是需要大量的劳动力,企业生产成本高,并且对操作人员的要求较高,出现误差的可能性较大。不利于企业的长久健康发展。 (2)机械物流阶段 机械物流阶段是在人工物流阶段发展到一定时期后发展起来的。在一定程度上减少了对人员的依赖性,提高了企业的生产效率。为后来自动化及智能化物流阶段提供依据。 (3)自动化物流阶段 自动化物流是现代智能物流的雏形。大规模的利用现代计算机技术和网络技术,建立自动化生产物流管理系统。通过计算机实时操控生产物流的运输情况。 (4)集成化物流阶段 集成化物流是指在集成思想的指导下,为了提高企业优秀竞争力,将企业生产物流的各个子系统,按照一定的模式构成集成系统进行管理。通过生产物流的集成化管理,大大提高了各子系统间的相互交流运作,提高了工作效率,为企业节省一大笔资金,是一种比较先进的生产物流管理系统。 (5)智能物流阶段 随着现代化各种技术的发展,我国企业的生产物流系统也随之不断更新。目前提出的最为先进的生产物流系统是智能物流管理系统。此阶段,生产物流系统的最主要特点是方便,高效。利用计算机网络系统,建立数据库,将信息通过数据库直接传递。降低了出错的可能,提高了企业的综合竞争力。 3.仿真技术在现代企业生产物流中的应用 仿真技术的出现和发展已经具有很长的历史。最初,人们通过手工仿真完成仿真工作,承担了大量的工作量。20世纪50年代开始,随着计算机的发展,人们开始尝试用计算机编程技术进行仿真。直到70年代后期,科学家们研发出专门做仿真的仿真计算机,大大提高了仿真效率。近年来,仿真技术越来越普及,得到人们的广泛认可。仿真技术在现代各行业的发展中也得到了广泛的应用。如今,由于经济的不断发展,企业间的竞争不断加剧。各企业为了在如此激烈的竞争中占据一席发展之地,必须想方设法的提高企业自身综合竞争力。众所周知,企业管理是企业获得良好发展的前提,是企业综合竞争力提高的必要条件。而企业的生产物流系统占据着整个企业资金的30%-40%,因此,管理好企业生产物流对提高整个企业的综合竞争力有着十分重要的帮助。仿真技术的出现正好解决了企业生产物流系统的优化问题。利用仿真技术优化企业生产物流系统,简化原本复杂的生产物流结构,优化生产物流处理方式等。 三、基于仿真技术的企业生产物流系统构建 1.仿真技术简介 仿真技术是一种利用多种交叉学科为基础进行模拟操作的现代化操作方法。具体来说,仿真技术利用系统理论、随机理论、数理统计、概率论以及优化理论等相关知识,对采集到的信息通过计算机分析,进行模拟,并估计系统性能和可行性的方法。近年来,仿真技术不断发展,市场上出现了很多仿真软件,其中,目前企业采用较多的软件是Arena软件。Arena软件是一款商业化仿真软件,具有强大的功能,并自带动画显示的优点。Arena软件主要可以用在公共服务领域、企业管理领域以及生产物流管理领域等。 计算机仿真技术在物流中的应用:计算机仿真技术在物流中的应用 【摘要】本文主要针对计算机仿真技术的发展进行研究,探讨了计算机仿真技术在物流服务中的应用。随着计算机技术与物流行业的发展,自动化物流系统中对计算机仿真技术的应用逐渐增多,在计算机仿真技术的支持下,物流行业也呈现出快速发展的趋势。而当前针对自动化物流系统的研究还不多,本文也针对自动化物流系统中对计算机仿真技术的应用进行实践与探索,为自动物流系统的发展提供支持。 【关键词】物流服务;计算机仿真技术;应用 随着科学技术的发展,自动化技术在物流行业中的应用增多,提高了工作效率的同时,自动化系统也越来越复杂。对于管理者而言,需要在生产过程中谨慎考虑每一个决策。在对B2B、C2C服务模式的特性与共性研究基础上,对物流服务评价指标体系进行设计,通过确定物流服务质量评价维度,在不同模式下,对电子商务物流服务质量评价指标体系进行构建。在这一背景下,计算机仿真技术的出现满足了物流服务的需求,管理者也将计算机仿真技术用于自动化物流系统中,提高了管理质量及服务质量。 1计算机仿真技术与自动化物流系统概述 计算机仿真技术在计算机技术的发展背景下也呈现出快速发展的趋势。计算机仿真技术是对研究对象应用数学模型进行模式,实现对研究对象了解的目的。对于计算机仿真技术而言,包含的学科内容比较多,如控制、多媒体及计算机技术等,属于多领域、跨专业的综合性学科。现阶段,人们也越来越多的会应用到计算机仿真技术,其发展潜力非常大。尤其是在一些研究对象对人体有危害或自身存在危险性中,通过计算机仿真技术都能解决。如核电站、宇宙飞船等研究。在物流行业的发展中,提高物流服务质量是行业发展的基础,而自动化物流系统的应用,能够促使物流服务质量的提升。自动化物流系统属于复杂的系统工程,在物流各个作业环节中集合了光、机、电等技术,实现了全过程自动化作业。该系统属于综合性计算机集成化物流管理系统,包含自动化高架立体库、自动引导车及往复式穿梭车、自动化输送、逻辑控制等系统。 2计算机仿真技术应用的步骤与方法 2.1仿真软件的选择 现阶段,市场中的计算机仿真软件种类非常多,适合物流系统仿真的软件数量也特别多,不同软件具有不同的特点、优势及局限。因此,在对物流系统仿真软件进行选择时候,要结合实际情况来选择。尽管仿真软件的种类较多,但其主要模块的功能都是一致的,主要包含以下模块:①Conveyer。仿真系统的速度、斜坡及宽度等参与均由该模块设置,由滚筒传输、非积放式传输及含积放式系统混合构成,其功能非常强大。②PathmOVer。在往复穿梭车、自动引导车及升降机等模型汽车中应用广泛且效果较好。③AS/RS。模块主要功能是自动存取,仿真系统自动仓的确定按照货架参数的选取实现。④Kine-matoc。对物流系统运行过程进行模拟是该模块的主要功能,对对象的自由度、运动方向等在仿真模型中定义,保证实体动作的详细模拟,如码盘动作、机械臂动作等。⑤BidgeCrane。机械臂的移动由该模块控制,实现对获取的拾起、下放等操作。⑥POWer Free。与Conveyer模块的功能基本类似,都是对目标对象进行控制,不同之处是该模块主要针对的是悬挂在空中的对象。⑦Tanks TIPes/Trains。主要针对气体、液体等物体进行处理,如配置、传输等。⑧AutOVie。用户可通过模型自定义相机的移动和场景,对高质量画面进行采集。同时,用户可对相机进行设置,实现采集画面的逼真,对图像可进行平移、缩放等处理。⑨Autostat。对仿真结果进行收集与分析,按照用户既定目标,给予参考方案,如降低成本、提高工作效率等方案。对仿真系统进行合理选择以后,就可以进行具体操作, 2.2建立仿真模型 按照系统工作流程与实际工作需求,对系统仿真模型进行构建,并对仿真系统相关运行参数进行确定。仿真模型建立以后,要进行逻辑控制程序的编写,依据自动化物流系统的工艺流程、物料流动过程及逻辑控制过程等仿真系统在对物料自动处理时需要的时间,对逻辑控制程序进行编写。 2.3仿真系统运行 在自动化物流系统中,应用计算机仿真技术,能够对物料出现的时间频率依据物流系统实际需求量进行计算,在物流自动化仿真系统中直接输入计算出的值,就能够对该仿真系统进行运行。根据物流系统生产班次,决定仿真系统的运行时间,二者的对应的关系,也可按照大物流系统来模拟。 2.4仿真结果优化分析 按照该仿真系统的运行结果来看,需要对无流量是否满足需求、流程是否畅通、系统是否存在问题等进行分析。对无流量是否满足要求按照数据统计结果能够直接判断。与传统的物流方式不同,商务物流整合了物流与电子商务的资源。商务物流在我国也经历了多年的发展,当前商务物流模式主要包含B2B、C2C两种。企业对企业的商务物流采用B2B模式,主要针对企业电子商务物流进行研究;消费者对消费者的商务物流采用C2C模式,主要以零售电子商务为研究内容。本文结合两种服务模式的特点与共性,设计电子商务物流评价指标体系,为物流方案的科学、合理建立提供依据。 3计算机仿真技术在物流行业中的应用前景 在通信、电力、生物、化工、交通等诸多行业和领域内,对计算机仿真技术已经普遍应用,并且随着技术的不断发展成熟,在更多的领域内必然会有更多的应用。在物流服务中应用计算机仿真技术,手下要对电子商务两种常用模式的特定与共性进行研究,B2B与C2C二者的共性主要表现为:在物流服务的内容方面二者是类似的;特性表现为:B2B是针对企业与企业之间的合作,而C2C是针对消费者对消费者之间的合作,将两种模式合作应用,能够使产业链更完整。在自动化物流仿真系统中,可对参数输入进行改变,实现对生产情况及波动进行仿真,模拟对系统带来的冲击,避免一些无法预料的因素出现,对系统堵塞可直观、形象的给出解决方案。能够在系统未投资建设前,就能够对自动化物流系统的生产信息及实际流程进行全面了解。现代物流产业在我国的起步时间较晚,因此在物流服务评价指标体系设计方面,还存在诸多不足,需要对电子商务物流服务从不同层面、不同角度来全面分析,对所涉及到的各类因素进行综合评估,并集合相关评价指标构成评价体系,实现不同模式下评价内容的不同。在实际工作开展中,要坚持遵循中心、重要、基本、关键及必要五大原则,确保评价指标体系的客观合理。本文对整体物流服务质量评价指标制度及物流服务质量评价量表进行参考,对评价的维度与模式从便利、可靠、响应及关怀四个方面确定,实现度电子商务物流服务的跟东与定位定价,促使我国物质服务质量的不断提升。 4结语 对自动化系统中应用计算机仿真技术的必要性进行分析,在此基础上对计算机仿真步骤和方法进行说明,讨论了物流行业中计算机仿真技术应用的前景。随着技术的不断成熟与发展,尤其是在物流领域内,对计算机仿真技术的应用必然会越来越多,加之在其它行业、领域内,也在不断对仿真技术进行应用,所以计算机仿真技术的发展前景非常广阔。本文同时也对电子商务物流模式进行研究,针对不同模式下服务质量评价指标体系的构建方法进行了简单介绍,为物流服务的客观、科学评价提供了依据。 作者:严小玲 单位:广西机电工程学校
期刊收录:上海图书馆馆藏 维普收录(中) 知网收录(中) 国家图书馆馆藏 万方收录(中) CA 化学文摘(美) 统计源期刊(中国科技论文优秀期刊)
1应用电气自动化技术以及特高压技术的意义 在当今这个经济迅速发展的时代,人们生活水平也在不断的提高,他们对电力自动化技术的重视程度也在不断的提高,将电气自动化,信息化是人类社会生存的必然趋势。这样不仅对环境起到很好的保护作用,还能提高电力运行的效率,减少电力企业的生产成本。并且可以对后续的电力系统设计奠定很好的基础。所以电力系统中的电气自动化技术应该广泛的应用在整个电力系统当中,同时需要完善企业的生产模式,让电气自动化技术更好的服务于企业的生产过程。在当今这个全球经济化一体的新环境下,必须要有明确的完整的技术框架结构。除此以外,电气自动化技术也能够提高电力运行系统的效率,及时的满足人类对于电力的需求。另外,我国在跨省输电工程建设方面投入的力度也越来越大,正在努力的将跨省输电规模扩大。但是,跨省输电的工作量是非常大的问题,要想真正实现得用上好几年的时间。特高压输电技术在这方面就有明显的优势,它的输电能力不仅比传统的输电技术高出至少2.5倍,更能够实现大容量的输电,还能节省土地面积。 2影响电力系统中应用的环境因素和电网调控 (1)不可否认的是电力发展技术极其容易受到周边环境的影响,所以它在工作过程中,或多或少的会由于周边环境的影响产生误差,对其结果分析会产生一定的不好的影响。但是在提供大量实验数据的前提下,对于多种设备进行有效分析的,为电力的控制提供了一定的实验条件,另外该技术还有便于人类在实验室模拟电力系统环境把周边的干扰因素降到最低,在这种理想的情况下是完全可以准确的对数据进行检测和技术运用的,在实际的电力系统出现故障的时候必须要及时的对其进行检测维修,这时候就需要用到仿真技术。(2)在实际的电路系统运行的过程中,会受到各种各样因素的干扰,不过在理想的环境下就会呈现出较好的状态。在现实生活中,影响它的因素非常的多,所以电力系统容易出现故障,那么这就要求维修的工程师需要具有一定的专业知识,在电路系统出现故障时,要及时的对周边复杂多变的情况继续准确的判断,并且解决故障。从而让整个电力系统正常的运行,为电力自动化系技术解决保障,他们在建立自动化技术的基础上也应该对电气系统有精准的判断,一旦发现其故障必须马上解决它的故障,保证其电气系统能够正常的运行。虽然在现实过程当中有很多的因素会影响到电力系统的正常运行,但是这是不可避免的,这是就要求有出色的建筑工程师对其周边的环境准确判断,并且及时的排除故障,然后整个电力系统正常运行为人类用电提供方便。(3)居民对于电力的使用更加复杂化和多元化,他们的需求量不断的增加,也会让电力的负荷持续增加,在相对于之前的数据测量情况下,建筑师就很难对其进行精准的。这时就要求设计出一个动态的安全检测系统,在一定的程度上来解决这个问题,他们安全动态检测技术怎样运行在电力运行过程中,就成了建筑师应该解决的一个重要的问题,在动态安全检测技术,应该结合动态的相关测量系统,对于电力系统进行阶段性的检测,同时对于获取的数据进行准确的分析和记录不能够载这一个环节出现差错,这样不仅会影响到居民的优点,可在一定的程度上会对于国家产生一定的经济损失,在行驶过程当中,不管电力系统怎样的完善,肯定都会因为自然环境的影响,对于电力系统造成一定的影响,那么系统在运行的过程当中也并不是一成不变的,它的运行是动态的,根据电力符合人类对于电力需求量的增加,它的电力系统中的相关参数也是在不断变化的,如果按照传统的技术对于电力数据进行检测和分析不仅十分的浪费时间,也非常容易出错,所以这个时候就需要有一个能够对这些庞大数据进行有效的分析装置。