泵站自动化控制范文第1篇
泵站工程是一个城市污水排放处理和防汛排涝的市政工程。本工程供电系统按双电源模式设计, 主、备电源各由一台2000kV·A的变压器组成, 高压配电室共有各种电力开关柜12台, 低压配电室共20台低压馈电柜和一套直流电源屏。水处理设施包括10台大功率轴流水泵机组 (单机容量为280kW) , 10台大型电动阀门、6台大型启闭机、10台格栅和两条皮带输送机等大型设备, 及水压传感器、超声波液位计、流量计、温度计等测量仪器。工程平面布置如图1所示。
1 泵站自动化系统方案
1.1 系统结构
泵站自动化系统结构如图2所示。
1.2 系统说明
系统采用分层、分布结构系统, 即由现场设备层和远程操作管理层组成。设备层的继电保护装置、测控仪表、智能断路器及PLC系统组成多个通信总线汇接到多串口服务器NportServer, 然后经以太网送后台监控管理计算机, 并在这里进行多协议转换。由于规约库提供了多个常用通信规约, 既可接人自己的产品, 也可将国内外具有标准通信协议的设备包含进来, 这种良好的包容性大大提高系统的适用性。主干采用10/100M以太网通信结构, 利于增加后台通信的距离和速度, 而且易于接人Internet。
在视频监视方面, 应用桑塔奇数码的软硬件系统, 由室内室外智能一体化高速球形摄像机对内河水情、泵房内外设备现场以及外河水情进行监视, 视频信号通过总线传到视频监视主机, 主机也是一台八路数字录相机, 能自动进行硬盘录相。
供电系统自动化主要实现就地的测量、控制、继电保护和远方的“四遥” (即遥测、遥控、遥信、遥调) 。测量是指各回路电流、电压及频率的测量, 并由此计算得到有功、无功、功率因素等电量数据。保护实际上指电力系统的继电保护, 包括变压器的差动保护与后备保护、馈线的线路保护、电容器保护以及双电源供电系统的备用电源自动投入等等。保护动作的依据是测量值与整定值的比较结果, 因此要提高保护的准确性, 就要保证测量的精度。在此采用直接交流采样的方式, 通过高精度的A/D转换和数字滤波, 结合科学的继电保护算法, 大大提高了保护装置的精度。各继电保护装置、测控仪表及具有测控保护功能的智能开关通过通信网络与后台监控计算机进行消息交流, 实现远程监控管理。
PLC的过程控制, 也是泵站工程自动化监控中的一个重要组成部分。以PLC主站及其分布式I/O站作为控制处理核心设备, 以触摸屏作为当地人机交互界面, 对相关供电设备和泵房内的水泵机组、电动阀、启闭机、泵房外的隔栅、皮带输送机和启闭机等水处理设备进行监控, 通过A/D转换模块对超声波液位计、水压计、流量计以及温度计的等传感器采集到的模拟量进行转换, 由开关量输入模块检测各设备的开关、按钮状态, 根据设定的程序逻辑控制开关量输出模块输出执行命令, 实现泵站的自动化监控。
2 PLC集散控制系统
2.1 PLC选型配置
工程选用S c h n e i d e r M o d i c o n的Quantuml40系列PLC。由于外河河堤等地的设备到控制室距离较远, 为节省布线成本、减少干扰, 采用两个分布I/O站。PLC站选用16槽底板, 电源选用两个CPS-124-20模块, 冗余配置。CPU模块选用CPU-l13~03, 带Modbus和ModbusPluse两个通信接口。通信模块使用NOE-771-01, 支持TCP/IP或ModbusTCP/IP的工业以太网, 带RJ45和光纤两种接口。开关量输入和输出共选用八个32点的DDI-353~00模块和四个32点的DDO-353-00模块。模拟量处理模块选用三块16通道的ACI一040-00模块。PLC分站与主站之间采用专用电缆, 中间加接ModbusPluse分支器。
2.2 PLC监控要求
所有设备的控制均有手动和自动两种方式, 在调试、检修或突发事件时可在设备现场进行手动操作, 正常情况下由PLC进行自动控制。
水泵机组的启动由内河水位控制, 水泵启动前要先确保对应的电动阀门处于打开位置, 泵房内1、2号闸门和外河大堤的下部5、6号闸门处于关闭状态, 3、4号启闭机处于打开状态。如以上条件不满足则先控制电动阀或闸门处于正确位置。在非汛期外河水位很低或水泵都没有工作时, 内河主要通过自流方式向外排水, 此时所有闸门均处于开启状态。
隔栅要定期将内河的漂浮污物打捞上来由皮带机输送运走。两组隔栅和皮带机, 每组5台隔栅和一台皮带机, 每天定时控制启停, 时间可以设定。
为了延长水泵机组的寿命和均衡各机组设备的工程性能, 杜绝部分设备长期闲置或锈蚀而其它设备长期运行导致磨损, 因此要有效分配各机组设备的工作量, 即要求对所有水泵机组进行均衡运行控制。
