制糖工业自动化技术
制糖工业自动化技术
编写：赖庚音石家庄市乐开糖醇技术开发有限公司
一、两个观点：
1、制糖工业生产线朝自动化方向发展的趋势确立，不受人的主观意志所左右。
随着自控装置元器件价格逐步下降，用人成本逐年升高，通过提高自动化水平来减少操作人员所获得的经济效应越来越明显。以目前国内的技术水平，一条15万吨/年的一水结晶葡萄糖生产线，采用自动化生产线后，按四班三运转计算，操作人员可由手工操作生产线的150人左右降到80人以内。而这样的自动化生产线比手工操作生产线的投资只增加约300万元。
自动化生产线的工艺参数控制稳定、产品品质均匀和产品收率高，间接经济效益非常突出。
2、生产线的自动化装置是否合理和自控运行情况好坏主要取决于工艺专业，而不是取决于自动化专业。
大部分制糖企业的技术主管都是工艺专业出身，本身对推进自己企业生产线自动化水平的意愿很强，但在实践中因对自动化知识了解不够总是遇到挫折，而认为原因是自己的自动化专业人员水平不足。这种现象在制糖工业企业特别是蔗糖工业企业普遍存在，笔者认为这是阻碍制糖工业自动化水平提高的主要原因之一。
笔者希望通过本文的介绍，制糖企业的技术主管能对自动化的基
础知识有一定的了解，能够指导自动化专业人员顺利实现自控装置的有效运行。
以多效真空蒸发系统的末效真空度自动控制系统为例，要想将末效真空度控制在0.12Bar绝对压力，可以通过以下几种方法（俗称控制方案）：
a、调节抽往冷凝器的二次蒸汽量；
b、调节真空泵抽走的不凝气体量；
c、调节通过冷凝器的循环冷却水量；
d、调节真空泵抽气管道上的破空漏气量。
那么究竟采用那种方法来实施，显然自动化专业人员是无法作主的，只有靠工艺专业人员来决定。一旦决定选用某种方法，工艺专业人员还要告知自动化专业人员介质种类（如二次蒸汽）、介质流量、介质温度、介质压力、介质比重和介质通过调节阀时允许的压力损失等参数，自动化专业人员才能对该真空度自动控制系统进行具体配置和实施。采用以上四种控制方法所需投资和对工艺的运行状况的影响是不一样的：a方法最省蒸汽、b方法最省电、c方法最省循环冷却水、d方法投资最低。当然，自动化专业人员可以分别计算出四种情况下所需调节阀的口径供工艺人员专业人员参考。
工艺人员专业人员向自动化专业人员提供自动控制系统具体控制方案和介质参数，叫做提自动化条件，包括P&I图（Process and Instruments Diagram，带自控点的工艺流程形象示意图）、自动控制说明和介质参数表。
只有在工艺人员专业人员的统筹安排和自动化专业人员的充分配合下，才能实现自控装置的合理和有效运行。
二、制糖工业自动化控制原理：
自动化控制系统实际上是模拟操作人员的操作调节过程，任何自动化控制系统都包含三个主要组成部分：变送器、控制器和执行器，俗称自动化系统三大件。
操作人员在岗位上要调控一个工艺参数，其过程主要可分解成三个部分：
1、通过眼睛观测实际情况或显示仪表；
2、通过大脑判断实际情况或仪表显示参数与工艺需要的参数是否相符合，偏大还是偏小；
3、通过手来调节阀门大小或相关设备的运行参数来干预，使实际情况或参数与工艺需要的参数相一致。
自动化系统三大件中的变送器、控制器和执行器分别承担操作人员的眼睛、大脑和手的功能，通过合适的设置和组合来模拟操作人员对工艺参数的调控过程。变送器将感知到的工艺参数转化成相应的电信号（测量值），送到控制器与工艺需要的参数（设定值）进行比较后作出判断，如果（测量值）与（设定值）不一致，控制器就会发出变化的电信号命令（输出值）来控制执行器开大一些还是开小一些。执行器动作后，工艺参数受到干预，直到测量值与设定值相一致，此时实际工艺参数稳定在工艺需求的参数上。
三、制糖工业常用变送器：
要想实现对工艺参数的自动控制，首先要能够测量出该参数的仪表。能够连续实时感测工艺参数并将其转变成对应电信号的仪器即为变送器。
变送器包括敏感元件和转换元件。其中敏感元件是指传感器中能够直接感受或响应被测量工艺参数的部分；转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量工艺参数转换成适于传输或测量的电信号部分，称为转换器。
没有相应的变送器，自动控制是无法实现的。比如淀粉乳液化时，因没有能够测量DE值的变送器，所以淀粉乳液化DE值就无法实现自动控制；生产结晶葡萄糖时因没有能够测量DX值的变送器，所以回套母液时也无法自动控制混合液的DX值。
变送器一般是将工艺参数转化成对应的4～20mA直流电流信号，俗称模拟信号以区别数字信号。模拟信号的大小在量程范围内与工艺参数相对应。比如一个测量范围为0～8m3/h的流量变送器，当流量为0时，输出为4mA（4 mA＋16 mA×0m3/h÷8m3/h）；当流量为8m3/h时，输出为20mA（4 mA＋16 mA×8m3/h÷8m3/h）；当流量为4m3/h时，输出为12mA（4 mA＋16 mA×4m3/h÷8m3/h）。
在P&I图中变送器常用其英文Transmitter的首字母大写T来表示。目前大多数变送器均为二线制变送器，其供电电源、负载电阻和变送器是串联的，即二根导线同时传送变送器所需的电源（24V直流电源）和输出电流信号（4～20mA直流电流）。
制糖工业常用的变送器有：
1、温度变送器TT (Temperature Transmitter)：
温度变送器的敏感元件为铠装铂热电阻或热电偶。铠装铂热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料和不锈钢套管组合而成的坚实体，适合测量－200℃～＋600℃温度，在制糖工业中被大量采用；铠装热电偶则最高可测2800℃的高温，但在制糖工业中很少使用。铠装铂热电阻或热电偶感受不同的温度后，其输出电阻或电位相应变化，转换元件采用集成电路，将热电阻或热电偶的信号放大，并转换成4-20mA的输出电流。铠装变送器可以直接测量气体或液体的温度特别适用于低温范围测量，克服了冷凝水对测温所带来的影响。
2、压力变送器PT (Pressure Transmitter)：
PT一般有压力变送器、差压变送器和负压变送器三种。差压变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室，压力变送器的低压室压力采用大气压，负压变送器的低压室压力采用绝对真空。两种压力作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液（硅油）传送到测量膜片两侧。压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。
3、液位变送器LT (Level Transmitter)：
液位变送器是对压力变送器技术的延伸和发展，根据不同比重的液体在不同高度所产生压力成线性关系的原理，实现对液体的体积、
液高、重量的准确测量和传送。
我们都知道差压△P＝ρg H，当比重ρ不变送时，△P与液位高度H成正比，所以通过测量差压也就可以测出液位。当比重ρ不固定时，这种方法测出的液位就有偏差，不过如果这种偏差允许，也就可以用了。
测常压容器内的液位，由于大气压是固定的，可采用单法兰压力变送器来测液位；若要测真空或压力容器内的液位，则需采用双法兰法兰差压变送器来测，因容器顶部上法兰的测压点压力是波动的。
4、浓度变送器DT (Density Transmitter)：
浓度变送器也是压力变送器技术的延伸和发展，对我们制糖行业来说，糖液的浓度（总糖质量）与比重成正比例关系，测量出糖液的比重就测出了糖液的浓度。
同样道理，因为△P＝ρg H，当糖液全部淹没差压双法兰变送器上下两个法兰的测压点时，糖液测压高度H是固定不变的，此时△P 与糖液的比重ρ成正比，也即△P与糖液的浓度成正比。
5、流量变送器FT (Flow Transmitter)：
制糖工业常用的流量变送器有电磁流量计、涡街流量计和金属转子流量计（又称管式流量计）三种，电磁流量计用来测量糖液或其它液体的流量，涡街流量计用于蒸汽流量的测量，金属转子流量计则可用于测量电导率极低的高纯度糖液流量。
（1）电磁流量计的测量原理：
根据法拉第电磁感应定律，当一导体在磁场中运动切割磁力线时，在导体的两端即产生感生电势e，其方向由右手定则确定，其大小与磁场的磁感应强度B，导体在磁场内的长度L及导体的运动速度u成正比，如果B，L，u三者互相垂直，则
e＝B l u
