【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制和軟測(cè)量技術(shù)等應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程并取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 目前國(guó)外，特別是美國(guó)、加拿大、歐洲等國(guó)已有 Setpoint， DMC， HoneywellProfimatics、 Adersa，ASPEN Tech， Treiber Controls等多家從事先進(jìn)控制和優(yōu)化的軟件公司開(kāi)發(fā)出適合于實(shí)時(shí)控制與優(yōu)化的多變量先進(jìn)控制和實(shí)時(shí)在線優(yōu)化的商品化的工程軟件產(chǎn)品，大量推向市場(chǎng)，在上千家大型石化、化工、煉油、冶金等企業(yè)獲得成功應(yīng)用，取得巨額利潤(rùn)。 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，國(guó)外比較著名的先進(jìn)控制軟件包已有 2233套獲得應(yīng)用，目前正在搶占我們的 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)， 詳細(xì)的情況如表 2。 1所示 。 表 2 .1 著名先進(jìn)控制軟件包應(yīng)用情況總纜表應(yīng)用領(lǐng)域 DMC Setpoint Honeywell Profimatic S Ader sa Treiber Cont rol S 合計(jì)石油冶煉 360 320 290 280 250 1500石化 210 40 40 290化工 10 20 3 150 193紙漿造紙 10 30 5 45天然氣 5 5公用工程 2 2空氣分離 5 5采礦 / 冶金 2 7 6 15食品工業(yè) 41 41加熱爐 42 42航空 / 國(guó)防 13 13汽車制造 7 7其他 10 20 45 75總計(jì) 600 402 377 438 416 2233首次應(yīng)用時(shí)間 DMC: 1985IDCOMM:1987SCMCA:1993 PCT : 1984RMPCT :1991 IDCOM1973HIECOM1968最大應(yīng)用規(guī)模 603 * 283 35 * 28 28 * 20 24 * 19 2. 1. 3 過(guò)程優(yōu)化軟件 過(guò)程優(yōu)化是工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化的核心技術(shù)之一，它通過(guò)生產(chǎn)裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行和優(yōu)化操作使生產(chǎn)計(jì)劃高效地實(shí)施。為了這一目標(biāo)，首先需獲取正確反映生產(chǎn)裝置狀態(tài)的原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)校正技術(shù)，分析、綜合出產(chǎn)品質(zhì)量、裝配能力及狀況、能源消耗、故障報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量監(jiān)控、故障診斷， 和安全管理，同時(shí)，利用流程模擬模型和裝置狀況，進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和優(yōu)化調(diào)度，以最少的能耗、最高的安全性或最大的產(chǎn)品效益，確定各個(gè)生產(chǎn)裝置的負(fù)荷并通過(guò)靜態(tài)實(shí)時(shí)優(yōu)化向先進(jìn)控制層提供最優(yōu)操作條件。過(guò)程優(yōu)化層主要由七大軟件產(chǎn)品組成 ： ? 數(shù)據(jù)校正 ? 質(zhì)量監(jiān)控故障診斷 ? 安全管理 ? 生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化 ? 流程模擬 ? 靜態(tài)實(shí)時(shí)優(yōu)化 ? 生產(chǎn)信息綜合集中平臺(tái) 過(guò)程優(yōu)化軟件是實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)節(jié)能、降耗、安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)和增加效益的重要工具。國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界對(duì)此非常重視，國(guó)外 80年代起已逐步出現(xiàn)流程模擬、生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度優(yōu)化、數(shù)據(jù)校正、統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制和靜態(tài)優(yōu)化商品化軟件， 90年代以來(lái)，各類商品化軟件的功能日趨完善，在不同計(jì)算機(jī)硬件、網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上的通用性進(jìn)一步加強(qiáng)，針對(duì)特定工業(yè) 過(guò)程優(yōu)化軟件的工程服務(wù)受到廣泛的重視，工程服務(wù)水平和用戶的參與程度已成為軟件應(yīng)用成敗的重要因素。 90年代后期，國(guó)外的軟件廠商除了不斷擴(kuò)展各應(yīng)用軟件的功能，還十分重視各應(yīng)用軟件的綜合集成和相互組合，既有大公司（如 Aspentech） 力圖提供過(guò)程優(yōu)化層全面軟件產(chǎn)品，也有多家軟件企業(yè)提供富有特色的專業(yè)優(yōu)化軟件。今后的發(fā)展趨 勢(shì)是進(jìn)一步提供優(yōu)化軟件的工程適用性，提供 Inter遠(yuǎn)程維護(hù)，為綜合集成商提供即插即用式 應(yīng)用軟件和面向目標(biāo)的圖形化軟件組態(tài)界面。但是各種優(yōu)化軟件在功能上都因若干技術(shù)上的難點(diǎn)而不夠完善，市場(chǎng)需要功能更優(yōu)的優(yōu)化軟件出現(xiàn)。 