要对所有设备的故障信息进行采集并可报警保护。如电动阀、启闭机的电气故障、过力矩, 水泵机组的电气故障、绕组超温、轴承过热、电机漏水、接线腔漏水、油室漏水等等信息均要由PLC进行采集处理并上报。
为了避免产生电力波动, 所有水泵电机的启动都是逐一启动, 间隔10s, 绝不许有两台或两台以上的水泵电机同时启动, 停止时也是逐一停止, 间隔时问为2s。
对所有设备的状态信息如手动/自动、运行/停止、正常/故障和所有模拟量信息如内外河和集水池等处的水位高度、水泵出口压力、水道流量等等信息参数均能在触摸屏和上位机上直观显示。
2.3 触摸屏组态
以MagelisXBTF03451010.4触摸屏作为车间层监控人机交互界面, 实时监测各工程量和相关设备的状态, 并可通过触摸键对关联设备进行控制。触摸屏的组态是通过软件XBT-LIO00进行的, 为了丰富显示信息, 通常要考虑系统帮助说明、工程结构布局、工程实时数据、设备运行状态、触摸控制、故障报警信息以及系统设置等等界面的设计, 在参数设置和触摸控制等方面还要考虑操作权限, 防止非法操作造成事故。
2.4 通信
MODICONPLC不仅提供对标准的TCP/IP以太网、工业标准Modbus和ModbusHus的支持, 而且提供了对I nter bus—S、Lonworks、Profibus、Hart、FFHl和HSE等众多流行网络的支持。有的l0/l00M自适应以太网通信模块内置Web服务器, 可以使用标准的PCWeb浏览器浏览PLC内的配置信息、用户程序、系统状态、远程I/0站的状态以及用户自定义网页等。PLC程序的下载上传和仿真调试可以方便地通过对等网络进行, 大大提高通信速度。工业以太网通信已成为PLC及其它工控产品的发展趋势。
2.5 上位机监控管理
上位机是整个泵站工程的SCADA平台, 也是一个监控管理总站。拥有美观方便、实用性强、专业完善的人机界面开发及表达工具, 提供全面的电力及水工业专业图库, 自动化系统建模工具, 自动生成实时和历史数据库、完善的报表系统、完美的实时、历史和负荷曲线/棒图, 支持统计分析和事件语音报警、记录、在线打印等功能。
3 结语
大型泵站的自动化实质是电力与水利的综合自动化, 是对供电自动化系统与PLC集散控制系统的有机集成, 其关键是多系统多规约的汇接与转换。
摘要：综合自动化监控系统, 是监控中心监控所辖无人值班站的主要工具, 大型泵站的自动化监控系统一般包含供电系统自动化、PLC集散控制及数字视频闭路监视等几部分, 文章通过介绍某大型泵站自动化的建设方案, 说明了自动化监控系统将、不但提高了泵站的运行稳定性、可靠性、经济性, 同时具有水利工程现代化示范效。
泵站自动化控制范文第2篇
1 泵站排水系统机械设备安装监理形势分析
目前, 一些安装监理工作简单的根据闸门的安装程序, 对闸门的部件实施基础处理, 使得闸门只能结合门井的状态进行使用。另外, 一些安装监理工作机构根据现阶段的闸门复测要求, 对闸门是否进行了启动和闭合处理实施分析, 使得后续的闭合环节不能为调试工作预留足够的空间。还有些安装监理人员没有按照技术控制要点的要求, 对闸门的中线位置进行水平方面的调节, 造成调整之后的方案难以适应闸门调试的偏差需要。一些安装监理工作在推进的过程中简单的根据现阶段的闸门调整方案要求, 对闸门的固定状态实施研究, 致使闸门难以很好的按照基座的情况进行螺栓的固定。另外, 一些安装监理人员没有按照技术应用的局部性特点, 对技术是否能够实施预埋件的安装进行控制, 使得全部的技术应用方案不能和操作环节实现完美的适应。
2 泵站排水系统机械设备安装监理操作要点
2.1 准备阶段的安装监理控制要点
首先, 要按照泵站的排水需要, 对水泵的基础部位进行螺栓孔的科学设置, 保证全部的施工技术都能够很好的在螺栓孔部位进行运用。另外, 要按照水泵的电机安装需要, 对现有的水泵实施孔口方位的科学设置, 以便所有的水泵都能得到辅助性技术的有效实施。另外, 要根据现有的水泵尺寸特点, 对水泵的基础形态实施监理机制的设计, 使水泵的技术可以结合垂直度的状态实施详细的区分。要按照当前设备的检查机制特点, 对设备的安装监理规范进行设计, 如果设备监理的过程中的技术不能适应已经完成的规范要求, 则要根据现阶段的监理要求对技术应用模式实施完整的设计, 使全部的技术方案可以同监理工作实现对接。另外, 要结合业主的具体需要, 对制造商领域的业务活动实施研究, 以便后续的设备可以根据安装面的要求进行复杂物质的有效处理, 使后续的螺栓安装能够更加顺利的进行。
2.2 实施水泵底座的安装
