先进控制在石化行业的应用现状

第一篇：先进控制在石化行业的应用现状

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先进控制在石化行业的应用现状

作者：穆以东

来源：《科技创新导报》2012年第22期

摘 要:石化行业复杂的生产过程、苛刻的控制条件对控制技术提出了很高的要求,同时也推动了过程控制的理论研究和深入发展。基于先进控制的广泛应用和取得的显著效果,文章对当前各种先进控制在石化行业的应用进行了总结和深入分析,并对存在的问题和今后发展做了进一步探讨。

关键词:石化行业 先进控制 优化 故障诊断 鲁棒性

第二篇：自动化控制在油田应用

安控SCADA系统系统在新疆油田生产中的应用

一、系统概述

新疆油田公司的某个作业区需建设油田生产的自动化SCADA系统，系统规模包括300套抽油机控制器、20套三相计量控制器和15套水源井控制器。根据自动化系统设计要求，整个系统需要建立前线中心控制室并预留今后建设的基地控制室，通过Internet可以远程实时查询生产数据。系统建设完成后，前线控制室可实现无人值守，操作人员可以在基地中心控制室对油田的生产进行监控和管理。

二、技术难点

* 控制点分散。井口散布于油区各点，井口间的距离较大。配注计量站、水源井分布其间。最远控制端离中心控制室50Km左右。

自然环境恶劣。陆梁油田现场，冬天寒冷风大，环境温度最低可至零下40℃，夏天干燥炎热，油井现场设备内部温度可高达80℃左右，而且昼夜温差很大。

* 通讯环境差。其次，陆梁油田处于丘陵地区，地势变化尽管不算陡峭，但并不能完全实现点对点的可视通信。所以要求在通信系统方案设计上，应充分考虑到系统信道能否真正畅通，确保SCADA系统安全、高效运行。

* 控制复杂。抽油井及水源井实现远程起停、配注计量站实现自动排序计量。系统接口复杂。与另一套自动化SCADA系统实现无缝连接，与联合站DCS以OPC方式实现连接。

* 系统安全性要求极高。油田是生产性企业，安全生产是首先必须保证的。所以，对油田自动化SCADA系统也提出了极高安全性的要求。

三、解决方案

针对该生产区的实际工艺情况、时间工作环境情况，经综合考虑，制定了一套完整的自动化解决方案－ECHO SCADA 5000。

ECHO SCADA 5000系统已发达的计算机网络平台为基础，实现真正意义上的分布式管理。系统内每一台计算机都是一个独立节点，完成独立的任务。这种结构的最大优点就是网络中任何一台计算机出问题，不会影响其他机器的工作，而保证系统的安全、稳定运行。ECHO SCADA 5000以客户端/服务器模式实现网络数据共享，保证系统中的任何一个节点实时数据同步。本次SCADA系统需要监控采集的量包括：

井口控制器。油温、油压、负荷、位移、三相电流、三相电压、电量参数、抽油机起停状态、盘根漏油检测、控制器门开关检测。

三相计量控制器。进站油温、出站油温、管线油压、计量液位高度、含水率、上下液位状态、可燃气体浓度、水套炉液位、水套炉温度、水套炉间可燃气体浓度、大小火状态、各种阀状态等。

水源井控制器。压力、温度、流量、液位、三相电压、三相电流、电量参数、电机起停状态、水源井工作状态等。

1、使用产品

* ECHO 5309抽油机控制器由主控制器、电台、电台电源、避雷器、电源开关、接地汇流条及保护箱等组成。保护箱分为防雨遮阳罩、仪器箱两部分，为单箱体、单开门结构。保护箱可起到防雨、防晒、防尘的作用。

* 计量配水站中包含18x6（I）型计量配水站、18x6（II）型计量配水站和多通阀实验站，根据不同形式的计量站，配置不同的远程终端RTU设备ECHO 5401系列自动计量控制器。ECHO 5401系列自动计量控制器是为适应油田自动化的需要专门设计生产的，它不仅具有精确的计量程序、优良的通信能力和大容量的存储器，而且具有性能稳定、安装方便、质量可靠、实现无人值守等多种优点，特别适用于油田恶劣的环境。

*ECHO5501水源井控制器是我公司针对油田水源井控制而生产的远程控制终端（RTU），它采用了先进的工业级产品作为控制器，具有功能强，可靠性高，应用灵活，操作方便等特点。控制器既可独立工作，也可方便地联入控制网络实现远程遥测，形成SCADA系统。

* ECHO SCADA 5000 组态软件。系统可实现灵活组态，支持多种通讯协议接入。在实现系统要求功能的基础上，用户也可方便地进行维护和二次开发。

* 数传电台。MDS 2710设计用于点到多点的情况，系统数据遥测/SCADA和自动分发、油田自动化、水和污水数据遥测/SCADA以及联机事务处理应用。MDS 2710收发信机具有很强的干扰处理能力，因面能扩展数据发送范围并加强数据发送的可靠性。