这个系统是结合了电力系统的综合功能,在之前的设备上进行有效的结合,让电力系统运行更加的顺利。(4)在复杂多变的环境下,要想保证电力系统的正常运行,就需要建立更好的防护系统,那么智能电网就是通过多种电力自动化技术来共同实现了,他的防护和智能技术也是在不断的提高的,同时智能技术和仿真技术也是智能电网的一个重要部分,在电气自动化技术运行的前提下建立了完善的智能电网领域在发电和输电一起长高配备电流过程中,都有很好的体现,这不仅依托于计算机强大的数据处理功能,而且强制的管理技术也有也运用得较好,所以智能电网的顺利实现为当前的电力系统做了更好的保障,也为电力系统的服务提供了保障,在一定的程度上智能电网的建立也是电力动化技术的一个重要表现。众所周知的是,在当代这个电力负荷不断增加的时代,怎样把变电站配置好,怎样来提高变电站自动化功能,是需要解决的一个重要问题。那么升级电力系统自动化就成了当中一个关键的因素,因为变电站的自动化不要求计算机技术的成熟,同时也要求来实现电力生产的现代化,应该注意的是,随着人们对于电力系统需求的不断增大,它的电力系统的数据变化也是在不断的加快。它的变化情况也是很难预测的,这个时候电磁式设备就不能够满足电力系统的需求了,所以相关的设计人员必须要将计算机智能技术和信息技术运用起来,建立出新的变电站,只有这样,技术会更好的运用在实际的操作过程当中,让自动化系统能够依据系统的需求快速的调整数据,将电力系统的准备工作做好,是至关重要的,另外满足电力生产现代化的需求也是不可忽视的。 3结语 当前我国的电力系统是在不断的完善的,并且有很大的发展空间,在这个信息化多元化的时代,电力系统的发展也面临着很大的问题,但也有很好的发展机遇和广阔的前景。国家更好加快电力建设的力度,继续加强电网建设,特别是要加强特高压电网的投入和建设力度,让其更好的满足国民经济和社会的需求,同时相关的设计人员必须要利用和自动化和信息化的广阔前景对于信息化自动化技术做到更好的发展,要在电气方面进一步的研究开拓,让它能够更好的服务于我国的电力系统,另外在全面自动化发展的道路上电力系统自动化还有很长的路要走,所以相关的人员一定要在不断的学习新的知识,新的技术。这些知识和技术要有效的运用到我国电力系统的发展中,同时也要更好的服务于人类。 参考文献 [1]叶通.论电力自动化技术分析及应用[J].科技风,2018(34):140. [2]蔡杰.电气自动化控制中的人工智能技术[J].电子技术与软件工程,2018(21):112. [3]李秀君.电力系统中电气自动化控制技术的应用[J].居舍,2018(30):170. [4]刘琨.生产运行电力系统中电气自动化技术的应用[J].电子技术与软件工程,2018(11):143. 作者:马启惠 单位:上海电力学院电气工程学院
期刊收录:维普收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
期刊收录:维普收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
期刊收录:维普收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
期刊收录:维普收录(中) 国家图书馆馆藏 万方收录(中) 上海图书馆馆藏
期刊收录:知网收录(中)
期刊收录:维普收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
期刊收录:CA 化学文摘(美) 万方收录(中) 上海图书馆馆藏 知网收录(中) 北大期刊(中国人文社会科学期刊) 国家图书馆馆藏 维普收录(中) CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版) 统计源期刊(中国科技论文优秀期刊) JST 日本科学技术振兴机构数据库(日)
过程控制系统论文:钢包炉精炼(LF)过程控制系统的软件架构设计及开发 摘要:设计了一套钢包精炼炉过程控制系统,介绍了过程控制系统的技术方案和实现的功能。系统功能包括生产数据的管理、生产过程监控、报表打印、模型计算和数据通信等,以标准化流程指导生产,改善产品质量,降低生产成本。 【关键词】 过程控制 钢包炉精炼 一、引言 钢包炉精炼(LF)是优化炼钢生产的一项重要工艺技术,它不仅仅能够调控产品质量,还可以优化工艺和产品结构、开发高附加值产品、节能降耗、降低生产成本、增加效益,调节生产节奏,保证生产稳定进行。通过钢包炉精炼过程控制系统包括生产标准数据管理、生产过程监控、模型计算、生产信息收集等人C界面(HMI)、外部通讯管理。 二、过程控制系统的软件架构 本软件系统使用.NET4.0框架。开发工具选用Visual Studio 2012,后台程序和前台画面都采用Microsoft Visual C#.NET高级语言开发,数据库可以通过配置可以支持目前市场上流行的通用大型数据库,如 ORACEL 和SQL SERVER等。 系统采用C/S架构,分为表现层、逻辑处理层、数据访问层。表现层(人机界面系统):系统的操作界面采WPF技术,并应用了MVVM设计模式,把程序的业务与展现逻辑从用户界面干净地分离开,保持程序逻辑与界面分离能够帮助解决很多开发以及设计问题,能够程序能更容易的测试,维护与升级。逻辑处理层(系统逻辑处理系统):系统根据过程控制的不同功能,分为多个功能模块比如数据通讯模块、数据采集模块、物料跟踪模块、模型计算模块等,降低不同模块间的耦合性,使得系统功能的扩展、开发和调试等到大大提高,提高了系统的灵活性。数据访问层(数据处理访问系统):数据访问层框架采用ORM框架中的NHibernate,Nhibernate从数据库底层来持久化.Net对象到关系型数据库,大量减少开发时人工使用SQL对处理数据的时间。 三、过程控制系统实现的功能 钢包炉精炼过程控制系统应包括以下功能: 1、与外部计算机系统的通讯。过程控制系统与下列系统之间网络连接介质用工业以太网,通讯协议采用TCP/IP协议Socket方式交换数据。与上级生产管理系统(3级)计算机之间通讯数据内容包括:生产计划数据、原料数据、检化验数据、生产状态信息、生产实绩数据。与基础自动化系统之间通讯,数据交换内容为生产过程数据。 2、生产计划管理。此功能模块为钢包炉精炼生产工序起始端。主要显示3级系统下发的精炼计划,由操作工选择该计划进入合适的工位进行生产,并监视当前工位的生产状态。 3、生产原料管理。此功能模块管理钢包炉生产中用到的物料种类及各种属性信息。 4、检化验数据管理。此功能模块可以根据炉次号或者精炼生产顺序号查询该炉次的检化验实绩以及自动匹配该炉次计划钢种中的成分上下限数据与检测数据进行对比来指导生产。 5、生产过程监控。此功能模块主要显示工位当前的实时数据信息。数据包括:生产事件信息、测温信息、加料信息、通电信息、化验数据等,并提供钢种标准查看、手动投料、投料值管理等功能。 6、生产实绩管理。此功能模块主要根据不同的查询条件如时间、班次、班别、炉次号、计划号、制造命令号等查询炉次生产实绩数据,并提供报表打印功能。 8、模型优化管理。模型优化管理包括二个模型应用:合金加料模型、温度预测模型。该优化工具可以作为一个独立的子系统运行,但属于二级机系统的一部分,计算所需的部分关键数据以及计算的结果由二级机系统统一调配。 1)合金加料模型。合金优化配料模型的功能为:根据当前钢水中元素实际含量,当前可用的合金料,考虑一定约束条件,采用单纯形法解决线性优化问题,计算出达到钢水目标要求的化学元素含量所要加入的合金料重量。计算结果满足钢液成分要求和成本控制。 2)温度预测模型。温度预测模型采用使用神经元网络模型预报钢水温度,步骤:1.建立神经元网络模型;2.收集样本数据;3.离线学习;4.在线应用。该模型的优点是具有自学习功能,因而能够在不同程度上反应出一些不能被检测的因素对输出的影响、使用比较方便。 结论:该系统对钢包炉精炼实现了信息化的管理,便于三级系统对生产进行系统化的管理与调配,保证数据的准确性;对生产过程进行实时监控与跟踪,方便生产人员对生产进行管理与监控;对生产过程数据进行系统化的采集与分析,以便对生产过程进行优化;采用了数学模型来计算调节钢水成分所需要添加的合金重量和预报钢水温度曲线,不仅降低了生产成本,而且提高了生产效率和产品质量,从而提高了产品在国际市场中的竞争力。 过程控制系统论文:过程控制系统中自动调节系统浅析 摘要:所谓过程控制系统是指对生产过程实现自动控制的系统。如绪论中所述,在石油、化工生产过程中,一般包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动调节等方面的内容。自动检测系统只能完成“了解”生产情况的任务;信号联锁保护系统只能在工艺条件下进入某种极限状态时,采取安全措施,以免发生生产事故,自动操纵系统也只能按照预先规定好的程序进行某种周期性或规律性的操作,只有自动调节系统才能自动地排除各种干扰因素对工艺参数的影响,使它们始终保持在预先规定的数值上,以保证生产维持在正常或最佳的工艺操作状态。 1 自动调节系统的组成 自动调节系统是在人工调节的基础上产生和发展起来的,自动调节系统的组成包含三部分: 1.1 测量变送器 测量实际液位高度并将其转换成统一的标准信号。 1.2 调节器 接收变送器送来的液位信号,与事先设定好的工艺希望的液位值即给定值进行比较得出偏差,然后根据一定的运算规律进行运算,然后将运算得出的调节器命令用统一标准信号发送出去。 1.3 执行器 通常指调节阀,它和普通阀的功能一样,只不过它能自动地根据调节器送来的调节命令改变阀门的开度。 2 自动调节系统的分类 2.1 定值调节系统 所谓定值调节系统就是给定值是恒定的调节系统。在工艺生产中,如果要求调节系统的被调参数保持在一个生产指标上不变,或者说要求工艺参数的给定值不变,那么就要采用定值调节系统。在定值调节系统中,引起被调参数波动的原因是各种干扰,对于这类调节系统,设计分的重点是在存在干扰的情况下如何将被调参数控制在所希望的给定值上。石油、化工生产中大多数调节系统属于这种类型。 2.2 随动调节系统(或称自动跟踪系统) 随动调节系统即给定值不是固定的,是随时间不断变化的,而且这种变化不是预先规定好的,即给定值是随机变化的。随动调节系统时目的就是使所控制的工艺参数准确而快速地跟随给定值的变化而变化。比如各种变送器均可看作是一个随动调节系统,它的输出应严格、及时地随输入而变化,再比如后面将要介绍的比值调节系统、串级调节系统中的副回路都是随动调节系统的一些例子。 2.3 程序控制系统 这类系统的给定值也是变化的,但它是一个已知的时间函数,即生产指标需按一定的时间程序变化。近年来,随着微机的广泛应用,为程序调节系统提供了良好的技术工具与有利条件。 3 自动调节系统的过渡过程 当调节系统受到外界干扰信号或给定值变化信号时,被调参数都会被迫离开原来的平衡状态而开始变化,只有当调节作用重新找到一个合适的新数值来平衡外界干扰或给定值的变化时,此系统才可处于新的平衡状态。因此,调节系统的过渡过程实际上是:当调节系统在外界干扰或给定干扰作用下,从一个平衡状态过渡到另一个新的平衡状态的过程,它是一个调节系统的调节作用不断克服干扰影响的过程。 自动调节系统的过渡过程直接表示了调节系统质量的好坏,与生产中的安全及产品产量、质量有着密切的联系,因此研究过渡过程具有相当重要的意义。 4 自动调节系统的静态与动态 自动调节系统的过渡过程包括了静态与动态。把被调参数不随时间变化的平衡状态称为系统的静态,而把被调参数随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。 当一个自动调节系统的给定和外界干扰恒定不变时,整个系统就处于一个相对的平衡状态,系统的各个组成环节如调节器、调节阀、变送器等都暂不动作,它们的输出信号都处于相对静止状态,这种状态就是上述的静态。注意这里所指的静态与习惯中所讲的静态不同。习惯中所说的静态都指静止不动,而在自动化领域中的静态是指各参数(或信号)的变化率为零。如果一个系统原来处于相对平衡状态即静态,由于干扰的作用,破坏了这种平衡。被调参数就会变化,从而使调节器等自动化装置也就会改变调节作用以克服干扰的影响,并力求使系统恢复平衡状态。从干扰的发生,经过调节,直到系统重新建立平衡,在这一段时间中整个系统的各个环节和参数都处于变动状态之中,这种状态就称之为动态。 在研究调节系统的过渡过程时,虽然研究其静态是重要的,但研究其动态更为重要。因为在干扰引起系统变动后,需要知道系统的动态情况,即被调参数是如何运动的,并搞清系统究竟能否建立新的平衡和怎样去建立平衡,干扰作用总是会不断产生,调节作用也就不断地去克服干扰作用的影响,所以自动调节系统总是处在运动状态之中,而静态或平衡是暂时的,因此,研究自动调节系统,重点要研究过渡过程的动态。 5 分析自动调节系统常用的干扰形式――阶跃干扰 在生产中,出现的干扰是没有固定形式的,多半属于随机性质。在分析和设计自动调节系统时,为了安全和方便,常选择一些定型的干扰形式,其中最常用的是阶跃干扰。 所谓阶跃干扰就是在某一瞬间t0,干扰突然的阶跃式地加到系统上,并继续保持在这个幅度上。