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　　胡錦濤總書記在黨的十七大報告的第五部份，促進國民經濟又好又快發(fā)展的第(四)點中，強調指出：“加強能源資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護，增強可持續(xù)發(fā)展能力。堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策，關系人民群眾切身利益和中華民族生存發(fā)展。必須把建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會放在工業(yè)化、現代化發(fā)展戰(zhàn)略的突出位置，落實到每個單位、每個家庭。加強應對氣候變化能力建設，為保護全球氣候作出新貢獻?！?/P>

　　長期以來，中國政府高度重視資源環(huán)境問題，堅持實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，把節(jié)約資源、保護環(huán)境作為基本國策，努力建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。中國政府提出堅持以人為本，把發(fā)展切實轉入全面協(xié)調可持續(xù)的軌道；加快轉變經濟增長方式；把資源節(jié)約作為基本國策，發(fā)展循環(huán)經濟，保護生態(tài)環(huán)境，加快建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會；顯著提高資源利用效率，到2010年使單位國內生產總值能源消耗比2005年降低20%左右。為了落實到人，政府更進一步把“節(jié)能降耗指標”數量化！

　　毫無疑問，構建“節(jié)約型社會”，是中央高層提出的最為引人注目、影響最為深遠的一個重大決策?！肮?jié)約”、“和諧”、“創(chuàng)新”，無疑是中國2005年以來，媒體使用頻率最高、影響最為廣泛的三個關鍵詞。人們認為：當前國家高層領導強調構建“節(jié)約型社會”、“和諧社會”、呼吁“自主創(chuàng)新”，具有針對現實、撥正發(fā)展航向的意味。能源資源問題是關系我國經濟社會發(fā)展全局的一個重大戰(zhàn)略問題；要從推動我國經濟社會持續(xù)發(fā)展和人民生活水平不斷提高的全局出發(fā)，全面分析能源資源形勢，深入研究能源資源問題，全面做好能源資源工作，促進形成可持續(xù)的生產方式和消費模式，建立資源節(jié)約型國民經濟體系和資源節(jié)約型社會，為實現全面建設小康社會的宏偉目標和我國的長遠發(fā)展提供可靠的能源資源保證。

　　許多分析人士認為，這一重大決策并非空穴來風或領導人的心血來潮，而是基于中國國情對經濟發(fā)展路線的一個主動戰(zhàn)略調整。面對著國家戰(zhàn)略的結構性調整，全國各行各業(yè)無不在認真思考自身的定位與建設，我們中國自動化科學技術界亦不例外，許多專家學者都在探索與思考。

   本文就《“節(jié)能降耗”與自動化技術的關系》這一重要命題展開論述，希望通過本文起到“拋磚引玉”的作用，引起廣大讀者朋友的共鳴。

　　一，我國經濟發(fā)展面臨著“節(jié)能降耗”的重要歷史階段

　　中國是一個人口眾多，資源相對不足，生態(tài)先天脆弱的發(fā)展中大國，隨著經濟快速增長和人口的不斷增加，努力緩解資源不足的矛盾，不斷改善生態(tài)環(huán)境，實現可持續(xù)發(fā)展成為中國十分緊迫的任務。但是，我國經濟發(fā)展的粗放型增長方式并沒有從根本上轉變，一方面經濟增長在相當程度上仍然是主要依賴資源的高投入來實現的，能源、淡水、土地、礦產等資源不足的矛盾越來越突出。資源產出效率較低，節(jié)約潛力很大。鋼鐵、有色、電力、化工等8個高耗能行業(yè)單位產品能耗比世界先進水平的平均高40%以上，單位建筑面積暖能耗相當于氣候條件的相近發(fā)達國家的2-3倍，工業(yè)用水重復利用率比國外先進水平低15-25個百分點，礦產資源總回收率比國外先進水平低20個百分點。近年來，能源資源問題已經成為中國近一步發(fā)展的瓶頸，中國資源消耗式發(fā)展模式必須得到改變，這已經成為全社會共識。隨著經濟的快速發(fā)展，中國已經成為世界第二大能源消費國，能源消費量約占世界的11%。石油對外依存度已經超過40%，中國經濟增長在相當程度上仍然主要依賴資源的高投入來實現，資源產出效率較低。目前，鋼鐵、有色、電力、化工等8個高耗能行業(yè)單位產品能耗比世界先進水平平均高40%以上。能源是人民生活水平提高的必要保證。如果我國走傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展道路，在能源消耗方面高投入、高消費、高排放，作為人口大國，如果讓13億中國人都過上有車、有房、生活電氣化的小康生活，那么即使2個地球也養(yǎng)活不了中國。

　　我國工業(yè)生產普遍存在的“三高”（高能耗、高消耗、高污染）現象仍然十分嚴重。我國1億美元GDP消耗能源約12萬噸標準煤，約為日本的6.58倍，德國的4.49倍，美國的3.65倍。我國單位GDP的鋼鐵、木材、水泥的消耗強度分別為發(fā)達國家的5～8倍、4～10倍、10～13倍。我國年排放二氧化硫近2000萬噸，酸雨面積已占國土面積的30%，空氣質量達標城市僅占1/3，流經城市的河段70%受到不同程度污染。

　　因此，完全可以斷定：我國經濟發(fā)展已經進入“節(jié)能降耗”的重要歷史階段。建設節(jié)約型社會是我國各部門各行業(yè)的工作重點，國家加強能源領域的統(tǒng)一規(guī)劃迫在眉睫。觀察人士認為，中央力倡建設節(jié)約型社會意味著中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略進入實施階段。節(jié)能是我國經濟和社會發(fā)展的一項長遠戰(zhàn)略方針，也是當前一項極為緊迫的任務。為推動全社會開展節(jié)能降耗，緩解能源瓶頸制約，建設節(jié)能型社會，促進經濟社會可持續(xù)發(fā)展，實現全面建設小康社會的宏偉目標，國家發(fā)改委特別制定了《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》規(guī)劃；國務院也于近期專門下發(fā)通知，要求在生產、建設、流通、消費各領域節(jié)約資源，提高資源利用效率，減少損失浪費。力圖推進“節(jié)能降耗”工作。