数传电台

2、通讯模式

根据系统设计要求，中心控制室网络均采用以网络交换机为中心的星形结构。为保证网络的可靠性，网络所有设备均有冗余。

3、系统功能

* 井口RPC。抽油机的自动启停控制、空抽控制、负荷超限控制等；示功图的采集和现场在线显示；采集电机工作的三相电流和电压，采集和显示电流图；现场控制抽油机的启停，现场设定控制参数；远程遥控抽油机的启停，远程设定控制参数；油压、套压、回压、油温的监测；根据现场情况的不同，还应考虑控制器的防护、防盗功能。

* 计量站RTU。适用油田计量配水站的自动化系统，可以管理从12井到18井式的计量配水站并预留有15%的余量；能对油田计量站的全部生产数据，包括计量间、配水间、水套炉间进行实时监测；实现自动倒井，油气自动计量；实现液位、压力越限的自动保护；实时监测集油管汇的压力温度；实现计量间可燃气体浓度检测报警功能；含水检测；具备自动及仪表控制箱内就地电动倒井功能；计量控制器可储存1天以上的采集数据；水套炉出油温度、水套炉低液位报警、水箱低液位报警、水套炉灭火报警控制等；具有看门狗功能，当系统由于意外情况造成死机时，能够自行启动，无需维护人员现场启动。

* 水源井RTU。主控制器为ECHO5501的核心，它采集来自接线箱的各类信号；接线箱用于现场接线、信号调理和输入、输出转接；压力、流量、液位、温度、电压、电流信号为AI信号，启动箱和三通阀状态为DI信号，启动箱和三通阀控制信号为DO信号；主控制器的COM2口可与手操器笔记本电脑连接完成控制器参数的读写。

* 中控室SCADA。设备驱动程序完成系统与现场设备的数据通信；远程仿真程序实现抽油机根据设定的工作点实现自动控制，监测需要的生产数据，小键盘远程遥控操作，遥控抽油机的启停，在线采集示功图；多种报警级别，按物理位置或类型查询报警信息、多媒体技术报警、在线打印报警信息、存储报警历史信息；井口、计量站数量可任意增减，无数量限制；自动排序选井模块完成油井井号的选择及决定单井的计量时间。实现油井油、气、水三相自动计量并存储计量结果。

*中控室DMS。将统计分析或查询的结果进行输出，包括打印机输出、文件输出等。文件输出可以根据不同的需要形成不同的文件格式，如文本格式、HTML格式、Microsoft EXCEL格式等；统计图输出：针对各种统计分析结果，除生成相应的报表外，根据需要还可生成相应的曲线图、饼图、直方图等。* 中控室WEB。发布系统向用户主要提供了四大方面的数据：各实体动态数据、油井功图数据、日志信息、日报表，及相应的定制打印输出、打印预览功能。

4、应用效果评估

ECHO SCADA 5000系统的投入运行，达到了加强油田生产管理、节省操作员工、减小劳动强度、降低运行成本、提高劳动生产率的目的，取得了较好的效果。值得特别关注的是，沙漠油田一般都具有远离居住区，后勤保障困难的特点，实施油田自动化，不但可以达到以上目的，在油田开发和管理的模式上也是一种创新。

第三篇：中国石油石化行业发展历程及现状20101231

中国石油石化行业发展历程及现状

地域：国内信息类别：行业动态行业类别：钢铁

作者：发布人：钢铁行业管理审核发布时间：2010-12-31 11:12:43.01、中国石油石化行业的发展历程

从1955年到1988年，中国油气工业先后由石油部、燃料和化学工业部、石油和化学工业部以及石油工业部管理。

为了进一步促进我国能源行业的发展，我国政府在上世纪80年代对我国的油气工业进行了一系列重大重组。1982年，我国政府批准成立了中国海洋石油总公司，从事中外合作开发中国海上油气资源。1983年，我国政府批准在石油工业部的炼制和石化部门、化工部及纺织部管理的石化企业基础上组建中国石油化工总公司，从事成品油和石化产品的生产和分销业务。1988年，我国政府撤销石油工业部，在石油工业部的基础上组成了中国石油天然气总公司，从事中国陆上的油气勘探与生产业务。然而，除业务管理职能外，上述三家石油公司均在各自的范围内保留多项行政管理职能。

1998年根据全国人大第九次会议的决议，国务院批准对我国油气工业进行全面重组的计划，成立两大集团公司，即中国石油天然气集团公司和中国石油化工集团公司。这次重组的目的是提高中国石油天然气总公司和中国石油化工总公司的效率和竞争力，并分离它们的行业管理职能与业务管理职能。重组的主要目标是最终创立两大全国性的上下游一体化的油气公司，引入竞争以提高经营效率。重组结束后，中国石油集团的资产主要集中在我国的北部、东北部和西北部地区，而中国石化的资产则主要集中在我国的东部和南部地区。目前我国石油石化行业已形成以三大石油公司为主体经营的行业格局，并已打破了原有的地域界限。