首先, 要在实施水泵底座安装的位置进行地脚螺栓的安装, 保证水泵的底座可以和固定地面进行连接, 另外, 要使用垫铁对水泵的底部位置进行设计, 以便全部的水泵监理机制都可以结合水平方位的情况进行构建, 并保证适应标高的要求。要将标高设置在10mm以内, 后续的地脚螺栓安装可以使用垂直的撞他进行应用, 以便螺母能够更加紧密的同设计方案的水平度相适应。另外, 要对水泵底座部位的螺母实施技术处理, 使螺母可以按照扭动的力度情况进行均匀的安装, 保证技术方案的完整实施。要将现有的螺母和垫圈进行良好的结合, 保证螺母可以密切的同垫圈进行结合, 提升水泵底座的稳定性。另外, 要按照现阶段的垫铁放置情况, 对水泵的平稳性实施分析, 以便水泵可以更加紧密的同底座进行连接, 提升垫铁的牢固性, 使垫铁可以使用电焊的方式进行处理。
2.3 实施水泵基座的安装
首先, 要根据现阶段的水泵间隙情况, 对基座的具体安装方位实施设置, 使基座能够按照固定的产品分析研究进行处理。另外, 要按照当前基座设置的技术需求, 对基座实施间隙的有效控制, 以便基座可以更加均匀的适应水泵的运行需要。可以结合现阶段的技术应用要求, 对导轨的间隙特点实施分析, 使导轨可以在半径的控制过程中更好的适应设计方案的形变要求。另外, 要在实施导轨控制的过程中, 更好的进行与供货商的沟通, 现有的基座可以结合监理工作的要求进行设计措施的完善, 并保证技术能够适应水泵的运行需要。要将现有的基座在安装过程中进行水平度的控制, 使水泵的水平度能够和垂直度可以在安装过程中保持充分适应。要结合现有的图纸样式, 对水泵是否适应土建工程的需要进行判断, 并按照已经完成的预埋件设置情况, 对预埋件的具体连接技术实施管理, 为后续的检验活动可以根据预埋件的牢固情况进行导轨的设置。要按照现有系统的灵活度, 对系统是否具备卡死现象实施分析, 使后续的系统能够在自动化技术的处理过程中实现灵活性的提升, 以便水泵可以和基座进行良好的结合。
3 泵站排水系统机械设备安装监理达到的效果
在完善安装监理机制之后, 操作人员按照启闭机的复测模式, 对启闭机实施固定方位的处理, 在后续的启闭机调试技术应用中, 系统就可以使用固定的方法进行处置。另外, 安装监理工作推行过程中, 可以按照现阶段的启闭机安装要求, 对启闭机运行过程中的中心线情况实施处理, 使后续的启闭机调试能够适应中心线的具体状态。另外, 工作人员结合当前的启闭机距离状况, 对机械设备的技术偏差实施分析, 使调试工作可以结合支座的位置特点进行运作, 增强技术应用过程中的形变控制质量。安装监理工作团队按照水泵的现有间隙情况, 对机械设备进行调整方案的设计, 使机械设备可以在吊杆的操作过程中更好的进行变形问题的处理, 使启闭机可以更好的进行固定行程的设置。
4 结语
泵站机械设备的运行质量有赖于泵站设备的安装监理, 因此, 对泵站设备的安装监理工作实施完整全面的质量分析, 能够很大程度上提升泵站的运行质量, 对泵站实施安装监理技术的科学处理, 可以提升泵站排水系统的运行质量。
摘要：泵站的排水系统是决定城市居民生活质量的重要因素, 本文深入的研究了泵站的排水系统在使用过程中的一系列质量问题, 并就相关监理工作的重点实施了完整的分析。
泵站自动化控制范文第3篇
【关键词】污水处理;自动化控制;策略
引言
科学技术的进步，计算机技术与信息技术取得突破性研究成果，最为突出的表现就是各行各业自动化技术的应用。如今，随着大众生活水平的扶摇直上，生活污水排放量也明显增加，对生态环境造成了巨大破坏，而且水资源短缺问题日益严峻。为能降低水体污染，创造更多优质水资源，就需要积极落实污水处理工作。然而事实上，污水处理效果并不理想。基于此，唯有实现污水处理自动化控制，才能实现对水质的实时监测，保证污水处理系统的稳定、高效运行。
1污水处理的现状
污水的来源主要包括工业污水和生活污水，根据我国的污水排放要求，处理之后的水必须达到相关的标准才能进行排放，污水排放流程先是初步沉淀，使用活性污泥吸附，之后进入砂率，最后使用二氧化碳处理。当前污水处理是社会关注热点。随着我国工业化进程的逐渐加快，污水排污量越来越大，尤其是水污染也越来越严重，这些问题的存在得到我国相关部门的重视。根据国家十二五规划的要求，国家加大对环境的治理，将环境治理工作提高一个新的高度。尤其是大力发展污水处理行业，投入大量的资金和设备。当前，我国已经建立了上万座的污水处理厂。为了保证污水处理厂的稳定运行，污水自动化控制技术也得到快速发展。
2自动控制系统总体架构
通过对各个污水厂的生产工艺进行分析，选择PLC控制系统来进行工作。该系统的主要组成部分包括中控室设备、4个控制主站、1个控制子站。在该系统中，控制主站主要采用AB公司生产的1769-L3X系列PLC控制器;控制子站主要采用1794-AENT系统远程I/0子站来进行操作，以工业网为基础，将以太网和控制主站形成环网，进行连接实现数据信息通信的目的，并且在每一个控制主站内设置触摸屏，进行终端HMI的配置。