　　二，應用自動化技術實現“節(jié)能降耗”的一些成功案例

　　在我國，已經有一些著名的工業(yè)自動化企業(yè)通過他們的出色工作來努力實現“節(jié)能降耗”的目標。在這里，作者選擇了我國部份民企案例來加以介紹：

　　案例一：北京和利時公司的MACS系統(tǒng)在杭州綠能環(huán)保發(fā)電廠中的應用

   杭州綠能環(huán)保垃圾焚燒發(fā)電廠由杭州綠能環(huán)保發(fā)電有限公司負責籌建，一期工程已于2004 年10 月全部投運，共配置了3 臺150t/d 垃圾焚燒爐、3 臺15t/h 余熱鍋爐及3 套尾氣處理系統(tǒng)。并配置了1 套杭州汽輪機廠生產的7.5MW 凝汽式汽輪發(fā)電機組。垃圾焚燒爐采用了杭州鍋爐廠引進的日本三菱重工技術制造的馬丁式垃圾焚燒爐。

   以往的垃圾焚燒發(fā)電廠，通常都采用各家的PLC 來分別實現各個設備的控制要求的。而許多PLC是隨各個主設備廠配套而來的。因此，配套而來的各家PLC 之間，由于型號和品種的各不相同，往往是難以實現相互之間的通信和信息交換的；從而導致在整個垃圾焚燒發(fā)電廠的控制系統(tǒng)中，出現了一個個由各家不同的PLC 組成的“自動化孤島”。與此同時，許多廠家的PLC 往往難以實現復雜的模擬量控制，例如串級控制和前饋控制；特別是難以實現垃圾低熱值時的滑參數運行方式下的各種控制要求。因此，杭州綠能環(huán)保發(fā)電有限公司從一開始就果斷地決定，選擇用DCS 系統(tǒng)來實現“全廠一體化”的控制功能。整個杭州綠能環(huán)保發(fā)電廠“全廠一體化”控制的基本思想是：

　　由先進的、全面開放的DCS 系統(tǒng)作為全廠總的控制系統(tǒng)，實現全廠機、爐、電和現場各輔機系統(tǒng)的一體化控制。采用全能值班員制度。

   經過反復的分析比較和嚴格的考察，杭州綠能環(huán)保發(fā)電有限公司最終選擇了北京和利時公司提供的符合國際最新發(fā)展潮流的第四代DCS—MACS 系統(tǒng)。MACS 系統(tǒng)可以方便地采用以太網、Profibus-DP 現場總線或RS 485通訊接口和全廠的各個控制子系統(tǒng)（各種PLC 和505 調速器）連接和通訊。MACS 系統(tǒng)成功地實現了“全廠一體化”。

  目前，杭州綠能環(huán)保垃圾焚燒發(fā)電廠運行狀況良好，垃圾焚燒量超過了設計要求的450t/d，可以達到600t/d；發(fā)電量可以達到6.9—7.5MW；“全廠一體化”的控制功能通過和利時公司全面開放的MACS 系統(tǒng)已經順利實現，各個控制子系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，操作靈活方便。

   這個項目既處理了垃圾，又轉化成了電能，很好地實現了“節(jié)能降耗”的目標。

　　案例二：北京三博中自科技有限公司在節(jié)能降耗、資源優(yōu)化方面的工作

　　中科院自動化所北京三博中自科技有限公司自從成立以來，逐步確立了以節(jié)能降耗、資源優(yōu)化為公司的發(fā)展戰(zhàn)略方向，為企業(yè)提供節(jié)能降耗控制、整體資源優(yōu)化、系統(tǒng)集成解決方案。為用戶提供具有國際水平的科技產品和技術服務。

　　目前，三博公司已成功開發(fā)出10多項具有自主知識產權的高技術含量的煉焦自動化技術產品，如：焦爐紅外測溫儀及測溫管理系統(tǒng)、焦爐加煤自動計量系統(tǒng)、焦爐四車聯(lián)鎖監(jiān)控管理系統(tǒng)、焦爐自動配煤控制系統(tǒng)、焦爐自動加熱優(yōu)化控制系統(tǒng)、焦爐集氣管壓力智能調節(jié)系統(tǒng)，等等。以上產品已開始獲得廣泛推廣應用，目前已有60多家焦化企業(yè)采用一項或多項以上煉焦自動化技術產品。其中，焦爐紅外測溫儀及測溫管理系統(tǒng)開發(fā)成功后，迅速進行市場推廣應用，目前已銷售近500套，市場占有率從0%提升到90%以上，基本取代了一直處在該行業(yè)壟斷地位的國外知名品牌愛康特紅外測溫儀，使焦化行業(yè)的企業(yè)大大降低了成本。由三博公司開發(fā)的焦爐自動加熱優(yōu)化控制系統(tǒng)為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經濟效益，如在江西某焦化廠實施了該系統(tǒng)，為該企業(yè)每年節(jié)省能源費用300多萬元，而該系統(tǒng)投入成本才30多萬元，目前正在焦化行業(yè)大力推廣應用該系統(tǒng),目前已多家焦化企業(yè)推廣應用了10多套該系統(tǒng)。這幾年來，三博公司在焦化行業(yè)也深受其益，針對焦化行業(yè)的直接銷售收入已達4000萬元以上，在焦化行業(yè)的工程業(yè)績已達100多個，取得了良好的經濟效益和社會效益。在國家倡導的采用信息化自動化技術改造傳統(tǒng)產業(yè)，節(jié)能降耗、資源優(yōu)化領域，三博公司做出了應有的貢獻。