中国石油集团发起设立的中国石油股份于2000年4月在美国和香港上市，在三大石油公司中第一家进入国际资本市场，2007年11月中国石油股份在上海证券交易所上市，成功回归国内A股市场。中国石化和中国海油也先后成立了各自的股份制子公司——中国石油化工股份有限公司（以下简称“中国石化股份”）和中国海洋石油有限公司，分别于2000年10月和2001年2月实现了海外上市，其中中国石化股份于2001年8月又完成了境内A股发行上市，并在上海证券交易所挂牌交易。

经过重组改制，中国石油石化行业的竞争力及经营效率显著提高，资本回报率逐步向国际同行业先进水平靠拢，我国三大石油公司在市场竞争中展示了各自的实力并确立了各自的优势，为我国石油石化企业参与国际市场竞争奠定基础。

2、中国石油石化行业主要板块概况

石油石化行业主要包括石油和天然气勘探开发生产、石油炼制与油品销售、石化产品生产及销售三个业务板块。

（1）石油天然气勘探开发生产

在中国经济持续增长的推动下，我国原油的需求不断增长，但由于受到储量的制约，我国原油生产量维持低速增长。根据中国国家统计局统计公报，2006年-2009年我国原油产量分别为1.84亿吨、1.87亿吨、1.90亿吨和1.89亿吨，原油消费量分别为3.2亿吨、3.4亿吨、3.6亿吨和3.8亿吨。

自1994年我国成为原油净进口国以来，原油供需缺口逐步扩大，进口依存度不断提高，由2004年的约39.0%上升到2009年的约52.0%。2006年、2007年、2008年和2009年我国的原油进口增长率分别达到

9.8%、14.4%、9.6%和13.9%。

受天然气需求拉动，近年来我国天然气勘探开发力度逐步加大，天然气产量快速增长。根据中国国家统计局统计公报，2006年-2009年，我国天然气产量为585.5亿立方米、693.1亿立方米、760.8亿立方米和857.1亿立方米，分别增长了17.1%、18.4%、9.8%和12.7%；天然气消费量为556亿立方米、673亿立方米、807亿立方米和887亿立方米，分别增长了11.2%、21.0%、19.9%和9.9%。中国石油和天然气的勘探开发生产板块主要参与者为三大石油公司。我国三大石油公司的原油产量与全国原油产量之比在最近三年约在90%以上。（2）石油炼制与油品销售 2009年全国累计生产汽油、柴油、煤油约22,801万吨，同比增长9.43%。中国石油股份和中国石化股份是我国主要的成品油生产商。成品油的销售通过批发、零售和直销网络进行。国内批发业务目前主要由中国石油股份和中国石化股份经营。零售市场的参与者目前很多，但主要参与者仍是中国石油股份与中国石化股份。（3）石化产品生产及销售 中国生产的石化产品主要包括乙烯及其衍生产品，包括合成树脂、合成纤维单体及聚合物、合成纤维、合成橡胶、化肥等。2009年中国乙烯产量1,066.3万吨，较上年增加8.0%；合成树脂产量4,479.3万吨，较上年增长20.6%。目前国内在石化产品生产与销售行业中参与的公司较多，并且有大量民营企业，竞争较为激烈，但中国石油股份和中国石化股份仍占据着该领域的国内领先地位。

（三）石油石化行业近期情况2009年以来，受世界经济放缓、市场需求疲软、主要产油国减产、地缘政治、美元汇率波动等因素影响，国际原油价格在经历了年初的低位调整后逐步回升，总体呈上涨态势，截至2009年12月31日，WTI原油期货价格79.36美元/桶、布伦特原油期货价格77.93美元/桶。截至2010年11月30日，WTI原油期货价格84.11美元/桶、布伦特原油期货价格85.92美元/桶。发改委分析显示，2010年三季度，全国原油产量15,030万吨，同比增长5.8%。进口原油18,116万吨（海关统计），增长24.1%。原油加工量31,074万吨，增长13.9%。其中，汽油产量增长5.3%，同比减缓8.3个百分点；柴油产量增长12.4%，加快10个百分点。全国天然气产量699亿立方米，同比增长12.2%，增速同比加快4.1个百分点。天然气产销基本稳定，运行正常。1-8月，石油石化行业实现利润2537亿元，同比增长43%。其中，石油天然气开采业利润2127亿元，增长93.2%；炼油行业利润410亿元，下降39.1%。

参考文献：

第四篇：企业内部控制在采购业务应用

企业内部控制在采购业务应用

采购，是指企业购买物资（或接受劳务）及支付款项等相关活动。其中，物资主要包括企业的原材料、商品、工程物资、固定资产等。采购是企业生产经营的起点，既是企业的“实物流”的重要组成部分，又与“资金流”密切关联。众所周知，采购物资的质量和价格、供应商的选择、采购合同的订立、物资的运输、验收等供应链状况，在很大程度上决定了企业的生存与可持续发展。采购流程的环节虽不很复杂，但蕴藏的风险却是巨大的。基于以上考虑，本文对采购的主要流程进行了梳理，明确了采购业务的主要风险点，针对性地提出了相应的控制措施。