采用阶跃干扰是因为考虑到这种形式的干扰比较突然、比较危险,它对被调参数的影响也最大。如果一个调节系统能够有效地克服阶跃干扰,那么对于其它比较缓和的干扰一定也能很好地克服;同时,这种干扰的形式简单,容易实现,便于分析、实验和计算。 过程控制系统论文:选矿厂磨矿分级过程控制系统研究 摘 要:在选矿厂的磨矿分级过程中,其主要特点就是非线性、时带性和时变性,同时还具有极为明显的不确定性等特点,由其特点可以看出此过程是极为复杂的。选矿中磨矿分级过程的控制能力是影响其矿厂中发展收益和资源利用率的主要因素,因此磨矿分级过程也愈来愈受我国学者的关注和研究。本文通过对我国选矿厂磨矿分级过程控制系统进行探讨,并对其工作原理进行深入剖析,同时给出了一定解决在选矿厂磨矿分级过程中出现问题的方法,为今后选矿工作人员在运用自动化信息技术进行运行提供有力借鉴。 关键词:选矿厂;磨矿分级过程;控制系统;工作原理 中图分类号:TP309 选矿厂磨矿分级的问题一直备受各类工程学家的关注和研究,磨矿这一环节是选矿厂在生产过程中的首要任务。由于磨矿所用的设备磨矿机具有容量极大、总体构造极为简单、生产率高、破损率高、有极好的稳定性等特点。因此被作为选矿厂磨矿分级的首选设备,并同时被广泛应用于水泥、采矿及陶瓷等各类行业中。 1 磨矿分级过程的现状及发展趋势 磨矿分级过程的发展大体上可以分为初级、稳定生产以及最优化生产三个阶段。 1.1 初级阶段 其初期阶段是处于20世纪50年代之前,此阶段中选矿厂生产的过程主要依赖于人工操作而非磨矿设备的生产,因此导致了所生产的矿物数量以及矿物质量极为不稳定,况且在不断发展的过程中矿物的机体性质以及物理特征也不断变化,这就给磨矿工作人员的手工操作造成了一定的困难,使磨矿分级过程中的难以保证生产指标的按时完成。同时磨矿工作人员的个人工作强度也不断增加,工作条件也较为恶劣,更在心理和生理上给工作人员造成一定的生产压力,使得生产量难以趋于稳定状态。但是随着社会的不断发展和信息化技术的逐渐普及,磨矿分级过程中也开始在一些采用相关的仪表以及信息化设备检测对一些项目进行较测,譬如在磨矿设备的回路中添加了皮带秤等。这样一来不但使磨矿的过程逐渐趋于简单化而且也在一定程度上减少了工作人员的劳动力,使工作人员的工作条件更加优化,同时也很大程度上提高了磨矿分级过程的稳定性以及生产效率。 1.2 稳定生产阶段 于稳定生产阶段而言,此阶段已处于20世纪60年代,这时较多的自动检测仪表如矿浆PH计、金属探测仪以及矿浆浓度计等都开始应用于磨矿分级过程中,使该过程实现了自动化生产的目标。在60年代后的几十年间发展更是迅速,使磨矿分级过程几乎可以通过对相关一起的数据进行调控来完成,大大提高了生产数量、质量以及生产的稳定性。后来计算机行业随之出现并被应用于采矿过程中来,磨矿分级过程中所遇到的难以解决的生产问题都交予现代控制技术去处理,这些技术的出先和发展都给磨矿分级过程带来了发展优势,使该过程处于极为稳定的控制状态。目前大多数国家的磨矿分级过程都处于该发展阶段。 1.3 最优化生产阶段 对于最优化生产阶段来说,这一阶段出现于10世纪90年代至21世纪初期,磨矿分级过程也随着控制理论的迅猛发展而实现了最优控制的目标。因为影响采矿的因素较为繁杂,而且所磨矿物的物理及化学性质差异较大,所以各个工作的车间及机组都通过计算机对其性质特点进行记录然后传送于统一的管理计算机中,从而完成对该磨矿分级过程的最优制,在南非的一些国家的磨矿分级过程已处于该阶段中。对于现今的计算机控制磨矿设备大多为球磨和棒磨,此类设备在我国已经被研究和试用多年,其主要是采用现代控制理论中的自适应控制控以及多变量控制等对球磨和棒磨进行控制,但是由于自磨机的工作原理及机制极为复杂而使专家们难以得到合理的解释及研究结果,而且进入自磨机的矿石的特征的多样化也会使自磨机的运作机理随之变化,这样一来就使工作人员难以掌握自磨机的作业原理及机制,因此我国的自磨磨矿还处于人工操作的阶段。 2 选矿厂在生产过程中存在的问题及其影响因素 2.1 选矿厂在生产过程中易存在的问题 由于在选矿厂磨矿分级的过程中需要人力对磨矿设备进行手动操作,因此磨矿量的多少不但取决于磨矿机的运作,更多的是由操作人员的个人专业水平及工作经验决定,所以在磨矿过程中如若有存在工作人员责任心不强或者个人操作不熟练等情况,就会使磨矿数量受到一定影响。 与此同时,在磨矿机磨矿的过场中需要水源的供应,但给水量的多少也需要工作人员进行手动调节。由于给水的过程中会受到矿量变化以及供水压力等因素的影响,从而导致磨矿机中磨球的浓度难以控制在平稳状态,这时亦会影响到磨矿量的多少,且在给水过程中如若水量失衡较为严重的话,还会引起磨矿设备有一定的故障发生。 2.2 影响磨矿分级的因素 磨矿作业会直接对磨矿产品的质量及其过程中的矿物处理能力造成影响,从而影响到生产的整体速率和该矿场的综合经济能力以及知名度,因此在磨矿过程中把握好对磨矿机的使用方法及力度是极为关键的。在磨矿分级过程中所产生的一系列参数的准确性是直接决定整个矿场的生产质量以及生产效率的主要因素,但是由于在磨矿分级的过程中会存在譬如生产过程较为缓慢、滞后时间过长、磨矿机工作机理太过复杂等问题,且磨矿系统的整体还具有时变性及非线性的特点,所以在选矿厂磨矿分级过程中会产生或多或少的干扰使此过程难度增加。与此同时,在磨矿分级过程中磨矿设备所发出的噪音一般高达100dB,会使工作人员的工作环境过于嘈杂而对工作人员在心理和生理上都造成一定的影响,从而使工作效率有所降低、生产量过少等情况发生。 综上看来,影响磨矿分级的因素可以分为多个方面。主要影响因素为所磨矿物的自身因素以及磨矿机的自身因素,对于所磨矿物而言,其自身的给料粒度、矿石的耐磨性、矿石粒的大小等都会对磨矿分级过程造成影响;对于磨矿机而言,其自身的规格、大小、衬板形状、型号等都会对磨矿分级过程造成影响。与此同时,在磨矿工作人员的操作过程中出现的例如磨矿物的形状以及其填充率、介质的尺寸以及相互之间的配合、介质的材料合成、加棒球的制度、磨矿设备的转速、所磨矿物的浓度以及料球比等问题也会使磨矿分级过程受到影响。 3 结束语 综上看来,虽然我国的磨矿分级过程正处于不断发展不断进步的局面,但是其间还存在较多的问题及漏洞,而且在相关技术上还需要更进一步的发展和提高,这就需要我国相关的工程家及工作人员不断研讨和创新的磨矿机器及设备,使我国磨矿分级过程更加优化。 作者简介:李琦(1973.01-),男,内蒙古包头人,导师,副教授,硕士,研究方向:工业远程控制;斯琴(1986.06-),女,蒙古族,内蒙古包头人,本科,研究方向:控制工程。 作者单位:内蒙古科技大学,内蒙古包头 014010 过程控制系统论文:应用型技术本科院校“过程控制系统”课程教学方法讨论 摘要:“过程控制”是当前工科院校自动化专业开设的一门专业必修课。结合应用型技术本科院校特点,本文分析了我校开设该课程过程中所存在的问题,并对该课程的教学改革的方法和取得的一些成果进行阐述,有利于指导进一步的教学。 关键词:过程控制;教学改革;教学 一、引言 《过程控制系统》是工科院校自动化专业的一门优秀专业课程,课程知识点涵盖了自动控制理论、自动化仪器仪表、工艺技术、计算机和网络技术等,是一门具有很强应用性和实践性的优秀专业课。国内大多数理工科高校的自动化专业都开设了《过程控制系统》这门课程。我校作为技术应用型本科院校,也将“过程控制系统”课程作为我校自动化专业的一门重要专业课,本课程的教学要求学生能够掌握过程控制系统的基本特点、控制系统组成与基本控制原理;掌握控制系统数学模型及建立方法,掌握计算机集成控制系统、计算机网络控制系统结构与应用。开设本门课程之前学生已经学过“自动控制原理”、“计算机控制系统”等课程,目前,我们学校自动化专业获得了上海市试点专业资助建设,为我校自动化专业的特色专业课程建设提供了契机。 二、改进化教学方法 我校一直致力于培养具有扎实理论技术基础,具有较强技术创新和实践能力,能在一线生产现场从事工业技术应用、管理与技术服务的高等技术应用型人才,这使得我校的课程教学跟985研究型大学不能完全一样,需要紧跟办学仿真改革教学方法。 目前存在的问题:当代大学生多是独身子女,学习态度一般,特别专业性强的专业课,如果纯粹填鸭式理论教育,学生的收获不多。 针对以上所指问题,《过程控制系统》这门课的教学改革以如何激发并提升学生的学习兴趣、提高学生自主学习和创新能力为最终目的。教学改革的方法重点包括改进教学(包括实践环节)方法、授课方式等,将枯燥的理论与实际工业现场尽量联系起来,增加实践设计,包括实验设置的二次开发,或者购买新的实验设备,培养学生自主设计控制系统,对所学理论知识的应用能力。 (一)讲好绪论课,提高学习兴趣 如何在课程之初就吸引学生,提高学生的学习热情是课程组教研的重点内容之一。在绪论课上,老师首先向学生强调本课程的性质、任务及地位等,同时强调和其他已学课程的关联性,以及会和哪些后续环节相关联。同时讲述过程控制的历史发展和研究现状,重点给学生展示大量的实际工程应用案例以及学生利用课程设计与毕业设计开发的成品和教师在过程控制方面的科研成果。让学生对这门课充满期待,找到学习方向,以此来提高学生的学习兴趣。 (二)注重实际案例分析,培养学生的工程思维 在每个重要的控制系统讲授完成之后,都要讲授一个实际机组实例,实例中不但包含模拟量控制,还有相应的信号测量部分和手自动跟踪部分,同时结合控制逻辑进行讲解。同时基于安全考虑,介绍一些报警和连锁保护知识,这样,学生除了对知识有了系统认知,也培养了学生的安全意识。 (三)增加知识讲座,了解行业发展现状 希望学院每年都能请一些有工作经验的校友讲一些过程控制现场情况,以及企业对人才需求的方向,使学生更好地了解行业现状,毕业前应该进行哪些方面的知识储备。同时也希望请一些过程控制领域内的专家学者进行学术报告,让学生有机会了解过程控制的前沿研究,关注过程控制的未来发展。 三、改进教学手段 (一)高质量多媒体课件的研发与应用 过程控制课程是一门和实际结合紧密的学科,内容既有控制理论知识,又和工厂运行实际相结合。为了增加直观性,本课程已采用多媒体授课很多年,但是多以PPT课件为主,板书为辅,形式过于单一。将来希望课题组教师对本门课程的课件进行大力度的研发,多增加一些动画演示,与多媒体教学结合起来,使得知识点直接明了,授课方式更加生动,学生掌握起来更容易,同时也提高了学生的听课兴致和提升了学生的学习效率。 (二)网上教学平台的开发和应用 建立网络交流平台,可以使师生之间的协作不受时间和空间的限制。老师可以将教学的相关资料上传到网站上,并在网站上布置作业、网上答疑、讨论,学生能及时方便地得到老师和其他同学的解答。 (三)辅助教学软件的应用 过程控制课程的教学重点是给学生一个“系统”的概念,实际应用的过程控制系统,大多数都是闭环反馈控制系统,主要包括检测传感器、控制器,执行器和被控对象等组成。过程控制系统主要是根据控制指标的要求,进行系统建模和控制器设计计算,并对各部件进行选型并整定。在讲解过程中,应用Matlab软件里面的SIMULINK软件,根据过程对象的数学模型,搭建系统模型,并进行仿真验算,通过调整控制器参数,观察系统仿真输出曲线,直到达到系统要求的目标为止。尤其在控制器动态特性和各种复杂控制系统以及控制系统的整定等知识的讲解中,MATLAB仿真实例便于学生比较各种控制方法的优缺点,增强了直观性,同时也能让学生学到一种解决问题的方法和手段。 四、强化实践应用能力 实践环节包括实验环节、课程设计和后续的仿真培训等。 (一)实验设计 实验教学是过程控制系统课程教学的重要环节,实验环节是培养学生独立设计控制系统能力的重要实训手段。实验教学主要以突出学生独立自主完成系统设计能力的培养,学生为主,授课老师为辅。我校过程控制实验室设备是浙江天煌教仪研发的,学生可以在实验台上进行一些验证性和自主设计实验,包括单容液位定值控制系统、液位与进水流量串液级控制系统、锅炉内胆水温前馈――反馈控制系统等。另外,新建的PLC和DCS实验室也可以满足学生的一些自主设计实验的需求。 (二)课程设计改革 过程控制系统论文:温度场模型在加热炉过程控制系统中的开发与应用 【摘要】 随着计算机网络技术的不断进步,过程控制系统在加热炉过程控制系统中的应用日渐广泛,本系统解决了人为凭经验控制钢坯温度,带来的加热质量问题,实现了透明加热炉。 【关键词】 温度场模型 加热炉 开发与应用 一、背景 对于钢铁企业来说,如何控制好钢坯在加热炉内加热过程中的表面温度和芯部温度是非常重要的,直接影响到后续的加工质量,如轧制工序等。加热质量是所有质量的源头,加热质量不好,如加热未烧透、加热不均匀、过烧等,不光会带来能耗的浪费,过多的烧损,更会直接导致后续轧制时轧制力过大,厚度不稳定,轧制泄压,麻面等等各种问题。因此,对于钢铁企业来说,将温度场模型融入日常生产管理中是很有必要的。以往生产中,由于各种因素,未采用温度场指导生产,对钢坯温度的监控主要是以L1的炉温值结合人的现场观测经验为主,存在不直观、工作量大、且效率过低的问题。人的经验起着决定性作用,有的班加热质量好,有的班加热质量不理想,总体加热质量不稳定。通过温度场模型的有效引入生产,很好的指导了生产的操作,稳定了加热质量,从源头上把控了生产的整体质量。 二、温度场模型的建立 2.1建立传热模型微分方程 导入微元体的总热流量 + 微元体内热源的生成热 = 导出微元体的总热流量 + 微元体热力学能(即内能)的增量 三、温度场模型的应用 1、系统体系结构。