　　案例三：北京華邦天控科技公司北京科強公司在碳素焙燒控制技術上的工作

   在鋁用碳素生產過程中，焙燒工序是對能耗，環(huán)保，成品品質及壽命影響最大的，由于工藝過程復雜，現場環(huán)境惡劣，在1998年之前，該工藝過程幾乎沒有自動控制，能耗高，污染大，產品品質不穩(wěn)定。引進國外控制系統(tǒng)后，狀況明顯改善，但成本巨大，難以推廣。

   北京華邦天控科技發(fā)展有限公司與北京科強公司背靠航天科技的雄厚基礎。近年來在消化吸收國外先進技術基礎上，應用先進控制理論，于2000年成功推出國產化碳素焙燒控制系統(tǒng)，短短幾年中得到廣泛應用，完全替代了國外引進產品，創(chuàng)造了巨大的經濟，環(huán)保及社會效益。使用后相對過去手動控制，產品能耗降低50％，產品合格率從90％以下提高到98％以上。進入凈化系統(tǒng)之前，尾氣焦油含量降低40％以上，產品理化指標明顯提高，從而使電解鋁的電流效率和電解鋁槽壽命都得到了提高。以一個年產6萬噸碳素的標準爐型為例，每年節(jié)省燃料（100#重油）3000多噸，由此節(jié)約成本近千萬元，按全國產量計算，全年即可節(jié)省燃料成本7億多元，同時環(huán)保指標大大提高，產能及品質大幅提升。

   目前該產品在穩(wěn)固國內市場的同時（約占60%），正在成功地邁向國際市場，實現擁有自主知識產權先進技術產品的輸出。

　　案例四：浙大中自公司的“煤化工過程優(yōu)化控制技術實現節(jié)能降耗”

　　浙大中自公司依托浙江大學工業(yè)自動化國家工程研究中心、浙江大學工業(yè)控制技術國家重點實驗室、“控制理論與控制工程”和“檢測儀表及裝置”兩個國家重點學科、浙江大學現代控制工程研究所，秉承浙江大學求是創(chuàng)新的科研作風和廣博豐厚的技術源泉，在董事長孫優(yōu)賢院士的率領下，努力開拓“節(jié)約型”工業(yè)自動化技術。他們開展的“煤化工過程優(yōu)化控制技術實現節(jié)能降耗”工程，已經取得了較好的成效。

　　煤炭能源消耗占中國能源消耗總量的70%，涉及化工、冶金、電力等諸多行業(yè)，以煤為能源的企業(yè)面臨著越來越大的壓力。如何利用好煤炭資源成為有關專家和工程技術人員多年研究的課題。對自動化系統(tǒng)工程人員來講，將先進控制與過程優(yōu)化技術應用于煤化工生產過程，實現節(jié)能降耗，是當前最緊迫的任務。煤化工生產過程優(yōu)化控制技術可以大大提高煤的利用率，既節(jié)約了大量資源，也降低了生產成本，因而在煤化工生產領域有著廣闊的市場前景。

　　煤炭的應用大致分為燃燒和氣化兩種形式，燃燒一般有工業(yè)鍋爐來實現，氣化又分為間歇式固定床煤氣化、連續(xù)式固定床煤氣化、粉煤氣化、水煤漿氣化、富氧氣化等，由于后三種氣化方式投資大技術還不成熟原因而很少采用，所以目前國內大多采用前兩種氣化方式。實踐證明，固定床間隙氣化工藝影響因素多，滯后時間長，在爐況穩(wěn)定時期，由于操作條件發(fā)生變化后，造成爐子蓄熱狀況變差，其潛熱損失的增加往往是潛熱損失從量變到質變的結果。當造氣爐蓄熱過量時，上、下行溫度升高，溫度速率增大，通過顯熱增加仍不能達到熱平衡時，氣化層將出現局部過熱結疤，如仍未及時調整工藝及操作，爐面將出現局部發(fā)紅、吹翻，帶出物增加。當加大排渣量后，即使大疤消除，但灰渣返炭增加，吹風效率降低，這樣潛熱損失必定增加?；谏鲜銮闆r，間歇式固定床煤氣化過程優(yōu)化控制系統(tǒng)，采用浙大中自公司的SunyTDCS9200集散控制系統(tǒng)，把造氣爐當成一個蓄熱的容器，不再簡單的依賴氣化層的檢測狀況和信息，而是利用造氣爐的上、下行溫度這兩個最能反映造氣爐宏觀運行狀態(tài)的參數，運用模糊控制和優(yōu)化控制技術，分析上、下行溫度的動態(tài)變化過程所反映的造氣爐蓄熱狀況的變化，再運用工藝控制上的一些規(guī)律加以優(yōu)化控制參數，使氣化層逐步優(yōu)化，在條件優(yōu)化中，逐步使造氣爐達到單位時間內蓄熱能力最大，同時熱損失最小，且穩(wěn)定性最高的生產狀況，只要達到這個狀況，從能量守恒角度而言，則單爐產氣量最高、能源利用率最高，平均單爐發(fā)氣量提高10%以上，煤耗下降5-10%。控制調節(jié)包括：吹風時間的調節(jié)；上、下吹比例時間的調節(jié)；爐條機轉速的調節(jié)。

   由此可見，打破局部參數孤立控制操作的老習慣，建立起全裝置多參數綜合操作的概念，向著操作的精確性、安全性、穩(wěn)定性、預見性等方面發(fā)展。采用先進控制與過程優(yōu)化技術，進行煤化工生產過程優(yōu)化控制，實現節(jié)能降耗，是今后煤化工生產過程控制發(fā)展的方向。