与此相仿．在磁感应强度为B的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速u流动时，导电流体就切割磁力线．如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极(图3—17)则可以证明，只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间也特产生感生电动势：
e＝BD
式中，为管道截面上的平均流速．由此可得管道的体积流量为：
Q v＝π D Uˉ
由上式可见，体积流量Q v与感应电动势e和测量管内径D成线性关系，与磁场的磁感应强度B成反比，与其它物理参数无关．这就是电磁流量计的测量原理．需要说明的是，要使式Q v＝π D Uˉ严格成立，必须使测量条件满足下列假定：
①磁场是均匀分布的恒定磁场；
②被测流体的流速轴对称分布；
③被测液体是非磁性的；
④被测液体的电导率均匀且各向同性。
要产生一个均匀恒定的磁场，就需要选择一种合适的励磁方式
（励磁方式即产生磁场的方式）。目前，一般有三种励磁方式，即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。工业上使用的电磁流量计，大都采用工频(50Hz)电源交流励磁方式，即它的磁场是由正弦交变电流产生的，所以产生的磁场也是一个交变磁场。交变磁场变送器的主要优点是消除了电极表面的极化于扰。另外，由于磁场是交变的，所以输出信号也是交变信号，放大和转换低电平的交流信号要比直流信号容易得多。
（2）涡街流量计的测量原理：
把一个非流线型阻流体（Bluff Body）垂直插入管道中，随着流体绕过阻流体流动，产生附面层分离现象，形成有规则的旋涡列，左右两侧旋涡的旋转方向相反。这种旋涡称为卡门涡街。根据卡门的研究，这些涡列多数是不稳定的，只有形成相互交替的内旋的两排涡列，且涡列宽度h与同列相邻的两旋涡的间距l之比 =0.281（对圆柱形旋涡发生体）时，这样的涡列才是稳定的。生产旋涡分离的阻流体称为旋涡发生体。涡街流量计是根据旋涡脱离旋涡发生体的频率与流量之间的关系来测量流量的仪表。
（3）金属转子流量计的测量原理：
金属转子流量计,是变面积式流量计的一种, 在一根由下向上扩大的垂直锥管中, 圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的, 浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到智能化微处理器转换成4～20mA电流信号。
6、PH计QT (PH Transmitter)：
PH计的敏感元件是PH电极，PH电极是用来测电极电位的装置。电位分析所用的电极被称为原电池。原电池是一个系统，它的作用是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势（EMF）。此电动势（EMF）由二个半电池构成。其中一个半电池称作测量电极，它的电位与特定的离子活度有关；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电极，它一般是与测量溶液相通，并且与测量仪表相连。最熟悉也是最常用的PH指示电极是玻璃电极。它是一支端部吹制上对于PH敏感的玻璃膜的玻璃管。管内充填有含饱和AgCl的3 mol/l KCl缓冲溶液，其PH值为7。存在于玻璃膜内外两面的反映PH 值的电位差用Ag/AgCl传导系统导出。PH电极最著名的品牌是梅特勒。
除上述六类变送器外，制糖工业有时也用到微波锤度计、电导率变送器、电流变送器、电压变送器和功率变送器等，本文不予详述。选用变送器时还应该考虑耐腐蚀、耐温度和耐压的要求，只有选择合理的材质，变送器才能适合于各种使用场合。
四、制糖工业常用控制器：
制糖工业常用控制器有单板控制器、可编程控制器（PLC）和DCS系统。
单板控制器适合于生产线中局部单个工艺参数的控制，特别是现成手工生产的局部自动化改造。在PLC和DCS系统还没有大量使用时，很多企业曾经采用大量的单板控制器组装在控制柜（俗称模拟盘）
上，用于整条生产线的自动控制；PLC适合于生产线某个工序的自动化操作，特别适合将繁琐重复的间歇操作过程变成PLC程序控制下的自动程序操作。PLC还能提供一定量的控制回路，用于在程控操作中阶段性控制某个工艺参数；DCS系统则适合整条生产线或整个工厂的集中自动化控制和监管。虽然随着大型新型号PLC的出现，PLC 的控制功能更加强大，但在控制整条生产线上，PLC在编程简易、反应速度和操控性能上仍然无法与DCS系统媲美。
以下对三种制糖工业常用控制器做简单介绍：
1、单板控制器为包含微电子集成电路和简易显示屏的简单控制器，一般一个单板控制器可以提供一个调节回路或两个互为串接的调节回路。除此以外，单板控制器还可以提供低负荷24V电源和高低限两个报警输出。单板控制器一般采用220V两相电源供电，操作时应特别注意避免触电。220V电源的电压波动过大很容易造成单板控制器的烧毁，所以最好配备稳压电源。
单板控制器的主要品牌有霍尼维尔、Foxboro和百特工控等。
2、可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以仍然将可编程控制器简称为PLC。
PLC的主要品牌有西门子、三菱、欧姆龙、松下、台达、富士、施耐德和ABB 等。
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
(1) 输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
(2) 用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统R AM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O 点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。
(3) 输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
3、DCS系统是分散控制系统(Distributed Control System)的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C 技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
DCS系统控制功能齐全控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控
制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。
DCS系统的主要品牌有霍尼维尔、Foxboro、西门子、和利时和浙大中控等。
五、制糖工业常用执行器：
执行器由执行机构和调节机构两部分组成。调节机构通过执行元件直接改变生产过程的参数，使生产过程满足预定的要求。执行机构则接受来自控制器的控制信息把它转换为驱动调节机构的输出（如角位移或直线位移输出）。它也采用适当的执行元件，但要求与调节机构不同。执行器直接安装在生产现场，有时工作条件严苛。能否保持正常工作直接影响自动调节系统的安全性和可靠性。
制糖工业常用的执行器有调节阀、变频设备、气动开关阀、电动设备、电磁阀和气缸等。其中调节阀和变频设备接收控制器的4～20mA直流电流信号，根据接收的电流信号大小自动调节阀门对应开度或对应运行速度。比如12mA对应开度或运行速度50％，16mA对
应开度或运行速度75％，20mA对应开度或运行速度100％。气动开关阀、电动设备和电磁阀等则接收控制器的直流24V电压信号，根据是否接收到控制器的直流24V电压信号来自动开关或启停。
最常用的执行器是调节阀，调节阀有气动调节阀和电动调节阀。气动调节阀的调节精度和对信号的灵敏度都比电动调节阀好，当一条生产线大量使用调节阀或有现成的压缩空气源时，最好选用气动调节阀。只有在调节阀用量很少，又不想投资仪表用压缩空气系统时才会考虑电动调节阀。
气动调节阀、气动开关阀和气缸等气动设备用压缩空气，必须先经过过滤和除湿，否则容易造成其中气动元件的故障或损坏。
气动调节阀和气动开关阀都有一个气开阀和气关阀问题，通俗地讲，如果压缩空气源缺失，气开阀处于关闭状态；反之，气关阀处于开启状态。这一点对保障自动化装置故障状态下的工艺安全很重要。