企业在健全采购业务内部控制时，应当比照健全资金、资产业务内部控制，着力从全面梳理相关流程入手。在此过程中，企业应当对采购业务管理现状进行全面分析与评价，既要对照现有采购管理制度，检查相关管理要求是否落实到位，又要审视相关管理流程是否科学合理、是否能够较好地保证物资和劳务供应顺畅、物资采购是否能够与生产和销售等供应链其他环节紧密衔接。在此基础上，要着力健全各项采购业务管理制度，落实责任制，不断提高制度执行力，确保物资和劳务采购按质按量按时和经济高效地满足生产经营的需求。

一、采购业务流程

采购业务流程主要涉及编制需求计划和采购计划、请购、选择供应商、确定采购价格、订立框架协议或采购合同、管理供应过程、验收、退货、付款、会计控制等环节。如下图所示。该图列示的采购流程适用于各类企业的一般采购业务，具有通用性。企业在实际开展采购业务时，可以参照此流程，并结合自身情况予以扩充和具体化。

采购业务的后评估

二、各环节的主要风险点及管控措施

（一）编制需求计划和采购计划

采购业务从计划（或预算）开始，包括需求计划和采购计划。企业实务中，需求部门一般根据生产经营需要向采购部门提出物资需求计划，采购部门根据该需求计划归类汇总平衡现有库存物资后，统筹安排采购计划，并按规定的权限和程序审批后执行。该环节的主要风险是：需求或采购计划不合理、不按实际需求安排采购或随意超计划采购，甚至与企业生产经营计划不协调等。

主要管控措施：第一，生产、经营、项目建设等部门，应当根据实际需求准确、及时编制需求计划。需求部门提出需求计划时，不能指定或变相指定供应商。对独家代理、专有、专利等特殊产品应提供相应的独家、专有资料，经专业技术部门研讨后，经具备相应审批权限的部门或人员审批。第二，采购计划是企业生产经营计划的一部分，在制定生产经营计划过程中，企业应当根据发展目标实际需要，结合库存和在途情况，科学安排采购计划，防止采购过高或过低。第三，采购计划应纳入采购预算管理，经相关负责人审批后，作为企业刚性指令严格执行。

（二）请购

请购是指企业生产经营部门根据采购计划和实际需要，提出的采购申请。该环节的主要风险是：缺乏采购申请制度，请购未经适当审批或超越授权审批，可能导致采购物资过量或短缺，影响企业正常生产经营。

主要管控措施：第一，建立采购申请制度，依据购买物资或接受劳务的类型，确定归口管理部门，授予相应的请购权，明确相关部门或人员的职责权限及相应的请购程序。企业可以根据实际需要设置专门的请购部门，对需求部门提出的采购需求进行审核，并进行归类汇总，统筹安排企业的采购计划。第二，具有请购权的部门对于预算内采购项目，应当严格按照预算执行进度办理请购手续，并根据市场变化提出合理采购申请。对于超预算和预算外采购项目，应先履行预算调整程序，由具备相应审批权限的部门或人员审批后，再行办理请购手续。第三，具备相应审批权限的部门或人员审批采购申请时，应重点关注采购申请内容是否准确、完整，是否符合生产经营需要，是否符合采购计划，是否在采购预算范围内等。对不符合规定的采购申请，应要求请购部门调整请购内容或拒绝批准。

（三）选择供应商

选择供应商，也就是确定采购渠道。它是企业采购业务流程中非常重要的环节。该环节的主要风险是：供应商选择不当，可能导致采购物资质次价高，甚至出现舞弊行为。

主要管控措施：第一，建立科学的供应商评估和准入制度，对供应商资质信誉情况的真实性和合法性进行审查，确定合格的供应商清单，健全企业统一的供应商网络。企业新增供应商的市场准入、供应商新增服务关系以及调整供应商物资目录，都要由采购部门根据需要提出申请，并按规定的权限和程序审核批准后，纳入供应商网络。企业可委托具有相应资质的中介机构对供应商进行资信调查。第二，采购部门应当按照公平、公正和竞争的原则，择优确定供应商，在切实防范舞弊风险的基础上，与供应商签订质量保证协议。第三，建立供应商管理信息系统和供应商淘汰制度，对供应商提供物资或劳务的质量、价格、交货及时性、供货条件及其资信、经营状况等进行实时管理和考核评价，根据考核评价结果，提出供应商淘汰和更换名单，经审批后对供应商进行合理选择和调整，并在供应商管理系统中作出相应记录。

（四）确定采购价格

如何以最优“性价比”采购到符合需求的物资，是采购部门的永恒主题。该环节的主要风险是：采购定价机制不科学，采购定价方式选择不当，缺乏对重要物资品种价格的跟踪监控，引起采购价格不合理，可能造成企业资金损失。

主要管控措施：第一，健全采购定价机制，采取协议采购、招标采购、询比价采购、动态竞价采购等多种方式，科学合理地确定采购价格。对标准化程度高、需求计划性强、价格相对稳定的物资，通过招标、联合谈判等公开、竞争方式签订框架协议。第二，采购部门应当定期研究大宗通用重要物资的成本构成与市场价格变动趋势,确定重要物资品种的采购执行价格或参考价格。建立采购价格数据库，定期开展重要物资的市场供求形势及价格走势商情分析并合理利用。