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　　案例五：國內成都森蘭公司等變頻器技術的應用

   變頻器在節(jié)能、改善人類生活環(huán)境、降低生產成本、提高產品質量以及提高工業(yè)自動化程度等方面都做出了很大的貢獻。例如：工業(yè)鍋爐根據采用的燃料不同，通常分為燃煤、燃油和燃氣三種。這三種鍋爐的燃燒過程控制系統(tǒng)基本相同，只是燃料量的調節(jié)手段有所區(qū)別.在各種民用、工業(yè)鍋爐熱工自動控制過程中，鍋爐燃燒過程的自動控制是一項重要的控制內容。傳統(tǒng)的控制方式中，鼓、引風機的風量一般采用風門擋板控制，爐排電機及給粉機采用滑差調速，其弊端是調節(jié)不及時，操作復雜，不能確保鍋爐的最佳運行狀態(tài)，浪費能源。對工業(yè)鍋爐燃燒過程實現變頻調速主要是通過變頻器調節(jié)送風機的送風量、引風機的引風量和燃料進給。

　　風機負載多是根據滿負荷工作需用量來選型，實際應用中大部分時間并非工作于滿負荷狀態(tài)，由于交流電機調速很困難。常用擋風板、風門或開/停機時間來調節(jié)風量或流量，大量的電能都消耗在擋風板上。同時大電機在工頻狀態(tài)下電氣控制采用直接或Y-△起動，電力沖擊較大，勢必造成電能損耗和開/停機時的電流沖擊。并且機械沖擊大，傳動系統(tǒng)壽命短，震動及噪音較大，需要的電源容量大，功率因數較低等。

　　采用變頻節(jié)電器直接控制風機類負載是一種最科學的控制方法，當電機在額定轉速的80%運行時，理論上其消耗的功率為額定功率的（80%）3，即51.2%，去除機械損耗電機銅、鐵損等影響。節(jié)能效率也接近40%，也就是當風門開度為80%理論上可以節(jié)約一半的電能。變頻節(jié)電器是微電腦控制的很容易和上位機或者傳感器組成PID閉環(huán)的控制系統(tǒng)，節(jié)能效率將進一步提高，更容易實現工業(yè)自動化控制。

　　再如：森蘭變頻器在水泥制品行業(yè)中的應用，水泥制管機負載機械特性為大慣性負載，起動前模腔內需加足一根水泥管樁定量的混凝土，啟動后低速運行，顯然是重載起動。電磁調速器低速運行時機械特性軟，低速轉矩較差，要保證生產的正常進行，電動機的容量選得較大，這又使耗能進一步增加。近年來在水泥制管設備中，電磁調速用得較多。但電磁調速效率低，最高轉速時效率為85%，速度越低效率也越低。水泥管離心成形工藝低速的時間占50%左右，電磁調速速度低速時耗能相當大。

   變頻器用森蘭SB40S75KW 2臺，BT40S55KW 2臺。變頻器設置為外控端子操作，電位器調節(jié)變頻器的頻率。加速和減速時間設定比較長，均為120s，降速到變頻器的輸出頻率5Hz時，啟用直流制動，操作十分方便。使用了變頻器后，轉速穩(wěn)定性好，管樁的成型的質量有了較大的提高。水泥制管機是采用55kW或75kW的電磁調速電機，轉速通?？刂圃?00-1200r/min，這是根據離心制管工藝情況，對電機速度進行控制。實踐證明，采用變頻調速的方法取代電磁調速平均節(jié)能量50%左右。

   由于變頻節(jié)電器可實現大的電動機的軟停、軟起，避免了啟動時的電壓沖擊，減少電動機故障率，延長使用壽命，同時也降低了對電網的容量要求和無功損耗。為達到節(jié)能目的推廣使用變頻器已成為各地節(jié)能工作部門以及各單位節(jié)能工作的重點。

   有市場研究顯示，目前國內帶變動負載，具有節(jié)能潛力的電機在中國至少有1.8億千瓦。由此可見，能源緊張所提出的節(jié)能、降耗需求，為變頻器的應用提供了更廣闊的空間，也給變頻器企業(yè)帶來更多發(fā)展契機。

　　案例六：清華同方的“節(jié)能環(huán)保建筑主導新潮流”

　　據統(tǒng)計，中國的建筑能耗約占全國總用能量的1／4，居全國各類能耗之首，并呈現繼續(xù)上升之勢。這種局面使能耗問題已經成為制約我國經濟發(fā)展的“軟肋”。在全球能源供應趨緊的形勢下,節(jié)能已成為建筑業(yè)必須面對的另一個重要課題。

   目前建筑業(yè)的節(jié)能主要體現在窗戶設計和照明節(jié)電上。如何采用先進技術（如：自動控制技術等）來提高能源利用率、減少能源消費，加強能源管理等等，使傳統(tǒng)樓房向建設智能化樓房邁進。

　　據國內智能建筑系統(tǒng)的優(yōu)秀集成商清華同方公司負責人介紹，整座大樓的中央空調約占能耗總量的50%以上，隨著建筑物的規(guī)模的擴大，標準的提高，大廈機電設備的數量也在急劇地增加，如果說是采用現代計算機技術和網絡系統(tǒng)，對現有機電設備實現集中管理和自動監(jiān)測，就能確保所有機電設備的安全運行，還能夠節(jié)約能耗25%，節(jié)省人力約50%，并能提高樓內人員的舒適感和工作效率。

   其實,節(jié)約能源只是降低能耗的手段之一,能源供給大于消費的建筑才是今后的主要發(fā)展方向。據介紹,歐洲目前正在掀起一場"建筑革命",人們期待新一代的房屋不僅能確保能源自給自足,還能將剩余的能源輸入電網。據報導，2008北京奧運會的“鳥巢”工程將采用“太陽能”系統(tǒng)，正在向此目標邁進。

　　其實，還可以舉出許多我國的民營企業(yè)的其他案例來加以說明。由此看來，“節(jié)能降耗”已成為中國工業(yè)自動化領域里的企業(yè)發(fā)展的目標之一了。可以斷言：“節(jié)能技術全面升級，節(jié)能行業(yè)迎來了第二春”