3污水处理中PLC自动化控制系统的应用
3.1进水泵的自动控制
进水泵作为控制进水量、进水速度等方面的一种控制装置，其自动化控制的首要工作就是，借助水位测量设备完成水位数值检测，如果水位升高，那么就会自动的触发控制按钮，有效启动水泵。但是水泵启动正常顺序需要参考累计水泵工作时长，由大至小而进行合理排列的。若果水位出现下降，那么控制水泵就要根据顺序依次的停止工作，此顺序与启动顺序恰恰相反。经过对水泵工作时间的自动累计，能够完成水泵自动轮值，从而保证水泵以最佳的状态进行作业。此外，如果污水处理系统内的水位下降至最低保护水位数值之时，水泵就会自动停止工作，而且最低保护数值可以由监控管理系统与现场控制系统进行设定。
3.2旋流沉砂池的自动控制
旋流沉砂池是指污水处理时实现污水沉淀处理的一种装置，此装置的自动化控制，当搅拌叶轮处于工作状态之下，通过控制系统定时开启排沙工作，同时可以实现沙水分离等有关装置的控制，比如排沙泵、冲洗水以及排沙阀门等等，全能通过现场控制柜配置的PLC自动化控制系统实现连锁控制，通过污水处理系统的处理和处理，这些设备被自动控制，以确保设备处于运行或休息状态。
3.3氧化沟曝气量的自动控制
污水处理工作时需要配置氧气，为能保证程序最大程度上的灵活性，就应该依照污水处理时实际需求的氧气量与系统负荷条件完成氧气输入量的有效控制。
而选择PLC自动化控制系统能够完成曝气机工作转速的自动化控制，如果氧气量相对比较少，能够及时的调节转速，相应的增加氧气供给量，如果氧气量相对比较多，就要调整转速，相应的减少氧气供给量。该系统提调节的相应指标，就是实际检测获取的溶解氧的具体浓度与氧化还原电位，选择自动化控制系统能够促进系统充养能力和实际需氧量间的有效匹配，进而一定程度上节约能源。
3.4污泥回流量的自动控制
关于污泥回流量的自动化控制，一般可选择两种手段，分别是时间控制于手动控制。系统内的设备可以依照控制指令实现依次启动，工作顺序为倾斜式螺旋输送机———浓缩脱水机———加药泵等;而停止的工作顺序恰恰相反。如果系统发生故障，那么系统就可以自动停止工作，而且唯有彻底解决故障，系统才能恢复工作状态。
3.5加大仪表养护与控制系统故障解决力度
自动化控制系统与仪器仪表采集数据信息的可靠性与精确性密不可分，同时也与系统数据信息的处理、分析、传输等有关模块的正常工作有关，所以一定要加大仪器仪表和自动化控制系统硬件设备的维护、保养工作，以保证这些设备可以顺利工作，降低故障发生频率。可是污水处理系统进行工作时，难免会发生故障性问题，因此实践工作中必须结合操作质量实现故障处理模块的有效优化，并对故障报警信息展开深入性研究。如果系统发生故障，那么PLC自动化控制系统就立即停止工作，然后报警模块及时的发出警报，呈现相应的故障点，这样维护工作人员就可以结合系统提供的报警信息，展开检查、维修，查找故障原因，从而最大程度上提高故障解决能力与水平。
4污水处理自动化控制系统的相关策略
4.1加大技术培训
自动化控制系统设计的系统比较广，专业面比较多，更重要的是涉及到计算机控制技术、电器控制以及仪表检测等等。这些都需要相关的工作人员详细了解。但是目前，许多污水处理设备大部分是通过国外进口而来的，工作人员对设备与产品并不是非常了解，而且大多需要有较为扎实的外语能力。因此，必须加大对相关工作人员的培训，可以通过知识讲座、业务能力培训、实践考核等等方式提高工作人员的操作技能与素质。
4.2加强监督控制
当前在我国污水处理行业中监督控制不够严格是普遍存在的问题，因为许多有效的控制信息不能被有效的利用，导致污水处理的质量在长时间之内不能得到有效的提高，而且污水处理的控制与检测明显处于一种滞后的发展状态。为了提高污水处理的质量，更加完善的控制污水处理系统。必须加大对污水处理自动化控制系統的监督控制，合理利用自控设备及时采集信息，并合理利用信息，不断完善优化自动化控制技术。
4.3人工与自动化控制相互结合
因为污水处理行业的特殊性，污水处理需要较长的周期，经过多项复杂的程序才能完成。再加上，因为涉及的参数比较多，系统稳定性不够好，这就加大自动化控制系统在操纵上的难度。自动化控制技术在污水处理中的应用一项长期的工程，因此必须实现人工与自动化控制的有效结合。
结语
与传统的污水处理方式相比较，自动化控制系统应用之下的污水处理因为其自身设备的智能化特点得到广泛的应用。不仅提高了污水处理的质量，而且大大节约污水处理的成本，提高污水处理的经济效益。污水处理作为保护环境的后盾，随着社会资源的减少和环境的恶化引起人们的广泛关注，对于自动化控制系统来说，在完善自身控制效果的基础上，突破行业的应用局限。
参考文献：
[1]张浩.基于电气集中控制与污水处理自动化的实现探索[J].中国新通信，2017，19(01)：161.
