发展自动化成套系统是装备制造业
导 读:
题词:近日,在由中国科学院沈阳自动化研究所、孙优贤中国科学院、浙江大学工业自动化国家工程研究中心、中国工程院院士共同举办的“工业自动化发展”中国工程院工程科技论坛上,作了题为《中国设备自动化的现状与主要任务》的报告,指出大型综合机床、大型工程机械、大型矿山设备、大型冶金设备、自动化成套系统等大型设备是大型没有自动化的完整系统,大型设备就没有灵魂。因此,目前大型装备的发展必须伴随着完整自动化系统的发展,这是装备制造业发展的关键之一。

孙优贤说,装备制造业特别是主要装备制造业的显著特点是:需求弹性大,产业关联度高;开发周期长,需要投入大量资金;强大的成套设备需要各行各业的密切合作;这在技术上是困难的,需要各种高技术的高度集成;高科技含量对经济增长有很强的带动作用,对国民经济发展和产业结构调整具有重要意义。

中国的设备工业取得了许多伟大的成就
在发电设备方面,2005年完成了9000万千瓦,到2005年底,全国发电装机容量达到50841万千瓦,同比增长14.9%;全国发电量24747亿千瓦时,同比增长12.8%;全社会用电量24698亿时,同比增长13.5%;到2010年,全国装机容量将达到6.5亿千瓦。中国的发电设备已经形成了以哈尔滨电厂设备、中国东方电气和上海电气为代表的自己的产业能力。在运行的200多台20万千瓦火电机组中,70%是国产的,在40多台60万千瓦火电机组中,25%以上是国产的。在消化吸收的基础上,已能生产600兆瓦亚临界、超临界和超超临界燃煤电厂,并能批量生产1000兆瓦大型火电机组、1000兆瓦大型核心机组、700兆瓦大型水电机组、大型燃气轮机和大型循环流化床锅炉。

在石化设备方面,百万吨乙烯设备和大型pta成套设备已成为石化设备振兴的重中之重,代表了当今世界石化设备的最高水平。2005年,中国乙烯产能为900万吨/年。据估计,2010年中国乙烯需求将达到2500-2600万吨,而产能只能达到1400万吨,只能满足国内需求的55%。据估计,到2010年,中国将需要增加约8套乙烯成套设备,产能为80万-100万吨。中国已经能够提供1000万吨煤油厂、300万吨加氢精制装置和150万吨加氢裂化装置所需的成套设备。6000米电动沙漠钻机,大型乙烯工程主要设备(包括乙烯裂解装置、聚乙烯装置、聚丙烯装置等)。),中国设计制造的30万吨合成氨装置、大型城市煤气化装置等大型设备也广泛应用于国家重点工程。

在冶金设备方面,中国已能生产1700台热连轧机、1780台冷连轧机、3500台具有国际先进水平的中厚板连轧机、板坯连铸机、大型铸造机、4063立方米高炉、6米焦炉、200万吨大型露天设备、大型粗铅冶炼艾龙炉和烟化炉经过50年的超常发展,我国国内数控设备的研发和产业化取得了长足的进步。到2003年,国产数控机床的国内市场份额达到50%,配备国产数控系统的普及型也达到10%。我国已经奠定了数控技术的技术基础,形成了华中数控、航天数控等数控系统制造商,兰州电机、华中数控等伺服系统、伺服电机制造商,北京一机、济南一机等数控主机制造商。

近年来,我国的设备自动化也取得了长足的进步
在发电设备自动化系统方面,主要设备自动化系统如Hollis-Macs、Hollis-PLC、Hollis-pads等分布式开放式控制系统、现场总线开放式控制系统、电站分布式控制系统等都突破了实时数据复制技术、数据分发与拦截技术、智能故障诊断技术、炉膛等一大批技术难点在硬件性能和软件功能方面,达到了进口同类产品的先进水平。macs也通过了ie级核安全认证。该系统在600mw机组上击败了多家跨国公司,成功中标四次,并在核电领域取得了良好的应用性能。