选用执行器与选用变送器一样，也应该考虑耐腐蚀、耐温度和耐压的要求，需要选择合理的材质和耐压耐温等级。
六、制糖工业自动化应用实例：
制糖工业自动化应用实例有生产线运行状况显示、工艺参数自动调节、程序控制、连锁保护、远传控制、报警等。只有充分了解并组合自动化系统的各种应用功能，才能获得一条高自动化程度并且管理方便的生产线。
1、生产线运行状况显示：
生产线P&I图上所标示的所有内容，都可以在DCS系统的工作站电脑流程画面上显现出来：包括设备、主物料管线、辅助物料管线、阀门管件、控制回路和仪表。所有测量值（温度、液位、密度、流量、压力、PH和电导率等）的数值和单位都可以显示在流程画面上相应的变送器位置处。所有液位测量值还能以蓝色阴影的型式，形象地显示在相应的设备图块上。所有运行设备可制作成中心带报警指示小圆圈的可激活图块，当设备处于运行状态时，报警指示小圆圈显示流程画面底色；当设备处于停止状态时，相应的报警指示小圆圈显示闪烁黄色，即交替显示黄色1秒钟和流程画面底色0.5秒钟。设备处于运行状态时，其相应的可激活图块显示绿色；设备处于停止状态时，其相应的可激活图块显示红色。对于调节回路，可成可激活图块，当点击调节系统的可激活图块时，相应的调节系统画面浮现在流程画面上，很方便进行操控。气动开关阀和电磁阀也可以作成可激活图块，当点击气动开关阀的可激活图块时，相应的气动开关阀或电磁阀启动画面浮现在流程画面上。气动开关阀处于运行状态时，其相应的可激活图块显示绿色；气动开关阀处于停止状态时，其相应的可激活图块显示红色。
2、工艺参数自动调节：
任何控制器都可以提供一个或多个控制回路用于工艺参数的自动调节。每个控制回路都有输入端，可以接收从测量工艺参数变送器来的4～20mA模拟信号（测量值），经控制器转换成数字信号后与设
定值进行比较和计算，得到的输出数字信号再经控制器转换成4～20mA模拟信号。控制回路输出端的输出4～20mA模拟信号，就可以控制执行器的开度或运行速度了。
利用一个控制回路来实现一个工艺参数的自动调节，控制回路有正、反两个作用方向可供选择。执行器开度增大，有利于测量值变小的为正作用控制回路；反之，执行器开度增大，有利于测量值变大的为反作用控制回路。控制回路作用方向的设定要根据工艺控制方案来确定。打个比方说，要控制一个贮罐的液位，可以调节这个贮罐的入料量，也可以调节这个贮罐的出料量。采用调节贮罐出料量的控制方案时，执行器开度增大，出料量增加，有利于液位变小，控制回路需设定为正作用；当采用调节贮罐入料量的控制方案时，执行器开度增大，入料量增加，有利于液位变大，控制回路需设定为反作用。
一个控制回路在投入运行时，还要对其PID参数进行整定。打个比方说，要控制管道内流动糖液的温度，可以直接通入蒸汽加热，也可以往换热器通蒸汽间壁换热，这两种方案都可以通过调节加热蒸汽的通入量来控制糖液的温度。但这两种方案是有区别的，直接通入蒸汽加热时，温度随加热蒸汽的通人量快速变化；而往换热器通蒸汽间壁换热时，温度随加热蒸汽的通人量变化要慢的多。所以控制回路需要对执行器的调节速度根据实际情况进行变通，变通的办法就是对控制回路的PID参数进行整定。P指比例控制，比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差；I指积分控制，积分控制中，控制器的
输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分（PI）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差；
D指微分控制，在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后（delay）组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分（PD）控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
制糖工业中，比如多效真空蒸发的浓度控制，采用简单的控制回路来调节，PID参数整定得很好也难以让浓度控制的很好。主要是因为从调节加热蒸汽通入量到浓度发生变化需要的时间较长，也即调控
滞后较大。而在这滞后过程中，蒸汽压力也在波动，阀门开大蒸汽压力不一定升高，阀门关小蒸汽压力也不一定降低。所以蒸发浓度很难调平稳。此时如果我们采用串接调节回路来控制，这个问题就解决了。串接调节回路相当于增加了一个回路，第一个回路（主回路）调浓度，浓度偏高时，发出调低头效加热室蒸汽压力的指令，而不是发出关小蒸汽阀门的指令；第二个回路（从回路）调头效加热室蒸汽压力，根据主回路的指令来调蒸汽压力，至于调低压力是应该开大还是关小阀门，则由从回路来判定。
卧式降温结晶机的降温曲线，也可以通过控制回路来实现，但需要采用更加复杂的算法调节。关于算法调节，因其工作原理过于复杂，本文不再叙述。
3、程序控制：
全自动上悬式离心机、真空蒸发结晶机（俗称煮糖）和高压加氢釜等的自动控制，可以采用固化的PLC程序来实现程序控制下的自动操作。程序控制非常适合周期性操作设备实现自动化控制，PLC控制程序的编制，需要通过工艺专业、电气专业和自动化专业的有效配合，才能顺利完成。虽然程序编制工作繁重复杂，但一旦编好，就可以一劳永逸，可以大量复制普遍使用。
4、连锁保护：
制糖工业中的连锁应用很多，连锁可以起到工艺保护和设备保护的作用。在DCS和PLC出现以前，连锁主要靠电气来实现，即采用继电器和延时继电器来实现，电路设计复杂。在DCS界面上，连锁
应用变得非常简单和方便，而且资源取之不尽，与、或、非门的组合应用还可以设计出非常复杂的连锁系统。
制糖工业中常用连锁应用例举如下：
（1）、电动设备满足某种条件后自动启动运行或自动停止；
（2）、两台螺旋输送机串联输送物料，后面的那台停止，则全面的那台自动停止；
（3）、贮罐液位超高，自动关闭进料气动阀；
（4）、贮罐液位超低，自动停止出料泵；
（5）、只有入料和出料气动阀都打开时，容积式泵才能启动；
（6）、贮罐液位到一定高度，搅拌才能启动；
（7）、液化淀粉乳供料泵跳闸时，自动切换供水阀门。
5、远传控制：
远传控制即在控制室通过控制器而非现场发出24V电压信号，来控制设备的启停或阀门的开关，设备或阀门动作后再将相应开关信号反馈给控制器。所有电动设备、气动开关阀或电磁阀等都可以作成可激活图块，当点击可激活图块时，相应的启动画面浮现在流程画面上，启动画面是模拟三位（0—手动关、1—手动开、Auto—自动）选择旋钮，可通过点击来选择旋钮位置并送出相应电信号。当设备或阀门处于运行或打开状态时，其相应的可激活图块显示绿色；当设备或阀门处于停止或关闭状态时，其相应的可激活图块显示红色。
6、报警：
当工艺故障或设备故障出现时，控制器在作出应急反应同时，还
可以发出报警以警告控制室监控人员。这对维护工艺安全和生产安全非常重要，也可以大幅度减轻控制室监控人员的工作量。
当设备启动开关信号输出接点接通3秒钟后，其相应的设备运行反馈的开关信号输入接点仍然接收不到反馈信号时，“设备停止运行或跳闸”报警输出接点接通，外接“设备停止运行或跳闸”之声光报警器发出声光报警直到按下报警确认按钮，流程画面下部的报警提示拦作出相应的提示。
当工艺参数测量值高限或低限报警时，工艺参数超限报警输出接点接通，外接“工艺参数”之声光报警器发出声光报警直到按下报警确认按钮，流程画面下部的报警提示拦作出相应的提示。
(完整版)中国的制糖历史回眸汇总
中国的制糖历史 中国是世界上最早制糖的国家之一。早期制得的糖，主要有饴糖、蔗糖，而饴糖占有更重要的地位。 将谷物用来酿酒造糖。是人类的一大进步。 《诗经·大雅》中就有：“周原朊朊，堇荼如饴”，意思是：周的土地十分肥美，连堇菜和苦苣也象饴糖一样甜。 这说明，中国远在西周时代，就有了饴糖。 饴糖，被认为是世界上最早制造出来的糖。 饴糖，属淀粉糖，所以也可以说，淀粉糖的历史最为悠久。 饴糖，用米（淀粉）和麦芽，经过糖化熬煮而成，呈粘稠状，俗称麦芽糖。 自西周创制以来，饴糖在中国民间流传普遍，广泛食用。西周至汉代的史书中，都有饴糖食用、制作的记载。 其中，北魏贾思勰所著的《齐民要术》第89篇中，记述最为详尽。对饴糖制作的方法、步骤、要点等都作了叙述，为后人长期沿用。时至今日，街边还有小贩在售卖麦芽糖。 但是，现代通常所说的制糖，是指以甘蔗、甜菜为原料的制糖。 甘蔗制糖，最早记载于公元前300年的印度《吠陀经》和中国的《楚辞》。 中国和印度，是世界上最早种植甘蔗的国家，也是两大甘蔗制糖发源地。在世界早期制糖史上，中国和印度占有重要地位。 在中国，最早记载甘蔗种植的，是在东周时代。 公元前4世纪的战国时期，已有对甘蔗初步加工的记载。屈原《楚辞·招魂》：“胹鳖炮羔，有柘浆些”。这里的“柘”即是蔗，“柘浆”是从甘蔗中取得的汁。说明早在战国时代，楚国已能对甘蔗进行原始加工。 西晋陈寿所著的《三国志·吴书·孙亮传》中，有“亮使黄门以银椀并盖，就中藏吏取交州所献甘蔗饧……”的记述。 交州，在现在的广东、广西一带，与上述的楚国，同是中国的南方，是中国甘蔗制糖最早的地区。 甘蔗饧，是一种液体糖，呈粘稠状，是将甘蔗汁浓缩加工至较高浓度（粘稠），便于储存食用。这里的加工技术已经提高了一大步。