（五）订立框架协议或采购合同

框架协议是企业与供应商之间为建立长期物资购销关系而作出的一种约定。采购合同是指企业根据采购需要、确定的供应商、采购方式、采购价格等情况与供应商签订的具有法律约束力的协议，该协议对双方的权利、义务和违约责任等情况作出了明确规定（企业向供应商支付合同规定的金额、结算方式，供应商按照约定时间、期限、数量与质量、规格交付物资给采购方）。该环节的主要风险是：框架协议签订不当，可能导致物资采购不顺畅；未经授权对外订立采购合同，合同对方主体资格、履约能力等未达要求、合同内容存在重大疏漏和欺诈，可能导致企业合法权益受到侵害。

主要管控措施：第一，对拟签订框架协议的供应商的主体资格、信用状况等进行风险评估；框架协议的签订应引入竞争制度，确保供应商具备履约能力。第二，根据确定的供应商、采购方式、采购价格等情况，拟订采购合同，准确描述合同条款，明确双方权利、义务和违约责任，按照规定权限签署采购合同。对于影响重大、涉及较高专业技术或法律关系复杂的合同，应当组织法律、技术、财会等专业人员参与谈判，必要时可聘请外部专家参与相关工作。第三，对重要物资验收量与合同量之间允许的差异，应当作出统一规定。

（六）管理供应过程

管理供应过程，主要是指企业建立严格的采购合同跟踪制度，科学评价供应商的供货情况，并根据合理选择的运输工具和运输方式，办理运输、投保等事宜，实时掌握物资采购供应过程的情况。该环节的主要风险是：缺乏对采购合同履行情况的有效跟踪，运输方式选择不合理，忽视运输过程保险风险，可能导致采购物资损失或无法保证供应。

主要管控措施：第一，依据采购合同中确定的主要条款跟踪合同履行情况，对有可能影响生产或工程进度的异常情况，应出具书面报告并及时提出解决方案，采取必要措施，保证需求物资的及时供应。第二，对重要物资建立并执行合同履约过程中的巡视、点检和监造制度。对需要监造的物资，择优确定监造单位，签订监造合同，落实监造责任人，审核确认监造大纲，审定监造报告，并及时向技术等部门通报。第三，根据生产建设进度和采购物资特性等因素，选择合理的运输工具和运输方式，办理运输、投保等事宜。第四，实行全过程的采购登记制度或信息化管理，确保采购过程的可追溯性。

（七）验收

验收是指企业对采购物资和劳务的检验接收，以确保其符合合同相关规定或产品质量要求。该环节的主要风险是：验收标准不明确、验收程序不规范、对验收中存在的异常情况不作处理，可能造成账实不符、采购物资损失。

主要管控措施：第一，制定明确的采购验收标准，结合物资特性确定必检物资目录，规定此类物资出具质量检验报告后方可入库。第二，验收机构或人员应当根据采购合同及质量检验部门出具的质量检验证明，重点关注采购合同、发票等原始单据与采购物资的数量、质量、规格型号等核对一致。对验收合格的物资，填制入库凭证，加盖物资“收讫章”，登记实物账，及时将入库凭证传递给财会部门。物资入库前，采购部门须检查质量保证书、商检证书或合格证等证明文件。验收时涉及技术性强的、大宗的和新、特物资，还应进行专业测试，必要时可委托具有检验资质的机构或聘请外部专家协助验收。第三，对于验收过程中发现的异常情况，比如无采购合同或大额超采购合同的物资、超采购预算采购的物资、毁损的物资等，验收机构或人员应当立即向企业有权管理的相关机构报告，相关机构应当查明原因并及时处理。对于不合格物资，采购部门依据检验结果办理让步接收、退货、索赔等事宜。对延迟交货造成生产建设损失的，采购部门要按照合同约定索赔。

（八）付款

付款是指企业在对采购预算、合同、相关单据凭证、审批程序等内容审核无误后，按照采购合同规定及时向供应商办理支付款项的过程。该环节的主要风险是：付款审核不严格、付款方式不恰当、付款金额控制不严，可能导致企业资金损失或信用受损。

主要管控措施：企业应当加强采购付款的管理，完善付款流程，明确付款审核人的责任和权力，严格审核采购预算、合同、相关单据凭证、审批程序等相关内容，审核无误后按照合同规定，合理选择付款方式，及时办理付款。要着力关注以下方面：第一，严格审查采购发票等票据的真实性、合法性和有效性，判断采购款项是否确实应予支付。如审查发票填制的内容是否与发票种类相符合、发票加盖的印章是否与票据的种类相符合等。企业应当重视采购付款的过程控制和跟踪管理，如果发现异常情况，应当拒绝向供应商付款，避免出现资金损失和信用受损。第二，根据国家有关支付结算的相关规定和企业生产经营的实际，合理选择付款方式，并严格遵循合同规定，防范付款方式不当带来的法律风险，保证资金安全。除了不足转账起点金额的采购可以支付现金外，采购价款应通过银行办理转账。第三，加强预付账款和定金的管理，涉及大额或长期的预付款项，应当定期进行追踪核查，综合分析预付账款的期限、占用款项的合理性、不可收回风险等情况，发现有疑问的预付款项，应当及时采取措施，尽快收回款项。

