能源问题从未像今天这样强烈地牵动着业界神经。在“油荒”、“煤荒”、“电荒”等能源紧缺信号频频闪现之后，化工、电力、冶金等能耗大户生产的节能降耗更是成为业界广泛关注的话题。自动化技术在工业生产中的应用能为节能降耗做些什么？效果怎样？针对节能要求，自动化技术将如何发展？针对这一系列的问题，本次我们特别邀请行业专家与自动化企业共论“自动化与节能”，希望能为读者带来有益的启迪，为工业生产的节能尽绵薄之力。

我看“节能降耗”

何建军先生：我国目前正处于工业化、城镇化加快发展的重要阶段，工业结构中冶金、水泥等高耗能产业比重较大，能源消耗量随经济发展不断快速增加。虽然能源产量屡创新高，但能源供需的矛盾却越来越突出，甚至出现了能源消耗增长高于经济增长的不良势头。为缓解能源瓶颈制约经济发展，不能单单依靠开发新能源和提高能源产量，更有效的办法应该是坚持开发与节能并举、节能优先的方针，在全国范围内各行各业大力推进节能降耗。节能降耗工作是当前经济工作的一项紧迫任务。根据“十一五”发展规划，衡量我国经济运行状况的好坏，不但要看“人均GDP”，还要考核“单位GDP能耗”。到2010年，要实现单位GDP能耗比2005年下降20%左右。因此，针对工业企业的耗能现状，携手自动化企业共同探讨节能降耗的解决方案，提高能源利用率，具有十分重要的现实意义。

自动化能为工业节能降耗做些什么？

夏德海先生：节能与自动化息息相关，但二者之间的主次关系却不容忽视。节能是在工业生产的过程中所要求达到的目标之一；而自动化则是为了要达到此目标而采用的检测与控制的方法和工具。

应用自动化而实现节能的途径有：

1.尽量采用低阻损的流量测量元件或仪表。

如果用标准孔板测量蒸汽，压缩空气或水的流量，其不可回复的压力损失（阻损）一般在0.15～0.25kgf/cm2之间，而用文丘里管、喷嘴、V锥、涡街和笛形均速管……时，可以减少阻损，如用超声波或电磁流量计时可以说没有阻损。减少阻损就意味着节能。但是流量仪表的选型比较复杂，因为要考虑到被测介质的性能与工艺参数。要求的测量精度、管径的大小与要求的直线段，还有价格、安装、维护与运输等因素，所以一方面不能完全排除标准孔板；而另一方面也不能用单一的品种来覆盖所有的应用面。智能在综合考虑各种因素的情况下，尽量采用节能的仪表。

2.采用变频器。

在大型风机上采用变频器调速来控制流量对比以往用挡板来调节流量的方法节能效果非常明显。

3.开发和推广低功耗的自动化产品。

4.对现有的、传统的生产过程进行优化控制。

对现有的、传统的生产过程进行优化控制一般也能节能，但是要注意工艺设备的可控性。自动化是为生产服务的，但在一定的条件下（如采用了先进的自动化装备），这种关系也会转化，也就是说自动化有可能对传统的、已有的工艺设备和生产条件提出要求。例如原材料的成分，能源的热值波动不能过大，而且必须充分供应，工艺设备（包括辅助生产设备）的能力能满足生产需要而且没有跑冒泄漏等现象。这种先进的自动化装备才能充分发挥其作用。换句话说，就是在改造自动化的同时必须与工艺设备的改造同步进行。

5.加强管理，避免“孤岛”现象。

工业生产是一个庞大的系统工程，局部优化，有时并不能体现出整体优化。以钢铁生产为例，当对加热炉进行优化控制后，有了节能效益，但如果与轧钢机的轧制节奏不能很好配合，加热的钢坯不能及时出炉而不得不在炉内保温，这样节能的效果就会大打折扣而不能充分体现。要避免“孤岛”现象，又涉及到调度与管理的自动化问题。

6.为新工艺、新设备“保驾护航”。

用高新科技革新工艺流程，并研发出新的工艺设备是提高节能效益的安全途径。而自动化则在其重要部分，关键参数上解决其测量与控制问题，使之能高效而安全地生产，起到了“保驾护航”的作用。

