國內(nèi)改性瀝青生產(chǎn)自動(dòng)化控制概述
1 自控系統(tǒng)在改性瀝青生產(chǎn)中的作用
為適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求、提高產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)、降低成本，同時(shí)使企業(yè)的生產(chǎn)管理水平和競爭能力更上一層樓，在改性瀝青生產(chǎn)中進(jìn)行自動(dòng)化控制不失為一種理想的解決方法，其主要作用體現(xiàn)在以下三方面。
1）提高工藝水平，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高原材料利用率，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，使操作者有更多的時(shí)間關(guān)注工藝參數(shù)變化情況。
2）強(qiáng)化產(chǎn)品的質(zhì)量管理，先進(jìn)的算法程序與硬件的高可靠性保證生產(chǎn)過程嚴(yán)格按設(shè)定的工藝參數(shù)執(zhí)行，一致性很高；同時(shí)可記錄下真實(shí)的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)并打印下來，并可隨時(shí)調(diào)用查閱這些數(shù)據(jù)，作為生產(chǎn)決策部門質(zhì)量分析和改進(jìn)生產(chǎn)工藝的可靠依據(jù)。
3）輔助生產(chǎn)管理，減輕工人操作強(qiáng)度的同時(shí)增強(qiáng)工人的工作責(zé)任心；油、改性劑的消耗記量更精確，方便生產(chǎn)成本的控制和管理。
2 對改性瀝青自控系統(tǒng)的基本要求
改性瀝青行業(yè)有自己獨(dú)特的環(huán)境、工藝、設(shè)備裝置和人員素質(zhì)等特點(diǎn)，只有結(jié)合國內(nèi)改性瀝青行業(yè)的實(shí)際情況與行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，針對改性瀝青行業(yè)生產(chǎn)的特殊性，才能有針對性地開發(fā)出適應(yīng)中國特色的改性瀝青自動(dòng)控制系統(tǒng)。通過市場檢驗(yàn)，可得出改性瀝青自控系統(tǒng)的基本要求。
1）自控操作系統(tǒng)中有全中文操作介面，面向工藝人員TRANBBS設(shè)計(jì)，不需要計(jì)算機(jī)方面的專門知識，操作簡便。
2）采用模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)硬件、軟件可控充性強(qiáng)，可靠性要高，特別對原料提升這種快速的完成過程，要球下位機(jī)能采用PLC，同時(shí)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮方便性。
3）自動(dòng)化程度要高，自控設(shè)備運(yùn)行的費(fèi)用要低，易耗件要有較高的通用性（國內(nèi)易于購買），避免使用冷門產(chǎn)品，使生產(chǎn)的正常運(yùn)行得到安全可靠的保證。
4）系統(tǒng)應(yīng)提供專用的數(shù)據(jù)輸出打印裝置，具有完備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄功能，便于分析檢測和統(tǒng)計(jì)。
5）應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場日常管理的經(jīng)驗(yàn)對生產(chǎn)設(shè)備、控制點(diǎn)數(shù)和操作人員進(jìn)行合理的劃分，給予不同的操作權(quán)限，從根本上保證生產(chǎn)過程的安全可靠運(yùn)行。
3 控制方式
目前，國內(nèi)改性瀝青生產(chǎn)的控制水平基本上可分為4個(gè)檔次。
3．1完全手動(dòng)操作方式
這一方式基本是早期和小企業(yè)采用的方式，其主要特點(diǎn)是閥門為手動(dòng)，對溫度、壓力、液位和流量等生產(chǎn)中的模擬量信號采用常規(guī)分散儀表進(jìn)行采集，然后集中或現(xiàn)場顯示，操作人員在現(xiàn)場或集中操作盤上控制主要設(shè)備的啟停，閥門由工人到現(xiàn)場操作。這種方式下改性瀝青生產(chǎn)工藝參數(shù)得不到可靠執(zhí)行，一致性差，改性瀝青受人為因素影響較大，而且工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，主要生產(chǎn)設(shè)備與裝置不能工作在較佳狀態(tài)，原料配比不精確，現(xiàn)已逐步被智能儀表和自控系統(tǒng)所代替。
3．2 半自動(dòng)控制方式
該方式即集中手動(dòng)控制方式，它以模擬屏為代表，主要特點(diǎn)為閥門多采用氣動(dòng)或電動(dòng)自動(dòng)閥門，采取諸如數(shù)據(jù)采集器等手段采集各種過程量進(jìn)入控制室。
3．3 PC機(jī)方式