电力系统的新技术
电力系统的新技术 摘要：近年来，我国的城市化进程在不断的加快，我国的电力需求不断的增加，电器设备也在不断的完善，电力系统的自动化也将面临空前的变革。目前在很多方面已经提前进入了电力自动化领域，例如智能控制和多媒体技术等方面。 关键词：新形势；电力系统自动化；研究方向 引言：一直以来我们都在往电力系统自动化这一方向上努力，这主要包括了：发电控制的自动化，虽然现在各自对各区内的发电机的出力控制已经达到了初步的实现，但是仍需要在今后的长期发展；电力调度的自动化，这一系统包括了在线潮流监视、对故障进行模拟的系统程序，它在实现配电网的自动化上迈出了新的一步。在目前最热门的当属建设综自站，因为这一建设实现在真正的无人值班。电力系统是一个分布广阔，在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能的系统。 一、电力系统自动化的概念 电力系统自动化是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自
动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。电力系统自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 二、二、具有变革性重要影响的三项新技术 2.1 智能控制 在过去的40年里，我国在电力系统的控制和研究上大概可以分为3各阶段：对传递函数的单向输入、输出的控制阶段；线性最优控制、非线性控制以及多机系统协调控制阶段；智能模式控制阶段。其中的智能控制是当今理论发展上新突破新发展，其主要作用是用于解决一些疑难问题或者传统的方法不适应的问题。对于那些在模型上具有不确定性或是具有很强的非线性的复杂系统，智能控制是一个最佳的选择。 智能控制这一阶段在我国电力系统的发展上具有非常广阔的前景和发展市场，主要应用在快关汽门的人工神经网络适应控制，基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构，多机系统中的ASVG（新型静止无功发生器）的自学习功能等方面上。 2.2 FACTS和DFACTS 1、FACTS概念 先进的输配电技术和输电线路的质量和稳定性是电力系统稳定发展的前提和基础，在这期间，在传统的输电系统上一种新技术悄然产生——柔性交流输电系统，也称FACTS。
工业过程自动化技术专业
工业过程自动化技术专业（中德技术学院）人才培养方案 一、专业代码、名称 560303，工业过程自动化技术（专科） 二、培养目标 本专业培养具有良好的思想道德品质、国际视野和科学人文素养，具备生产过程自动化技术领域所需的职业素养、工程技术基础理论和一定的工程实践能力，能够从事系统分析、系统设计、系统运行等方面工作的应用型人才。 三、培养要求 本专业学生主要学习电路分析、电子技术、控制理论、单片机原理及应用、系统工程、检测技术及仪表、计算机控制技术与应用、工业过程控制及运动控制等方面的基本理论和基本知识，使学生受到较好的工程实践基本训练。 本专业培养的毕业生必须达到如下知识、能力和素质的培养要求： 1.掌握自动化专业必需的数学、自然科学、工程基础和专业相关知识，能够将所学知识用于解决工业生产过程控制系统中的问题。 2.能够针对工业生产过程控制系统及其网络的设计、开发、构建、实现、应用与改进等复杂工程问题给出设计方案；能够设计出满足控制系统特定需求的各个单元和系统，能够在该设计环节中激发创新意识，并综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 3.能够选择与使用典型的检索工具获取技术资源，能够使用相关的硬软件设计、开发、仿真软件对控制系统及其网络的设计、开发、构建、实现、应用与改进等复杂工程问题进行模拟和预测。 4.了解自动化专业领域和相关行业工程背景和应用现状，能够对其经济效益和社会影响进行合理分析和评价，在设计过程中综合考虑法律、安全、健康以及文化等制约因素，并能理解应承担的责任。 5.能够了解自动化领域相关职业和行业的生产、设计、研究与开发在环境保护和社会可持续性发展等方面的方针、政策，并能够理解和评价自动化工程实践对环境、社会可持续发展的影响。 6.具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在自动化工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。 7.能够在多学科和交叉学科背景下的自动化工程实践团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 8.能够与业界同行进行有效沟通和交流，能够根据需要撰写报告和设计文稿，能够在公众场合陈述发言、清晰表达或回应指令。能顺利阅读本专业的外文资料，具有一定的国际视野，能在跨文化背景下进行沟通和交流。 9.具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。 四、主干学科 控制科学与工程、电气工程。 五、核心知识领域 控制理论、电路与电子技术、检测技术与仪表、计算机控制技术、工程设计、电力电子、电机拖动及运动控制、过程控制工程。 六、核心课程
污水处理工艺技术手册
污水处理工艺技术手册 Technical Department Document 目录..............................................................5 城市污水处理及污染防治技术政策...........................................................................................................5 一、总则...............................................................................................5 二、目标与原则...............................................................................6 三、城市污水的收集系统...................................................................................................6 四、污水处理 (一)....................................................................................6 工艺选择准则 (二)............................................................................................7 处理工艺 1.............................................................................7 一级强化处理工艺 2.....................................................................................7 二级处理工艺 3.....................................................................................7 