（九）会计控制

会计控制主要指采购业务会计系统控制。该环节的主要风险是：缺乏有效的采购会计系统控制，未能全面真实地记录和反映企业采购各环节的资金流和实物流情况，相关会计记录与相关采购记录、仓储记录不一致，可能导致企业采购业务未能如实反映，以及采购物资和资金受损。

主要管控措施：第一，企业应当加强对购买、验收、付款业务的会计系统控制，详细记录供应商情况、采购申请、采购合同、采购通知、验收证明、入库凭证、退货情况、商业票据、款项支付等情况，做好采购业务各环节的记录，确保会计记录、采购记录与仓储记录核对一致。第二，指定专人通过函证等方式，定期向供应商寄发对账函，核对应付账款、应付票据、预付账款等往来款项，对供应商提出的异议应及时查明原因，报有权管理的部门或人员批准后，做出相应调整。

三、采购业务的后评估

由于采购业务对企业生存与发展具有重要影响，需要强调企业应当建立采购业务后评估制度。就此，企业应当定期对物资需求计划、采购计划、采购渠道、采购价格、采购质量、采购成本、协调或合同签约与履行情况等物资采购供应活动进行专项评估和综合分析，及时发现采购业务薄弱环节，优化采购流程，同时，将物资需求计划管理、供应商管理、储备管理等方面的关键指标纳入业绩考核体系，促进物资采购与生产、销售等环节的有效衔接，不断防范采购风险，全面提升采购效能。

阜康天山水泥有限责任公司

蒋新杰

第五篇：智能控制在现代工业中的应用

智能控制在现代工业中的应用

1现代工业系统的特点与智能控制的形成

智能控制形成的工业因素 随着科学技术的不断进步和工业生产的不断发展，现代工业生产过程，特别是复杂工业生产过程的控制与综合自动化越来越成为人们所必须面对的问题。它既是推动自动控制理论和系统科学发展的强大动力，同时也对自动控制提出了前所未有的挑战，其表现为：（1）被控对象日益复杂被控对象往往是无穷维的复杂系统，表现出很强的分布特性，而利用有限参数模型设计的控制，其有效性不能保证。这种复杂性还表现在被控对象与环境的关系上，如不确定性因素增多，缺乏先验知识，环境干扰具有多样性、时变性和随机性，系统与环境、系统的各子系统之间和系统内部的关联性相当强且复杂。（2）高度的不确定性现代工业系统的结构、参数和环境都具有高度的不确定性，系统和环境有许多未知因素，如环境的动态变化、输入信息的多样化和数据量显著增加等，而且其信息结构也发生了质的变化，包括信息的不可预知性、不完全性等。（3）多层次、多目标的控制要求现代工业控制所追求的已不仅仅是低层次上单一的品质，而是力求实现多样化、多层次的综合目标，包括协调、调度、管理及决策等。（4）控制手段的经济性基于实时性、生产成本和操作工素质等因素的考虑，控制手段不允许过分复杂。现代工业生产为追求高质量、高可靠、高效益、高适应性的“四高”目标，一方面其生产规模越来越庞大，节奏越来越快，工艺越来越复杂；另一方面基于严格和精确的数学模型描述基础上的传

统控制理论的分析、综合与设计技术与现代工业生产的控制实践存在着巨大的鸿沟，理论与应用之间存在着严重的不协调性，面对复杂的工业对象，2工业自动化控制系统

在自动化（automation）不断完善和发展的今天，自动化水平已经成为衡量企业现代化水平的一个重要标准，而自动化的一个重要分支——工业自动化，更是生产型企业提高生产效率，稳定产品质量的重要手段。我国的自动化发展历程也经历了以“观测”为主的第一阶段，以“观测”并“人为反应”的第二阶段，已经逐渐进入到“自动测量自动反应”的第三阶段。这些进步，同时需要控制理论和实践的完善，智能控制（intelligent controls）作为现代控制理论基础上发展起来的新型控制理论，已经广泛应用于各个自动化领域，全自动洗衣机就是典型的智能控制自动化的例子。

一个控制系统包括控制器（controller）、传感器（sensor）、变送器（transmitter）、执行机构（final controlling element）、输入输出接口（I/0 interface）五部分组成。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器，这样完成了一次正常的运算控制操作。按照自动控制有无针对对象来划分，自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。区分“开环控制”和“闭环控制”最直接的办法是看是否有最终对象的反馈，当然这个反馈不是人为直观观察的。例如向一个容器里加水，有水位测量设备，水位到达设定的高度，水龙头自动关