[2]王鑫.关于油田联合站污水处理自动化控制系统的应用分析[J].化工管理，2016(02)：231.
(作者单位：烟台市城市排水管理处)
泵站自动化控制范文第4篇
精馏过程是化工、石油化工、炼油生产中应用极为广泛的工艺过程。精馏的目的就是将沸点不同的、互溶的液体混合物分离开, 并满足规定的纯度要求。精馏过程的实质是利用液体混合物中各组分沸点不同的差异, 在一定压力下加热, 并使之沸腾, 则沸点低的组分易汽化。聚集在蒸汽中;沸点高的组分难汽化, 残留在液体中。若将产生的蒸汽冷凝, 冷凝液即为低沸点物质, 这样就实现了混合液中组分的分离。
在工业生产中, 将互溶液体混合物各组分离的方法有多种, 化工上最常用的蒸馏或精馏。
化工连续精馏过程由三部分组成:精馏塔, 它是精馏操作的主要设备, 实现汽液两相接触而使混合液分离。精馏塔从结构上分, 有板式塔和填料塔两大类。板式塔直径较大, 内部有多层塔板;填料塔直径较小, 内部充装填料。塔釜 (或再沸器) 用来生产上升蒸汽, 并暂存塔底产品。塔釜可用塔的最下部装上加热装置 (列管、蛇管或夹套) 而构成;也可以在塔外别设一加热装置而构成。塔外的加热装置称为再沸器。冷凝器, 它的作用是使塔顶蒸汽冷凝, 以其部分冷凝液作为回流, 以建立塔板间的内部回流, 另一部分作为塔顶产品。
精馏塔都采取中部进料, 进料板把全塔分成两段:进料板以上称为精馏段;进料板以下称为提馏段。在精馏段, 上升蒸汽中的高沸点组分转变成液体, 液体中的低沸点组分转变成蒸汽, 完成上升蒸气低沸点组分的精制。在提留段, 下降液体中的低沸点组分转变成蒸汽, 蒸汽中的高沸点组分转变成液体, 完成下降液体高沸点组分的提浓。
精馏过程控制的要求是:在保证产品质量合格的前提下, 使塔的回收率最高、能耗最低, 即总收益最大、成本最小。精馏过程是在一定约束条件下进行的。因此, 精馏过程控制的要求可从质量指标、产品产量、能量消耗和约束条件四方面考虑设置必要的控制系统。
(1) 产品质量控制, 精馏塔的产品质量是指塔顶或塔底产品的纯度。通常, 满足一端的产品质量, 即塔顶 (或塔底) 产品达到规定纯度, 而另一端产品的纯度维持在规定范围内。
所谓产品的纯度, 就二元精馏来说, 其质量指标是指塔顶产品中轻组分含量和塔底产品中重组分含量。对于多元精馏而言, 则以关键组分的含量来表示。关键组分是指对产品质量影响较大的组分, 塔顶产品的关键组分是易挥发的, 称为轻关键组分;塔底产品的关键组分是不易挥发的, 称为重关键组分。产品组分含量并非越纯越好, 原因是纯度越高, 对控制系统的控制精度要求就越高, 操作成本的提高和产品的价格并不成比例增加, 因此纯度要求应与使用要求适应。
(2) 物料平衡控制, 进出物料平衡, 即塔顶、塔底采出量应和进料量相平衡, 维持塔的正常平稳操作, 以及上下工序的协调工作。物料平衡的控制是以冷凝液罐 (回流罐) 与塔釜液位一定 (介于规定上、下限之间) 为控制目标的。
(3) 能量平衡控制, 输入、输出能量应平衡, 使塔内操作压力维持稳定。
(4) 约束条件, 精馏过程是复杂的传质传热过程。为了满足稳定和安全运行, 必须使某些参数限制在约束条件之内。常用的限制条件有液泛限、漏液限、操作压力限和临界温度限等。液泛限 (或气相速度限) :精馏塔上升蒸汽速度的最大限。当上升速度过高时, 造成雾沫带、塔板上的液体不能向下流, 下层塔板的气相组分倒流到上层塔板, 出现液泛现象。漏液限 (或最小气相速度限) :指精馏塔上升蒸汽速度的最小限。当上升蒸汽速度过低时, 上升蒸汽不能托起上层的液相, 造成漏液, 塔板效率下降, 精馏操作不能正常进行。操作压力限:每一个精馏塔都存在最大操作压力限制, 就是说塔的操作压力不能过大, 否则会影响塔内汽液平衡, 严重越限甚至会影响到安全生产。临界温度限:保证精馏塔的正常传热需要, 保证合适的回流温度, 使精馏塔能够正常操作。
2 精馏过程基本自动控制方案
精馏过程有多个被控变量和多个操纵变量, 合理选择它们的配对, 有利于减少系统的关联, 并使精馏塔的操作平稳。
在精馏塔控制中, 变量配对的三条准则是:当仅需要控制塔的一端产品时, 应选用物料平衡方式控制该端产品的质量;塔两端产品流量较小者, 应作为操纵变量去控制塔的产品质量;当塔两端产品均需按质量控制时, 一般对含纯产品较少、杂质较多的一端采用物料平衡方式控制其质量, 对含纯产品较多、杂质较少的一端采用能量平衡方式控制其质量。