　　三， “節(jié)能降耗”需要從自動化等高新技術中尋求出路

　　要建立資源節(jié)約型國民經濟體系和資源節(jié)約型社會，實現全面建設小康社會的宏偉目標，就必須充分利用高新技術和先進適用技術改造提升傳統(tǒng)產業(yè)，要在貫徹落實黨中央、國務院確定的“信息化帶動工業(yè)化、工業(yè)化促進信息化”的發(fā)展戰(zhàn)略過程中，增強我國傳統(tǒng)產業(yè)創(chuàng)新能力和國際競爭力，促進我國社會生產力跨越式發(fā)展。缺電是一種嚴重的公共危機，已經影響到我國的國際形象”。當前的節(jié)能已不是簡單意義的節(jié)約和少用能源，而是要靠使用先進科學技術，來提高能源的利用效率。在當今世界性市場經濟的激烈競爭中，工業(yè)企業(yè)必須應用自動化技術科學來保證產品的質量、成本和數量的優(yōu)勢。特別是在用高新技術改造傳統(tǒng)產業(yè)方面，自動化科學在工業(yè)企業(yè)的運行與發(fā)展中起到非常重要的作用。

　　下面，我們從控制和優(yōu)化的角度來看“節(jié)能降耗”如何從自動化等高新技術中尋求出路？

　?。ㄒ唬┢髽I(yè)“節(jié)能降耗”面向“一體化綜合過程自動化系統(tǒng)”

　　在工業(yè)生產過程中實現節(jié)能降耗、資源優(yōu)化，除了采用先進的工藝和設備之外，必須采用先進的過程自動化系統(tǒng)。當今的過程自動化系統(tǒng)已發(fā)展為由過程控制層（PCS）、制造執(zhí)行層（MES）和經營規(guī)劃層(BPS)三層結構組成的綜合過程自動化系統(tǒng)。企業(yè)要達到總體的節(jié)能降耗和資源優(yōu)化，獲得最大的經濟效益，提高競爭力，除了在各層次上采用先進技術和優(yōu)化技術外，還必須在系統(tǒng)集成方面采用優(yōu)化操作、優(yōu)化調度以及優(yōu)化企業(yè)資源規(guī)劃和經營管理的一體化綜合過程自動化系統(tǒng)。

　　中國自動化學會的孫優(yōu)賢院士更進一步提出：面向“三高”治理的成套專用控制裝置和專用優(yōu)化系統(tǒng)。冶金、有色、電力、化工、建材、造紙是我國工業(yè)生產六大高能耗行業(yè)，也是對環(huán)境污染最為嚴重的六大行業(yè)。在六大行業(yè)的大型工礦企業(yè)中，選擇重點能耗設備和重點污染源，分別實施以節(jié)能、降耗、治污為目標的成套專用控制裝置和專用優(yōu)化系統(tǒng)，是高端工業(yè)自動化的產業(yè)化內容。包括：節(jié)能、降耗、治污的自動化設計技術，特種執(zhí)行器和特種檢測技術，除塵、脫硫優(yōu)化控制技術，固體廢物焚燒的最優(yōu)控制技術，廢液的檢測、分離和控制技術，節(jié)能、降耗的最優(yōu)化技術，節(jié)能、降耗的卡邊控制技術，最優(yōu)燃燒控制技術，最優(yōu)調速控制技術，熱能轉換和傳遞優(yōu)化技術。

　　（二）企業(yè)“節(jié)能降耗”要自動化與信息化相結合

   國務院2005年12月2日公布的《促進產業(yè)結構調整暫行規(guī)定》提出，要重點推進鋼鐵、有色、電力、石化、建筑、煤炭、建材、造紙等行業(yè)節(jié)能降耗技術改造。因此，我們應當將精力集中到這些行業(yè)中來。

　　工業(yè)控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術，對工業(yè)生產過程實現檢測、控制、優(yōu)化、調度、管理和決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術，主要包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)控制自動化技術作為20世紀現代制造領域中最重要的技術之一，主要解決生產效率與一致性問題。雖然自動化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對企業(yè)生產過程有明顯的提升作用。在企業(yè)“節(jié)能降耗”的過程中也不例外。

　　而信息化對企業(yè)的貢獻則主要體現在，一方面提高了企業(yè)設計與生產經營水平、帶動企業(yè)管理內涵的進步、節(jié)約能源消耗、減少生產過程污染排放、促進資源的循環(huán)利用；另一方面，還可以提高企業(yè)管理水平、提高產品質量、勞動生產率和資源利用率。

   信息化能夠溝通全部工業(yè)自動化生產過程，特別是在網絡系統(tǒng)異常發(fā)達的今天，在工業(yè)自動化領域中，有成千上萬的感應器，檢測器，計算機，PLC，讀卡器等設備，需要互相連接形成一個控制網絡，而工業(yè)控制網絡將正在向有線和無線相結合的方向發(fā)展。如果說自動化系統(tǒng)是企業(yè)主體骨干，那么信息化則是企業(yè)神經系統(tǒng)。因此，企業(yè)“節(jié)能降耗”必須要自動化與信息化相結合，互相滲透才能夠取得更好的效果。

　　以電力行業(yè)為例，在電力行業(yè)中，生產自動化與管理信息化是均衡推進的。長期以來電力企業(yè)對生產過程控制的信息技術應用一向比較重視，而對業(yè)務及管理的信息化重視卻相對不足。我國電廠、電力調度的自動化水平達到國際先進水平。生產自動化與管理信息化的發(fā)展處于不平衡狀態(tài)。一方面，管理信息化滯后于生產自動化，另一方面生產自動化系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)處于相互分離狀態(tài)，彼此不能有效互通，不能實現管控一體化，數據信息不能集成共享，不利于實現企業(yè)的綜合管理。這種孤立分散的狀況不能發(fā)揮整體效益。電力行業(yè)新的運營環(huán)境要求電力信息化既要提高生產效率，又要提高企業(yè)效益。效益導向促使電力信息化由“重建設”向“重管理”轉變。這為電力企業(yè)信息化建設帶來了新的要求：不但要支持電力生產，還要支持企業(yè)經營、管理，提高管理水平與企業(yè)效益，增強市場競爭力。從而要求電力企業(yè)的IT系統(tǒng)能夠支持綜合性應用、網絡化管理、智能化決策等。

