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国内改性沥青生产自动化控制概述
 

    1 自控系统在改性沥青生产中的作用

    为适应现代化生产的要求、提高产品规?;?、降低成本,同时使企业的生产管理水平和竞争能力更上一层楼,在改性沥青生产中进行自动化控制不失为一种理想的解决方法,其主要作用体现在以下三方面。

    1)提高工艺水平,稳定产品质量,提高原材料利用率,节约能源,降低生产成本,减轻操作人员的劳动强度,使操作者有更多的时间关注工艺参数变化情况。

    2)强化产品的质量管理,先进的算法程序与硬件的高可靠性保证生产过程严格按设定的工艺参数执行,一致性很高;同时可记录下真实的生产过程数据并打印下来,并可随时调用查阅这些数据,作为生产决策部门质量分析和改进生产工艺的可靠依据。

    3)辅助生产管理,减轻工人操作强度的同时增强工人的工作责任心;油、改性剂的消耗记量更^,方便生产成本的控制和管理。

    2 对改性沥青自控系统的基本要求

    改性沥青行业有自己独特的环境、工艺、设备装置和人员素质等特点,只有结合国内改性沥青行业的实际情况与行业经验,针对改性沥青行业生产的特殊性,才能有针对性地开发出适应中国特色的改性沥青自动控制系统。通过市场检验,可得出改性沥青自控系统的基本要求。

    1)自控操作系统中有全中文操作介面,面向工艺人员设计,不需要计算机方面的专门知识,操作简便。

    2)采用??榻峁股杓?,系统硬件、软件可控充性强,可靠性要高,特别对原料提升这种快速的完成过程,要球下位机能采用PLC,同时在系统结构设计中要考虑方便性。

    3)自动化程度要高,自控设备运行的费用要低,易耗件要有较高的通用性(国内易于购买),避免使用冷门产品,使生产的正常运行得到安全可靠的保证。

    4)系统应提供专用的数据输出打印装置,具有完备的生产数据记录功能,便于分析检测和统计?!?/P>

    5)应结合生产现场日常管理的经验对生产设备、控制点数和操作人员进行合理的划分,给予不同的操作权限,从根本上保证生产过程的安全可靠运行。

    3 控制方式

    目前,国内改性沥青生产的控制水平基本上可分为4个档次。

    3.1完全手动操作方式

    这一方式基本是早期和小企业采用的方式,其主要特点是阀门为手动,对温度、压力、液位和流量等生产中的模拟量信号采用常规分散仪表进行采集,然后集中或现场显示,操作人员在现场或集中操作盘上控制主要设备的启停,阀门由工人到现场操作。这种方式下改性沥青生产工艺参数得不到可靠执行,一致性差,改性沥青受人为因素影响较大,而且工人的劳动强度大,主要生产设备与装置不能工作在较佳状态,原料配比不^,现已逐步被智能仪表和自控系统所代替。

    3.2 半自动控制方式

    该方式即集中手动控制方式,它以模拟屏为代表,主要特点为阀门多采用气动或电动自动阀门,采取诸如数据采集器等手段采集各种过程量进入控制室。

    3.3 PC机方式

    该方式以工业PC机为代表,过程控制中的各种信号在外围通过相应的变送器送入,在PC机画面上显示各种生产过程参数,同时控制阀门与泵、电机等设备的启停来满足生产工艺要求。但PC机系统的可靠性差,一方面是由于上位机操作系统的可靠性差造成的,另一方面由于上位机软件自身不完善而造成,易造成死机现象。

    该系统画面呆板,缺乏一般工控组态软件灵活的程序脚本控制功能,同时本身的安全性差,难以建立有效的操作等级与权限制度,易受到病毒及操作者的恶意攻击。此外该系统的可扩充性差,控制系统无网络构成,不便于下一步工厂管理网络与生产网络的连接,不能有效?;すこ蹲实某て谛б?,也不便于整个车间、工厂的连锁控制。同时由于外围器件的漂移较大,系统控制精度受外界环境影响较大,控制效果不理想。

    3.4 分布式控制方式

    该方式采用先进的计算机控制技术与多层网络结构+先进控制算法对生产工序进行自动控制。主要特点为采用PLC作下位机,按照工艺参数与流程要求对沥青输送计量。改性剂称重计量输送、搅拌、研磨、融胀、加热保温的各种泵、搅拌电机、电磁阀等开关量和温度、压力、液位、流量等模拟量进行监测控制,能纪录完整的生产工艺数据,在触摸屏或计算机屏幕上显示工艺流程中各阀门、电机的运行状况,同时对各种温度超限、阀门故障、液位超限进行声光报警,并且设有“自动”和“手动”两种状态。

    当现场出现故障或要对工艺进行人工干预时,可将开关转换至手动状态,对各种执行机械进行手动操作,这样技术人员可以重新设定新的参数,操作人员在现场处理紧急问题,从而达到了理想的效果。这种控制方式是国内改性沥青生产控制发展的主流方向,主要不足是投资相对较大。

    通过对改性沥青工艺的全面分析,可以认为改性沥清的主要被控对象为温度——时间类曲线,这类曲线是由多段直线组成的折线。通过模态文件,在PC机分布方式控制方式中可实现改性沥青“可视控制界面”。所谓可视控制界面是指操作人员可在计算机屏幕上选定模态文件并在工艺控制的任何时候对这些模态文件的关键点上下左右移动,组成理想的工艺控制曲线,只要调整好工艺曲线,工艺流程就会按设定好的曲线进行。这种操作界面形象直观、操作简便,具体实行的细节由程序自动按设定好的曲线进行,可视控制界面简化了控制的复杂性,简化了对操作人员的计算机技能要求,受到众多企业的欢迎。

    4 发展展望

    国内改性沥青生产自动化控制已有10多年的历史,目前国内改性沥青生产自动控制主要集中在原料计量输送、研磨搅拌两个阶段,多数存在如下不足:①改性剂的包装破碎倒入阶段需人工操作;②导热油锅炉自带自控装置与生产线自控系统的衔接存在问题,接口标准随不同厂而变,若不能与总自控系统很好衔接,则需要人工干预生产过程,降低生产自动化程度。

    随着中国加入WTO,靠完全手动生产的小型改性沥青企业将难以为大市场服务,对改性沥青的整个生产过程进行自动化控制、扩大生产规模是现阶段国内改性沥青企业的发展主流。不同设备、不同环节自控系统间的衔接问题将会得到更多的重视,只有解决好这一问题,整套流水生产线的自动化才有可能。此外全套设备生产管理系统的有机结合会将改性沥青这种新兴产业的生产管理水平带上一个新的台阶,同时对操作人员的素质也提出更高的要求。

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