综上所述，从节能的效果来看，1～5的途径，充其量也只能是个一位数；而第6种途径的节能效果至少也是个二位数。二者相差一个数量级。孰大孰小，也就不言而喻了。

当前节能的形式十分严峻，但相信在政府领导下，依靠各方面的努力必将完成或超额完成“十一五”规划所规定的节能20%的任务。

何建军先生：在工业生产中，电机系统应用范围十分广泛。据统计，我国电动机的总装机容量约为5.8亿千瓦，占全国总耗电量的60%～70%；现在却只有不到2000万千瓦的电动机是采用变频调速控制的，电机系统的运行效率平均要比国外低近20%，其电能消耗和节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%～25%。为改善电机系统的运行效率，“电机系统节能”已列为国家发改委的重点节能工程之一；从工业自动化发展的角度看，变频调速一定会在工业生产的电机系统节能发挥越来越重要的作用。

在低压（380～690Ｖ电压等级）领域，变频调速技术的应用始于80年代末，现已在电力、冶金、石化、水处理、造纸、食品、半导体、纺织等多种行业的各类电机系统中得到广泛应用。在中压（3kV、6kV和10kV电压等级）领域，我国从90年年代末开始引入中压变频调速技术，普及推广程度还远远不能达到低压领域的水平，目前主要应用于冶金、电力、石化、水处理等行业中的大功率风机、水泵、压缩机等具有变转矩特性的电机系统，使得普通电动机及其拖动负载无需任何改动即可按照生产工艺要求自动调节转速输出，改变了普通电动机以往只能定速运行而风量、流量、压力的控制必须依赖阀门、挡板等机械设备的节流来调节的陈旧模式，不但可以节约大量电能，而且显著改善电机系统的起动和运行性能，综合经济效益显著，市场前景非常广阔。

罗克韦尔自动化是一家专注于工业自动化的跨国公司，拥有多个工业自动化领域的知名品牌，如艾伦-布拉德利Allen-Bradley的电气控制产品、道奇品牌Dodge的机械动力传输产品、瑞恩电气Reliance Electric的电机产品以及罗克韦尔软件Rockwell Software的工控软件等，为客户提供全方位的自动化解决方案。其中，Allen-Bradley（AB）品牌下的PowerFlex中低压变频器是罗克韦尔自动化传动事业部的主打产品，在北美市场一直占据绝对领先地位。在中国市场PowerFlex中低压变频器凭借卓越的产品品质和优良的售后服务，近年来业绩高速增长。ABPowerFlex系列变频器从低压到中压，从微小功率到大功率，从简单到高性能，产品齐全，充分满足各行业的应用需求。低压变频器产品分两大类，一类是PowerFlex4系列元器件级变频器，包括经济实用的PowerFlex4/40（0.2～11kW）和节能专用的PowerFlex400（2.2～110kW）变频器，专为满足全球OEM和最终用户在安装灵活、节省空间、使用方便、经济实用的通用控制要求而设计；另一类是PowerFlex7系列自动化级变频器，包括PowerFlex700（0.37～132kW）、PowerFlex700H（132～800kW）和PowerFlex700S（0.37～1200kW），拥有强大的网络控制功能并标配EMC输入输出滤波器，专为满足各类民用及工业环境的高性能控制要求而设计。PowerFlex7000（2.3～6.6kV，150～25400kW）是罗克韦尔自动化以全球运行最多的中压变频器应用经验、成熟的高压功率器件技术及PowerFlex变频器家族相容的控制技术为基础，于2000年成功推出的第三代中压变频器产品。输入测采用18脉冲或PWM整流，输入波形为正弦波，直接满足GB/T14549-93及IEEE519-1992谐波抑制标准；输出侧采用CSI－PWM逆变，输出波形为正弦波，对电机无任何附加要求；采用6500V的高压元件直接架构2.3～6.6kV“高－高”变频，固有四象限运行和能量回馈能力，元件数量少，结构简单，可靠性高，使用方便。迄今为止，Powerflex7000中压变频器在中国的冶金、水泥、石化、电力和水处理等行业已成功销售400多台，获得广泛好评，为客户的电机系统提供了切实可行的节能解决方案。

在节能的大背景下，自动化产品的技术发展方向是什么？

何建军先生：自动化产品的技术发展方向不但要解决工业生产工艺流程的自动化问题，而且要努力提高工艺流程各个环节的工作效率，降低使用成本和维护成本。罗克韦尔自动化提出的全方位自动化解决方案，代表了工业自动化的发展趋势，我们相信AB Power Flex系列中低压变频器作为工业生产中电机系统节能降耗的关键设备，一定会随着公司提供的全方位自动化解决方案被更多用户所接受。