探析工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)

陳經(jīng)緯

摘 要：工業(yè)儀表最早在石油、化工、冶金等熱力生產(chǎn)行業(yè)得到應(yīng)用和推廣，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化控制技術(shù)推動(dòng)了工業(yè)儀表的改進(jìn)和完善，使得工業(yè)生產(chǎn)效率得到顯著提升。工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，極大促進(jìn)了工業(yè)現(xiàn)代化、自動(dòng)化的建設(shè)，在一定程度上推動(dòng)了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文對(duì)工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并分析了工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工業(yè)；自動(dòng)化儀表；自動(dòng)化控制技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)： TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）35-194-2

0 引言

近年來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)由傳統(tǒng)人工操作和控制向機(jī)械化、智能化方向的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速、高效發(fā)展。工業(yè)自動(dòng)化儀表充分融合了電力電子技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，有效提升了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。在自動(dòng)化儀表應(yīng)用的過(guò)程中，自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用，利用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)可以形成一套高效的控制系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，減少繁重的人工操作壓力，從而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。

1 工業(yè)自動(dòng)化儀表簡(jiǎn)介

1.1 工業(yè)自動(dòng)化儀表基本概念

工業(yè)自動(dòng)化儀表指的是在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，按照設(shè)定的程序和流程，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)，控制生產(chǎn)工藝、監(jiān)測(cè)生產(chǎn)流程、顯示生產(chǎn)進(jìn)度，從而保障生產(chǎn)加工任務(wù)順利完成的一系列儀表設(shè)備。工業(yè)自動(dòng)化儀表可以對(duì)各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，從而保障工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦I(yè)生產(chǎn)的控制終端，為管理者制定相關(guān)的管理決策和生產(chǎn)規(guī)劃提供可靠的參考。

1.2 工業(yè)自動(dòng)化儀表分類

工業(yè)自動(dòng)化儀表種類較多，按照不同的劃分方式可以分成不同的種類，從生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)量參數(shù)類型角度進(jìn)行分類，主要包括溫度測(cè)量?jī)x表、流量測(cè)量?jī)x表、壓力測(cè)量?jī)x表、物理位置測(cè)量?jī)x表等；從實(shí)現(xiàn)的基本功能角度進(jìn)行劃分，主要有執(zhí)行類儀表、調(diào)節(jié)類儀表、計(jì)算類儀表、顯示類儀表。以顯示類儀表為例，主要通過(guò)顯示數(shù)據(jù)、圖像以及模擬顯示，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中涉及的各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤記錄和動(dòng)態(tài)顯示，當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)磁場(chǎng)干擾，還會(huì)通過(guò)亮燈或鳴笛進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，提示相關(guān)檢修人員進(jìn)行及時(shí)調(diào)試和維修，減少生產(chǎn)事故，降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失[1]。

1.3 工業(yè)自動(dòng)化儀表性能特點(diǎn)

工業(yè)自動(dòng)化儀表的基本性能特點(diǎn)是通過(guò)微電腦技術(shù)，不斷精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)，避免笨重的外觀，提高工作的可靠性和抗干擾性能，其具體特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：一是可編程，通過(guò)軟件編程代替?zhèn)鹘y(tǒng)的順序控制，在儀表中植入軟件設(shè)計(jì)，就可通過(guò)定時(shí)和控制電路實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制，從而簡(jiǎn)化了硬件設(shè)備；二是記憶功能，自動(dòng)化儀表通常采用組合邏輯電路和時(shí)序電路完成控制操作，可以對(duì)一些簡(jiǎn)單的運(yùn)行狀態(tài)和操作進(jìn)行記錄；三是計(jì)算功能，自動(dòng)化儀表可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的計(jì)算，并且計(jì)算精度較高，例如在儀表中設(shè)定相關(guān)數(shù)據(jù)的范圍，測(cè)量數(shù)據(jù)需要與相關(guān)系數(shù)進(jìn)行乘除計(jì)算，然后與設(shè)定范圍進(jìn)行比較分析；四是數(shù)據(jù)處理功能，傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中，需要人為的對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)、校正、線性化處理等，難以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，而自動(dòng)化儀表可以通過(guò)微處理器和相關(guān)軟件形成數(shù)據(jù)綜合處理系統(tǒng)，極大提高了數(shù)據(jù)處理效率[2]。

2 工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 常見(jiàn)的自動(dòng)化控制技術(shù)

工業(yè)中應(yīng)用到的自動(dòng)化控制技術(shù)較多，本文簡(jiǎn)單分析了其中常見(jiàn)的幾種技術(shù)：①系統(tǒng)集成技術(shù)，該技術(shù)的重點(diǎn)在于通信模塊的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)綜合分析功能的完善、物理設(shè)備的配置，全面監(jiān)控生產(chǎn)活動(dòng)的各項(xiàng)環(huán)節(jié)，主要應(yīng)用于規(guī)模較大的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)，能夠有效控制生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率；②傳感技術(shù)，該技術(shù)在系統(tǒng)監(jiān)控方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，可以為工業(yè)電氣控制子系統(tǒng)收集和整理各方面的數(shù)據(jù)信息，為自動(dòng)化儀表的運(yùn)行提供操作指令；③智能技術(shù)，工業(yè)的智能化控制需要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際要求，科學(xué)、合理地選擇和配置相關(guān)的設(shè)備和儀器，將現(xiàn)代化的信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)融合到測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用中，從而有效提升機(jī)械設(shè)備的工作效率；④人機(jī)界面技術(shù)，可以對(duì)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)進(jìn)行有效調(diào)控，操作人員只需要上傳工作指令就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器儀表設(shè)備的操作和控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)[3]。