断，这就是“闭环控制”；如需人为的看水是否到了设定的高度，而去人为的关水龙头，这就是“开环控制”。当然，智能控制，目标是不需要人为干预，所以，我们可以简单的认为“开环控制”是人为干预控制，不能完全体现智能控制的特点，所以在这里不去深究它。“闭环控制”按照执行机构的不同，可分为“状态闭环控制”和“调节闭环控制”。区分“状态闭环控制”和“调节闭环控制”的办法是看对执行机构的作用方式，如上例中，如果水龙头是开关两位的，在水位到达设定的高度，自动关断水龙头，则此为“状态闭环控制”；如果水龙头是可调节的，根据水位高度的不同，调节水龙头开度的大小，通过加水量的不同，让水位保持平衡，此为“调节闭环控制”。

目前工业自动化控制中，“状态闭环控制”多用于保护类控制，例如汽机的ETS，锅炉的MFT，化工的ESD，水泵保护等等。其优点是反应比较快，控制器本身不需要复杂的计算，通过逻辑运算基本可以实现；其缺点是一旦收到的反馈信号为假信号，则按照假信号进行动作，工程上多称之为“误动”。由于动作迅速（一般是以“毫秒”为单位进行计算），所以一旦误动产生，无法在执行之前或之中做出人为反应处理，只能事后补救，而一些重要的保护一旦产生误动，其影响和损失都是比较大的。针对这个问题，根据现场“状态闭环控制”的重要性和损失性，需要将反馈信号进行品质判断处理，判断出信号的真实性，如果是假信号，则保持原信号不变，不触发执行机构工作，避免误动。而且几乎所有的“状态闭环控制”都有是否允许执行的开关，即联锁按钮。联锁按钮可根据实际情况，屏蔽控制内容，这样就可以部分的对其进行提前控

制，把误动的可能性减到最低。

“调节闭环控制”相对“状态闭环控制”要复杂一些，需要控制器进行复杂的运算，计算出输出的结果给执行机构，执行机构进而调节被调节对象。从时间上来讲，“调节闭环控制”是不间断的时时进行计算和输出，其周期决定于控制器的运算周期。“调节闭环控制”需要人为或通过系统计算给定一个被控制对象的理想的状态数值（给定值 set value，简写为S），控制器会比较实际的被控制对象的数值（测量值 practicalvalue，简写P）与给定值之间的偏差，并计算出输出到执行机构的值（输出值 outputvalue，简写O）给执行机构，执行机构变化，使测量值改变，控制器再次比较测量值与给定值的偏差（以下简称偏差），进行下一循环的计算并输出。“调节闭环控制”一般常用的控制方式是“比例积分微分控制”即“PID控制”或“PID调节”。PID控制器就是根据偏差，利用比例（proportional）、积分（integration）、微分（differentiation）计算出控制量进行控制的。PID控制器问世至今已有近几十年的历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。很多盘装仪表控制器就具备很好的带有记忆功能的PID控制功能。“调节闭环控制”对控制系统中各个环节设备性能的要求比较高，如对执行机构，要求执行机构的线性度要高，不能是越阶式执行。同时，“调节闭环控制”因为是时时调节控制，所以对执行机构的机械部分磨损比较大，部分的影响执行机构的寿命。

在“调节闭环控制”中，对控制系统的各个部分的工作状态也有所要求，同例如执行机构，“调节闭环控制”要求执行机构是工作状态是在“线性区域”工作，而不是死区。所谓死区（dead zone），又称仪表不灵敏区，是指输入量的变化不致引起该仪表输出量有任何可察觉的变化的有限区间。例如一个执行机构，接收4~20mA线性信号，输出动作是0~100%的机械力，那么当输入的信号是4.0005mA的时候，执行机构是不动作的，此时4.0005mA是处于执行机构的死区内。阀门是最典型的执行机构，阀门的工作特性曲线图（如图01）表示出了阀门死区与工作线性区的特点。图中Y轴代表的是阀门输出的机械动作，即实际开度；X轴代表接受到的执行命令大小，即要求开度。由图可知，阀门在关闭时刚开始接收到开信号时阀门无实际动作，这段区域即是死区，然后在接受到一定的信号值后，阀门开始大幅度动作，然后进入到一个相对平缓的直线运行区域，这段相对平缓的直线即线性区（linear zone）。然后再经过大幅度动作区，死区，到底满开度。关闭亦然。实际中，很多阀门在实际中是不可能完全达到0%和100%开度的，也就是说0%开度阀门一定或多或少有一些流量，而100%开度也不可能是0阻力流动的。

了解了“调节闭环控制”的执行机构特点，之后进行调节，方法多为PID调节。而PID调节有很多计算方法，实际应用却多用“试凑法”，即先通过经验预设一组PID参数值，再根据实际效果调节参数值，达到预期的目的。所以实际中主要调节什么参数，如何去调节PID参数，是最直接需要掌握的内容。

首先要知道所调试的调节系统的作用方式，即正作用还是反作用。如果被调节对象的测量值大于给定值，则增大执行机构输出值，此为正作用。反之为反作用。同一个容器，即有进水阀，也有排水阀，被调节对象是水位，那么如水位高于期望值，需减小进水阀的开度，进水阀为反作用；需增大排水阀开度，排水阀为正作用。正反作用是PID调节的基础，是执行机构的方向问题，找对了方向，才有可能向好的调节效果上发展。

