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關(guān)于工業(yè)自動(dòng)化改造的應(yīng)用的論文
論：工業(yè)自動(dòng)化改造的應(yīng)用
現(xiàn)代化企業(yè)發(fā)展生產(chǎn)與提高效率的根本途徑之一是加速信息化的進(jìn)程。在所從事的專業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，我參與開發(fā)項(xiàng)目的這家企業(yè)可以認(rèn)為已經(jīng)具有相當(dāng)程度的現(xiàn)代化的基礎(chǔ)了，比如它已擁有4條自動(dòng)化連續(xù)式工作的窯爐、8座自動(dòng)化間隙式工作的窯爐和多臺(tái)半自動(dòng)的中大型輔助機(jī)器。但是這些設(shè)備的自動(dòng)化控制在改造前還主要依靠模擬量控制，也不具備信息與數(shù)據(jù)的記錄、匯總與分析功能。
一方面出于對(duì)今后發(fā)展的需要，希望記錄下這些設(shè)備在工作過程中連續(xù)的狀態(tài)參數(shù)的變化情況，有運(yùn)行的日志與歷史記錄，以提供給其技術(shù)開發(fā)部門，作為產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)研究中的參考；進(jìn)一步還可提供給企業(yè)管理部門決策分析時(shí)的參考。另一方面，企業(yè)希望能夠?qū)υO(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)有全面的監(jiān)督和一定的緊急控制與應(yīng)變的能力，能對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的操作意外和設(shè)定不當(dāng)，或者發(fā)生突然的未預(yù)料到的事件，防止造成事故與損失。
我們根據(jù)該企業(yè)的要求，結(jié)合項(xiàng)目的資金、時(shí)間、人員等現(xiàn)實(shí)狀況，再三考慮了該企業(yè)的經(jīng)營(yíng)情況、產(chǎn)品的市場(chǎng)和前景、項(xiàng)目開發(fā)所面臨的風(fēng)險(xiǎn)等諸多因素，經(jīng)過仔細(xì)分析，得出了如下的4條意見：
（l）由于資金的限制，切實(shí)地在相應(yīng)各個(gè)環(huán)節(jié)上節(jié)約成本是相當(dāng)重要的，因此要盡可能地在原有設(shè)施與條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，而不是進(jìn)行根本性的替換；
（2）此企業(yè)需要的是“實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和企業(yè)信息系統(tǒng)的初步集成”，而不是一個(gè)功能相當(dāng)豐富和完善的系統(tǒng)，該企業(yè)現(xiàn)階段既不具備開發(fā)這樣一個(gè)系統(tǒng)的能力和條件，也不具備管理維護(hù)和應(yīng)用高級(jí)集成系統(tǒng)的相關(guān)人員，所以，項(xiàng)目的目標(biāo)應(yīng)當(dāng)切合于目前條件下企業(yè)的總體要求。這樣既有利于控制成本，也有利于減少項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)；
（3）由于該企業(yè)的生產(chǎn)情況和資金、人員的限制，項(xiàng)目必須分階段地進(jìn)行。大體上可劃分為如下四個(gè)階段：①實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的數(shù)字化輸出；②建立中央監(jiān)控室的監(jiān)督和記錄功能；③健全中央監(jiān)控的控制功能和相應(yīng)信號(hào)的輸出；④實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化控制的數(shù)字信號(hào)接入功能；
（4）參與本項(xiàng)目涉及到的雙方的大多數(shù)人員都不精通對(duì)方的專業(yè)領(lǐng)域，因此必須在加強(qiáng)互相溝通的同時(shí)，確定明確的分工關(guān)系。
上述四條意見在經(jīng)過雙方的磋商與研究后，獲得了雙方全體項(xiàng)目參與人員的一致認(rèn)同，成為這個(gè)項(xiàng)目開發(fā)過程中雙方必須理解與遵循的準(zhǔn)則。
在第一階段，我們開展了對(duì)半自動(dòng)的中大型輔助機(jī)器的自動(dòng)化改造。事實(shí)上，該企業(yè)早有這類打算，并且已做了相應(yīng)的技術(shù)儲(chǔ)備，因而這一部分的工作由該企業(yè)自身的技術(shù)人員全權(quán)負(fù)責(zé)并加以實(shí)施。項(xiàng)目中所涉及到的所有自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備都已具有依據(jù)狀態(tài)參數(shù)模擬信號(hào)量進(jìn)行控制的能力，對(duì)于所采集到的狀態(tài)參數(shù)模擬量，企業(yè)曾計(jì)劃采用一類以模擬信號(hào)遠(yuǎn)程地傳至中央監(jiān)控室，再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的方案。此方案對(duì)企業(yè)來(lái)說實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，但存在著成本較高、遠(yuǎn)傳過程易受到干擾等不利因素。隨著模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備成本的顯著下降和可靠性提高，經(jīng)我們建議和雙方討論，企業(yè)有決心在生產(chǎn)設(shè)備的控制設(shè)備上就地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，再遠(yuǎn)傳數(shù)字信號(hào)至監(jiān)控室，這一工作同樣地由熟悉這項(xiàng)技術(shù)的企業(yè)技術(shù)人員實(shí)行。