2.2 自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科技的不斷進(jìn)步，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)需要不斷進(jìn)行改革和完善，朝著智能化、創(chuàng)新化的方向不斷發(fā)展。目前，對(duì)于以太網(wǎng)在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，智能化的電氣設(shè)備得到開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，提高了自動(dòng)控制技術(shù)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性?，F(xiàn)階段的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)在通信設(shè)計(jì)方面，還主要依靠有線技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的連接。隨著無(wú)線技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中可以實(shí)現(xiàn)有線技術(shù)和無(wú)線技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，突破線纜的局限性。實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在這方面的創(chuàng)新，需要解決無(wú)線數(shù)據(jù)通信和有線數(shù)據(jù)通信存在協(xié)議上的隔閡以及無(wú)線通信的信號(hào)不夠穩(wěn)定的問(wèn)題，提高無(wú)線技術(shù)的通信質(zhì)量，使自動(dòng)化控制信號(hào)得到準(zhǔn)確傳輸。

3 工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用

3.1 工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平得到提高，自動(dòng)化儀表和自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：一是自動(dòng)控制功能，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，只需要輸入相關(guān)的控制參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)控制，緩解了勞動(dòng)壓力，還可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行線路電源的自動(dòng)切斷，可以根據(jù)生產(chǎn)和制造需要設(shè)置運(yùn)行時(shí)間，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制，避免了人工操作出現(xiàn)的各種失誤，極大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量；二是保護(hù)作用，工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際操作中，受到各種復(fù)雜因素影響，例如生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜、設(shè)備多樣化、供電線路連接不規(guī)范等，極易造成設(shè)備和電路故障，傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)和檢修難以全面掌控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致各種安全隱患問(wèn)題，通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)，在設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障或者線路不穩(wěn)定時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)安全切斷，終止運(yùn)行程序，避免了安全事故和經(jīng)濟(jì)損失，保障電氣設(shè)備的安全運(yùn)行；三是監(jiān)控功能，在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和信息技術(shù)的支持下，技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行電壓、電流、功率進(jìn)行限定設(shè)置，但超出規(guī)定參數(shù)時(shí)，通過(guò)報(bào)警裝置和信號(hào)指示對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，將各系統(tǒng)的控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效連接，通過(guò)識(shí)別電磁波信號(hào)，在遠(yuǎn)程電子顯示器中監(jiān)控相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制[3]。

3.2 工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用策略

3.2.1 提高技術(shù)應(yīng)用

工業(yè)自動(dòng)化儀表要提高對(duì)嵌入式技術(shù)手段和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段的重視程度，并對(duì)技術(shù)進(jìn)行深入的研究和分析，從而進(jìn)一步提高應(yīng)用價(jià)值。嵌入式技術(shù)主要體現(xiàn)在工業(yè)電氣的響應(yīng)系統(tǒng)中，對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行量化處理，結(jié)合系統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)，完善網(wǎng)絡(luò)連接，通過(guò)嵌入式技術(shù)做好相應(yīng)的功能準(zhǔn)備和壽命計(jì)算。此外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用則主要是對(duì)各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和傳輸，涉及通信和網(wǎng)絡(luò)兩方面的內(nèi)容，通過(guò)該技術(shù)與嵌入式技術(shù)的有效配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的有效控制。

3.2.2 加強(qiáng)儀表檢修

工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)必須加強(qiáng)工作人員的培訓(xùn)教育，使其能夠提升技術(shù)操控能力和檢測(cè)維修能力，同時(shí)嚴(yán)格規(guī)范各項(xiàng)工作規(guī)章制度，讓工作人員在生產(chǎn)加工前做好自動(dòng)化儀器的檢查工作，確保其狀態(tài)良好，并且在工作結(jié)束之后將儀器儀表的顯示數(shù)據(jù)或運(yùn)行狀態(tài)按照型號(hào)和種類專門記錄在案，定期對(duì)企業(yè)或工廠內(nèi)的自動(dòng)化儀器儀表進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)存在故障的儀器儀表及時(shí)進(jìn)行維修和更換[4]。此外，工作人員還需要經(jīng)常參加自動(dòng)化儀器儀表的新品發(fā)布會(huì)以及自動(dòng)化儀器儀表的專業(yè)知識(shí)講座，深入學(xué)習(xí)維修養(yǎng)護(hù)知識(shí)，保障自動(dòng)化儀表高效運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)需要充分借助自動(dòng)化儀表和自動(dòng)化控制技術(shù)提高生產(chǎn)效益，相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化儀表及控制技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)不斷總結(jié)和實(shí)踐應(yīng)用，完善工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制體系，提高生產(chǎn)效率，為工業(yè)生產(chǎn)提供源源不斷的動(dòng)力，提升我國(guó)的工業(yè)綜合實(shí)力，推動(dòng)我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)中的進(jìn)步和發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 高磊.工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，14：111.

[2] 詹光福.石油化工企業(yè)自動(dòng)化儀表控制技術(shù)的探索[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，02：88.

[3] 秦海珊.淺析工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)[J].輕工科技，2013，05：99-100.

[4] 康強(qiáng)，謝明軍.工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化的控制技術(shù)分析[J].電子測(cè)試，2016，06：8+22.