加热炉在线过程控制系统采用C/S体系结构,即控制软件系统分为前台和后台两个子系统,前台系统为客户端系统。后台系统为服务器端系统,由多个进程组成。前后台系统之间,后台系统的不同进程之间,通过数据库系统进行信息交互。 2、服务器端系统组成。服务器端系统有5个独立进程组成,钢坯加热流程跟踪系统(简称流程跟踪系统)、钢坯温度状态跟踪系统(简称钢温跟踪系统)、加热炉炉温优化设定系统(优化设定系统)、与三级系统通信系统(简称三级通信系统)、与轧钢系统通信系统(简称轧钢通信系统)。1)流程跟踪系统的基本任务。承担着加热炉生产过程工艺流程的跟踪任务,是过程控制系统的基础。该系统承上启下,收集过程信息,组织钢坯记录,发送生产指令,为其它子系统提供所需的各类过程服务。2)钢温跟踪系统的基本任务。在其它子系统的支持下,“钢温跟踪系统”使用温度场模型,跟踪钢坯温度状态的变化过程。3)优化设定系统的基本任务。在其它子系统的支持下,使用钢坯速度跟踪模型和温度场模型,预判钢坯烧透时间。同时,通过计算钢坯预期炉温的方式,确定当前最佳炉段温度。4)轧钢通信系统的基本任务。承担着整个加热炉过程控制系统与轧钢过程控制系统的信息交互任务。该任务由两部分组成:向轧钢控制系统发送钢坯出炉温度、从轧钢控制系统读取钢坯开轧温度。5)三级通信系统的基本任务。承担着整个系统与三级控制系统(又称MES)的信息交互任务。该任务由两部分组成:从MES获取钢坯计划信息、向MES发送MES需要的钢坯加热过程信息。 3、服务器端子系统设计。在后台系统中,属于应用系统范畴的子系统共有5个,分别是:钢坯加热流程跟踪系统、钢坯温度状态跟踪系统、轧钢通信系统、三级通信系统。由于每个子系统相对独立,彼此之间的信息交互均通过数据库系统实现,因此在设计上,每个子系统作为独立系统考虑。 四、实现效果 本系统自上线以来,稳定、高效、直观。提供了很好的人机界面,直观反映了炉内的钢坯实时状况。利用加热模型、速度模型、结合黑匣子数据及加热代码信息将钢坯所在位置的炉温转换为钢坯实时温度,计算目标出炉温度,指导炉温设定,控制加热节奏,同时将钢坯21层出炉温度发送给轧机二级,帮助轧机二级优化轧机模型。加热炉过程控制系统的投用,实现了加热炉的透明,直观反映了炉况,扭转了由于钢坯温度不可预知而造成的钢坯“烧不透”,“烧不匀”,“烧过头”的现象,指导了生产,从源头保证了钢板的质量。 过程控制系统论文:1580热轧生产线的粗轧过程控制系统 摘 要:本文主要介绍京唐1580热轧生产线的二级过程控制系统,从非控即平台、数学模型两方面进行概述。介绍了HDP平台的运行机制及环境,数学模型方面以模型的架构和相应的数学模型介绍为主。 关键词:热轧;非控平台HDP;二级过程控制;数学模型;粗轧 1580热轧工程是国内自主集成的热连轧系统,其自动控制系统集成了北科麦斯科(一级总承包)、北京金自天正(二级总承包)、澳大利亚IAS、ABB(传动)等国内外热轧领域的优秀单位,经过一年的安装、调试、冷试、热试、试生产、生产达产,设备逐渐进入稳定运行期,通过各方人员共同不断的摸索和优化,产品质量及新品种开发也有显著的提高,逐步成为京唐热轧的品种钢基地。 本文将以介绍该生产线的粗轧自动控制系统的二级过程控制为主,包括粗轧数学模型和软件平台的阐述。 1 运行平台简介 京唐1580热轧生产线的粗轧二级过程控制的软件运行平台是北京金字天正开发设计的HDP (Happy Develop Platform)平台,是支持过程控制系统开发的计算机系统开发平台。 HDP包含一个系统框架hFRAME和一批功能模板hTemplets。系统框架是过程控制系统的基础框架,它实现了进程与线程管理、共享区管理、报警与公共服务、系统监控维护和模拟测试等过程控制系统的基础功能,同时为集成系统的其它功能模块提供了简明规范的接口。功能模板可以生成与系统框架相适应的功能模块,利用它们能够迅速搭建你所需要的系统。 系统框架的程序模块已经固化,开发新系统时,所有基础功能均使用系统配置的办法实现,不需要编制任何程序。系统框架采用统一规范的接口与其它功能模块进行连接,因而采用HDP平台开发的过程控制系统的可靠性是有充分保证的。 1.1 系统的运行环境与开发环境 过程控制系统运行在安装有Windows2000 Server操作系统的PC服务器上,数据中心还需要Oracle数据库管理系统的支持。HDP的开发环境是VC++、Office以及Oracle Developer。 1.2 HDP系统框架 HDP系统框架hFRAME本质上是一个封装好的软件包,其范围几乎含盖整个过程控制系统,只有hPCS中的应用线程模块appThreads不在其中。系统框架的工具箱只包含系统监控程序Monitor这个基本的工具。 2 粗轧数学模型 概述 粗轧模型软件通过C++程序语言来实现模型具体功能的编程过程,以及模型程序同平台应用程序之间的数据交换和结构关系。 2.1 软件架构 粗轧模型系统以一个独立进程的方式存在于整个系统平台中,粗轧模型系统进程同其他应用进程之间的数据交换通过访问系统统一的共享区来实现,模型进程下创建有预设定线程、设定线程、自学习线程。模型进程的起停由HDP系统平台统一管理,模型进程下的应用线程同样由系统平台的事件来管理。粗轧模型系统的模型参数表,保存在由系统统一创建的模型共享区中。 2.2 模型控制系统 粗轧模型控制系统实现粗轧过程计算机的优秀功能,它的任务是实时计算出粗轧轧制过程所需的各种基准值,和根据轧制中实测的数据自动学习、优化模型参数,并将计算出的基准值保存到数据通讯进程所需要的共享区。 粗轧模型控制系统的主要内容有:操作方式管理;模型预设定;模型重计算;模型自学习。 操作方式管理功能主要是负责处理操作工通过HMI画面选定的设备功能投用和参数修改,主要有:轧机甩架;除鳞方式改变;侧导板控制;轧制策略改变。 模型预设定主要是根据HDP控制逻辑进程触发时所发送的板坯号信息和PDI对应的板坯参数进行粗轧模型设定,主要有:加热炉入炉设定;加热炉出炉设定;加热炉即将出炉设定;HMI画面请求的模型再计算。 模型重计算是根据当前轧制道次所采集到的实际生产数据,修正计算剩余道次的轧制规程,除粗轧整个轧制道次的最后道次不进行重计算外,其余道次均根据实测数据进行重计算。 模型自学习是根据所采集到的实际轧制数据和模型设定的基础数据进行比较,通过自学习的方法对模型参数进行自动修正,主要有:轧制力、温度等的自学习(此功能在模型重计算中实现);粗轧宽度自学习;对精轧出口宽度自学习。 操作方式管理:操作方式管理功能,主要是接收处理HMI画面上操作工所选定的设定功能,将HMI所选定的功能进行处理后传入模型设定模块,让模型按照HMI画面设定的要求进行功能设定,同时将HMI画面上所请求的参数输出到HMI画面上去。 ①甩架功能设定,在HMI画面上操作工通过模型设定画面上的机架投用画面可以点击设备投用或设备甩架,甩架原则是:平辊甩架必须和立辊联合一起甩,立辊可以单独甩架。模型接收到甩架信息将所甩机架置上甩架的标志,模型计算时根据甩架的标志获取相应的模型参数。如果是立辊、水平辊联合甩架模型还将根据所甩设备的位置确定新的轧制策略。 a单甩立辊方式:模型依然按照粗轧两机架的方式进行轧制策略设定和水平辊的规程设定,只是在进行立辊模型设定时,如果该机架立辊道次有甩架标志,立辊道次的辊缝按没有立辊控制的辊缝进行设定。 b立辊、水平辊联合甩架:模型根据所甩机架的标志,重新分配粗轧的轧制策略,水平辊和立辊的规程都通过一个机架来设定。 ②除鳞方式设定,当除鳞设定的HMI画面上选择是二级自动方式时,粗轧的所有除鳞方式按照模型表中默认的除鳞方式进行;当除鳞方式选择到二级手动时,模型根据HMI设定的除鳞方式进行模型设定。操作工设定除鳞方式时可以手动在模型现有设定方式基础上进行修改设定,也可以根据模型提供的不同除鳞策略自动选择设定。如果当操作工将某除鳞设备的工作状态选择成关闭,模型计算时遇到此除鳞设备时直接选择弃用除鳞的方式。 3 结语 粗轧区域的平台采用金自天正传统的HDP平台,其数学模型程序作为该平台的一个子进程运行。该控制模式在1580热轧线的应用很成功,模型设定精度很高,模型参数调整工具灵活、适用,二级维护人员可通过参考模型设定数据采集系统的日志文件和实时的数据PDA图形系统检查模型调整的效果。京唐1580粗轧模型通过精确的设定和完善的自学习系统及维护人员的及时调整,现在运行稳定、控制精确,有效地保证了该热轧线的宽度控制质量。 过程控制系统论文:试论基于PLC的过程控制系统设计与实现 [摘 要]现阶段,是信息化飞速发展的阶段,因此对于过程控制系统而言,需要不断地对其进行优化设计。本文主要探讨了PLC的组成部分和特点,以及PLC的过程控制系统的具体设计方案。 [关键词]PLC;过程控制系统;设计 中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)33-0101-01 PLC控制方式,是目前自动化领域内的一种主要的控制方式。这个控制方式,和以往的方式相比,具有成本低、控制灵活、维护简单的优势,因此值得在自动化领域进行广泛的推广。 1.基于PLC的过程控制系统概述 PLC,即为一种可编程控制器,它主要是借助控制功能软件来实现系统的编程功能的,因此可以适用于较为恶劣的工业环境,它具有较强的抗干扰能力。PLC主要由以下几个特点:一、性价比较高;二、较为突出的可靠性;三、可编程强;四、在线编程较为简便。PLC的实质,是用于工业控制的计算机,其硬件结构类似于微型计算机。它的主要结构包括以下几个方便,具体如图1所示: 其工作原理为:它的工作过程主要包括三个方面,即为输入采样和用户程序执行,以及输出刷新。进过这三个阶段的流程,即可完成一个扫描周期。目前,该控制系统多用于工业制造之中。 过程控制系统属于一个封闭的控制系统。它主要包括四个组成部分,即为计算机、被控对象、测量变送、执行装置。其中,过程控制系统的控制机,就是这四个组成部分中的计算机。它依赖于现代的控制理论,以及经典的控制理论,来实现工作运行的。基于计算机的控制器,它的技术基础就是:计算机技术和自动控制化理论这两个方面。 德国西门子PLC公司生产的可编程程序控制器,在我国主要应用在冶金、化工、食品等领域内。西门子生产的可编程程序控制器,其产品主要包括LOGO、S7-200、S7-300等,这些产品具有以下几个特点:体积较小、速度较快,同时其网络通信能力较强,具有更加可靠的性能,因此可以在冶金、化工、食品等领域内进行更为广泛的推广。 2.基于PLC的过程控制系统设计 基于PLC的过程控制系统设计主要包括以下几个流程: 2.1 做好前提准备工作 用PLC做控制优秀,要充分考虑在工业生产中的独特性,因为生产过程涉及多个流程,而生产机械也不尽相同。所以在底层以PLC来作为生产的基本控制时一定要多方监控和操作,做到数据合理统计分析。只有将细化了的工业生产流程和机械的特点和特性全面把握,才能在控制过程中提高运作质量水平。总的来说,在进行具体受控对象操作时,一定要从逻辑、时序和模拟上充分了解受控体机、电之间的具体联系和区别,从而在PLC控制程序设计上精确其参数,优化结构,满足要求。 2.2 过程控制具体方案流程 1)对生产工艺步骤的了解 这篇文章主要研究的是在PLC控制下裂化催化剂成胶工艺流程的具体控制方案。(此次研究过程有两个反应器)下面是裂化催化剂成胶的具体工艺控制步骤:第一点要在反应器Ⅰ中加入两种物料,分别记做物料A和物料B,在物料全部加入完毕时启动搅拌机,将搅拌工作时长控制在10min;第二点,在第一次加入物料A和B搅拌完成停止后再将物料C加到反应器Ⅰ中,将搅拌工作时长调整到15min接着搅拌,然后以同样的工作流程加入物料D进行10min搅拌,将物料E最后放入反应器Ⅰ中进行最后15min的搅拌,当加入物料E搅拌完成后,停止搅拌机。除了进行反应器Ⅰ的工作,同时还要进行反应器Ⅱ的工作,反应器Ⅱ的工作内容和流程和反应器Ⅰ相同,但是它们是相互独立和分离的,之间无任何干扰项。只是反应器Ⅰ和Ⅱ之间要进行每25min的交替运行工作,从而组成一个整体化的生产步骤流程。 2)确定控制要求 在生产设备处于初始工作状态的情况下时,其进口阀门关闭,循环阀门打开,而计量罐则保持空闲;当过程控制系统开启时,整个系统开始运转,这时情况发生反转,进口阀门会变为打开状态,而循环阀门则会转为关闭状态,而计量罐则会开始容纳所需物料;当物料加满时,进口阀门再次关闭,循环阀门再次打开,这就完成了一次完整的物料添加过程。根据反应器的需要,上述动作会呈现出循环重复的状态。 3)确定控制方案 由于在整个过程控制系统控制过程中,开关量扮演着输出和输入信号的角色,所以,在设定任务时,就将其设定为一套单机逻辑控制系统。具体流程如图2所示: 2.3 PLC输出与输入设备的选择 严格遵照过程控制系统的控制要求和设计方案是选择PLC设备的先决条件。输出设备由信号指示灯/执行设备和电磁阀组成;而输入设备由电磁阀/传感器和位置开关组成。 2.4 PLC设备的类型选择 不同的厂家生产的不同型号的PLC设备的结构、性能、容量和成本也都不同,在进行选择时,要从PLC设备的机型、容量等方面进行综合的考量。首先是机型方面,不但要保证功能可靠、维护方便,还要在性价比上占据优势,只有符合这些要求才能纳入考量范围。 2.5 设计控制软件与调试 根据该系统的具体要求,所需要的编程软件主要包括STEP7 V5.5和WinCCSP4。