二级强化处理 4.............................................................................8 自然净化处理工艺 5.............................................................................................8 污泥处理 6.....................................................................................8 污水再生利用 7.....................................................................................9 二次污染防治..........................................................................................9 城市污水处理介绍...................................................................9 一、污水处理的水质对象及方法.............................................................................10 二、水质目标和水质标准 1.《污水综合排放标准》（GB8978－1996）摘录 (10) 2.地表水环境质量标准基本项目标准(GHZB1－1999)(摘 录).......12 .........................................................................13 三、水质分析各项指标说明 1.悬浮固体SS、MLSS (13) 2.化学需氧量（COD） (13) 3.生化需氧量（BOD） (13) 4.总有机碳（TOC） (14)
配电自动化新技术及发展趋势
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/164926014.html, 配电自动化新技术及发展趋势 作者：刘志新赵长敬 来源：《中国科技博览》2012年第10期 [摘要]：随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的提高，对供电质量和可靠性也提出了更高的要求。大规模的两网改造结束以后，配电网的布局得到了优化，但要进一步提高配电网的可靠性，还必须全面实现高水平的配网自动化。配网自动化就是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的现代化。需要结合电网改造在配电网中实现配电自动化，以提高配电网的管理水平，为广大电力用户不间断的提供优质电能。 [关键词]：建设必要性自动化研究配网故障 中图分类号：B023.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2012）10- 0295–01 1、新时期配电系统综合自动化面临的问题 （1）具有电能质量监测评价的功能。电力市场环境下对电能质量的广泛关注迫使配电公司建立有效的电能质量监测手段。但如果专门建立一套监测系统将花费很大的一次投资及运行维护费用，势必加大供电企业的成本。因此，理想的办法是把电能质量监测作为配电系统综合自动化的一项功能，开发出考虑电能质量监测的配电SCADA系统和相应的分析软件来对各种电能质量问题进行系统的分析。做到共用信息通道、共用数据库系统等，从而实现对电能质量的经济有效的实时在线监测和分析处理。供电公司可以通过所监测到的信息检验其电能质量的状况和决定应该采取的措施。 （2）必须对部分高级应用分析软件加以改进以适应电力市场需求，并且真正实用化。负荷预测：市场环境下由于峰谷电价、分时电价及实时电价的推行，尤其是在实行需求侧竞价后，负荷的随机性增大，增加了负荷预测难度，负荷预测软件必须适应这种变化。无功优化与电压调整：传统的无功优化是在满足电压约束的条件下以网损最小为目标的，在电力市场环境下，无功优化及电压调整涉及到用户供电的质量问题，而不同的供电质量应该有不同配电电价，因此优化的目标将以收益最大为目标。故障恢复与网络重构：在电力市场环境下故障恢复及网络重构目标也转变为收益最大。 （3）提高和加强信息系统集成化及应用功能综合化的力度。为降低供电成本，必须打破以往各单项自动化工程相互独立、功能重叠的弊端，将配网自动化系统的信息进行集成，对其功能进行重组与综合。实现SCADA系统与CIS系统的一体化设计、融合现有的CIS系统、线损管理系统、可靠性管理系统及生产MIS系统，实现一体化的配电管理系统。 2 、用户自动化应面对的问题
制糖工业自动化技术
制糖工业自动化技术 编写：赖庚音石家庄市乐开糖醇技术开发有限公司 一、两个观点： 1、制糖工业生产线朝自动化方向发展的趋势确立，不受人的主观意志所左右。 随着自控装置元器件价格逐步下降，用人成本逐年升高，通过提高自动化水平来减少操作人员所获得的经济效应越来越明显。以目前国内的技术水平，一条15万吨/年的一水结晶葡萄糖生产线，采用自动化生产线后，按四班三运转计算，操作人员可由手工操作生产线的150人左右降到80人以内。而这样的自动化生产线比手工操作生产线的投资只增加约300万元。 自动化生产线的工艺参数控制稳定、产品品质均匀和产品收率高，间接经济效益非常突出。 2、生产线的自动化装置是否合理和自控运行情况好坏主要取决于工艺专业，而不是取决于自动化专业。 大部分制糖企业的技术主管都是工艺专业出身，本身对推进自己企业生产线自动化水平的意愿很强，但在实践中因对自动化知识了解不够总是遇到挫折，而认为原因是自己的自动化专业人员水平不足。这种现象在制糖工业企业特别是蔗糖工业企业普遍存在，笔者认为这是阻碍制糖工业自动化水平提高的主要原因之一。 笔者希望通过本文的介绍，制糖企业的技术主管能对自动化的基
础知识有一定的了解，能够指导自动化专业人员顺利实现自控装置的有效运行。 以多效真空蒸发系统的末效真空度自动控制系统为例，要想将末效真空度控制在0.12Bar绝对压力，可以通过以下几种方法（俗称控制方案）： a、调节抽往冷凝器的二次蒸汽量； b、调节真空泵抽走的不凝气体量； c、调节通过冷凝器的循环冷却水量； d、调节真空泵抽气管道上的破空漏气量。 那么究竟采用那种方法来实施，显然自动化专业人员是无法作主的，只有靠工艺专业人员来决定。一旦决定选用某种方法，工艺专业人员还要告知自动化专业人员介质种类（如二次蒸汽）、介质流量、介质温度、介质压力、介质比重和介质通过调节阀时允许的压力损失等参数，自动化专业人员才能对该真空度自动控制系统进行具体配置和实施。采用以上四种控制方法所需投资和对工艺的运行状况的影响是不一样的：a方法最省蒸汽、b方法最省电、c方法最省循环冷却水、d方法投资最低。当然，自动化专业人员可以分别计算出四种情况下所需调节阀的口径供工艺人员专业人员参考。 工艺人员专业人员向自动化专业人员提供自动控制系统具体控制方案和介质参数，叫做提自动化条件，包括P&I图（Process and Instruments Diagram，带自控点的工艺流程形象示意图）、自动控制说明和介质参数表。
自动化技术发展的新趋势
