现代化学业生产设备自动化操控系统

2022-10-27

化学工业涉及到多方面内容, 其不仅关系着国民经济产业发展水平, 对社会群体实践活动也起到了决定性作用。为了进一步优化化工生产作业模式, 企业开始建立自动化操控平台辅助运行, 以化工设备为中心优化生产体系。化工设备自动化操控是行业改革趋势, 采用先进控制系统辅助设备运行是很有必要的。

一、化学业生产设备现状

化工设备是化学工业生产中所用的机器和设备的总称。化工生产中为了将原料加工成一定规格的成品, 往往需要经过原料预处理、化学反应以及反应产物的分离和精制等一系列化工过程, 实现这些过程所用的机械, 常常都被划归为化工设备。

1、化工机器。

指主要作用部件为运动的机械, 如各种过滤机, 破碎机, 离心分离机、旋转窑、搅拌机、旋转干燥机以及流体输送机械等。化工企业中, 机器多数是大型操控装置, 为生产线提供人工自动化平台, 满足了科技化生产规划要求。

2、化工设备。

指主要作用部件是静止的或者只有很少运动的机械, 如各种容器 (槽、罐、釜等) 、普通窑、塔器、反应器、换热器、普通干燥器、蒸发器, 反应炉、电解槽、结晶设备、传质设备、吸附设备、流态化设备、普通分离设备以及离子交换设备等。

二、伺服系统用于自动化操控

伺服系统是工业自动化控制重点, 其可以实现工业运行过横着的重复运作, 并且把最终产生的结果反馈给控制中心。伺服系统即“随动系统”, 具有较强的灵活运转能力, 如图1, 适用于多种工业自动化运行平台。从实际应用情况看, 伺服系统可以让被控制对象按照预定轨迹运行, 从位置、线路、方位、动态等方面执行定位控制, 并且根据控制要去任意调节。

1、开环系统。

现有工业控制理论下, 开环系统是伺服系统的主要形式之一, 其分为驱动电路、执行元件、机床等3个核心构成, 每一部分都发挥着相对应的功能作用。实际应用过程中, 步进电机是执行元件, 按照化工设备控制时的功率要求, 由步进电机执行各项动态命令。驱动电路主要是依据指令脉冲转化过程, 由驱动装置执行不同的信号任务。

2、闭环系统。

闭环系统也是伺服系统的一大构成, 此系统主要构件包括:执行元件、检测单元、比较环节、驱动电路、机床等部分, 如图2。为了促进化工设备功能的最优化升级, 闭环控制利用检测元件收集机床工作数据, 确定机床具体位置之后利用转换器调节, 将数据结果传输至比较环节, 多项运算对比以确定最终的控制结果。现代闭环控制检测元件不但具备检测功能, 对也可对工作台装置进行传动误差检测, 判断机械设备是否存在传动失效等问题。

三、基于伺服系统的自动化操控流程

伺服系统用于化工设备控制可完成多项任务, 通常是控制功率大小、交换频率指标等, 维持驱动装置工作动态的稳定性。化工设备控制中, 伺服系统就可以对控制量的机械运动情况适时反馈, 把机械运动时间、位移、速度等要素反馈给控制中心。

1、数据处理。

自动控制系统延续了数字计算机特性, 具有很强的数据处理功能, 可根据化工设备状态处理数据, 及时将结果反馈给模糊控制平台, 如图2。化工计算机存储了许多计算方法, 为工业自动化调节提供运算决策, 丰富了数据的自调节功能。一般来说, 伺服系统可内存几百个数字运算函数, 化学企业可按照实际计算要求筛选, 进一步优化被控对象的数据处理流程, 建立函数运算处理模型。

2、图形处理。

“可视化”操作是DEH系统的新技术, 由视频界面对被监控区域动态进行监测, 由伺服系统执行数据可视化操作。为了保证设备数字电调作业的稳定性, 仿真软件要假设某种生产状况, 在特定范围内用图像模拟系统控制过程。对于视频截取的监控画面, 对图形处理具有较强的完善功能, 比如, 二维曲线、三维曲面、图形绘制等, 都是自动化操控处理功能的详细表现。

3、程序接口。

选定程序接口是为化工设备系统传输提供端口, 化工设备运行阶段可快速地传递程序指令, 缩短模糊系统控制命令执行的耗时量。现有工业控制软件已在原有功能上升级, 选配了更高几倍的编译器、数据库、图形库等, 将仿真模拟程序转变为C和C++代码, 方便化学生产设备中程序语言的相互交换。未来, 自动化操控系统功能更加广泛, 自动化系统应用子程序更加独立, 可自行完成逻辑运算、网络调节等工作。

结论

我国工业科技正处于改革阶段, 电力行业技术是科技领域研究重点, 实施自动化控制模式是产业化发展趋势。随着控制理论研究工作深入开展, 一些先进的控制体系在工业调度中得到充分利用, 改变了早期人工、半自动等控制模式的不足。其中, “智能化”是现代工业控制的主流方向, 这对传统控制系统功能提出更高要求, 自动化操控系统具有多方面的应用价值。

摘要：化学工业是工业生产体系的主要构成, 注重化学业生产设备自动化控制是硬性要求。近年来化工设备在企业生产中发挥了多方面作用, 大大减小了人工参与控制作业的南段, 体现了工业自动化控制系统的应用价值。但是, 化学工业设备运行也面临着诸多风险, 建立自动化操控系统有助于防范各类设备问题。本文分析了化工生产设备的主要类别, 探讨了伺服系统在设备自动化操控中的应用, 为生产自动化调度创造了有利条件。

关键词：化工设备,伺服系统,自动化,操控