STEP7 V5.5主要完成逻辑控制部分程序;WinCCSP4主要实现人机界面程序设计。设计步骤完成之后,需要对其进行测试和调试。主要包括两个方面,其一是实验室的模拟,科研人员需要在实验室内对该设计进行测试,根据测试的各项数据来设计现场的调试的方案。基于PLC的过程控制系统的设计与实现,需要经过这两个步骤的测试,最终才能投入实际的生产使用之中。 3.结束语 在基于PLC的过程控制系统的设计,可以有效的节省这个系统所需的研制费用,节省了其单机手动,以及半自动控制的按钮数量,也可以最大程度的节省PLC的占用输入点数。这些运行程序方面的节省,最大程度的减少了这个系统所需的安装工作量,以及接线工作的任务量,也在最大程度上为操作这个系统的工作人员带来了很大的便利。因此基于PLC的过程控制系统设计与实现对于工业生产而言,具有十分重要的意义,因此值得对其进行广泛的推广。本文选取的设计方案,可以在恶劣的工作环境中进行有效的运行,它可以承受住现场施工的考验,其较高的通信速率、较低的出错率、较好的运行效果,均体现了其广阔的市场应用前景[1]。 过程控制系统论文:日立冷连轧过程控制系统轧制力自适应模型 [摘 要]本文以日立UCM串列式6辊冷轧机组过程控制系统轧制力自适应模型为实例,介绍了轧制力自适应模型的功能、计算过程,并着重描述了日立冷连轧过程控制系统轧制力自适应模型计算过程。 [关键词]冷轧机组 过程控制系统 自适应 模型 绪论 日立过程控制系统轧制力计算模型是用数学公式来描述轧钢过程轧制力的内在规律。由于现场条件的差异,轧制力计算数学模型不可能100%的准确表述轧制过程中的实际情况。在此背景下,轧制力自适应功能应运而生,自适应的根本宗旨就是要提高轧制力计算模型的计算精度,从而提高产品的质量。轧制力自适应模型功能的最终目的是计算出轧制力计算数学公式的自适应系数。 1.轧制力自适应系数计算概述 日立过程控制系统轧制力计算数学模型在计算轧制力的时候考虑了变形抗力、张力、摩擦力、接触长度、轧制力自适应系数等因素。自适应模型通过实际值反计算轧制力时自适应系数等于1。通过现场反馈的实际值计算理论轧制力时,首先计算实际的摩擦力系数,然后计算实际的动态变形抗力。自适应模型轧制力自适应系数计算流程如图1所示 3.结束语 轧制力自适应系数极大地提高了轧制力计算模型的计算精度。模型计算的精度提高后使一级基础自动化控制更加优化,从而大大提高了成品的质量。 过程控制系统论文:过程控制系统数据采集接口建设研究 【摘要】 为解决企业管理信息系统与过程控制系统之间互不联通,形成信息孤岛,需要建设两类系统之间的数据接口。介绍了数据采集接口的架构及各模块的功能和要求,通过接口的建设,实现面向整个企业各生产、管理层面所有业务活动的数据服务与支持,建成合理的企业数据管理模式。 【关键字】 过程控制系统 数据采集 接口 建设 现今信息应用已发展到生产运行指挥、综合分析、辅助决策等高级阶段,对信息数据的获取要求更全面、更及时、更方便。企业在开展生产业务的同时,也建设了包括生产调度指挥系统、模拟仿真、诊断分析在内的其他大量企业管理系统。通常各系统之间互不通联,数据整合复杂度高、实施周期长、且系统运维难度和工作量大,导致了运维成本高和运维效率低下。数据采集接口的规范建设将改善企业数据管理模式,实现整个生产过程的优化管理,切实提高企业的数据利用效率,提升信息服务的价值。 一、数据采集接口架构 数据采集接口是企业信息管理系统采集过程控制系统数据的接口,是对不同厂商、不同型号的过程控制系统,如DCS、PLC、SCADA等进行统一的数据采集、规范化的处理。数据采集接口主要实现采集、存储、三种功能,通过数据采集网关设备采集过程控制系统数据,采集数据存储于实时历史数据库中,同时把实时历史数据库中的数据进行,为企业管理系统提供及时有效的数据支持。 采集接口通常包括数据采集、数据管理、数据服务等组件,还应包括专用网络、网络安全组件,以及数据采集接口运行管理组件。 数据采集接口通常由数据采集网关、应用数据库、数据接口(数据访问接口和数据应用接口)、安全防护设备(隔离网闸和防火墙)四部分构成,采集生产网过程控制系统数据,通过数据采集网将其存储于应用数据库中,以便于企业信息网中企业管理信息系统获取过程控制系统数据。系统架构如图1所示: 二、 接口功能 过程控制系统通过数据访问接口传输给数据采集网关,且对外仅支持数据采集网关的数据采集要求;数据访问接口根据设置和设定的安全策略校核数据及服务请求,允许合法用户的访问,禁止非法用户的请求,是单向传输的。通常有多种从过程控制系统获取数据的方式,如从控制系统服务器获取、从控制总线获取、从操作站/工程师站获取,或采用共享文件方式获取等。具体采用哪种方式,应考虑控制系统安全、目标需要、数据采集复杂度等因素后作出选择。为了对过程控制系统进行统一的数据采集、规范化的处理,数据访问接口宜将过程控制系统的专有通信协议转换为标准协议,提供过程控制系统的数据访问功能。对新建的控制系统,应在其设计阶段就考虑数据采集网关,对于现有的控制系统,经综合分析、论证,必要时需对现有系统进行升级改造。 数据采集网关的主要功能是采集过程控制系统数据,并转发到应用数据库。它通过数据采集网关内置或二次应用开发的通信协议与过程控制系统的通信协议进行转换通信,实现过程控制系统的数据采集。数据采集方式主要是考虑现场环境与管理需求,用户可进行同步/异步、自动通知、订阅/等方式进行设置。数据采集网管是数据采集接口的主要设备之一,应支持常用的通信协议如:Modbus、OPC等,支持轮询、逢变则报等数据采集规则和一定的数据缓存及补传能力。 应用数据库主要功能包括存储、归档、采集网关转发的过程控制系统数据,包括实时数据库、历史数据库。数据存储应该具备数据缓存、压缩、归档、备份、点数扩容等基本要求,数据吞吐量应满足理论数据吞吐量的2倍。 应用数据库与数据采集网关数据交互通常采用Modbus和OPC协议, 与企业管理信息系统数据交互可采用OPC、ODBC或OLE DB、WebService等数据访问服务或服务器自身应用程序编程接口方式的数据访问服务等。 数据应用接口主要功能是为企业管理信息系统过程控制系统数据,并提供过程控制系统数据的访问功能,企业管理信息系统需要向数据应用接口进行注册申请,获取访问权限后才允许向数据应用接口进行单向访问,且应该只通过数据应用接口访问过程控制系统数据,不宜直接对过程控制系统进行数据连接访问。 三、网络架构及防护系统 过程控制系统数据采集接口的网络架构包括三层网络:生产网、数据采集网、企业信息网。 生产网内典型的控制系统由基本过程控制系统(BPCS)、安全仪表系统(SIS)及火灾报警和气体检测系统(F G)三部分组成[1],每个系统提供数据访问接口用于该系统的数据输出。数据访问接口搭建在各个系统的集成服务器端,而不需要直接连接到现场的控制器上。数据采集网包括数据采集网关、应用数据库、数据接口、安全防护设备四部分。其中应用数据库是由实时数据库与历史数据库组成。企业信息网由一系列的企业管理信息系统组成,这些系统需要访问过程控制系统数据时,需要向数据采集接口中的数据应用接口进行访问申请,一般不允许通过其他途径对过程控制系统的数据进行访问。 安全防护系统主要是为了保证过程控制系统数据采集接口的数据采集过程不影响生产网的正常运行、不破坏生产网的安全性,同时隔离与企业信息网的连接预防受到网络攻击,由连接生产网与数据采集接口的隔离网闸与连接数据采集接口与企业信息网的防火墙两部分组成。 安全隔离网闸通常布置在两个安全级别不同的两个网络之间,管理员可以从信任网络一方对安全隔离网闸进行管理。网闸基本原理是切断网络间的通用协议连接,将数据包分解重组为静态数据,对数据进行安全审查,包括网络协议检查和代码扫描,确认后的数据安全流入内部单元,内部用户通过严格的身份认证机制获取数据[2]。本系统架构中隔离网闸主要隔离生产网与数据采集网,部署于这两个网络之间,实现数据采集网与生产网之间安全适度的应用数据交换,只允许数据由生产网向数据采集接口单向无反馈传输,由于隔离网闸系统在外网与内网中间设有隔离交换单元,内外网与隔离交换单元通道不可能同时连通,保证了生产网的绝对隔离,从而保证了企业生产网的安全。 防火墙部署于数据采集接口与企业信息网之间,隔离数据采集网与企业信息网。它依照管理要求设定的规则,允许或是限制传输的数据通过。未经授权和安全认证,不允许其他任何设备、网络或系统接入数据采集网。保护数据采集网免受非法用户的侵入。 四、结束语 过程控制系统数据采集接口的统一规范化建设为满足企业信息网对生产网的访问要求、企业管理信息系统对过程控制系统数据的访问要求奠定了基础,为深化生产信息数据的业务应用、为管理层掌握一线生产的实时情况提供了条件,实现了数据资源的共享,推动了企业信息化的建设。 过程控制系统论文:如何实现常规过程控制系统仿真 对于智能操纵算法在实际操作中有一些麻烦,比如硬件成本高、软件编程实现困难等等,引入MATLAB设计智能操作算法,利用MCGS监控算法及控制过程,将MATLAB的多种算法与MCGS良好的人机接口进行融合,有力的改善了智能操纵算法操作难的问题,提高了系统的监控质量。大量实际操作研究显示,该算法操作便捷,操作性能稳固,降低了成本,减少了开发所需要的时间,在进行操纵过程中方便实行,具备较好的实用价值。 【关键词】MATLAB MCGS 仿真 动态数据交换 本篇文章使用MCGS组态监控软件系统来操控薄膜厚度,实时收集数据信息,设置硬件的接入点,使人们和机器能直接对话,并且用可动画面的形式来表现操控系统的实时情况。这个时候,把MATLAB作为在后台运转的平台,达到以Back Propagation多层前馈网络为基础整定比例-积分-微分控制器(PID)以及进行弯曲线路创作的功效。使用者使用DDE软件进行双方的信息交换,感受不同角度、不同层次、不同范围观看仿真流程的可观看的人员和机器的交流过程。 1 薄膜厚度操作体系的组成部分 1.1 MATLAB中的PID控制器设计 薄膜厚度控制系统是由现场设备和上位机这两个设备组成的:现场设备中的可编程逻辑控制器对薄膜厚度施行收集,并且对控制数量进行输出,同时对加热控纽的功率进行改变来实现对薄膜厚度的掌控,再将厚度检测仪器检测到的薄膜厚度反馈到上位机器操控体系;上位机器的操控体系是以MCGS为基础进行设计的,有着强大的功能,例如对硬件接入点进行设计,对信息进行动态搜集,实机人员和机器的交流,对信息数据进行登记等,能够模仿操控体系实时的运行状态,把所有变化数据的信息实时地展现出来。为了达到以Back Propagation多层前馈网络为基础整定比例-积分-微分控制器(PID)以及曲线制作的功效,在后台运转的信息操作模块以MATLAB为开发平台。使用Dynamic data exchange通信协议,把MCGS里需要进行测算的信息转送至MATLAB中,由MATLAB对这些数据进行处置,然后将最后的处置结果发送回MCGS,这样,可以提升MCGS操控PLC的本领。 1.2 MCGS组态软件的设计 MCGS软件研究出搜集相关数据信息,对这些数据信息进行处置并且对这个过程进行操控的相关计划和工具,通过这些工具,能够为使用者提供相关动画展示和报表等内容,使用者通过使用这些工具可以完成相关的工程操作。 在MCGS组态软件操控的窗口中,依据使用需要对“系统管理”、主要用户界面、“系统设置”等功能进行了处理,点击不同的菜单就能够进入到对应的操控页面。MCGS系统窗口能够维系及驱动外部装置,同时,可以在这里面加入外部硬件工具和模拟工具如PLC。在对通道进行策划时,可以把A /D、D /A通道和动态信息库中的信息对象对应结合起来。在使用者窗口模式中,设置了主要页面、厚度自行调整页面、体系配置页面等操控页面。 以上的页面,都是在MCGS的使用者小窗中使用相关的测绘模具对监控平台体系进行设计。MCGS可观看图像的功能能够便捷地构造要策划的所有页面,再将动画相关联,就是构造页面画面对象和动态信息库的信息变量之间的联系。在这个窗口中需要设置一些数值可变的量,主要用于信息搜集、操作、输出操控、动画连合和装备驱动,这些可变的信息量是组成动态信息库的主要组成部分。 1.3 MATLAB和MCGS的DDE连接 MCGS提供了一个和另外一个应用程序实施信息互换的方式,这就是动态数据交换(Dynamic data exchange),所以,MATLAB也接受动态数据交换(Dynamic data exchange)通信协议。薄膜厚度仿真操控体系当中,把MCGS当作SERVER程序,把MATLAB当作CLIENT程序,经由动态数据交换协议把MCGS里设置的薄 膜厚度设计数值输送到MATLAB,由以Back Propagation多层前馈网络为基础的比例-积分-微分控制器运算得出最佳比例-积分-微分控制器参数,然后把参数发送给MCGS,从而实现比例-积分-微分控制器参数能够自行整定。 1.4 如何在MCGS中设置DDE 在MCGS和MATLAB中构造一个动态数据交换(Dynamic data exchange),必须在MCGS的“动态信息库”的小窗里构造可改变的量,然后点组态平台里的“工具”按纽,再选择动态数据交换(Dynamic data exchange)连接管理,打开后,将里面的通信的厚度设置数据改成动态数据交换(Dynamic data exchange)输出就可以了。 