2. 2 工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化硬件 2 .2 .1 發(fā)展趨勢(shì) 工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化硬件即工業(yè)自動(dòng)化儀表與裝置是一個(gè)對(duì)高技術(shù)特別敏感的行業(yè)，近十年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、通訊技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)相結(jié)合，使得在技術(shù)上達(dá)到新的高度。其主要特征是，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，并在性能上向高精度、高可靠性、高環(huán)境適應(yīng)性方向發(fā)展。由于 上述的發(fā)展趨勢(shì)，產(chǎn)生了四個(gè)方面的明顯變化 。 ? 以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表將不斷涌現(xiàn)，并逐漸成為主流產(chǎn)品，這類儀表以具有多功能、智能化、可組態(tài)、自診斷、可互操作、可雙向通信為特點(diǎn)。目前影響比較大的現(xiàn)場(chǎng)總線通信規(guī)約有：FF（ Foundation Fieldbus， 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線）、 Profibus、 Lonworks以及基于 CAN的現(xiàn)場(chǎng)總線系列。 ? 啟用新型智能模塊，如專家系統(tǒng)、模糊控制、預(yù)測(cè)控制、神經(jīng)元控制，從而使控制系統(tǒng)得以充分地發(fā)揮其能力和潛質(zhì)。 ? 自動(dòng)化儀表與裝置在其自身智能化的基礎(chǔ)上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線、 Inter或 Intra等通信網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)相溝通，構(gòu)成控制與管理一體化的 IPS （ 計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng)， Computer Integrated Process System） 系統(tǒng)。 因此 ,今后為形成該類系統(tǒng)的各種網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)橋，以及各種大型商品化的監(jiān)視、優(yōu)化調(diào)度、管理軟件亦將不斷涌現(xiàn)。 在發(fā)展通用、普及、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的同時(shí)，將十分注意“專用控制裝置”（如：工業(yè)鍋爐、藥業(yè)反應(yīng)器等）和“特種檢測(cè)儀表”（如黏度、濁度等）的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。軟測(cè)量技術(shù)在需要特殊檢測(cè)的場(chǎng) 合，也是常被采用的技術(shù)之一。代表技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的典 型產(chǎn)品是基于現(xiàn)場(chǎng)總線的 FCS（ 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)， FieldbusControl System) 和智能現(xiàn)場(chǎng)儀表。 見(jiàn)表 2。 2。 2 . 2 . 2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)的工業(yè)自動(dòng)化儀表及裝置雖然得到了較大的發(fā)展，但是形勢(shì)不容樂(lè)觀。各方面都面臨強(qiáng)大的壓力，產(chǎn)品的技術(shù)水平亟待加快。 ? 對(duì)于主控系統(tǒng) 我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的分散型控制控制系統(tǒng)（ DCS） 具有八十年代末的水平，浙大中控的 SUPCON Jx， 和利時(shí)的 HS2022， 上海自動(dòng)化儀表研究所的叮 K2900等均已能供應(yīng)市場(chǎng)。據(jù) 1995年底資料統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)各工業(yè)部門應(yīng)用 DCS共計(jì) 1387套，其中進(jìn)口 1336套，占 96%，近兩年，國(guó)內(nèi)供應(yīng)的套數(shù)明顯增加，但比 例變動(dòng)不大。我國(guó)生產(chǎn)的以 PC為基礎(chǔ)的開(kāi)放型控制裝置和 PLC在中、小型系統(tǒng)中已廣泛應(yīng)用，并呈上升趨勢(shì)。引進(jìn)的 DCS具有八十年代中后期水平，國(guó)產(chǎn)化率達(dá) 35%以上，但批量不大，沒(méi)有規(guī)范經(jīng)濟(jì)效應(yīng) 。 ? 對(duì)于變送器 變送器類產(chǎn)品通過(guò)引進(jìn)，提高了靈敏度和可靠性具有八十年代中期水平的智能式變送器和具有九十年代中期水平的帶 HART通信接口的智能式變送器已開(kāi)始試產(chǎn)、試用。但是，對(duì)于冶金、煉油、化工、石化、生化、造紙和環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域急需的特種變送器十分缺乏。 ? 對(duì)于執(zhí)行器執(zhí)行器類產(chǎn)品發(fā)展較快，一般產(chǎn)品達(dá)到八十年代中期水平。但是，對(duì)于大流量、強(qiáng)腐蝕、高粘度、高壓差、超低溫、多相流等的特種執(zhí)行器，目前的品種太少，不能滿足生產(chǎn)需求。 ? 對(duì)于其他儀表國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的常規(guī)儀表 50%還是七十年代至八十年代水平的以模擬技