企业论道 | 中控、艾默生、国能智深、西门子等:推动控制系统智能化发展与应

显示全部楼层 · 2024-4-15 08:29:59

导读：控制系统作为现代工业生产过程的大脑和神经中枢，其发展水平直接影响工业生产的安全性和经济性。现今，人工智能、云计算、大数据、边缘技术等技术的快速发展，智能制造、工业互联的加速推进都使得控制系统供应商面临着新的机遇和挑战。《自动化博览》2022年10月刊“控制系统”专题特别邀请中控技术、艾默生、国能智深、西门子、优稳、科远智慧等企业参与，共同探讨控制系统的发展与应用。

中控技术：i-OMC赋能流程企业智能自主化运行

在数字化转型升级的大浪潮下，集散控制系统既要满足客户对于稳定、可靠的基础要求，又要迎接工业互联网、人工智能、大数据、5G等新技术持续应用的挑战和机遇，对控制系统的开放性、智能化、灵活性和可维护性提出了更高要求，从而能更好地支撑工厂生产运行的智能管控。这意味着集散控制系统也需要开启新的进化之路，以助力流程工业未来的发展。从市场发展的需要、技术发展的趋势出发，中控技术创新设计并匠心打造新一代全流程智能运行管理与控制（i-OMC）系统。
“i-OMC系统解决了大型流程工业过程管控重大工程技术难题，具有显著的经济和社会效益。”姚杰进一步介绍道：“基于i-OMC系统实打实的技术突破及应用优势，对于为客户带来的价值，可以将之概括为‘成本优化、减少人力、安全平稳、经验沉淀、资产增值’。”
在某化工企业中，通过i-OMC系统的回路自整定、预测控制、报警治理、操作导航等组件应用，乙二醇、合成氨、尿素等主要生产装置的实际操作频次下降了90%以上，自控率、平稳率均达到99%，部分装置自控率达到了100%，全天仅有1~2条实际手动操作。将操作人员得以从繁忙工作中解放出来，真正地将“自主运行”目标逐步变成现实。

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艾默生：推动控制系统智能化

作为工业自动化领域的领军企业，艾默生一直致力于控制系统的创新发展与行业应用。当前，艾默生提供的控制系统包括分布式控制系统、安全仪表系统、SCADA系统、船舶集成控制和监测系统、可编程自动化控制系统、工业计算、水力涡轮控制等，广泛应用于石油天然气、电力（火电、核电、水电、风电及综合能源）、化工、轮胎橡胶、冶金、船舶、生命科学、食品饮料、纸浆与造纸、汽车制造、包装以及氢能、锂电等新能源行业，能够为用户带来更加安全、更具环保效益的制造过程。艾默生工业软件及数字化总监黄雪锋表示：“近年来，艾默生不但通过战略并购扩大了业务范围，如可编程自动化控制系统、水力涡轮控制以及风电等，同时通过加大对软件技术开发的投资，使得控制系统方案更具完整性，通过数据分析，提供更好的控制策略，从而实现过程运行的优化。”
控制系统的数字化、智能化可以说是数字化智能工厂建设的一个重要基础。黄雪锋表示：“在数字化基础建设中，艾默生的核心聚焦是如何利用最新且成熟的数字化技术充分发挥控制系统的智能属性。艾默生从两个维度来帮助用户进行以控制系统为基础的智能化搭建。”据其介绍，第一个维度是在控制系统建设阶段，通过一系列革新的数字化技术来降低控制系统搭建的复杂度，简化设计、缩短工期、提高项目执行的效率和安全性，这就是目前工业领域常说的“项目确定性”。艾默生的控制系统具备技术先进性，且具有操作智能优化、控制智能优化、网络安全、智能维护、大数据平台及管控一体智能化的属性，其电子布线和智能开车技术可进一步帮助用户节省项目投资，缩短项目开车时间，并可灵活应对设计变更，很好地保证了项目确定性；第二个维度是控制系统的运营阶段，这一阶段数字化和智能化的核心是充分利用数字化技术为控制系统提供全生命周期的服务，具体主要体现在维护、可靠性和优化三个方面的数字化智能方案的落地实现，为用户实现全生命周期的安全、可靠、减排、效率提升的价值。