自动化技术发展的新趋势 转贴自：转贴自：工控自动化网 1. 引言 005年以来，4月12~14日的FIA第四届中国国际现场总线与工业自动化仪表展览会(FIA)及6月14日~17日的第九届国际现代工厂/过程自动化技术与装备展览会(FA/PA)成功地在北京举行，以及众多厂商举办了大型技术交流活动，使工业自动化市场倍受人们瞩目，特别是“MM现代制造”出了新自动化专刊，提出了新自动化的概念，证明工业自动化行业的动向很值得我们重视。 2. 基金会现场总线的规模应用即将逐步展开 总线技术的规划、研究、试制、试用、工程实践及推广应用。这是一项空前的系统工程，它集中了众多人的智慧，获得了众多人的称许，特别是得到了“大客户”的首肯。目前，FF成员338家，已注册产品为227种，通过HIST互操作测试认证的主控系统有11个。应用方面，有50万台现场仪表、8000套系统已投入应用，其中中国占7%，约80套系统，主要分布在石化和化工、石油和天然气、发电几个行业。上海赛科、中海油/壳牌南海项目两大工程均属世界上可数的大型工程，今年即将投产。这些将为我国大规模应用起到示范作用。在技术上国内也有很大进展，华控、沈阳自动化所(中科博微)等单位均研制出并取得FF注册资格的产品，已有10多种专业书籍出版。特别是如下几项技术得到了初步普及:H1的通信原理;H1的功能块组态和“现场控制”策略;现场设备辅助设备及主控系统的选择;H1网段设计及施工安装;设备描述语言(DDL)与互操作性等。而且对于增强型EDDL及FISCO防爆等新技术表现了很大的热情，这些都为今后在国内大规模应用打下了良好的基础。 目前中国仪器仪表行业协会现场总线专业委员会(CFFC)于6个外商驻华机构组成的基金会现场总线中国市场委员会(FFCMC)正在联合开展活动。现在FF正处在类似于70年代末DCS所处的时期，作为一项新技术走向市场之路虽然艰辛的,但经过阵痛，新生的事物将像婴儿出世一样，一定会茁壮地成长起来。 3. 检测技术、识别技术及信息融合技术受到重视 传感器技术这些年来正处于传统型向新型传感器转型的阶段，这将有另文专述。仅由于现场总线技术的助推，监测仪表的数字化、智能化、网络化已前进了一大步。特别是多变量变送器地成功上市，使一个变压变送器(如艾默生德的3015S和横河的EJX)可以完成流量测量及温压补偿、流量积累、显示球罐内液体体积和进行导管堵塞、蒸汽拌热诊断等一些列功能，而且还准备增加孔板磨损监测等功能，设备管理能得到更多有用信息。数字化和网络化为现场设备丰富的信息提供了畅通的渠道，为单信号向多信息采集转变创造了条件，加之检测技术进步，诸如温度场测量等传感器地出现，逐步使这种转变成为可能。
中国机械化制糖设备
中国制糖
摘要: 种植是甘蔗生产过程中劳动强度最大和最重要的环节之一，我国现阶段甘蔗的收割还是主要以手工为主，即使用到的甘蔗收割机在结构和性能上也不完善。 甘蔗收获机械技术一直未得到很好的解决，也成为制约甘蔗生产全程机械化的一大因素。因此，甘蔗收获技术的研究，是解决甘蔗高效收割的需要，是农业全面机械化的需要。自动化、高效化的甘蔗收割机成了种植甘蔗的农民的热切期盼。 本文分析了我国自行研制和引进的甘蔗种植机技术和其应用情况。结合我国种植农艺要求，指出种植机存在的一些关键技术问题，并提出相应的解决方案。
引言 甘蔗是生产食糖和生物乙醇的重要原料。种植作业是甘蔗生产过程中劳动强度最大也是最重要的的环节之一，种植作业质量直接影响了新植和宿根蔗的产量[1]。 世界主要产糖国如澳大利亚、巴西、古巴等已基本实现了机械化种植，所用的种植机主要有整秆式、实时切种式和预切种式三种型式。整秆式甘蔗种植机将蔗种整秆地摆放在由开沟器开出的沟内；实时切种式种植机作业时，整秆蔗种被喂入切种器，切成蔗段后摆放在开出的沟内；预切种式甘蔗种植机采用预先切好的蔗段，喂入和摆种机构将蔗段摆放在沟内。而我国甘蔗种植目前主要还处于机械（或畜力）开沟、人工摆种作业阶段，也有一些自主研发的机型和进口机型在推广使用。 国务院国发〔2010〕22号文件《关于促进农业机械化和农机工业又好又快发展的意见》提出，到2020年“基本解决甘蔗种植、收获机械化关键技术问题。”所以，分析我国现有甘蔗种植机技术，总结其存在的关键技术问题并提出相应解决方案，将对我国甘蔗种植机的研发具有指导意义。
正文 §1-1 甘蔗收割机研究背景 农业的根本出入在于机械化，实现农业机械化不但是为了有效的解决“三农”问题，减轻农民的负担，加速建设我国社会主义现代化农业，缓和加入WTO之后我国蔗糖业所受到的严重冲击，而且对于推进生产力的发展，加快世界工业化进程，都有着十分重要的意义。 当今世界机床业已经有了很大的发展，无论是CNC系列还是加工中心，世界上的装备业已经具备了相当的水平。工业机械的飞速发展，小麦收割机、水稻收割机等谷物联合收割机的更新换代，大大的推进了当今世界工业化的进程，这也同样使得甘蔗联合收割机的发明研究成为十分的必要与迫切。 一、农业机械概况 （一）农业机械的类型 农业机械分固定作业和田间作业两大类。固定作业的农业机械在作业过程中位置固定不动，其工作部件由内燃机、电动机或由拖拉机的动力输出装置驱动，如各种农产品加工机械等。田间作业的农业机械有自走式及由拖拉机牵引、悬挂、半悬挂等几种类型。 （二）对农业机械的一般要求 农业机械以土壤、作物、牲畜以及水、肥、农药等各种物料为工作对象。农业机械应能适应各种不同的条件和不同的农作制，满足各项农业技术要求。 农业机械的设计还必须考虑到在使用新的农业机械以后，能够通
电力自动化新技术的研究应用 刘世丹
电力自动化新技术的研究应用刘世丹 发表时间：2018-06-26T11:10:58.043Z 来源：《防护工程》2018年第5期作者：刘世丹郑毅江桂英叶景 [导读] 电力自动化技术是非常重要的科学技术之一。电力自动化技术在电力工程的有效运用，保证了电力系统的正常运行。 国网福建省电力有限公司宁德供电公司福建宁德 352100 摘要：电力自动化技术是非常重要的科学技术之一。电力自动化技术在电力工程的有效运用，保证了电力系统的正常运行。本文通过对电力自动化技术的含义以及电力工程在自动化方面的探索进行分析，提出了四点电力自动化技术在电力工程当中的运用，希冀为以后在这一方面的研究工作提供一份可供参考的资料。 关键词：电力工程；电力自动化新技术；应用 引言 由于经济的的不断进步，人们对电力系统也开始重视起来。因此，如何更好地保证电力系统的安全以及稳定成为了很急迫的事情。科技的发展使得电力自动化技术得到了发展的契机，并被广泛的应用到电力工程中及电力自动化新技术的应用，使得电力二次系统得到了完善和快速发展，解决了电力系统出现的矛盾和问题，电力自动化新技术的作用越来越重要。 1电力自动化技术概述 电力自动化技术是利用了计算机信息技术、互联网技术、控制技术以及电子力学的综合性技术。其发展和应用水平能够体现国家的电力系统运行能力。电力自动化系统主要包括变电站自动化技术、配电网中的自动化技术、电网系统调度的自动化技术等方面。在电力工程中充分利用电力自动化技术能够有效地节省电力资源，提高社会生产效率。一方面，电力自动化技术可以针对控制对象自动采集有关数据信息并且进行智能处理，提高了反馈控制信号的精确度；同时它还能够依据设备、功能类别自定义分组采集数据，有利于分析评估一定阶段内设备运行质量和状态。 2电力自动化技术的发展趋势 2.1水电站自动化的发展趋势 逐步实现以计算机监控代替人员操作，节省人力资源。大规模应用现场总线技术。进一步实现水电监控系统的网络化、自动化。在水电厂监控系统中逐渐成熟应用人工智能。在水电厂监控系统中广泛应用多媒体技术。 2.2变电站自动化技术 变电站技术的自动化主要是利用计算机和通信技术实现信息的集中处理与有效地应用，此乃个人实现电力工程中的变电站的信息处理，可以对电力系统进行重新组合以及优化设计，从而为信息的收集和处理进行比较齐全的数据处理，从而可以更好地监控电力系统的操作和运行的情况。变电站是电力系统中的一个重要组成部分，其实现综合自动化是电网监控与调度自动化得以完善的重要方面。变电站综合自动化采用分布式系统结构、组网方式、分层控制，其基本功能通过分布于各电气设备的远动终端和继电保护装置的通信，完成对变电站运行的综合控制，完成遥测和遥信数据的远传，与控制中心对变电站电气设备的遥控及遥调，实现变电站的无人值守。 2.3研制并开发出新的应用电力调度自动化系统。 进一步推进CPS1，CPS2评价标准在我国的实际应用。进一步完善二次设备系统的安全防护体系。研究电网调度自动化系统运行维护的新办法。充分重视整个系统的彼此融合，信息的发掘和共享，进一步促进电力调度系统的信息化、现代化。建立新的自动调度的管理体制，以适应电力体制改革的新形势。 3电力自动化新技术的应用 3.1光互连技术在电力工程中的应用 光互连技术应用于电力工程中，主要是基于继电以及自动的控制系统中，光互联技术在电力工程中的应用主要表现在以下几个方面：探测器功率进行扇出数的限制，并且不受在实践应电容性的负载，也不受平面的限制。根据相关的实践证明，利用电子传输以及电子交换技术可以对互联网络进行拓展并且对编程的结构进行重组，从而使得电力工程中的电力系统更加的灵活有效。光互连技术在电力系统中应用广泛，因此，对电力工程的系统具有可靠、安全以及可信的功能。光互连技术还具有数据采集、数据的控制、数据计算以及人机界面的处理等的功能，从而为调度员更好地做好调度作出依据，发挥着很大的作用。 3.2电力自动化技术在电力设备故障诊断中的运用 由于电力设备具有较高的自动化水平和集成性，如果对设备故障缺乏及时的监察和有效解决，电力工程的运行质量将会大大降低。