当选用塔顶馏出量或塔底采出液量作为操纵变量控制产品质量时, 称为物料平衡控制方式;当选用塔顶回流量或再沸器加热蒸汽量作为操纵变量时, 称为能量平衡控制。
(1) 产品质量的开环控制, 精馏产品的开环控制是指不采用质量指标作为被控变量的控制。质量开环控制指没有根据质量指标的控制。精馏塔的质量开环控制主要是根据物料平衡关系, 从外围控制精馏过程使产品满足工艺要求。
(2) 按精馏段指标的控制, 按精馏段质量指标进行控制是指在精馏段温度或成分作为被控变量的控制, 可分为直接物料平衡控制和间接物料平衡控制。如果操纵变量是产品的出料, 则称为直接物料平衡控制。
(3) 按提馏段指标的控制, 按提馏段质量指标进行控制是将提馏段温度或成分作为被控变量控制;可分为直接物料平衡控制和间接平衡控制。该控制方案具有响应快、滞后小的优点, 能迅速克服进入精馏的扰动影响。缺点是物料平衡和能量平衡关系有较大关联。
3 化工过程自动化控制的定义与目标
化工过程自动化是化工、炼油、食品、经工等化工类型生产过程自动化的简称。即在化工设备上, 配备上一些自动化装置, 代替操作人员的部分直接劳动, 使生产在不同程度上自动地进行, 这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法, 称为化工过程自动化。
实现化工生产过程自动化可以提高工作速度、降低生产成本, 提高产品的产量和质量;减轻劳动强度, 改善劳动条件, 多数化工生产过程是在高温、高压或低温、低压下进行, 还有的是易燃、易爆或有毒、有腐蚀性、有刺激性气味, 实现了化工自动化, 工人只要对自动化装置的运转进行监视, 而不需要直接从事大量危险的操作;能够保证生产安全, 防止事故发生或扩大, 达延长设备使用寿命, 提高设备利用能力的目的。如离心式压缩机, 往往由于操作不当引起喘振而损坏机体;聚合反应釜, 往往因反应过程中温度过高而影响生产, 假如对这些设备进行必要的自动控制, 就可以防止或减少事故的发生;能根本改变劳动方式, 提高工人文化技术水平, 为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
4 化工过程自动化控制系统分类
化工过程自动化一般包括自动检测系统、自动信号和连锁保护系统、自动操纵及自动开停车系统和自动控制系统等。
(1) 自动检测系统, 利用各种检测仪表对主要工艺参数进行测量、指示或记录的系统, 称为自动检测系统。它代替了操作人员对工艺参数的不断观察与记录。
(2) 自动信号和连锁保护系统, 生产过程中, 有时会由于一些偶然因素的影响, 导致工艺参数超出允许的变化范围, 从而出现不正常情况, 引起事故的发生。为此, 常对那些关键性参数设计自动信号连锁装置。当工艺参数超过允许范围, 在事故即将发生以前, 信号系统就自动地发出声光信号, 告诫操作人员注意, 并及时采取措施。如果工况已到达危险状态, 连锁系统立即自动采取紧急措施, 打开安全阀或切断某些通路, 必要时紧急停车, 以防止事故的发生和扩大。它是生产过程中的一种安全装置。例如, 某反应器的反应温度超过了允许的极限值, 自动信号系统就会发出声光信号, 报警给工艺操作人员以及时处理生产事故。
(3) 自动操纵及自动开停车系统, 自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动的对生产设备进行某种周期性操作。例如, 合成氨造气车间的煤气发生炉, 要求按照吹风、上吹、下吹制气、吹净等步骤周期性的接通空气和水蒸气, 利用自动操纵机可代替人工自动的按照一定的时间程序扳动空气和水蒸气的阀门, 使它们交替的接通煤气发生炉, 从而极大地减轻了操作工人的重复性体力劳动。
(4) 自动控制系统, 生产过程中各种工艺条件不可能是一成不变的。特别是化工生产, 大多数是连续性生产, 各设备相互关联着, 当其中某一设备的工艺条件发生变化时都可能引起其他设备中某些参数或多或少地波动, 偏离了正常的工艺条件, 为此, 就需要用一些自动控制装置, 对生产中某些关键性参数进行自动控制, 使它们在爱到外界干扰 (扰动) 的影响而偏离正常状态时, 能自动地控制而回到规定的数值范围内, 为此目的而设置的系统就是自动控制系统。
从不同的角度出发, 对过程控制系统有不同的分类方法。按控制系统基本结构形式进行分类, 又可将系统分为闭环控制系统和开环控制系统。
(1) 闭环控制系统, 闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的控制系统, 也称反馈控制系统。