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国能智深：打造自主可控智能分散控制系统

智能决策是制造业智能化发展过程中的“大脑”，未来智能决策将成为领先工业企业必备的能力，其中包括感知控制、设备控制、执行控制等不同层面。对此，黄焕袍深表认同：“物联网和5G技术的快速发展和应用，将使工业可感知的数据规模呈爆发式增长，大量数据中蕴含了工业现场的设备及系统特征，未来国能智深的智能决策通过无线或有线技术、智能传感器和调节机构等装备，将各类物联感知数据可靠接入智能DCS，进行数据分析和处理，采用数据挖掘等技术实现工业过程信息的泛在感知，形成感知控制、设备控制和诊断预警、执行控制等后续流程的数据基础。”
国能智深开发的智能DCS智能计算引擎具有控制计算、统计计算、建模计算和知识计算（知识表达与推理）等功能，实现与人机界面、数据库系统的高效融合。厂区内专用5G网络可将生产现场仪表、传感器、阀门、马达等现场设备与以智能DCS为核心的智能控制中心链接为一体，形成一个宏观上的厂区级“智能节点”，实现智能DCS与底层设备和子系统的联动，形成“能效大闭环”运行模式，采用先进控制、智能控制技术将知识和信息指导生产，实现过程的精准稳定控制，实现生产全程自趋优、自学习、自诊断、自恢复、自适应、自组织运行。同时，能够为决策者提供可靠的智慧化、可视化指导建议，通过机器学习算法、知识表达和推理算法的支持，实现辅助人工或机器自主的智能决策功能，引导生产过程趋向最优化，提升生产效率、确保生产安全。国能智深的智能DCS在促进传统工业生产过程向“泛在感知、深度分析、智能控制”的现代智能化生产过程转变的道路上将发挥重要作用。

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西门子：SIMATIC PCS 7助力中集安瑞科决胜氢能赛道

控制系统如同加氢站的大脑，无疑是技术布局的重要环节。基于全集成自动化技术的过程控制系统SIMATICPCS7功能强大，具有高可靠性和灵活的可扩展性的特点，对加氢站进行了快速、精确地控制。工艺控制器负责启动按钮、压力传感器和温度传感器的信号连接，以及对隔膜压缩机、冷却风扇、循环水泵和阀门的控制；安全控制器则与急停信号检测模块、氢气泄露检测模块和火灾检测模块等进行连接。SIMATICPCS7凭借其独特的可扩展性、高可靠性和高灵活性，成为协助安瑞科通往目标的“助攻手”，保证了所有设备安全、稳定运行。
SIMATICPCS7模块化组态方法对效率的提高也大有助益，其高度的标准化使安瑞科在项目实施阶段节省了大量时间和成本，任务导向的操作界面和统一的状态报警功能则使交互操作更为便捷直观，提高了过程的运行效率并降低了运行维护成本。
在西门子看来，随着制氢项目的规模化发展，越来越多的氢能业主会选择对所有设备进行全集成自动化控制，从而实现项目的高效节能化运营。在这一趋势下，分布式集中控制系统的需求会随之提升，逐步在未来成为大型制氢项目的“标配”。SIMATICPCS7在70兆帕撬装全集成加氢站的应用将为此类产品的设计与配置起到示范作用。

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优稳：UW500 DCS控制系统在农药制剂自动化及智能化建设中的应用

本项目实现了自动化与信息化的融合，自动化程度高，是迈向智能工厂建设的重要一步。具体表现在：
（1）自动化程度提高，本项目的自动化控制系统配置浙大优稳的高端控制系统UW500 DCS，实现一键启停，对生产过程参数进行全面监控，自动控制现场阀门、电机，生产过程温度控制、安全联锁控制等，并对接上层ERP系统，是数据共享；（2）排产清晰，生产进度透明，生产现场的信息可以及时反馈到ERP系统，第一时间了解现场生产的情况，方便进一步的排版计划；（3）建立批次追溯体系，提高产品质量，每一个批次生产完成，会生成批次报表，记录该批次生产过程的所有信息，包括工艺参数、采用设备、生产人员、批号等，可根据批号进行快速查询，并进行批次间的对比，找到“黄金批次”，从而提高产品的质量；（4）防止物料错投，DCS有物料对比确认功能，防止人工投料时犯错；（5）CIP自动在线清晰，自动清晰更高效，防止交叉感染；（6）配方保密，整个流程数据化管理，无需纸质传递，配方更容易实现保密。

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科远智慧：钢铁烧结智能控制系统的开发与应用

钢铁行业是制造强国的重要支撑，也是我国工业的核心基础产业，然而，烧结作为钢铁冶炼的重要环节，所用的大部分控制系统依赖进口；随着全球性芯片供应短缺，进口控制系统产品造价昂贵，各型号产品也处于缺货、断货状态，国内工业控制命脉受到极大威胁。因此，研发自主可控国产化控制系统至关重要。本文详细介绍了国产化NT6000 DCS和烧结智能控制系统的开发，以及在迁安市九江线材有限责任公司烧结机的应用情况。
本次烧结智能控制系统已在九江线材有限责任公司成功投运，整套系统运行安全稳定，设备利用率大幅提高。本项目钢铁烧结智能控制系统的成功投运意义深远，完全实现了铁前烧结生产工艺控制与产品指标可控，为推进钢铁行业国产化发展注入新的动力，为今后自主可控控制系统的建设奠定了坚实的基础，具有非常好的的推广意义。
科远智慧正奋力抓住国产化替代机遇，打造智能控制系统、信息管理系统和工业互联网“三大平台”，着力构建自主可控关键核心技术，持续为钢铁行业导入最先进的创新技术和产品，执自主可控之剑为更多钢铁企业高质量发展赋能。

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责任编辑 | 乔珺

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