　　石化和鋼鐵行業(yè)是一個國家的能源和原材料工業(yè)，它制造的就是能源和原材料，在這樣一個大的領域中原材料消耗大、污染大，且又涉及到相應的安全問題，而為了節(jié)能、降耗，提升企業(yè)的競爭力，就必須要采取自動化技術。對于流程工業(yè)來講，以信息化帶動工業(yè)化，本質上就是自動化帶動工業(yè)化，提升企業(yè)的競爭力，只有通過這樣的手段，才能使企業(yè)的產量有所增長，原材料的產量上去了，那么整個生產也就更加安全可靠了，同樣排污也減少了，企業(yè)的效率也就真正提高了。

　　（三）大力開發(fā)“節(jié)能自動化”產品和技術

　　大力開發(fā)“節(jié)能自動化”產品和技術不但為企業(yè)“節(jié)能降耗”尋求新技術與產品，而且也為自動化技術與產品尋求新的出路。例如：

　　產品之一：上海潘登新電源公司開發(fā)的GGDZ智能照明節(jié)電柜，其設計獨特先進，將各種節(jié)電技術結合在一起，節(jié)電效果顯著，功能齊全，是一種高效安全的照明節(jié)電產品，節(jié)電率可達20％～55％以上。GGDZ照明節(jié)電柜采用美國領先的節(jié)電核心技術，以單片機控制技術和在廣大用戶中享有盛譽的本公司專利產品--潘登系列無觸點免維護電力穩(wěn)壓器為基礎，是微電腦技術、電力電子技術與變壓器技術的完美結合。實現了無極調壓穩(wěn)壓、無觸點調壓穩(wěn)壓，動態(tài)性能極好，輸出波形無畸變；同時效率極高，長期免維護。GGDZ全系列產品已獲國家電光源檢測中心等的權威認證。

　　產品之二：“潛力”牌系列智能電機節(jié)電器是一種以微電腦控制為基礎，采用先進的電子跟蹤檢測技術、移相控制技術、軟啟動技術、電子安全保護技術等多種高科技控制手段，結合電機實際運行參數，在不改變電機轉速的情況下適時調整電機輸出功率，使之與負載功率需求精確匹配，提高電機運行效率，降低電耗節(jié)約能源。

　　產品之三：ABB的節(jié)能技術，比如變頻器可以控制馬達的速度，就象汽車的變速箱。無論你是鋼鐵冶金行業(yè)，還是造紙，制漿，或是化工行業(yè)，變頻器都能在生產過程中控制電機轉速。在無需全速運轉電機時，變頻器可調節(jié)其速度，已達到節(jié)電功效。在過去的10年中，ABB變頻器已經為中國客戶節(jié)約了100億千瓦時的電能，約相當于一個核電廠兩年的發(fā)電量。

　　產品之四：天津羅升企業(yè)有限公司的氣動系統(tǒng)節(jié)能設計及應用。氣壓傳動和控制是生產過程自動化和機械化的最有效手段之一。采用氣—電或氣—液復合傳動控制系統(tǒng)，實現節(jié)能 由于微電子技術的飛速發(fā)展，計算機的應用也進入了氣動控制技術的領域。

　　產品之五：北京博控自動化技術公司和西安安德科技公司等單位的熱網自動控制與監(jiān)測系統(tǒng)：他們?yōu)楹邶埥」枮I市、大慶市、雞西市與虎林市等中小城市安裝了“城市集中供熱網的自動檢測與自動控制系統(tǒng)”。隨著城市集中供熱規(guī)模的增大和管理效率的提升，對熱網加裝自動控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的能源利用水平已經勢在必行。本系統(tǒng)可實現換熱站溫度、壓力和流量有效控制，滿足熱用戶對室溫恒定、舒適的要求。-隨著城市集中供熱規(guī)模的增大和管理效率的提升，對熱網加裝自動控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的能源利用水平已經勢在必行。

　　產品之六：浙大中控JX300X DCS，浙大中控JX300X系統(tǒng)在污水處理過程中的應用。特別是為溶氧控制尋求到合適的控制算法以及將恒頻風機更換為可以變頻的不僅僅能夠更好的完成污水處理的任務，更能夠降低能源消耗，縮短處理周期，實現優(yōu)化控制。

　　產品之七：日本神王電氣公司在世界第三代節(jié)電器的基礎上，開發(fā)了帶有自適應控制的全自動電力節(jié)電裝置，將自動控制、數字技術、通信技術一體化、使過去的節(jié)電技術又推進了一個新的階梯。Sun Sv神王節(jié)電裝置被中國節(jié)能協(xié)會列為推薦產品。

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　　產品之八：北京國智恒電力管理科技公司的“電能量及防竊電管理系統(tǒng)”?！半娔芰考胺栏`電管理系統(tǒng)”是針對于線損管理的電能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)不僅能對各電量及其它參數實時采集和傳輸，而且還提供了豐富的控制和管理功能，如用電情況實時分析、無功投切、負荷調配、缺相保護、異常報警等，對于有條件的用戶還可以實現備用變自動投切功能。

   通過先進技術與現場經驗的結合為用戶贏得良好的經濟效益與社會效益，本系統(tǒng)將幫助用電部門獲得大量的運行數據，為運行管理提供決策依據；可以幫助用電部門發(fā)現負荷中心和負載不平衡情況，相應對電源電和運行方式進行調整，降低技術損耗；通過監(jiān)測設備的運行情況為設備改造和系統(tǒng)擴容提供參考依據；及時發(fā)現無功越限，可以進行分時段無功投切，提高投切效率；及時發(fā)現用電異常情況，發(fā)出報警，達到阻止偷竊電和抓獲偷竊電的目的，減少偷竊電事件的發(fā)生。