2 仿真控制效果 为了将以Back Propagation多层前馈网络为基础的比例-积分-微分控制器和原来的比例-积分-微分控制器的功能进行比较,使用这两个系统来实行仿真操控,并且在第三百个采集样本时间加入外加干扰d(k)=2,用来计算抵抗干扰的水平。PID相关参数的数值设定为不变的:kp=0.4,ki=0.03,kd=0.2。以Back Propagation多层前馈网络为基础的PID操控器选择Back Propagation多层前馈网络构造是4-5-3,学习效率以及惯性数值设置为:Z=0.002,T=0.0008。在MCGS的薄膜厚度自行设置页面里把薄膜厚度设置为二十二μm,按下“测算PID参数”这一项,MATLAB经由动态数据交换(Dynamic data exchange)系统在MCGS里选中薄膜厚度信息,在运行系统中用以上两个控制系统实行仿真操控,原来的比例-积分-微分控制器数据量为百分之四十,回应时间是一百五十秒,并且受到的干扰比较大。使用以Back Propagation多层前馈网络为基础整定比例-积分-微分控制器(PID)基本没有超调,采用基于BP神经网络的PID控制器几乎没有超调,回应时间是一百秒,受到的干扰比较小。运算结束后,MATLAB将以Back Propagation多层前馈网络为基础整定比例-积分-微分控制器(PID)整定得到的PID参数发送给MCGS。通过这样的仿真实验显示,以Back Propagation多层前馈网络为基础的比例-积分-微分控制器的优点为超调数量比较小、回应时间短、适应性比较强等等,把其使用在MCGS组态系统中能够增强双向拉缩薄膜厚度操控系统的性能。 3 结语 笔者引入MATLAB设计智能操作算法,利用MCGS监控算法及控制过程,系统无需增加硬件,算法实现简单,是智能控制算法工程实现的有益尝试,具有较大的应用价值。 作者单位 盐城工学院机械工程学院 江苏省盐城市 224051 过程控制系统论文:探究自动化过程控制系统在工业中的应用 摘 要 随着社会经济不断发展,对自动化过程系统的要求也不断增加。自动化过程控制系统在工业领域被广泛应用,为工业领域发展起到了很好的作用。自动化过程控制系统不仅提高了工业产品的生产效果,还降低了生产劳动成本,减少了财务损失。本研究通过对自动化过程控制系统在工业中的应用进行探讨分析,具体分析报告如下: 【关键词】系动化过程控制 工业应用 自动控制是指在没有人力参与的条件下,利用外加的设施设备,使机器按照一定程序运行工作。自动化过程控制系统,是根据科学理论、计算机科技以及其他的一些信息技术设备,对企业或工厂进行检测、优化、调度。随着经济不断发展,自动化过程控制系统被广泛应用于多个领域,且在多个领域都起着很重要的作用[1]。自动化过程控制系统的好坏是评定一个国家科技水平的标志。工业是我国一大重要产业,自动化过程系统在工业领域中的应用满足了我国经济发展的需求,同时也符合人们对工业产品质量的要求。 1 自动化过程控制系统在工业领域应用的含义以及组成部分 在现代工业应用的基础设施中,自动化控制系统(Autom ation Control System )被广泛应用到工业领域。工业生产过程中,自动化过程控制系统是将温度、流量、液位以及材料成分等工艺参数设定为被控制系统的自变量。比如自动化控制系统在工业应用中,恒温室的温度调节过程就是自动化过程控制系统,由于温度是一个不断变化的物理量,通过检测仪器可以检测出具体的数据。如果想要设定一个温度恒等不变的环境,首先需要进行温度测量,当测量结果显示低于恒温数值时,采取加热方式升高环境内温度;当测量结果显示高于恒温数值时,停止加热。整个过程中,温度属于一个控制变量,对温度进行检测,采取加热措施让温度保持在一定的标准,这就是一个自动化控制过程。自动化过程控制设备中可编程逻辑控制器(PLC)是最常见的一种过程控制设备,它的原理是根据所输入的数字信号,提前进行设定,从而输出数字信号,输出的信号经过功率放大模板的作用后,会产生模拟信号,最后再通过相应的执行元件,得出过程控制。自动化过程控制系统的组成元素主要有: (1)检测元件,主要用于检测被控制元件的物理量。 (2)控制器,其主要作用是比较设定值和测量信号的数据,计算出两者之间的偏差,再按照设定好的控制规律进行计算数值,最后将得出的最终结果作为控制信号传送到执行装置。 (3)执行器,其作用是接受控制器传送的控制信号,并推动控制信号,改变被控制变量。 2 工业自动化过程控制系统的特点 过程控制主要是对生产过程中的程序控制,控制设备不同,其特性也不同。 (1)连续性。在工业自动化过程控制中,其整个控制过程是不间断的、经常性的运行着,很多运行原理都是循环进行的,中间不能停,要求过程控制在自动条件下不间断的完成。 (2)方案多样性。不同产品其自动化过程控制方案也有所不同。 (3)自动化过程控制系统的实时性。在一定条件下,被控制变量随着外界因素的影响,不断变化。 (4)复杂性。自动化过程控制系统所控制的范围比较广,其被控制变量也比较复杂,控制程序要求比较多且复杂,这些因素都影响过程控制系统的复杂性。 3 工业自动化过程控制系统的安全问题 工业设施设备包含电力、水利以及石油天然气等行业,这些行业是我国经济发展的重要纽带,自行花过程控制系统在工业中的应用还存在很多安全问题,具体过程控制系统应用出现故障,可能造成的安全问题有: (1)危害工作人员的生命安全,甚至造成工业内员工群死、群伤的不良事件发生。 (2)造成工业企业经济上的巨大损失,还会波及到我国整体经济发展和经济建设成果。 (3)危害当地人群的生活以及国家安全,甚至还会引起一些不法恐怖分子袭击事件发生。 (4)影响我国环境,造成环境灾难,甚至会给后代子孙发展带来严重后果。 4 自动化过程控制系统在工业中的应用 过程控制的自动检测系统。运用一些适当的检测仪器表对工艺参数进行检测,并记录数据以便后期计算使用。过程控制中的自动保护系统。对温度、流量、液位以及材料成分等工艺参数进行检测,检测结果不能满足要求范围,自动发散相应信号,与此同时将安全阀门打开或是切断某一通路,保证自动化过程系统受到外界破坏。过程控制中的多冲量控制系统。是指在自动化过程控制系统中,变量信号比较多,通过相应计算后,最后共同控制一个执行元件,从而保证被控制工艺变量的整体质量。在锅炉给水系统中常采用多冲量控制系统。 分程控制系统的主要应用。分程控制系统主要是将输出信号传送到其他两个或两个以上的控制阀设备中,且每一个控制阀的工作范围都是在信号之内。分程控制系统主要用于控制不同介质流量,以达到工艺生产的整体效果,还用于工业成产中的安全防护,另一方面还用于扩大控制阀门的调整范围,以达到改善和控制产品质量的效果。 工业生产中的软条件保护措施。软保护措施就是当短时期生产时,通过设定特定自动选择性控制系统,从而达到自动保护生产的目的,同时还可以有效减少由于停车造成的经济损失。 自动控制系统。利用自动控制系统装备对关键性工艺参数的控制,使这些关键性参数免受外界影响,从而保持稳定状态。 自动操作和开车停车系统。根据设备中预先规定的操作顺序,对需要操作的设备进行周期性的运行。自动开车停车系统,同样也是预先规定好操作顺序,按照系动化过程控制程序运行。 5 自动化过程控制系统的各项指标和要求 自动化过程系统在中常见的几种信号有:斜坡信号、阶跃信号、正弦信号以及加速信号等。这些信号的特点就是容易产生,且对过程系统信号输出影响比较大,方便计算和分析数据。在阶跃信号的作用下,被控制变量会随着时间不同呈现不同的形式:发散震荡过程、衰减震荡过程以及非震荡过程。其各项性能指标应该满足的三种特性: (1)稳定。过程系统必须是稳定的,可以正确运行各项功能,并能按照程序的规定控制整个生产过程。其性能指标还会出现衰减率、超调量。 (2)准确。过程控制计算结果必须是正确的,尽量控制好偏差。 (3)及时响应。尽可能缩短系统偏差时间,其评定指标包括:恢复时间、震荡时间和频率以及上升时间。 6 总结 综上所述,自动化过程控制系统已经在工业领域中广泛应用,自动化过程控制系统的技术也已经发展成熟,但是随着我国经济不断发展,人们对产品的质量要求不断升高。工业自动化过程控制系统也需要不断改善,才能保证我国工业基础设备的安全,才能保证生产产品的质量。所以对自动化过程控制系统的研究和探索也成为当前的重要任务。要不断探索研究自动化过程控制系统,随着社会的需求不断改善,同时还要经济发展需求。自动化过程控制系统在工业中的应用,不仅节省了很多人力、物力、财力,同时也提高了产品的质量。 作者单位 中海油山东化学工程有限责任公司 山东省济南市 250000 过程控制系统论文:压力过程控制系统设计 摘 要: 本文首先介绍过程控制系统的组成、特点、控制质量指标、过程建模方法及分系统设计方法和步骤。然后 分析压力过程控制的工作流程、控制系统的设计方案、系统建模及调节器的参数整定。实现压力过程系统的PID控制。 关键词:过程控制 PID控制器 参数整定 一、过程控制系简介 1.过程控制的任务 过程控制的任务就是在了解、掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性的基础上,根据工业生产对过程控制安全性、经济性和稳定性的要求,应用理论对控制系统进行分析和综合,最后采用适宜的技术手段加以实现。 2.过程控制系统的组成 过程控制系统是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分等这样一些过程变量时的系统。 3.过程控制的特点 (1)系统由过程检测控制仪表组成。(2)被控过程的多样性。(3)控制方案的多样性。(4)过程控制的控制过程多属慢过程,而且多半属参量控制。(5)定值控制是过程控制的一种主要控制形式。 4.控制系统的控制质量指标 一个控制性能良好的过程控制系统,再受到外来扰动作用或给定值发生变化后,应平稳迅速准确地恢复到给定值上。 二、压力过程控制系统设计 压力的测量和控制在生产过程自动化中具有特殊的地位。保持实际生产过程的压力为一个稳定值,对生产过程有着至关重要的作用。考虑到经济成本等问题,本系统采用单回路控制。下面对整个系统作详细介绍: 1.工作流程 1.1工艺简况 在工业生产过程中,气体测量罐设备应用十分普遍,为了保证生产的正常进行,空气进出量需均衡,以保证过程的物料平衡。因此,工艺要求空气罐内的气体压力需维持在某给定值上下,或在某一小范围内变化,并保证空气罐压力不致过大。本系统要求超调量小于5%。 1.2工作流程 本系统使用的介质为空气。空气从空气压缩机进入系统空气入口,经过节流阀的调节后,进入过滤器过滤,过滤后的空气进入减压阀1,减压阀1的出口压力一般保持在1kg/cm^调节后的空气进入减压阀2,减压阀2的出口压力一般保持在0.55kg/cm^这时空气的流向有两种方式,当扰动电磁阀打开时,空气一部分经过节流阀、扰动电磁阀流向外界;一部分进入控制阀。当扰动电磁阀没有打开时,空气全部进入控制阀,经过控制阀的空气最后流进测量罐中。 2.压力过程控系统建模 用测试法建立被控对象的数学摸型,.首要的问题就是选定模型的结构。 自衡单容过程对象的对象特性的一般形式为 ,为建立其数学模型,可通过测量其 阶跃响应的方法求得对象特性参数K、T、τ。 3.压力过程控系统的设计方案 3.1被控参数选择 被控参数的选择对于稳定生产、提高产品的产量和质量、改善劳动条件、保护环境卫生等具有重要意义。若被控参数选择不当,则无论组成什么样的控制系统,选用多么先进的过程检测控制仪表,均不能达到预期的控制效果。由于本系统是模拟实际生产过程的一套实验过程控制系统,被控参数压力在系统设计之前已决定。 3.2控制参数选择 扰动作用是由扰动通道对过程的被控参数产生影响,力图使被控参数偏离给定值;控制作用是由控制通道对过程的被控参数起主导影响,以使被控参数尽力维持在给定值。在分析与设计控制回路时,要深入研究过程的特性,认真分析各种扰动,正确选择控制参数。 在本系统中,被控参数是压力,模拟的生产过程是测量罐,测量罐的容积和湿度在某一实验中几乎是不变的,因而测量罐中的压力只能由气体的物质的量决定,控制参数也就唯一确定了,即:气体的物质的量。 3.3执行器 调节阀的选择:执行器由执行机构和调节阀组成。在过程控制中他接受调节器输出的控制信号并转换成角位移或直线位移,来改变调节阀的流通截面积,以控制流入或流出被控过程的物料或能量,从而实现对过程参数的自动控制。 调节阀的尺寸选择根据对象的惯性特征选管径。在生产过程中,调节阀气开、气关形式的选择,主要是从工艺生产的安全角度来考虑,当气源一旦中断时,阀门处于全开还是全关状态,在生产上要能保证设备和人身的安全。所谓气开式,即当信号压力P 0.02Mpa时,阀开始打开,也就是说“有气”时阀开,气关式则相反。 因为调节阀的特性对整个过程控制系统的品质有很大的影响。理想流量特性就是在调节阀前后压差一定的情况下得到的流量特性。它取决于阀芯的形状。阀芯的形状有快开、直线、抛物线和等百分比等4种,其相应的流量特性有直线流量特性、对数(或称等百分比)流量特性、抛物线流量特性、快开流量特性。 综上考虑,本系统根据选用气开式气动调节阀V-5110,其流量特性为直线流量特性。动力源由空气压缩机提供的。 3.4测量变送 测量和变送是解决一个信息获得和传递问题。信息的测量和边送必需迅速可靠地反映被控参数的实际变化情况,为系统设计提供准确的控制依据。