进行自动化改造会带来巨大的效益.pdf

进行自动化改造会带来巨大的效益 Retrofitting for Automation Provides Numerous Benefits 著者:Gregory Difrank 译自:Feedstuffs,March 31,2003 译者:王卫国 自动化系统的传统任务主要集中于减少劳动力，其次是改进质量和操作。 自动化的电机启动器、自控闸门和阀门、安装于工艺中用来测量料位、重量、流量 和温度的传感器等装置被连线到中央控制室。在那里，操作者能够远距离监测和控 制它们。这种控制方式大大减少了一个特定加工过程所需要的操作人员数量。 “手动遥控”自动化的第一种型式通常可通过使用在过去50 年中应用的控制技术 实现，包括继电器、按钮/信号灯、控制屏以及模拟显示器。就这一任务而言，可 以保险地说，几乎所有设备都具有一定的自动化水平。 为了在降低操作人员数量以及提高产品质量和操作性能方面取得进一步的成果，一 般会通过实施自动化来接管由操作员手工通过按钮、信号灯和传感器执行的某些监 视和控制任务。 这种形式的自动化需要安装特定软件和硬件来执行对传感器输入信号反应的逻辑功 能换句话说，一个中继控制屏或基于系统的计算机将能够根据传感器的输入信号 控制工艺过程，进行自动启停设备或打开或关闭闸门或阀门。 这些类型的系统需要最小的中继控制屏。通常会利用一个嵌入设备的专用控制器卡 （如一台秤的控制器）和在绝大多数情况下，使用一集散控制系统（DCS ）来执 行。这些系统已普遍采用超过20 年，是利用带有按钮/信号灯控制屏的可编程逻辑 控制器（PLC ）或最近的阴极射线管（CRT ）或基于操作者界面终端的PC 机来执 行的。再次说明，只要给出这项技术的利用性，似乎许多设备都在其整个系统的某 个部分实施了这种水平的控制。 因此，很可能我们会发现在我们的设备中拥有一个控制技术和系统执行的混合体。 对任何给定设备中的任何特定系统，我们可能从现存的无自动化情况到系统在几年 前采用了混合DCS 实现自动化中得到某些东西。你可能对这些设备拥有一混合自 控系统，该系统会在工程范围的两端以及中间的几处实施。 问题 我们要问的第一个问题是：“为什么要升级我们的自动化？”如果您根本没有自 动化，上面阐述的理由提供了足够的动机。但是，如果你已经有了一个控制系统， 如早期的PLC 或一个新旧系统的混合物，那么更新的理由就可能不是那么充足。 除非你已经新近实行了现代的自动化，否则你可能面对如下的一个或所有的挑战： * 可靠性差； * 逐渐废弃； * 太多的布置场所； * 操作或维护困难； * 功能受限； * 信息受限； * 太多的文件工作/无业务集成。 新自动化 以上介绍了几个最基本的术语和第一代或第二代自动化系统的一般缺陷。对每一方 面都可以进一步阐述，但最主要的论题集中于这样的事实，即第一代或第二代自动 化系统仍然需要有技能的操作者监管来维持和监控生产。认识到这些方面的机遇 后，我们的问题就变成：“现代自动化系统如何能改进传统系统的控制性能呢？” 下述各点描述了在这些新系统中承诺可实现的某些方面。 * 可靠性： 用新系统简单代替旧系统的直接效益就是可以提高系统的可靠性。因为元器件是新 的，未受损坏。此外，新的自动化元件在可靠性方面进行了长期的改进。关键的方 面包括DSC 和PLC 平台，使得控制器能进行大量的重复工作，能与增强型的议定 书和复杂的网络系统，与功能更强的PC 操作系统、人机界面（HMI ）软件平台进 行网络通讯。还有，在编程和语言方面的不断进步，使得开发者可以方便地通过加 入附加的程序功能增加操作反馈和诊断来进一步提高系统的可靠性。 * 位置和功能的一体化： 使用现代自动化结构已经使将加工信息和控制功能一起装于中央控制场所变的简 单。将传感器和启动器接线于远距离的输入/输出（I/O ）接线柱，输入/输出信息被 传输到可控制通讯网络的控制器上。因此，接入一条通讯电缆，操作界面和控制站 就可以放置于任何地方。这意味着，来自工厂的所有场所的控制信息能被方便地集 中于一个中央控制室。将这一功能与有效的加工传感器和控制功能相结合，操作人 员就不需要物理地监视作业，这意味着从理论上说，整个工厂都能够从中央控制室 控制。 * 加工功能的自动化： 如上所述，第一代或第二代自动化系统仍然依赖于操作人员启动加工作业和监控加 工效果。这样的例子可能包括操