　　產品之九：節(jié)能環(huán)保AFE技術助力西門子攫取市場先機

　　“節(jié)能環(huán)保AFE技術助力西門子攫取市場先機”這一標題出現在西門子公司的網頁上。  “全集成自動化測試臺系統(tǒng)，是西門子工廠自動化工程有限公司（簡稱“SFAE”）基于領先的TIA驅動與自動控制系統(tǒng)和AFE技術，為航空、船舶、汽車、機械制造等多個行業(yè)提供的產品，其在節(jié)能、環(huán)保方面的卓越表現為客戶創(chuàng)造了不菲的價值”。 SFAE提供的是采用了擁有專利技術的交流驅動Master Drive主動前端（Active Front End ，簡稱“AFE”）變頻器的交流電測功測試臺。其卓越的節(jié)能環(huán)保功能在能源資源緊張的今天，無疑已經在市場上搶得了先機。

　　產品之十：關于“可再生能源”的自動化技術與產品

　　我國的能源資源，尤其是優(yōu)質化石燃料(油、氣等)并不富裕，另外環(huán)保方面也有不少問題;而從長遠來看，可再生能源必然會重占重要的一席之地(用了重占二字，是因為幾百年前，可再生能源本來就是人類的主要能源)。目前，可再生能源或多或少的都有供應不穩(wěn)定的問題。如風能受氣候的影響，太陽能受日夜、季節(jié)與氣候的影響，都是很不穩(wěn)定的，更無法控制;尤其氣候變化，目前還難以長期預測。生物質能情況稍微好一點，但也不如各種化石能源那樣穩(wěn)定可靠，至少也更受季節(jié)、氣候的影響。其他的如潮汐能、波浪能等等都有類似問題，是多種可再生能源的天生重大弱點之一。如何解決，目前最普遍研發(fā)與使用且有一定成績的辦法是儲能。也可以說，儲能是大多數可再生能源研發(fā)中最普遍的課題，值得特別加以重視。而關于如何提高可再生能源的生產效率、如何提高可再生能源的儲能效率、以及如何提高可再生能源的管理效能等諸多問題，都與控制技術、系統(tǒng)工程等等有關。2007年11月14日，位于美國華盛頓市的世界觀察研究所向媒體發(fā)布了最新的研究報告《為中國的發(fā)展提供動力：可再生能源的功能》。該報告指出，到2020年，中國的能源可能有15%來自可再生能源，甚至超過這一目標。如果中國繼續(xù)致力于能源供應多樣化，到2050年，可再生能源將可能提供中國30%以上的能源需求。該報告由世界觀察研究所駐北京研究員馬天瑞和中國可再生能源學會副理事長李俊峰合作撰寫的?！罢谡咧贫ㄉ系倪h見配合企業(yè)界的智慧，正促進可再生能源大力發(fā)展。”馬天瑞還認為，“中國正日益成為可再生能源制造業(yè)的世界領袖?！?/P>

   因此，研究與開發(fā)“可再生能源”的自動化技術與產品也是工業(yè)自動化企業(yè)需要考慮到的十分重要的方向。

   類似產品還可以舉出許多?？梢哉f，未來產品的底牌：高性能與低能耗將是其主流！

　　（四）工業(yè)自動化企業(yè)應當重視“節(jié)能服務市場”

   “節(jié)能降耗”需要從自動化等高新技術中尋求出路，應當從兩個方面去理解，一是從技術領域，二是從服務領域。節(jié)能服務就是自動化技術發(fā)揮作用的另一個重要的方面。

　　目前，跨國企業(yè)爭相來華的勃勃興致讓人不得不感嘆，在我們身邊，不是缺少賺錢的機會，而是缺少發(fā)現機會的眼睛。節(jié)能服務市場正是這樣的美妙機會。據權威人士介紹，我國每年的節(jié)能潛力可達到2.5億噸標準煤。按每噸400元計算，節(jié)能的市場潛力就可以達到人民幣1000億。

　　節(jié)能服務在專業(yè)領域一般稱作“合同能源管理”，于上世紀70年代在歐美開始興起，如今已經比較成熟，但在中國還處于初級階段。

　　“高峰缺電，不可能靠多發(fā)電來解決，因為高峰期往往比較短暫，有時候可能只是一年中的幾天，如果為這個高峰值而建造更多的電廠，是對資源的極大浪費。專家說，通過市場化的方式將高峰值降下來，才是資源節(jié)約之舉，故此“合同能源管理”大有可為。作為國內節(jié)能服務先行者的上海市，已經拿出實際行動。上海市安排了3年1000萬元的補貼來支持“合同能源管理”項目。專家認為，這些資金可以起到“四兩撥千斤”的作用。

　　又如：Rockwell Automation亞太區(qū)總裁夏明偉先生介紹的“電力和能源管理體系”（PEMS）：PEMS是一個由工程系統(tǒng)、硬件、軟件、通訊網絡以及專門的服務等組成的全面方案，可滿足各種電力和能源管理包括節(jié)能的要求?！癙EMS的節(jié)能作用是通過在公司范圍內對能源消耗進行優(yōu)化控制和管理實現的。例如，一般高峰時間的用電費率遠遠高于平時的費率，PEMS通過在不同的時間調整負載，可以達到節(jié)能的目的，從而降低電費?！?/P>

　　結束語：

　　2007年11月19日，國務院總理在新加坡國立大學發(fā)表演講后回答提問時說，中國單位GDP能耗減低、污染物總量排放減低的情況后說，“今年1至9月，中國單位GDP能耗減少了1.8%，污染物排放量減少了0.28%。這是中國發(fā)展中的一個‘拐點’。過去這些數字都是上升的”。

　　在回答有關中國經濟快速發(fā)展和環(huán)境污染的提問時，溫家寶說，污染問題確實存在，而且“在中國發(fā)展很快的階段應當引起我們高度重視”。他還說，中國政府在制定“十一五規(guī)劃”時，確定的目標是在未來5年使單位GDP能耗每年減少4%，5年減少20%。污染物排放，包括二氧化硫、化學需氧量總量5年內要減少10%?！斑@是中國人在發(fā)展階段給自己加大的壓力。作為總理，我深感實現這個目標，困難非常大。他說，中國為治理環(huán)境下了很大決心?！睖丶覍殢娬{說，中國堅持這樣做下去，中國能夠發(fā)展起來，也能夠把污染降下來，“中國一定會是藍天白云的中國”。