本系统选用差压式压力传感器作为检测和反馈元件,将测量罐的压力值转化为电信号,被测压力值为大气压力值加压差。 3.5调节器 本系统选用东芝EC-311型调节器 通常,选择调节器动作规律时应根据对象特性、负荷变化、主要扰动和系统控制要求等具体情况,同时还应考虑系统的经济性以及系统投入方便等。 广义对象控制通道时间常数较大或容积迟延较大时,应引入微分动作。如工艺容许有残差,可选用比例微分动作;如工艺要求无残差时,则选用比例积分微分动作。 当广义对象控制通道时间常数较小,负荷变化也不大,而工艺要求无残差时,可选用比例积分动作。当广义对象控制通道时间常数较小,负荷变化较小,而工艺要求不高时,可选用比例动作。当广义对象控制通道时间常数较大或容积迟延较大,负荷变化也大时,简单控制系统以不能满足要求,应设计复杂控制系统。 根据本系统的过程特性与工艺要求,所以选用PI或PID控制规律。根据成系统负反馈的原则,确定调节器的正、反作用。由于选用调节阀为气开式,即反作用调节阀,Kv为正;由于测量罐进气时,即测量罐内气体的物质的量增加时,测量罐内的压力也增加,所以K0为正;一般测量变送器Km为正。为使系统各环节的静态放大系数极性乘积为正,也就是为了构成负反馈,选择调节器Kc取正,即选用反作用调节器。 过程控制系统论文:铝板带箔轧机板形控制系统动态过程控制异常处理方法探讨 摘 要:随着我国铝加工行业的转型升级,更加关注于铝加工产品的厚度控制精度和板形控制能力,在铝板带箔轧机控制领域引进了SIEMENS、ABB板形控制系统。本文针对SIEMENS板形控制系统在动态过程控制中出现的一此问题进行了较为深入的研究和总结,希望对我们以后在使用和调试铝板带箔轧机板形控制系统时有所帮忙。 关键词:铝板带箔轧机、动态过程、板形控制 一、铝板带箔轧机箔材动态轧制过程板形控制异常状态现象描述: 某铝加工厂铝板带箔轧机引进了SIEMENS板形检测控制系统,采用的SIEMENS板形辊共26个压力检测环,某规格产品箔材覆盖SIEMENS板形辊第4#-23#环,在箔材动态轧制过程SIEMENS板型辊第15个压力环检测值明显偏大(I.U值偏大),SIEMENS板型辊第24#-26#压力检测环在轧制过程中检测压力明显异常(注:由于板型辊第24#-26#环辊面上没有受到铝板带箔压力的作用,正常状态时RAW值应3300左右)。如图1所示: 二、铝板带箔轧机箔材动态轧制过程板形控制异常状态处理过程: 1、验证L1级AFC控制系统的有效性,按照AFC控制系统控制原理,当SIEMENS板形辊压力环检测压力大于设定目标值时,AFC控制系统应控制减小对应板形辊环域的冷却喷射量以使工作辊相应的环域热膨胀,对应环域的铝板箔材会有微量变薄的趋势,从而使铝板箔材板形I_Unit接近于目标值。但这次板型辊第15个环压力环检测值明显偏大,板形已严重超出控制目标 I_Unit值,冷却喷射量已调整到极限为零,不能再进行调控,这种现象说明AFC控制系统的控制是正确的,只是当冷却喷射量调控到极限值后还是不能改善铝板带箔处于板形辊第15环的板形。如图2所示 2、验证板形控制系统冷却喷射控制的有效性,通过强制手动控制第1-26组冷却喷射阀,一一验证了1-26组冷却喷射阀控制的有效性。而且在轧制过程中强制开启板形辊第15个压力检测环对应的冷却喷淋阀,可以明显看到板型辊第15个压力环检测的压力越来越大,验证了处于异常状态时板形辊第15个压力检测环对应的冷却喷淋阀处于关闭状态,AFC控制和冷却喷淋控制是正常的。 3、验证板形辊压力环检测的准确性,用同样的4种砝码对板型辊1#-26#压力检测环一一进行标定,板形辊每个压力检测环的线性值均大于0.9999,只要达到0.9998就合格,板形辊的检测精度和线性处于非常良好的状态,验证了Siemens板形辊压力环检测的准确性。如图3、图4所示。 4、验证冷却喷淋喷嘴角度与板形辊环域对应性,由于在箔材动态轧制过程SIEMENS板型辊第15个压力环检测值明显偏大(I.U值偏大)时,强制将与板形辊第14个或16个压力检测环对应的冷却喷淋关闭,虽然这期间板形辊第14个或16个压力检测环的检测压力会减少而偏离目标值,但板形辊第15个压力检测环的检测压力会渐渐接近于目标值,说明15#环域受14#或16#环域喷淋控制的影响,因此怀疑冷却喷淋与板形辊各压力环对应性不好,或者冷却喷淋喷嘴角度不对。用红外标线器进行对中测试,板形辊各压力环与各冷却喷淋喷嘴一一对应。冷却喷淋喷嘴角度的一个固定的斜角,以确保喷射的覆盖面能与板型辊的幅宽一致,而且检查冷却喷淋喷嘴也没有堵塞和异常喷射现象。并且将板形辊第24#-26#压力检测环与14#-16#压力检测环对应的冷却喷淋喷嘴进行对调,以验证冷却喷淋有效性。 5、验证工作辊磨削精度的可靠性,如果工作辊在15#环域磨削精度不够也可能造成上述异常现象,因此不仅对工作辊磨削精度进行了检测,并连续更换了2副工作辊以验证工作辊磨削精度的可靠性。 6、验证铝板带箔来料板形的可靠性,用扫描式凸度仪检测铝板带箔来料板形良好,并将同一批次的铝板带箔在其它轧机上轧制同规格的箔材产品均未出现这种板形控制异常状态,有效排除了箔材来料板形对板形控制异常的影响。 7、测量SIEMENS板形辊每个压力环的电压值,在不受外力作用下1-26#压力检测环电压值均为1.2V左右,RAW均为3300左右,将气源关闭后,RAW均为1900左右。检测结论正常。如图5所示。 8、测试铝板带箔轧机机前机后辊系水平度,由于SIEMENS板形辊第24#-26#压力检测环在进行标定时检测正常,但在轧制过程中检测压力明显异常,由于板形辊第24#-26#环辊面上没有受到铝板带箔压力的作用,出现这种现象可能是板型辊与铝板带箔不是垂直力,因而使24#-26#压力检测环受到4-23#环的挤压,而造成压力检测异常。因此对机后、机前辊系的水平度均进行了静态检测,检测结论是正常合格。 通过采用以上验证措施后,铝板带箔轧机SIEMENS板型辊第15个压力环检测I.U值和第24#-26#个压力环检测I.U值和仍然得不到很好的控制,可能是SIEMENS板形辊装配不好,环与环之间的间隙不一致,使SIEMENS板型辊第15个压力环第24#-26#个压力环受其它外力的作用,因此对SIEMENS板形辊拆开进行再次装配并调整环与环间隙,可在轧制过程中仍然出现上述箔材板形控制不好现象。 三、铝板带箔轧机箔材动态轧制过程板形控制异常状态处理结果: 对铝板带箔轧机箔材动态轧制过程中SIEMENS板形辊转动状态进行试验,按照SIEMENS板形辊工作原理,在铝板带箔轧机轧制过程中SIEMENS VAI 板形辊第24-26#个压力检测环由于不与铝板带箔接触,检测环在不受外力的作用下用手指轻压就可以让其停止转动,但此时需要一个较大的力才能让其停止转动,因此可以推测板形辊与其它辊系的平行度和水平度还不是太好。由于动态轧制过程中包角辊处于工作状态位置,前期在进行包角辊的水平度检测与校准时是以非轧制状态包角辊处于抬起位置为基准,此时以包角辊处于轧制工作状态位置进行水平度检测,发现包角辊在轧制工作状态位置水平度操作侧明显高于传动侧0.289mm,因此以包角辊轧制工作状态位置做为基准对包角辊水平度进行了校准。如图6所示。 对铝板带箔轧机辊系工作状态位置的水平度进行校准后开始进行轧制,轧制过程中铝板箔材板形控制良好,板形控制系统控制状态良好,SIEMENS板型辊1-3#压力检测环、24-26#压力检测环由于不受外力的作用,RAW值均为3250左右,处于正常状态,板形辊第15#环板形检测I.U值正常。如图7所示。 过程控制系统论文:过程控制系统及仪表维修的新理念 【摘要】维修工作是保障系统及设备持续有效运转的重要保障,在过程控制系统及仪表技术水平不断提高同时,过程控制系统及仪表的维修理念也需要不断更新,重视预防性维修和维修方法设计,实现面向系统及仪表维修向面向服务对象转变、设备更新改造与维修结合,全面提升过程控制系统及仪表的维修水平。 【关键词】过程控制系统;仪表设备;维修理念 0.引言 控制系统及仪表是工业连续生产的重要保障,控制系统及仪表的性能及稳定性对工业连续生产的影响也越来越重。尤其在过程控制系统及仪器仪表应用信息技术和自动化技术的程度越来越高的情况下,控制系统及仪表的自动化水平逐渐提升,控制系统及仪表在保证工业连续生产中发挥了不可或缺的作用[1]。基于过程控制系统就仪表的技术水平越来越高,重要性也来越大,从事自动化系统和仪表维修人员的素质要求也越来越高。维修人员维修过程控制系统及仪表的观念及方法都需要根据过程控制系统及仪表的改变而更新。 1.重视预防性维修管理 传统控制系统及仪表维修方法为被动式维修,既过程控制系统及仪表出现问题后,维修人员根据生产现场工作人员的反应情况前往现场观察控制系统及仪表出现的问题,查找系统及仪表出现故障的原因,再排除和解决系统及故障的方法。然而,随着控制系统及仪表技术水平的提高、系统及仪表应用程度提高,控制系统及仪表在工业生产过程中出现的故障和问题也从少到多、从简单到复杂。传统被动式的维修方法无法满足及时快速解决系统及仪表故障的要求,而过程控制系统级设备是保证持续生产的关键,无法及时快速解决故障让系统及仪表恢复正常状态,将给企业造成巨大的损失[2]。因此,过程控制系统及仪表维修要求维修人员提前做好准备工作,预防故障。 重视预防性维修管理也是一种符合生产质量管理规范的维修理念。随着社会对工业生产质量管理规范要求的提高,工业生产软件设备和硬件设备都应做好预防性维修。基于预防性维修理念,维修人员需要为过程控制系统及仪表建立维修管理文件,总结归纳系统及仪表维修项目及周期,使零散的设备维修工作得到规范化管理,让系统及仪表维修工作“有章可循”、“有文件可依”,使系统及仪表维修工作实现被动维修向主动预防维修转变。预防性维修对维修人员也提出更高的要求,它要求维修人员需要提高对过程控制系统及仪表服务对象的认识,树立其结。维修人员还需要不断强化服务意识,提高维修基本功训练,提高维修水平。只有这样,维修人员的素质才能满足提供主动预防性维修管理的要求。 2.面向系统及仪表维修向服务对象转变 传统工业生产中应用过程控制系统较少,仪表应用较多,因而日常维修工作以为此仪表维修工作为主。仪表维修的最大特点在于维修工作只需根据仪表的特点开展一些简单的日常维护手段。然而,由于控制工程成果在工业生产设备和系统中应用越来越多,仪表技术也得到质的飞跃,现代仪表维修和传统仪表维修有很大的区别。而且受生产的影响,不同生产对过程控制系统及仪表的选型要求不同,过程控制系统及仪表维修更要求结合多方面因素。 基于工业生产中过程控制系统及仪表的变化,过程控制系统及仪表维修也需要从面向系统及仪表维修向服务对象转变,既根据控制仪表选型及系统应用开发服务的对象确定维修方法。面向服务对象的维修是指维修人员不仅要了解过程控制系统及仪表的特点,还应计划对它们服务对象的属性的研究结果[4]。结合工业生产实际情况,在连续的生产过程中,过程控制系统及仪表可能会出现异常现象,异常现象可能有仪表及系统自身的很定失效或偶然失效引起,也可能又生产工艺过程的偶然变化或环境影响引起。在此情况下,维修人员应该对过程控制系统及仪表服务的对象有更多的了解,才能在维修中占据主动权。因此,维修人员需从面向系统及仪表维修向面向服务对象转变,掌握生产工艺及生产设备的特点。 3.重视维修方法设计 过程控制系统是一个复杂的大系统,实际应用中的复杂性更高。而仪表本身也属于高科技产品,仪表集成信息处理、电子电路、机械结构等多个学科的技术和知识,也是一个小系统,过程控制系统及仪表应用在实际过程中也需要考虑合理性。因而从宏观角度来看,控制系统系统是一个巨系统,各类仪表则是巨系统中的小系统。这要求在过程控制系统及仪表发生故障后,维修人员在实施维修操作前需要对故障或失效问题从整个系统角度进行诊断。如若过程控制系统及仪表自身具备故障诊断功能,维修人员则可直接利用故障诊断功能进行诊断,如不具备该功能,维修人员则需要利用自己的知识及经验设计故障诊断方法,确定故障诊断步骤[]。在众多的过程控制系统及仪表维修经验中,许多维修人员由于缺乏系统性观念,不懂得在采取维修操作前设计维修方法,导致错误维修系统及仪表,造成小问题愈发严重。因此,维修人员需要依据规程程序设计维修方法,再实施维修操作。 4.设备更新改造与维修结合 工业生产规模越来越大,生产设备也在不断增加,过程控制系统及仪表使用逐渐增多。许多企业已经将过程控制系统及仪表用于生产,过程控制系统系统的仪表已经进入故障频发时期,或者在未来一段时间内仪表将因使用年时间过长进入故障频发时期,过程控制系统及仪表潜在的隐患将对生产线持续生产形成巨大的威胁。而过程控制系统的仪表产生的问题已经无法通过简单的维修方式即可解决问题。因此,过程控制系统及仪表维修需要将设备更新改造与维修结合。 维修人员需要对现有过程控制系统及仪表的结构及性能进行分析,结合过程控制系统及仪表服务的对象,对现有过程控制系统及仪表的结构进行全面的改造,才能提高过程控制系统的使用性能和使用率。例如笔者曾对控制系统及信息显示系统进行分析,确认控制系统及信息显示系统存在问题后,对控制系统及仪表的特性进行摸底分析后,制定了系统预防更新改造方案。通过更新改造控制系统后,原有控制显示系统与更新改造后的控制显示系统完美兼容,极大地提升了控制系统及仪表的软件性能和硬件性,及时的解决了过程系统及仪表出现的故障,保证了系统及仪表的性能,还提高了维修效率,有效保障了生产持续进行。 