工业过程自动化技术

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西安航空职业技术学院

 

工业过程自动化技术主要是应用于工业生产过程中的自动化控制领域,以下是详细介绍:

一、主要功能

 

  • 过程监测
    • 利用各种传感器(如温度传感器、压力传感器、流量传感器等)对工业生产过程中的各类物理量和化学量进行实时检测。例如在化工生产中,通过温度传感器持续监测反应釜内的温度,确保反应在合适的温度区间进行。一旦温度超出设定范围,系统能够及时发出警报,这有助于及时发现生产过程中的异常情况,避免安全事故和产品质量问题。
  • 自动控制
    • 根据预先设定的控制策略和算法,对生产过程中的设备和工艺参数进行自动调节。以自动化生产线为例,通过控制系统调节电机的转速,从而精确控制传送带的速度,保证产品在生产线上的传输节奏稳定,并且能根据生产任务的变化自动调整速度。
    • 可以采用不同的控制方式,如比例 – 积分 – 微分(PID)控制。在工业锅炉的水位控制中,PID 控制器根据水位的偏差信号,自动调整进水阀门的开度,使水位保持在设定值附近,具有高精度、稳定性好的特点。
  • 数据采集与处理
    • 收集和记录生产过程中的各种数据,包括设备运行状态数据、工艺参数数据等。这些数据存储在数据库中,方便后续查询和分析。例如在制药企业,数据采集系统会记录每一批次药品生产过程中的温度、压力、时间等参数。
    • 对采集到的数据进行分析处理,如通过数据挖掘技术发现生产过程中的潜在规律,为优化生产工艺提供依据。利用统计分析方法,可以找出影响产品质量的关键因素,帮助企业改进生产流程,提高产品质量和生产效率。

二、应用领域

 

  • 制造业
    • 在汽车制造过程中,工业过程自动化技术发挥着至关重要的作用。例如在汽车车身焊接环节,自动化焊接机器人可以按照预先编程的路径和参数,精确地完成大量的焊接工作,大大提高了焊接的质量和效率,并且能够保证焊接的一致性和稳定性。
    • 在电子产品制造中,自动化技术用于电路板的组装。高速贴片机能够快速准确地将电子元件贴装到电路板上,其自动化的视觉检测系统可以对元件的贴装位置和质量进行检测,确保产品质量。
  • 化工行业
    • 化工生产过程涉及到复杂的化学反应和严格的工艺条件控制。自动化技术可以实现对化学反应釜内温度、压力、物料流量等参数的精确控制。在合成氨生产过程中,通过自动化控制系统调节原料气体的流量、反应温度和压力,提高合成氨的产量和质量,同时保障生产过程的安全。
    • 对于化工产品的分离和提纯过程,自动化的分离设备(如自动化的精馏塔)可以根据产品和杂质的沸点差异,精确控制塔内的温度、压力和回流比,有效地分离出高纯度的产品。
  • 能源行业
    • 在电力生产中,无论是火力发电、水力发电还是风力发电,自动化技术都不可或缺。在火力发电厂,自动化系统用于控制锅炉的燃烧过程、汽轮机的转速和发电机的输出电压和频率等。通过对燃烧过程的精确控制,可以提高燃料的利用率,减少污染物的排放。
    • 在新能源领域,如太阳能光伏发电系统,自动化技术用于监测和控制太阳能电池板的工作状态。根据光照强度和温度等因素,自动调整电池板的角度,以获取最大的发电效率,同时还能对电池组的充电和放电过程进行管理,确保系统的稳定运行。

三、职业发展方向

 

  • 自动化系统工程师
    • 主要负责自动化系统的设计、开发和实施。在项目初期,需要与客户沟通,了解生产工艺和控制需求,然后进行系统架构设计。例如在设计一个食品包装自动化系统时,要考虑包装速度、包装精度、设备兼容性等因素,选用合适的传感器、控制器和执行机构,并编写控制程序,实现包装过程的自动化。
  • 自动化设备维护工程师
    • 负责自动化设备的日常维护、故障排除和维修。定期对设备进行巡检,检查设备的运行状态,更换易损部件,如在自动化生产线上,定期检查电机、传送带、传感器等设备的运行情况。当设备出现故障时,能够利用专业工具和检测设备,快速定位故障点,并进行修复,保障生产的正常进行。
  • 自动化技术销售工程师
    • 负责自动化产品和技术的销售及市场推广。需要了解市场需求和竞争对手的产品情况,为客户提供合适的自动化解决方案。例如向制药企业推销先进的自动化生产监控系统,要能够清晰地介绍产品的功能、优势和投资回报,帮助客户理解自动化技术如何提升其生产效率和质量控制水平。
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