况且，电力设备故障往往是较复杂的问题，只采用传统方法是难以进行精确的。比如偏远山区，山区环境比较恶劣，这就导致线路时常会发生一些故障，而接地短路故障是最为常风的故障类型，雷击、鸟害、覆冰、外力破坏等多种因素都可能是引发线路故障的原因，查找故障十分困难。传统查找故障的办法是：先确定主干线路是否有故障，再确定发生故障的分支，对巡查后确认不存在故障的线路可以先断开分支线断路器，然后尝试合闸送电，最后再逐级查找并恢复没有故障的其他线路。这种传统的查找故障方法费时费力，查找故障的效率不能让人满意，而电力自动化技术恰好可以应付这一难题。 3.3电力自动化技术在发电厂中的应用 在电力工程中的发电厂运用电力自动化技术，主要应用的是电气监控系统。其工作程序主要有以下几方面。①借助电力网络通讯技术以及现场总线技术对发电机、变压器组、直流系统、低压厂用变压器等设备的运行情况进行数据信息收集、分析处理；②依据数据评估报告，对其中已出现故障问题的部件进行警报，对有潜在隐患的采取预先警报。最后的步骤是电气监控系统的控制和操作，一般有两种方式可自动切换，即后备手动控制与单元控制室控制，而且电气监控系统具备软压板投退的功能。 3.4现场总线技术在电力工程中的应用 在电力工程中，现场总线技术被广泛的应用，通过现场总线技术可以将变送器所控制的总的用电量收集后，将信号进行控制后集中到主控计算机上，然后根据数学模型进行计算进而做出判断，并最终将指令发送到控制设备上，从而实现电力自动化技术的应用。现场总线
工业自动化技术课程教学大纲
工业自动化技术 Automation Technology of Industry 一.课内学时: 32学分: 2 二.适用专业： 机械工程及自动化 三.预修课程： 《现代控制理论》，《机械系统检测诊断与信息处理技术》. 四.教学目的 《工业自动化技术》是“机械工程及自动化”专业的专业基础课之一，其主要目的是使学生在机械工程及现代制造的大学科背景下，建立工业自动化的理论和技术体系；研究工业自动化技术的主要问题；了解工业自动化技术的前沿、理论研究的热点等问题。在本课程的教学中，任课教师将把近年来参加的国家“863”高技术计划、国防先进制造计划、江苏省科技攻关和企业委托项目的研究成果作为案例，用于现场教学，以体现本课程的特色和工程实用价值，最终将使学生通过本课程的学习，既具有宽广的工业自动化系统的理论基础，又具有灵活处理工程实际问题的能力。 五.大纲内容及学时分配 第1章绪论 1．1制造业信息化概述 1．2以信息化带动工业化 1．3工业自动化系统的关键技术 1．4工业自动化技术的应用与发展前景 1．5本课程的体系、目标及内容 第2 章工业自动化系统分析与设计原理 2．1问题—求解方法的基本概念 2．2西蒙模型 2．3霍尔模型 2．4生命周期法 2．5原型法 2．6复杂系统分析与设计的工具 第3章伺服驱动及控制技术 3．1工业自动化系统对伺服驱动的要求 3．2伺服驱动的组成与分类 3．3步进式伺服驱动系统 3．4直流式伺服驱动系统 3．5交流式伺服驱动系统
3．6其它伺服驱动系统 第4章顺序控制与运动轨迹控制技术 4．1顺序控制 4．2运动控制 4．3轨迹控制 第5章先进控制策略 5．1传统控制策略 5．2现代控制策略 5．3智能控制策略 5．4控制策略的渗透和结合 5．5应用案例：散热器烘焊自动线主烘腔的智能控制 第6章工业生产过程优化技术 6．1生产过程优化的概念 6．2生产过程优化的统计建模 6．3生产过程优化模型的求解 6．4基于神经网络的生产目标在线预测 6．5应用实例：切片平均分子量在线预测神经网络系统 第7章工业自动化系统的硬件和软件 7．1工业控制计算机 7．2输入输出接口 7．3人机接口 7．4嵌入式PC 7．5远程I/O技术 7．6软PLC技术 7．7典型的工业控制组态软件 7．8应用实例：先进烘房自动化系统 第8章现场总线与网络化控制系统 8．1现场总线的产生与发展 8．2典型的现场总线 8．3现代制造系统的管控一体化需求 8．4基于现场总线技术的现场设备管理系统AMS 8．5 Internet-Intranet-Infranet的集成结构 8．6现代制造自动化系统的网络化控制 8．7应用实例：铝型材生产线网络化监控系统 第9章 eAUTOMATION系统及其解决方案 9．1eAUTOMATION的概念 9．2 eAUTOMATION的体系结构 9．3 eAUTOMATION的网络控制解决方案
自动化领域的最新发展趋势
自动化领域的最新发展趋势 我国工业企业，未来的十年将面临着市场和能源；清洁生产和环境保护；高效和规范；负责和协调的挑战。节能、环保、安全、高效是每一个企业必须要面对的课题，而自动化技术和这四大目标又是紧密相连，本文将就当今自动化领域内的最新发展趋势做一简述，以便为我国工业发展，搭建更为广阔的交流和沟通的平台。 一、信息技术推动自动化 以信息技术改造冶金行业，以信息化推进自动化，自动化再促使节能、环保、安全、高效四大目标的实现，已成为业界的共识。在当今自动化领域内，从工艺现场层到工厂（集团）管理层可经由以太网，基本实现信息的畅通无缝流通，所谓的“现代集成生产工艺”是将信息技术、网络技术和现代新工艺相结合，并应用于企业产品生命周期的各个阶段，通过信息的无缝集成、过程优化和资源优化，实现物流、信息流、价值流的集成，以缩短企业新产品的开发周期（T）、提高质量（Q）、降低成本（C）、改进服务（S）和改善环境（E），从而提升企业的市场的应变能力和竞争能力，与此想适应开发出一系列管理层软件，如ERP、MRP、MIS、PES等，并越来越显示其巨大的经济效益。
国内一些大冶金集团在当前竞争不断加剧的压力下，也紧跟这股信息化的潮流，推进自动化的发展，如国内某冶金集团近几年来，在新建的冶金生产线做自动化控制系统配置时，在现场级和过程控制级（PCS）的上端，还增加了制造执行系统（MES ）层，并正在策划和运作ERP，即企业资源规划和管理层，它包括有生产管理系统、质量控制系统、采购管理系统、仓库管理系统、销售子系统、设备管理系统、财务管理系统、办公自动化管理系统和综合管理子系统等。 现今计算机技术、网络技术和先进的控制技术相结合，已不再停留在理论和实验阶段。如模型预测、神经元和神经网络、模糊控制、多变量控制、自适应和自寻优等先进控制算法已进入实践并用于DCS、PLC等控制器中，而且这种趋势在加快。 IT技术与自动化结合另一热点是公共数据库、局域网、互联网、无线技术等渗透控制系统使控制系统扁平化，实现了跨平台，跨地区的控制。西门子公司全集成自动化TIA的自动化新理念，Schneider公司推出的“协同自动化Collaborate Automation”，“透明就绪Transparent Ready”,“Unity 自动化平台”新概念；以及Rockwell提出的全集成的EtherNet/IP等，这些自动化新理念使得自动化控制系统更完整，也更完美。
电力系统自动化发展趋势及新技术的应用
[摘要]现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高,相应地,电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展,本文对此进行了详细的阐述。 [关键词]电力系统自动化发展应用 一、电力系统自动化总的发展趋势 1.当今电力系统的自动控制技术正趋向于: (1)在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。 (2)在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。 (3)在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。 (4)在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。 (5)在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 2.整个电力系统自动化的发展则趋向于: (1)由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。 (2)由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。 (3)由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。 (4)由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。 (5)装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。 (6)追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。 (7)由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 二、具有变革性重要影响的三项新技术 1.电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: (1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。 (2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。 (3)不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.FACTS和DFACTS (1)FACTS概念的提出
浅谈工业自动化控制技术
浅谈工业自动化控制技术 摘要：随着如今社会经济的不断发展，科技水平的不断提高，各行各业都实行 了工业化自动化的建设，如今人们的生活水平日益增长，所需的各种必用品得供 应量也逐渐增加，这就使得一些企业需要发展创新自己的产品，提高商品产出的 效率。工业自动化控制技术就是一个新兴的可以提高效率的技术，因此，它作为 一个重要的工业发展必备的技术。其重要地位在工业发展中占了很大的比重。而 且工业自动化控制技术作为一个智能机器操作，其效率是人工的好几倍。更为重 要的是工业自动化控制技术不仅能够提高工作效率，还能够保证生产出来的产品 的效率，并且有效的处理一些出现在生产效率和生产质量之间存在的不可避免的 矛盾。以下就是我对工业自动化控制技术的认识和对其以后在发展中的提议。 关键词：工业自动化;控制技术 前言： 虽说目前国家的经济水平日益提高，生产水平也在不断的发展，但是对于一 些国家来说，我国在一些领域上仍处于落后的地步。因此，我国需要不断的创新 学习其他新的技术和应用。目前在工业发展方面，已经有了新兴事物的出现，那 就是工业自动化控制技术的出现，工业自动化控制技术作为一个智能完全自动化 的技术，已经渐渐出现在了工业发展中，并且由于本身的优势和操作已经成为了 工业发展中十分重要的地位了。因为这一好用效率又高的技术的出现，使得工业 发展越来越快，不过这技术虽好，但不好好利用也会造成麻烦。所以，对于如今 这个新兴的技术来说，后面还有很大的考验在等着它，研究并改善工业自动化控 制技术是未来工业技术发展中的重点，只有不断改进工业自动化控制技术，才能 使工业生产自动化、智能化、效率化和精确化水平得以进一步的提高，因此，工 业自动化控制技术日后的发展成为了很重要的一件事。 1.工业自动化控制技术概述 工业自动化控制技术就是指利用微电子技术、电气技术、机械技术以及计算 机软件技术来对工业生产过程进行控制，而无需使用人工操作机械来控制生产进度。也就是说，在工业自动化控制下的工业生产机械设备是利用各种仪器、仪表 和控制器，按照预先设定的流程进行机械自动调节来进行生产运行的。因此在自 动化控制系统中，必须要对所有涉及到生产调节的仪器都进行精准的参数设置， 以确保其在生产中能够充分发挥职能作用，确保生产顺利进行的目的。一般来讲，工业自动化控制系统主要是由计算机、通信网络和各种传动设备组成。 2.工业自动化控制的发展现状 目前我国的工业自动化控制技术已经得到了很大的发展，自动化控制系统也 逐渐趋于完善。但尽管如此，工业自动化控制技术仍然具有很大的发展应用空间。就目前来看，较为常用的自动化控制产品主要有PLC与工控PC两种，这两种自 动化控制产品的应用代表了我国的工业自动化控制水平已经有了很大的发展。 2.1 PLC的发展与应用 PLC是可编程序控制器的英文缩写，是由美国通用汽车公司在1968年首先提 出的可编程控制器的相关设想，并于次年研发出了世界上第一台PLC。随后世界 各国都开始积极研发PLC，极大的促进了PLC的快速发展。直到今天，PLC已经成为一种应用广泛的工业自动化生产控制设备，在工业自动化发展中起到很大的推 动作用。在我国，现也已经有很多科研单位或者工厂都在不断研发和改进PLC的 性能，但很多技术都还要依赖国外进口，因此如何提高我国自主的工业自动化控
技术质量工艺标准化手册(上)
技术质量工艺准化手册（上）Standardization manual for technical quality technology
前言 随着我国社会的高速发展，建筑工程质量和服务质量总体水平不断地提高，“百年大计，质量第一”是我国强调的质量方针。随着国民经济的不断发展，人民生活不断地提高，居住环境在人们的生活中逐渐占有重要的位置。无论是建筑市场的大环境还是小业主的的要求都越来越强调质量品质，而从企业自身来说，企业发展规模的不断壮大，新员工快速的增加，企业的品质要提升，因此也越来越要求我们提升过程中的工艺质量管控。为加强对工程质量事前、事中的把控，降低质量风险，特编制此手册。 本手册收集了五局范围内较为成熟与先进的工艺做法，结合国家相关规范与企业相关管理要求，对施工过程中遇到的质量通病、过程工艺关键控制点出发，旨在通过标准工艺做法及小工具的使用提升过程工序质量。 本手册分为上下两册，手册内做法为推荐性做法不强制要求使用。上册为主体结构工程的技术质量工艺标准化做法，包含模板工程、钢筋工程、混凝土工程、砌体工程中的部分关键做法。下册为装饰装修工程、防水工程、机电安装工程的相关关键做法，目前正在编制中，2018年下半年发布实施。 建议各公司及项目在编制策划、方案及交底时根据项目实际情况选择运用手册内的做法，扩大推广使用的范围。 由于时间仓促，编者水平有限，不妥之处恳请各单位在使用的过程中进行批评指正，我们收集反馈意见后，将及时修订完善，切切实实达到技术质量工艺标准化编制的初衷。 手册在编写过程中得到了东北公司、北京公司的大力协作与帮助，在此表示感谢！ 中建五局科技质量部 二〇一八年一月
制糖行业现状及发展趋势分析
在我国，糖料作物主要是甘蔗、甜菜。考虑到原材料的采购和运输成本，制糖企业大都分布在糖料产地周边。目前，国内甘蔗糖企业主要集中于广西、广东、云南等南方省区，甜菜糖企业主要集中于内蒙古、新疆等北方省区，由此形成我国制糖行业的南北格局。 周期性明显 国内的食糖主要是作为食品、饮料、医药等厂商的生产原料使用，直接用于家庭等零售终端消费的比例很小。作为大宗交易商品，国家政策、经济周期、种植面积、气候状况、市场投机等因素都可能对食糖的市场价格产生较大影响。而食糖的生产也会受原料供应、市场价格波动等因素的影响，呈现出一定的周期性。 制糖行业产业链 对制糖企业而言，其上游主要包括生产甘蔗、甜菜、原糖等原材料相关行业，以及提供煤、电、石灰石等能源和辅助材料以及运输等生产过程中所需资源的相关行业。其中，甘蔗、甜菜等含糖原料是制糖企业最为重要的，也是采购最多的生产原料。制糖行业整体利润率较低，糖料的质量和获取成本直接决定食糖的生产成本，亦直接决定制糖企业盈亏与否。一方面，糖料作物的产量变化或导致制糖企业无法获得稳定的原料供给进行生产，进而导致食糖价格产生波动;另一方面，
食糖价格的波动也会反作用于糖料作物的收购价格，进而影响糖料作物的播种面积。 食糖的下游需求可分为食品、医药等工业消费以及居民日常消费两大板块，其中食品加工企业是国内食糖的主要需求者。食品属于居民生活的必需品，其消费需求弹性较小，且随着我国国民经济水平的提高，对于高品质、精细化加工的食品需求将进一步扩大。长期来看，下游行业对食糖的需求将保持稳定增长，有利于行业和公司的长期发展。 行业进入壁垒 (1)原材料供给壁垒 国内制糖企业的原材料供给主要包括两个来源：农作物(包括甘蔗和甜菜)和进口半成品原糖。 糖料作物甘蔗和甜菜的种植对气候要求较高，甘蔗的产区主要分布在广西、云南、海南等地区，甜菜的产区主要分布在黑龙江、内蒙、新疆等地区，一般企业会选择距离糖料原产地较近的地区办厂以降低运输成本，故制糖企业的分布具有地域性。目前，国内糖料主产区大多建有相应的制糖企业，新进入的企业想要在糖料主产区获得稳定的原材料供应难度较大，总体市场竞争能力较弱。对于原糖进口配额，商