闭环控制系统的优点是, 不管任何扰动引起被控变量偏离设定值, 都会产生控制作用去克服被控变量与设定值的偏差。因此闭环控制系统有较高的控制作用只有在偏差出现后才产生, 当系统的惯性滞后和纯滞后较大时, 控制作用对扰动的克服不及时, 从而使其控制质量大大降低。
(2) 开环控制系统, 开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的控制系统。即操纵变量可以通过被控对象去影响被控变量, 但被控变量不会通过控制装置去影响操控变量。从信号传递关系上看, 未构成闭合回路。开环控制系统分为两种形式。
(1) 按设定值进行控制, 这种控制方式的原理是, 需要控制的是被控对象中的被控变量, 而测量的只是设定值。 (2) 按扰动进行控制, 这种控制方式的原理是, 需要控制的仍然是被控对象中的被控变量, 而测量的是破坏系统正常进行的扰动量。利用扰动信号产生控制作用, 以补偿扰动对被控变量的影响, 故称按扰动进行控制。由于测量的是扰动量, 这种控制方式只能对可测的扰动进行补偿。
另外, 如按系统功能可将系统分为温度控制系统、压力控制系统、位置控制系统、流量控制系统等;按系统性能可分为线性系统和非线系统、连续系统和离散系统、定常系统和时变系统;按被控变量的数量分为单变量控制系统和多变量控制系统;按采用的控制装置又分为常规仪表控制系统、计算机控制系统。
摘要：化工过程自动化控制技术是衡量一个国家发达程度的重要标志之一。化工过程自动化控制技术的快速进步推动了我国工业的不断飞跃, 在国民经济的发展进程中起着不可替代的作用。尤其在化工、石油、轻工等行业作用更加突出, 从而大大地提高了劳动生产率、精馏过程自动控制概述、精馏过程基本自动控制方案、化工过程自动化控制的定义与目标及化工过程自动化控制系统分类等四个方面阐述了化工自动化控制系统。
泵站自动化控制范文第5篇
【关键词】高职 自动化专业 毕业设计教学 顶岗实习
当前，全球正在兴起新一轮工业革命，以机器人、人工智能、3D打印和新型材料等为代表的新科技革命和产业变革正在来临。它将极大改变传统的商品制造方式，并推动生产制造模式的变革，从而改变就业的格局。而作为信息技术的基础学科自动化技术则是这一轮工业革命的发展基石。与德国工业4.0相比，中国很多制造业还处于2.0、3.0阶段，其本质就是中国企业的自动化技术水平距德国企业的自动化技术水平还有相当大的差距，因此，如何尽快培养出能够适应当今科技产业革命的高水平自动化人才，就成为了高职教育的一个重大课题。
毕业设计是达到培养目标的重要环节。不仅能够培养学生的综合分析和解决工程实际问题的能力，而且还能够对学生的思想品质、工作态度及作风产生很大的影响。但近年来，高校不断扩招，高职教育规模不断扩大，高职原有的教学资源显得严重不足，能够跟得上潮流的新技术的教育资源更是凤毛麟角。因此，很多学生对毕业设计的重要性认识不够到位，毕业设计的质量也逐年下滑，甚至社会上有人提出取消毕业设计的建议。因此，如何改革毕业设计，提高培养质量成为高职教改的难点之一。
一、高职毕业设计教学中存在的问题
(一)毕业设计题目科学性不足。随着新一轮的技术革命和产业变革的到来，以“互联网+”“机器人”为代表的新技术正在不断地与传统的自动化技术相互融合，从而不断地改变现代企业的生产方式。然而以往的高职毕业设计，过于强调对以往所学知识进行全面总结，因此很多毕业设计题目要么过于理论化脱离实际，缺乏实用性;要么陈旧单一，重复率高。从而导致学生兴趣下降，降低了他们的主观能动性，势必影响学生的毕业设计质量。
(二)系统方案创新率低。首先大部分学生在选择毕业设计课题时，都会选择以前用过的或者相类似的题目，再者，所设计的系统方案也大都是书本上的翻版，缺少创新性的原创，而且重复率非常高。因此，毕业设计质量会大打折扣。
(三)系统设计实用性不足。由于大部分学生没有现场工作的实战经验，所以，在做系统设计时，要么操作不方便，要么安全性不够，要么与现场其他设备不匹配，要么性价比较低等，导致做出的系统设计往往脱离实际，从而降低了毕业设计的实用性。
(四)论文缺乏条理。首先由于大部分高职学生很少写过学术论文，所以，学生的毕业设计论文往往缺乏整体布局，因而论文中经常出现结构不完整，内容颠三倒四，上下两段明显割裂开来，缺乏自然过渡，层次不明，看起来费力，论证不得力，缺乏逻辑性等缺点，从而降低了毕业设计论文的质量。