　　雖然，近年來中國每萬元GDP所消耗的能源已在下降，與國外先進水平的差距正在逐步縮小。但是，中國經濟增長在相當程度上仍然主要依賴資源的高投入來實現，資源產出效率較低。目前，鋼鐵、有色、電力、化工等8個高耗能行業(yè)單位產品能耗比世界先進水平平均高40%以上。因此，國家仍然高度重視“節(jié)能降耗”工作。

　　2005年8月30日，國務院辦公廳專門發(fā)出《國務院辦公廳關于開展資源節(jié)約活動的通知》說：“資源供給不足已經成為經濟社會發(fā)展和實現全面建設小康社會目標的重要制約因素。同時，由于我國許多行業(yè)和地區(qū)資源利用效率低、浪費大、污染重，目前我國單位國內生產總值能源、原材料和水資源消耗大大高于世界平均水平。靠大量消耗資源支撐經濟增長，不僅使資源約束矛盾更加突出，環(huán)境壓力加大，也制約了經濟增長質量和效益的進一步提高。 ……”組織開展資源節(jié)約活動，推進資源節(jié)約工作，加快建設資源節(jié)約型社會，是緩解資源瓶頸制約，實現國民經濟持續(xù)快速協(xié)調健康發(fā)展的有效途徑；是轉變經濟增長方式，走新型工業(yè)化道路，實現全面建設小康社會目標的重要措施；是落實全面協(xié)調可持續(xù)的科學發(fā)展觀、促進人與自然和諧發(fā)展的必然要求。各地區(qū)、各部門特別是各級領導干部，要從戰(zhàn)略和全局的高度，充分認識開展資源節(jié)約活動的重要意義，牢固樹立和落實科學的發(fā)展觀和正確的政績觀，采取有效措施，扎扎實實地推進資源節(jié)約工作。2007年，中國國務院成立了以溫家寶總理為組長的國家應對氣候變化和節(jié)能減排工作領導小組，發(fā)布了《節(jié)能減排綜合性工作方案》和《中國應對氣候變化國家方案》，對節(jié)能減排和應對氣候變化工作進行全面部署。長期以來，中國政府高度重視資源環(huán)境問題，堅持實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，把節(jié)約資源、保護環(huán)境作為基本國策，努力建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。為了加快推進節(jié)能減排工作，從中央到地方，推動力度進一步加大，各項政策措施正在逐步發(fā)揮作用。上半年，全國單位GDP能耗同比下降2.78%，鞏固了去年全年單位GDP能耗下降的良好勢頭；全國二氧化硫排放量同比下降0.88%，扭轉了全國二氧化硫排放總量多年連續(xù)上升的勢頭；COD排放量同比增長0.24%，增幅比去年同期回落3.46個百分點。

　　就在十七大之后不久，胡錦濤主席到內蒙古考察工作，開發(fā)能源、節(jié)約能源是胡錦濤這次考察的一個重點。處于世界領先水平的神華集團有限責任公司煤直接液化項目一期工程即將建成，建設者們正在緊張安裝和調試。胡錦濤走進廠區(qū)，詳細了解項目建設進度、工藝流程、生產成本等情況。他對企業(yè)干部職工說，建設煤直接液化項目是一個重要戰(zhàn)略舉措，要高質量、高水平地把這個項目建設好，為保障國家能源安全作出貢獻。在億利能源化工循環(huán)經濟產業(yè)基地，胡錦濤高度評價企業(yè)采用的一體化循環(huán)產業(yè)鏈的做法，他強調，一定要按照黨的十七大提出的建設生態(tài)文明的要求，大力發(fā)展循環(huán)經濟，牢固樹立能源資源基地也要厲行節(jié)約的意識，加大節(jié)能減排力度，切實把資源利用率提上去，把能耗排放量降下來，努力實現經濟社會可持續(xù)發(fā)展。

　　這充分表明，國家領導人是非常重視“節(jié)能降耗”工作的。同時，政府各部門也都在相應地采取措施。例如：2007年8月26日，國家發(fā)展和改革委員會主任馬凱在向全國人大常委會報告國務院節(jié)約能源保護環(huán)境工作情況時承諾，2007下半年我國將從十個方面強化措施，確保節(jié)能減排目標落實到位。又如：國家標準化管理委員會副主任孫曉康2007年9月18日說，根據鋼鐵、有色、建材等主要耗能行業(yè)的節(jié)能工作需要，我國正在制訂２２項高耗能產品能耗限額標準，這些標準年內就能發(fā)布實施。 再如：馬凱還透露，在下半年開始的省級領導班子換屆考察中，將把節(jié)能減排工作作為綜合考核評價的重要內容，切實加強對地方政府領導班子和領導干部節(jié)能減排工作的考核。制定發(fā)布《節(jié)能目標責任評價考核實施方案》、《主要污染物排放總量考核辦法》，將考核結果作為對地方各級政府領導干部政績考核的重要依據。由此可以看出，國家領導人是非常重視“節(jié)能降耗”工作的。

　　在歷史上，我們中國自動化領域的專家、學者與廣大工程技術人員都曾經為國家的現代化建設貢獻過自己的力量和才智。今后，則應當力求在今后工作中，努力將自己的聰明才智在“節(jié)能降耗”領域中建功立業(yè)，并做出更大的貢獻。不辜負新時代對于我們的殷切期望?。ㄖ袊詣踊瘜W會  孫柏林）（作者鳴謝：感謝文章中的案例提供者—黃琦奇、林紅權、李楓、王文海、陳斌）

（文章為2008年《自動化與信息工程》雜志投稿，已刊登）