其次要了解的，就是P、I、D的含义了。比例、积分、微分在PID调节的作用。

比例（P）控制是一种最简单、最基础的控制方式。其控制器的输出与偏差信号成比例关系。比例控制的输出曲线如图02所示，其输出

是一条始于原点的直线，而直线的斜率是由比例增益确定的。调节的一方面，测量值和给定值无限接近，即偏差值很小越好，从而满足调节的精度：另一方面，调节需要具有一定的幅度，以保证调节的灵敏度。解决这一矛盾的方法就是事先将偏差信号进行放大。比例增益就是用来设置差值信号的放大系数的。笼统的讲比例增益就是放大倍数。一般在初次调试时，比例增益可按中间偏大值预置．待设备运转时再按实际情况细调。而系统当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差，其测量值曲线的表现是等幅振荡。

积分（I）控制对比例控制有强烈的制约效应。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分”。随着时间的增加，积分作用会增大。这样，即便偏差很小，积分也会随着时间的增加而加大，它反向推动控制器的输出，使稳态误差减小，直到等于零。积分曲线如图03所示，其作用方式是只要有偏差，并且偏差在允许偏差范围只外，积分就会起作用，反作用拉动比例增幅。反之

如果无偏差或者偏差在允许范围内，积分作用消失。调节积分的参数是积分时间，由比例控制可知，比例增益越大，由于惯性导致“超调”，然后反过来调整，再次超调，形成振荡。引入积分的效果是，使经过比例增益放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大，从而减缓其变化速度，防止振荡。但积分时间太长，又会当反馈信号急剧变化时，被控物理量难以迅速恢复。因此，积分时间的取值与拖动系统的时间常数有关：拖动系统的时间常数和积分时间是成正比的。

微分（D）控制是在调节系统在进行比例控制和积分控制之前进行的超前控制，采用微分控制的主要原因是控制系统中有滞后性。系统在比例控制之后，被控物理量值未及时的变化，而是比例控制超调的时候开始变化，此时积分作用已不能对比例进行很好的反拉动作用，比例因为惯性在达到理想输出时向反方向移动，无限制振动。这样就需要微分提前控制，微分控制曲线如图04，微分作用是在比例控制之前，提前输出作用于被控对象，抵消滞后时间，而后比例控制和积分控制起作用，从而避免了被控量的严重超调。微分根据差值信号变化的速率，提前给出一个相应的调节动作，从而缩短了调节时间，克服因积分时间过长而

使恢复滞后的缺陷。微分控制参数主要是微分时间，微分时间的取值也与拖动系统的时间常数有关，拖动系统的时间常数与微分时间也是成正比关系。

PID控制是比例、积分、微分结合作用控制，目前比较常见的是PI控制和PID控制，根据实际的被控对象不同，选择的控制组合方式也不同，但目的曲线是相同的，如图05所示，图中Y轴代表测量值及给定刻度。X轴代表时间，给定值是固定的，所以是一条平行于X轴的直线，理论上，我们希望的曲线，是被控量直接向给定量靠近，进而重合，如曲线“理想状态下的被调节对象测量值曲线”，但实际中并不能实现，客观上比较理想的是图中“调节较好的被调节对象测量值曲线”，被控量围绕给定量振荡几个周期后，靠近给定量。实际中，被控量和给定量是不可能完全重合，存在动态的偏差。至于是否能稳定，或者经过几个周期才平稳，要取决于参数的设置，各个控制环节的性能，还有外扰。3 智能控制技术发展趋势展望

目前，控制理论与技术向着2个方向发展，一是就一个理论或方法本身的深入研究；二是将不同的方法适当地结合在一起，相互取长补短，发挥各自优势，形成新的控制系统，获得单一方法所难以达到的效果，最近出现了下面几种智能控制中的混合算法。由于专家系统控制、模糊控制和神经网络控制各有特点，因此目前有些研究者集成这些方法，形成了模糊神经网络控制和专家模糊控制等多个方向。例如，一种基于神经网络的模糊焊接控制方法、基于进化计算和神经网络的财政预算方法、用于医学诊断的粗集神经网络专家系统 和基于模糊专家系统的不稳定电压控制。子波变换、遗传算法与模糊神经网络的结合、以及混沌理论等，也将成为智能控制的发展方向。4 结束语

智能控制已初具学科体系，包括基础理论、技术方法和实际应用等方面。在基础理论方面，涉及传统人工智能的知识表示和推理、计算智能(如模糊计算、神经计算和进化计算等)和机器学习等。在技术方法方面，对专家控制、模糊控制、神经控制、学习控制和仿人控制等系统加以研究。目前，在世界范围内，智能控制和智能自动化科学与技术正在成为自动化领域中最兴旺和发展最迅速的一个分支学科，并被许多发达国家确认为面向2l世纪和提高国家竞争力的核心技术。