(五)毕业答辩流于形式。由于每年扩招的学生不断地增多，就业压力不断地增大，所以找工作就成了学生们最重要的课题，因此，很多学校的毕业答辩就流于形式了，不仅毕业论文质量低下，答辩也就成了走过场。不仅无法达到毕业设计的培养目标，而且无法准确衡量毕业生的培养质量，同时对学校未来的就业也产生了很大的隐患。
针对以上问题，并结合自动化专业的特点，本文提出将毕业设计与顶岗实习进行有机结合起来，让学生在实际岗位中全面锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的综合能力，从而提高毕业设计的质量。
二、毕业设计教学改革措施
(一)结合企业生产实际选题。学生可以将企业里的技术改造，产品开发，系统集成等科目内容，并根据自己的兴趣爱好，选择适合于自己的科目内容作为自己的毕业设计内容。自动化专业毕业设计的题目大概有如下几种类型：(1)技术改造型：以PLC或DCS为控制核心的工业现场集散控制系统的技术改造。(2)产品开发型：以单片机为控制核心的电子控制系统等装置产品的开发。(3)系统集成型：以PLC或DCS控制系统与以互联网技术相互融合的MES系统等集成系统。(4)实验研究型：以机电一体化为核心的机器人等新技术的实验研究。由于学生的毕业设计题目就是自己的实习内容，具有非常高的实用性，所以会激发学生的主观能动性，使学生主动地去学习了解相关的知识和技术，从而为完成高质量的毕业设计打下坚实的基础。
(二)加强技术指导。虽然参加顶岗实习的学生，都已经在学校学习过自动化专业的基本理论与基本知识，但是由于自动化学科的自身特点，使它能够在不同行业内与不同的专业技术相融合，比如与通信技术、互联网技术、液压技术、机械、数据库等技术相互融合，因此，就需要从企业里的技术人员或者专业人士中聘请为指导导师，对学生进行其相关专业或者行业知识的技术指导。不仅能够有效扩大学生的知识面，提高学生的综合运用能力，还能够有效减少系统设计漏洞等缺陷，大大增强了毕业设计的实用性。
(三)加大对实验装置的经费投入。随着自动化技术的迅猛发展，自动化装置的更新速度也在不断加快。为了让培养出的学生能够跟得上企业的发展步伐，就需要加大对新技术的实验装置的引进。通过对新实验装置的引入，既可以提高教师与学生的技术水平，还能够让做毕业设计的学生有了一个充分的展示平台。学生可以将自己的创新构想与才华在这个平台上充分的发挥，从而不仅能够提高毕业设计的技术水平，而且还能够提高学生的创新能力与实践能力，并将自己的知识技能和体验不断地提高与升华。
(四)加强论文写作指导。毕业论文是毕业设计工作的总结，因此要想写好毕业论文不仅需要前期的技术工作的积累，还涉及组织材料等相关写作技巧等知识。所以，学生可以从企业里的技术报告、技术方案、技术总结等各个方面入手，锻炼学生的写作能力。在撰写毕业论文的初期，可以帮助学生确定论文的整体布局和结构，在初稿完成后，可以帮助学生检查内容、逻辑、语句、格式等方面的错误，提高学生的写作水平，从而不断提高毕业论文的质量。
(五)深入企业开展毕业答辩。毕业设计是衡量高职毕业生培养质量的重要标尺，也只有能够解决实际问题的毕业设计才具有实用价值，才符合培养学生实际动手能力的需求。将企业里的技术专家与学校内的专业老师组合成的答辩专家，能够更加全面地检验学生的毕业设计质量。通过企业里的技术专家现场出题，可以有效检测学生是否能够把所学的理论知识与生产实践有机地结合起来，同时能够给予学生更加全面专业的建议，从而帮助学生获得最快的成长。同时企业也能够通过此类答辩发现适合自己企业所需求的技术人才，同时有效地促进了学校的就业。
总之，毕业设计是专业教育的重要组成部分，通过将毕业设计与顶岗实习相结合，能够有效培养学生综合运用所学基础理论、专业知识与技能分析、解决工程实际问题的能力，希望能够为我国的企业转型升级所需的技能人才的培养有一定的作用。
【参考文献】
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[2]李晓凤.关于高校电气自动化教学改革的思考[J].消费电子，2013(4)
[3]黄永文，王海燕，葛继科.基于培养创新能力的本科毕业设计教学改革[J].重庆科技学院学报，2012(17)
[4]徐丽玉，邓嘉明.地方高校二级学院教学质量监控的研究[J].柳州师专学报，2015(2)
【基金项目】2014年度广西教育厅科研项目(YB2014497)
【作者简介】黄 斌(1983— )，男，硕士，工程师，研究方向：自动化的科研应用与教学工作。
(责编 刘健华)