該方式以工業(yè)PC機(jī)為代表，過程控制中的各種信號在外圍通過相應(yīng)的變送器送入，在PC機(jī)畫面上顯示各種生產(chǎn)過程參數(shù)，同時(shí)控制閥門與泵、電機(jī)等設(shè)備的啟停來滿足生產(chǎn)工藝要求。但PC機(jī)系統(tǒng)的可靠性差，一方面是由于上位機(jī)操作系統(tǒng)的可靠性差造成的，另一方面由于上位機(jī)軟件自身不完善而造成，易造成死機(jī)現(xiàn)象。
該系統(tǒng)畫面呆板，缺乏一般工控組態(tài)軟件靈活的程序腳本控制功能，同時(shí)本身的安全性差，難以建立有效的操作等級與權(quán)限制度，易受到病毒及操作者的惡意攻擊。此外該系統(tǒng)的可擴(kuò)充性差，控制系統(tǒng)無網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，不便于下一步工廠管理網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的連接，不能有效保護(hù)工廠投資的長期效益，也不便于整個(gè)車間、工廠的連鎖控制。同時(shí)由于外圍器件的漂移較大，系統(tǒng)控制精度受外界環(huán)境影響較大，控制效果不理想。
3．4 分布式控制方式
該方式采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制TRANBBS技術(shù)與多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)+先進(jìn)控制算法對生產(chǎn)工序進(jìn)行自動(dòng)控制。主要特點(diǎn)為采用PLC作下位機(jī)，按照工藝參數(shù)與流程要求對瀝青輸送計(jì)量。改性劑稱重計(jì)量輸送、攪拌、研磨、融脹、加熱保溫的各種泵、攪拌電機(jī)、電磁閥等開關(guān)量和溫度、壓力、液位、流量等模擬量進(jìn)行監(jiān)測控制，能紀(jì)錄完整的生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，在觸摸屏或計(jì)算機(jī)屏幕上顯示工藝流程中各閥門、電機(jī)的運(yùn)行狀況，同時(shí)對各種溫度超限、閥門故障、液位超限進(jìn)行聲光報(bào)警，并且設(shè)有“自動(dòng)”和“手動(dòng)”兩種狀態(tài)。
當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)故障或要對工藝進(jìn)行人工干預(yù)時(shí)，可將開關(guān)轉(zhuǎn)換至手動(dòng)狀態(tài)，對各種執(zhí)行機(jī)械進(jìn)行手動(dòng)操作，這樣技術(shù)人員可以重新設(shè)定新的參數(shù)，操作人員在現(xiàn)場處理緊急問題，從而達(dá)到了理想的效果。這種控制方式是國內(nèi)改性瀝青生產(chǎn)控制發(fā)展的主流方向，主要不足是投資相對較大。
通過對改性瀝青工藝的全面分析，可以認(rèn)為改性瀝清的主要被控對象為溫度——時(shí)間類曲線，這類曲線是由多段直線組成的折線。通過模態(tài)文件，在PC機(jī)分布方式控制方式中可實(shí)現(xiàn)改性瀝青“可視控制界面”。所謂可視控制界面是指操作人員可在計(jì)算機(jī)屏幕上選定模態(tài)文件并在工藝控制的任何時(shí)候?qū)@些模態(tài)文件的關(guān)鍵點(diǎn)上下左右移動(dòng)，組成理想的工藝控制曲線，只要調(diào)整好工藝曲線，工藝流程就會按設(shè)定好的曲線進(jìn)行。這種操作界面形象直觀、操作簡便，具體實(shí)行的細(xì)節(jié)由程序自動(dòng)按設(shè)定好的曲線進(jìn)行，可視控制界面簡化了控制的復(fù)雜性，簡化了對操作人員的計(jì)算機(jī)技能要求，受到眾多企業(yè)的歡迎。
4 發(fā)展展望
國內(nèi)改性瀝青生產(chǎn)自動(dòng)化控制已有10多年的歷史，目前國內(nèi)改性瀝青生產(chǎn)自動(dòng)控制主要集中在原料計(jì)量輸送、研磨攪拌兩個(gè)階段，多數(shù)存在如下不足：①改性劑的包裝破碎倒入階段需人工操作；②導(dǎo)熱油鍋爐自帶自控裝置與生產(chǎn)線自控系統(tǒng)的銜接存在問題，接口標(biāo)準(zhǔn)隨不同廠而變，若不能與總自控系統(tǒng)很好銜接，則需要人工干預(yù)生產(chǎn)過程，降低生產(chǎn)自動(dòng)化程度。
隨著中國加入WTO，靠完全手動(dòng)生產(chǎn)的小型改性瀝青企業(yè)將難以為大市場服務(wù)，對改性瀝青的整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)化控制、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模是現(xiàn)階段國內(nèi)改性瀝青企業(yè)的發(fā)展主流。不同設(shè)備、不同環(huán)節(jié)自控系統(tǒng)間的銜接問題將會得到更多的重視，只有解決好這一問題，整套流水生產(chǎn)線的自動(dòng)化才有可能。此外全套設(shè)備生產(chǎn)管理系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合會將改性瀝青這種新興產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)管理水平帶上一個(gè)新的臺階，同時(shí)對操作人員的素質(zhì)也提出更高的要求。