第二階段的工作主要由我方開發(fā)組成員負(fù)責(zé)。我們將人員大體上分為3組，第一組主要是根據(jù)企業(yè)長(zhǎng)期累積的資料以及公開發(fā)表的相關(guān)技術(shù)，建立起一個(gè)合理有效的模型，其中包括諸如數(shù)據(jù)采樣記錄的間隔時(shí)間，不同生產(chǎn)階段的數(shù)據(jù)處理時(shí)所采用的數(shù)學(xué)模型等數(shù)據(jù)處理的相關(guān)內(nèi)容；第二組負(fù)責(zé)監(jiān)控記錄軟件的輸入輸出接口，用戶圖形界面的選定和設(shè)計(jì)等軟件外圍功能的實(shí)現(xiàn)；第三組則集中力量編寫一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的、針對(duì)性強(qiáng)和小巧的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄的專用數(shù)據(jù)庫(kù)。這一階段是控制質(zhì)量和成本的關(guān)鍵性階段。出于對(duì)成本的考慮，以及根據(jù)數(shù)據(jù)的流量不很大，對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性處理要求不是很高（通常情況下，設(shè)備的實(shí)時(shí)控制仍由原來(lái)的自動(dòng)化系統(tǒng)所承擔(dān)）的實(shí)際情況，中央監(jiān)控室采用了一套有雙機(jī)備份的服務(wù)器作為數(shù)據(jù)處理用的服務(wù)器，另一套同樣有雙機(jī)備份的服務(wù)器作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，并且沒有使用價(jià)格昂貴的商用數(shù)據(jù)庫(kù)，而采用了由自己開發(fā)的一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的專用數(shù)據(jù)庫(kù)。
第三階段可以看成是第二階段的自然延伸，在第二階段成功的基礎(chǔ)上，利用第二階段模塊處理后所獲得的數(shù)據(jù)，依據(jù)設(shè)備的多種臨界指標(biāo)，進(jìn)行相應(yīng)的判斷，允許在緊急情況下，發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)，并同時(shí)依據(jù)設(shè)備本身的相應(yīng)緊急情況處理辦法，發(fā)出控制信號(hào)加以處理實(shí)現(xiàn)。這一階段的關(guān)鍵有兩方面內(nèi)容：一個(gè)問題是要求數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備擁有相對(duì)較高的可靠性與可用性，另一個(gè)問題是要注意做好與自動(dòng)化設(shè)備原有控制系統(tǒng)的自我保護(hù)功能的配合協(xié)調(diào)工作。
第四階段則仍然由該企業(yè)的技術(shù)人員為主實(shí)施，在實(shí)現(xiàn)過程中主要是解決好第三階段所遇到的上述兩個(gè)關(guān)鍵問題。對(duì)于第一個(gè)問題，使用了更好的設(shè)備和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換和動(dòng)態(tài)控制；對(duì)于第二個(gè)問題，則在控制設(shè)備中設(shè)立了優(yōu)先級(jí)判斷，使自我保護(hù)裝置的啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)離開中央監(jiān)控室（由于自我保護(hù)啟動(dòng)速度更快，但是功能較弱）而加以解決。
從總的項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)程上來(lái)看，一、四兩個(gè)階段相連貫，二、三兩個(gè)階段相連貫，而它們之間則可并行地進(jìn)行，從而滿足了時(shí)間進(jìn)度上的要求。
今后，本項(xiàng)目所采用的這類技術(shù)可能要走向全自動(dòng)化。項(xiàng)目中涉及到的數(shù)據(jù)量將會(huì)更大得多，實(shí)時(shí)性要求也會(huì)更高。我們應(yīng)注意使現(xiàn)有成熟的商業(yè)系統(tǒng)與產(chǎn)品如何應(yīng)用到其中去，使之能盡快地滿足企業(yè)的要求，節(jié)約成本，并且減少開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。
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