自动化技术在节能减排中的应用教学总结

自动化技术在节能减排中的应用

2009年12月，世界的目光都聚焦到了丹麦首都哥本哈根，因为在这里将举行一次有关人类命运的会议——12月7日，《联合国气候变化框架公约》第15次缔约方会议，暨《京都议定书》第５次缔约方会议在丹麦首都哥本哈根召开，这次会议也被称为哥本哈根联合国气候变化大会。

2009年12月22日，为期11天的哥本哈根会议在一片争议声中落下了帷幕。虽然由于发达国家和发展中国家存在严重分歧，会议没有形成一个具有法律约束力的国际气候协议，但是这次会议却让节能减排成为了一个为世界所关注的课题。

节能减排是关系经济社会可持续发展的重大战略问题，是国家确定的经济社会发展的重大战略任务。现阶段，我国工业正处于加速发展的重要阶段，面临着资源能源消耗高、环境污染重、投入产出率低等约束，节能减排是我国当前工业发展的重要任务。

面对工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展的新形势，我国提出了大力推进信息化与工业化融合，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。在这一道路上，利用信息化技术改造传统行业，是实现节能减排的重要技术手段之一，在节约资源、降低能耗、减少污染等方面都大有可为。在推进节能减排的工作中，信息化与自动化技术手段改造起到了重要的作用。

我国GDP的支柱产业中IT、建筑、电力、煤炭、钢铁与石油化工等重工业都是高污染、高耗能的大户。同时，那也无疑将是自动化技术大有作为的领域。在此仅介绍自动化技术在钢铁工业和智能建筑两方面在节能减排工作中的应用。

·钢铁工业

钢铁工业自动化不仅是现代化的标志，而且是能获得巨大经济效益和高回报的技术。我国钢铁工业自动化技术的应用实际上是从解放后开始，经过60年的努力，我国钢铁工业自动化得到了迅猛的发展。

在基础自动化方面各钢铁企业采用PLC、DCS或工业控制机进行控制已较普及。

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）,是一种数位运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。下图1-1为常见的可编程逻辑控制器（PLC）外观。

图1-1 常见的可编程逻辑控制器（PLC）外观

集散控制（Distributed control system，DCS，直译为分布式计算机控制系统）技术的含义是分散控制集中管理，DCS是计算机技术、数字通讯技术和现代控制技术结合的产物，是信息时代的控制技术。通常DCS系统的体系结构分为三层：现场控制级、集中操作监视级、综合信息管理级。D CS是面向整体，面向系统的控制技术，目标是整个系统的最优化控制，包括现场实时控制的最优化和综合信息管理的最优化。图1-2为分布式计算机控制系统(DCS)。

图1-2 分布式计算机控制系统(DCS)

应用高技术方面，公认的自动化高技术——CIMS和机器人的应用，我国钢铁厂如宝钢、鞍钢、武钢等大型钢铁集团公司等都设有或在建，而且大都以ERP 为核心的系统，最新的三级CIMS系统中的MES系统也在主要机组中实现；宝钢等大型钢铁集团公司更设有电子商务系统，正向着与CIMS系统连接成为当代世界上最先进的WIMS(网络集成制造系统)方向前进。

计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）是在自动化技术、计算机技术及制造技术的基础

上，通过计算机及其软件，将制造工厂全部生产

活动（设计、制造及经营管理，包括市场调研、

生产决策、生产计划、生产管理、产品开发、产

品设计、加工制造以及销售经营等）与整个生产

过程有关的物料流与信息流实现高度统一的综合

化管理，构成一个优化的完整的生产系统。右图

1-3为计算机集成制造系统组成框图，下图1-4为

计算机集成制造系统的初始概念。图1-3计算机集成制造系统组成框图

图1-4 计算机集成制造系统的初始概念

·智能建筑

智能建筑，又称为智能大厦，是把现代建筑技术和信息技术有机地结合起来，设计和建造安全、舒适、高效、节能、方便灵活的现代化建筑。

智能建筑通过综合布线系统与各种信息终端来“感知”建筑物内各个空间的信息，经过计算机处理作出相应对策，使建筑物具有某种“智能”。建筑物的使用者和管理者可以对大楼的供热、供水、空调、电气、电梯、照明、音乐、防火、防盗、电话、传真、闭路电视 (或卫星电视 )、计算机通信、购物、保健等设施实现按需控制，对建筑物的关键部位或特殊部位进行监控并提供与互联网的有效连接。智能建筑包含三大基本要素，即楼宇自动化系统（BAS)、通信自动化系统（CAS)和办公自动化系统（OAS)，三者是有机结合在一起，成为智能建筑“3A”结构。

楼宇自动化系统对大楼供电、照明、报警、消防、电梯、空调等设备监控和管理，对设备运行参数进行实时控制与监视、或节能控制、非正常运行状态报警。并通过与办公自动化及通信自动化系统的综合设计，支持面向用户的服务功能，提高大楼的舒适性、安全性、节能性，降低费用，实现高度的集成化管理。传统的楼宇自动化系统采用的是集中监视、集中控制的方式。图2-1为

图2-1楼宇自动化系统的构成

通信自动化系统是大厦智能化的“中枢神经”。它由各种通信设备、通信线路以及相关计算机软件组成。它主要包括传送话音、数据和图像的基本通信网络；实现楼层间(内)各种终端、微机、工作站之间通信的楼层局域网；沟通楼群或楼内计算机与楼内各个局域网间通信联系的楼群或楼内高速主干网以及与公共信息资源(如Internet)相通的远程数据通信网。下图2-2为智能建筑的通信网络结构

图2-2 智能建筑的通信网络结构

办公自动化系统具有文字处理、资料管理、行政管理、图像或图形处理、声音处理、网络通信等多种功能，可以对智能大厦内的数据网络控制中心提供动态信息资源分配、故障诊断及恢复、信息处理及网络性能等进行监控。