5.结语 随着设备管理制的不断完善,过程控制系统及仪表制造企业纷纷推出资产管理系统或设备管理系统,设备管理制度及流程规范程度越来越高。尤其是信息技术和计算机技术的引入使过程控制系统级仪表维修管理也趋向于信息化管理模式。而且大量实践也证明信息化管理下的控制系统及仪表维修具有极高的效率。因而维修人员更需具备与时俱进的理念,结合不断发展的科技,才能实现过程控制系统及仪表维修理念的更新,形成更加完善的过程控制机仪表维修方法。 过程控制系统论文:基于三菱FX系列PLC的过程控制系统设计 【摘 要】本设计通过PLC、变频器、A/D、D/A模块等设备完成对液位、流量等参数的控制,利用PID进行调节校正,实时生成各个参数的趋势曲线图,达到对流量的稳定控制的目的。结构简单,安装方便,操作简单直观,可以长期连续稳定在无人监控下稳定工作。 【关键词】PLC;PID控制;过程控制 0 概述 在工业生产中有时必须对生产过程的某些参数进行控制,使其保持定值或按规律变化,确保生产正常进行,因此精确的参数控制显得尤为重要。本设计基于三菱PLC FX3u可编程控制器,以两个水箱作为控制对象,实现对水箱系统的过程控制。 总体设计方案:通过人机界面对水箱系统的压力、液位、流量给出设定值,通过PLC控制系统运行,使得水箱系统能够按照要求进行工作,人机界面可以实时监控各项数据,并随时对相关参数进行更改。通过温控调节器调节温度。 现场水箱的数据采集后经过A/D转换给PLC进行PID处理,PLC处理的结果再经过D/A转换给变频器控制电机的转速,实现对参数的稳定控制。 1 方案设计 1.1 系统模块选型 本系统主要包括PLC控制模块,数模转换单元模块、人机界面监控模块等。 1.1.1 PLC选型 本系统设计采用三菱FX3U系列PLC为优秀控制器。该PLC为三菱推出的新型PLC,有丰富的扩展性和新型的功能,具有结构简单,使用灵活且易于维护等特点。 1.1.2 A/D、D/A转化模块选型 本系统A/D,D/A转化模块选用三菱FX2N-4A/D和FX2N-4D/A。 数模转换模块FX2N-4A/D为四输入通道,模拟量输入范围有-10~10V,-20~20mA,4~20mA,CPU只能以二进制处理模拟量值,模拟量输入模块可以将过程模拟信号转换为数字信号。 模数转换模块FX2N-4D/A为四输出通道,模拟量输出范围有-10~10V,-20~20mA和4~20mA。模拟量输出模板可以将数字量输出值转换为一个模拟信号。 1.2 系统结构设计 基于PLC的过程控制装置由上下两个水箱组成,包括流量、液位、压力传感器,可以根据所需不同的要求可构成不同的回路,如图2所示该控制系统主要实现流量、压力、液位、温度的自动控制。 1.3 系统软件设计 系统设计中用到的软件主要有:GX Works 用于FX3U程序编辑;GT Designer3用于GOT人机界面编辑。 1.3.1 监控系统功能 完成压力液位数据,变化量变化趋势、PID参数调节以及报警记录的实时显示。 1.3.2 水箱自动调节系统功能 水箱自动调节系统可以将功能分为数据采集和智能调控两个方面:系统时刻采集者流量、温度、压力、液位参数,并根据需要进行自动调整;而且,当液位过低时,它会自动停止加热,避免干烧而产生的危险。 1.4 PID控制器调节 (1)PID控制原理是根据设定值与实际值之间的偏差,将偏差按比例积分微分通过不同的组合构成控制器,对被控对象进行调整控制。 (2)PID具体指令 1)PID指令必须通过A/D将模拟量测定值转换成数字量PLC,因此,对A/D模块的初始化及其采样程序是不可缺少的一部分。 2)PID的指令设定值SV及 PID控制参数群参数必须在指令执行之前送入相关的存储器。所以PID指令的初始化程序必须在执行PID指令前完成。 3)用PID指令对设定值SV和测定值PV的差值进行PID运算,并将运算结果送入到MV寄存器。 4)如果是模拟量输出,则还要经过D/A模块将数字量转换成模拟量送到执行器,因此D/A模块的初始化和其读取程序也是必不可少的一部分。 (3)PID调节过程 1)设定I、D基础值为0,改变P值,分别为1、2、3、4、5、6、9、15; 2)设定流量目标值为100 cm/s,观察流量当前值随时间的变化; 3)当P值很小时,流量达到设定值的时间较长,当P值很大时,就会出现震荡,流量会在设定值左右变化,误差会较大,此时P值为2; 4)此时P值为2,D为0,改变I值,分别为0、1、2、3、4、5、6、15,观察曲线的变化; 5)当I值过大时,积分作用不明显,I值过小时,系统会出现震荡,使系统稳定性能降低,此时确定I值为5; 6)设定P值为2,I值为5,改变D值,观察当前值变化; 7)D值越小,微分作用就越弱,D值过大,系统会出现震荡,甚至发散,确定D值为1。 1.5 控制系统流程 1)控制系统流程开始后会进行初始化,包括硬件的复位和软件内部寄存器的清零。 2)打开触摸屏进行所需参数的设定,不然电机无法运行;电机运行后实时数据将显示在触摸屏上,在一定时间内如果未达到理想的要求值时可以重新设定参数来进行调整,直到它达到自己的要求。 3)达到要求值之后可以调整其他参数或者停止设备。 1.6 程序设计与人机界面 采用三菱FX3U系列PLC,进行程序编辑,完成相关控制要求:液位、流量、温度等相关采集量的处理以及反馈。通过人机界面可以对PLC的控制效果实时监控。 2 结束语 基于PLC的过程控制系统的设计,人机界面软件(GT Designer 3)的强大数据处理、图形表现能力和交互能力。PLC实用性广、抗干扰能力强、适用于工业现场的特点,融合了先进的自动化技术、计算机技术,具有可靠性高、维护容易等特点。系统实现了对流量、压力、液位等对象的测量、自动控制和实时监控,具有人机交互功能,监控软件界面美观,操作起来简单明了,程序使用方便灵活,可移植性较高,实现了操控要求。
期刊收录:国家图书馆馆藏 万方收录(中) 维普收录(中) 知网收录(中) 上海图书馆馆藏 统计源期刊(中国科技论文优秀期刊)
期刊收录:万方收录(中) 知网收录(中)
公路工程信息化建设符合我国新时期网络化建设的要求,也是有效促进我国公路工程发展的重要推动力。正因为如此,深入完善公路工程项目管理信息化建设策略具有非常重要的意义,本文就对此展开深入探讨。 一、信息化建设对公路工程项目管理的作用 信息化技术能够为公路工程项目管理提供更好的支持,提升管理的效率和质量,符合新时期公路工程发展的需要,具体来讲,信息化建设对公路工程项目管理的作用主要表现为以下几个方面。 (一)更为有效地处理数据信息 随着公路工程建设里程和规模的不断增大,工程设计的内容也日益增多,在这种情况下,工程建设过程中会出现更多且非常繁杂的数据,在处理这些数据时,单凭人工显然是无法有效解决的,根本无法及时有效地应用各种信息。而通过有效应用信息化技术,能够极大地提升公路工程建设人员的数据处理能力,进而为管理者决策提供客观有效的数据,提升决策的准确性。 (二)更为有效地提升管理的自动化水平 通过有效应用信息化技术,能够转变传统的层层批准的程序,有效提升工作效率,让管理工作更加高效,公路工程管理人员通过系统完善的信息软件,更加自动化地进行工程建设相关事项按照程序审批,大大简化了日常管理事务流程,让企业管理效率得到有效提升,能够集中精力处理更加重要的事项,为公路工程建设管理工作提供有效的帮助。 (三)更为有效地提升信息传递速率 通过有效应用信息化技术,能够让公路工程施工中更为快速有效地传递信息,充分保障工程生产的安全性,可以有效提升工程质量。在实际应用过程中,公路工程通过借助信息技术对施工建设各个项目进行有效管控,获得有用的信息,能够及时地了解施工的进展,让彼此的沟通交流更加快速和频繁,能够实现各个环节的有效衔接。 (四)更为有效地降低成本开支 在信息技术的有效应用下,公路工程建设和管理工的开展可以基于自动化办公系统和建筑施工管理信息系统等平台开展。让公路工程建设更加现代化,更为有效地实现办公自动化和无纸化,这样就会为企业带来较多的管理费用的节省。 二、公路工程项目管理信息化建设策略 (一)信息化在公路工程项目把控方面的建设应用 项目部统筹整个工程建设,通过应用信息化手段来提升对整个工程的管理,通过信息化建设,针对性地提升会议室的智能化水平,利用多媒体等技术来展示公路施工的问题,合理设定节点任务。同时,积极完善信息化软硬件设施,提升管控的有效性,并积极构建希望的局域网体系,利用网络数据技术,强化管理协调功能,如建立各项目区管理项目群组,召开网络会议等,实现网络互动,积极解决相应的问题。 (二)信息化在公路工程设备、物资管理方面的建设应用 公路工程建设过程中需要应用很多设备,对这些设备进行管理无疑是非常关键的。从客观情况来看,公路工程建设中需要应用沥青拌合机、摊铺机、洒布车等各种设备,且设备还需要做好选型和配套养护等工作,通过采用信息化技术,建立相应的设备档案,可以更好地掌握设备状况,能够让管理者更好地了解设备运行的情况、使用率的大小等,大大提升了管理的有效性,实现了动态化管理。同时,通过信息化技术的引入,可以对工程建设的物资进行有效管理,分类强化管理,建立相应的档案,能够对采购的物资有更加精细化的管理效果,且物资信息能够更加贴合市场动态,也可以很好地规范使用标准,可以为公路工程管理决策者提供最优的选择。 (三)信息化在公路工程进度和费用方面的建设应用 在信息化技术的有效应用下,公路工程管理人员可以通过应用专业的技术数据库软件来制作相应的统计表格,更加高效地处理数据,进行精确的数据计算,科学有效地编制进度计划,快速处理施工现场的数据,然后综合分析工程建设情况,将进度计划和费用控制有机整合,能够让整个项目运行更加合理、高效。(四)信息化在公路工程质量和安全控制方面的建设应用在公路工程建设施工过程中,为了强化工程质量和安全控制,施工管理和决策人员可以充分应用信息化技术,针对性地收录项目质量安全管理的相关制度、验收规范、各种验收表格,并编制质量检验计划和安全管理计划等。在实际管理过程中,有效收集检验数据,并利用计算机加以统计和分析,以此为基础,分析工程的不足然后加以解决和处理。而针对质量安全措施的保障,通过信息化技术加以量化,构建相应的施工工艺和质量安全联系数据库,动态化管控施工,强化对项目的各个分项目施工情况、执行规范等内容的动态化追踪,并对所得数据加以整理分析,作出合理的决策。 (五)信息化在公路工程人力资源管理方面的建设应用 在公路工程建设人员参与数量和类型日益扩大的情况下,想要更为有效地提升管理的质量,充分发挥公路工程参与人员的重要作用,合理利用信息化技术,优化人力资源管理模式无疑是必然的。为此,应该充分利用信息化技术,构建完善的人力资源库,并进行人员分类,强化管理的精细化,结合公路施工的特点,可以分为单位职工、分包队伍和外聘人员,将个人资料输入电脑,然后进行动态化的管理和更新,并根据项目的进展和人力资源分配、人员成长等情况进行调整,这样能够随时掌握人员情况,然后针对性地分配工作任务,让工程施工建设生产更加有效,也可以很好地提升劳务素质,提升生产力水平。 三、结语 信息化建设是新时期公路工程建设发展的必然选择,是有效提升工程建设和生产的重要推动力。特别是在当前信息化时代不断发展的背景下,公路工程也需要紧随时展的需要,不断提升工程建设和管理的信息化水平,有效提升生产和管理的效率,这样才能够更好地提升公路工程建设的市场竞争力。 参考文献: [1]张德水.信息化技术在高速公路建设管理中的应用[J].公路交通科技:应用技术版,2011(12):50-53. [2]宫平.谈公路工程造价管理网络的信息化建设[J].工程建设与设计,2012(6):194-196. 作者:胡慧慧 单位:河南中州路桥建设有限公司
期刊收录:维普收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
《中国电力》主要栏目:专稿、电力规划、发电技术、电网技术(含输电、配电及供用电等)、电力信息与通信、技术经济、节能与环保、应用技术和国外电力等。
期刊收录:万方收录(中) 国家图书馆馆藏 知网收录(中) 维普收录(中) CA 化学文摘(美) 上海图书馆馆藏
期刊收录:维普收录(中) 万方收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
期刊收录:Pж(AJ) 文摘杂志(俄) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏 CA 化学文摘(美) 北大期刊(中国人文社会科学期刊) 万方收录(中) 维普收录(中) 知网收录(中) 统计源期刊(中国科技论文优秀期刊)
期刊收录:上海图书馆馆藏 维普收录(中) 国家图书馆馆藏 万方收录(中) 知网收录(中)
期刊收录:上海图书馆馆藏 万方收录(中) 维普收录(中) 知网收录(中) 国家图书馆馆藏
期刊收录:维普收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏 知网收录(中) 万方收录(中) JST 日本科学技术振兴机构数据库(日) 统计源期刊(中国科技论文优秀期刊)
期刊收录:知网收录(中) 维普收录(中) 万方收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏
期刊收录:--