在冶金设备自动化系统中,冶金自动化研究所已经能够独立开发和全面掌握大型热轧机的驱动交流调速系统技术,克服了大功率交交变频器的设计理论和制造技术、交交变频器热轧机的驱动调速和抗扭振技术、交交变频器热轧机的负荷观测和控制技术等八大技术难点。

在石化设备自动化系统、sup conditions、webfieldecs等主要设备自动化系统中,通过综合应用设备建模技术、先进控制技术、智能控制技术、设备优化技术、故障诊断技术、数据挖掘技术及相关过程技术,成功解决了大型炼油厂、大型化工厂、大型石化厂等主要设备的优化和控制问题。同时,还开发了MUFF系列多功能仪表和superfield系列智能变送器,最终形成了一套完整的主要设备自动化系统。目前,该系统已售出4000多台,占该领域市场份额的57%,已成为中国应用最广泛的控制系统。在与许多大型外国公司的投标中,他们多次中标。

在轻工设备自动化系统中,昆明船舶在红河卷烟厂哈尼族彝族自治州实施了丝绸机械自动化系统。该系统利用图像识别技术,通过高速摄像来识别快速通过的烟丝中的杂质。识别率达到84%,准确率仅比美国低一个百分点。该系统在特殊检测技术上取得了突破,利用红外技术在线快速测量烟丝水分,核辐射技术在线测量烟丝重量,射线在线快速测量烟丝粒度。所有检测精度均达到国际先进水平。这些关键技术已成功应用于新的8000公斤/小时制丝机,使红河卷烟厂在自动化整体水平、人均劳动生产率和单一品牌销售三个世界中名列第一。该系统已在我国大中型卷烟厂得到广泛应用。

[/s2/]我国设备自动化存在的主要问题是自主创新能力低,缺乏自主知识产权。具体表现为国内高端自动化产品稀缺,市场竞争力不强。2004年,国内控制系统有3240套,占61%,但国内高端控制系统的市场份额仅占5%;2004年,国内智能变送器与设备自动化系统配套的市场份额为27%,但高端智能变送器的市场份额不到5%;特别适用于大中型设备,2004年国产系统的市场份额达到30%,但国产高端专用控制系统或优化系统几乎为零。

产品性能存在差距,难以进入重大项目。由于高可靠性、高稳定性、高环境适应性、数字化、智能化和集成化,我国大多数控制系统远远落后于国外先进产品。同时,由于政府的理解,国内控制系统很难进入重大项目的关键设备、核心设备和主要设备,而且大部分都被国外控制系统所垄断。例如核电设备,秦山核电厂和大亚湾核电厂使用了25套国内控制系统,但它们都在核电厂之外。另一个例子是石化设备,大型炼油厂和大型化工厂使用的设备超过3000套,但核心设备使用的设备不到50套。

控制系统中“中间强两端弱”的现象非常严重。国产设备自动化系统主控系统研发力量雄厚,投资充足,技术成果丰富,产品质量高。然而,作为控制系统的两端——变送器和执行器,长期以来投资严重不足,研发力量薄弱,产品质量低下。中国设计制造的智能变送器的国内市场份额只有国外产品的十分之一,尤其是智能执行器。与以高精度、高可靠性、高适应性为目标的小型化、数字化、智能化、集成化、网络化的高品质产品相比,体积小、重量轻、成本低、功耗低,差距很大。公共工程中大型设备的自动化控制系统非常落后。公共大型工程设备是指大型工程机械设备、大型矿山机械设备、大型港口工程设备、大型交通工程设备、大型城市工程设备等。长期以来,资金投入不足,研发力量薄弱,缺乏现代控制理论、方法和技术的整合。中国设计制造的大型挖掘机、摊铺机、装载机等主要设备的控制系统大部分由国外提供。国内设计制造的大型注塑机、大型集成机床等主要设备以及成套自动化系统均由国外提供。这些因素严重影响了中国装备制造业的快速发展。
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