工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)研究

石澤宇

（山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司，山東日照，276800）

工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)研究

石澤宇

（山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司，山東日照，276800）

科學(xué)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步提高了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的自動化程度，機(jī)器全自動化已愈發(fā)凸顯其對人工操作與傳統(tǒng)操控方式的替代作用。隨著工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中的日益普及，其重要性會越來越顯著。文章圍繞工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)，進(jìn)行二者原理、分類以及應(yīng)用等層面的研究。

工業(yè)技術(shù)；自動化儀表；自動化控制技術(shù)

0 引言

當(dāng)前，工業(yè)自動化儀表在農(nóng)業(yè)、工業(yè)設(shè)計以及國防等相關(guān)領(lǐng)域均已占據(jù)不可替代的一席之地，為迎接科學(xué)、信息等技術(shù)的發(fā)展與挑戰(zhàn)，應(yīng)不斷強(qiáng)化對控制技術(shù)的分析，以此實現(xiàn)工作的進(jìn)一步發(fā)展與創(chuàng)新改進(jìn)。

1 工業(yè)自動化儀表原理與分類

相較于以往的熱工儀表而言，工業(yè)自動化儀表及其發(fā)展取得了顯著的成績，它不再依賴于手工操作，無需工作人員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督，各項操作任務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動記錄、測量與控制，節(jié)省了大量的人力、物力與財力。此外，借助于工業(yè)自動化儀表，人們所需信息會自動傳輸至數(shù)據(jù)終端，大幅提高了記錄與檢測等工作的準(zhǔn)確性與實效性，對存在于現(xiàn)代化技術(shù)中的低能耗與高效益要求予以滿足。

1.1 工業(yè)自動化儀表原理

利用工業(yè)自動化儀表，工作人員無需再開展現(xiàn)場操作與實際操控等工作，自動化儀表能夠?qū)⑺钄?shù)據(jù)與信息傳至末端，并對其進(jìn)行再次處理。此階段的工作原理如下：以力矩平衡、電平衡以及力平衡等原理為指導(dǎo)，利用變送器對經(jīng)由傳感器得到的各項參數(shù)（溫度、濕度、壓力、電流等）進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并進(jìn)一步放大所得數(shù)字，由此將各項數(shù)值傳送于顯示元件，顯示元件會對所得數(shù)據(jù)與測試值做出對比與分析，提出相應(yīng)的處理建議，以此達(dá)到平衡狀態(tài)。

1.2 工業(yè)自動化儀表的種類

工業(yè)自動化儀表有豐富的種類，以發(fā)揮的功能為依據(jù)，可劃分為調(diào)節(jié)、計算、顯示、執(zhí)行以及信號轉(zhuǎn)換等類型，而以測量的內(nèi)容為依據(jù)，又可劃分為溫度、壓力、流量、流程分析以及機(jī)械量等類型。文章根據(jù)所發(fā)揮的功能，對幾類常見儀表進(jìn)行簡要介紹。

（1）顯示儀表。該類儀表用于顯示與記錄被測參數(shù)，當(dāng)它在使用的過程中發(fā)生異常之時，會采取故意高報或低報的方式引起操作人員的注意。以所顯示的角度為依據(jù)，顯示儀表可劃分為模型顯示儀表、數(shù)據(jù)顯示儀表以及圖形顯示儀表三種類型。

（2）檢測儀表。它能夠檢測被測變量數(shù)值的大小，并借助變送器對被測變量值進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其成為變化上下限都位于標(biāo)準(zhǔn)化取值區(qū)間內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)信號。

（3）調(diào)節(jié)儀表。該類儀表有自動控制功能，通過預(yù)先設(shè)定好的程序，儀表可以在一種封閉的環(huán)境中自行控制各項被控制變量。根據(jù)儀表所發(fā)揮的作用，又可將調(diào)節(jié)儀表劃分為微分類調(diào)節(jié)儀表、比例積分類調(diào)節(jié)儀表以及比例積分微分類調(diào)節(jié)儀表三種類型。

（4）執(zhí)行儀表。作為工業(yè)生產(chǎn)過程中終端控制的一個重要元件，執(zhí)行器所發(fā)揮的作用難以替代，它由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)共同組成，根據(jù)調(diào)節(jié)器發(fā)出的信號，從正向通路中對物料給定的量或節(jié)能量進(jìn)行直接調(diào)節(jié)，并在此工作完成之后調(diào)節(jié)相應(yīng)的溫度、流量、壓力以及液位等參數(shù)。

（5）計算儀表。該類儀表用于對所輸入的參數(shù)變量進(jìn)行數(shù)學(xué)運算。以運算的關(guān)系為依據(jù)，可劃分為加法類計算儀表、乘法類計算儀表以及開方類計算儀表等。

2 自動化控制技術(shù)的原理與應(yīng)用

在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)與制造業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)，機(jī)械與電氣等的一體集成會形成相應(yīng)的自動化控制技術(shù)與理論。

2.1 自動化控制技術(shù)原理

自動化控制技術(shù)有半自動化與全自動化的劃分。舉例而言，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)劃，機(jī)器與設(shè)備可進(jìn)行全自動化或半自動化的運轉(zhuǎn)。其中，全自動化控制中的操作人員無需直接參與生產(chǎn)過程，他們只需按照生產(chǎn)要求與進(jìn)度設(shè)計控制程序即可；而進(jìn)行半自動化控制之時，操作人員需要借助設(shè)施、設(shè)備、機(jī)械、儀器或者手工參與至生產(chǎn)過程中。

自動化控制技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，利用自動化控制技術(shù)，工作人員可以從繁重的體力勞動、部分簡單腦力勞動以及惡劣的工作環(huán)境中得到解脫，這能在極大程度上對勞動生產(chǎn)率予以提高，節(jié)省人力、財力等的開支，為企業(yè)創(chuàng)造更高的利潤。所以，自動化控制技術(shù)成為企業(yè)走向現(xiàn)代化的重要條件與顯著標(biāo)志。

2.2 自動化控制技術(shù)應(yīng)用

（1）過程自動化。通過對此項技術(shù)予以采用，石油煉制與化工生產(chǎn)企業(yè)能夠完成對流體與粉體的化學(xué)處理。通常，過程控制系統(tǒng)由三部分組成：檢測儀表、調(diào)節(jié)器與計算機(jī)，過程自動化能夠?qū)崿F(xiàn)加工爐、精餾塔以及整個工業(yè)生產(chǎn)的最優(yōu)控制。

（2）機(jī)械制造自動化。機(jī)械制造自動化是機(jī)械、電氣以及自動控制的結(jié)合體，較多應(yīng)用于離散工件的處理中。計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展加速了多品種小批量柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)的產(chǎn)生，作為計算機(jī)與生產(chǎn)制造系統(tǒng)集成而來的工廠自動化控制系統(tǒng)，自動化車間的成立建立在柔性制造生產(chǎn)系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，它在信息與生產(chǎn)管理中對自動化予以同步實現(xiàn)。

（3）管理自動化。管理自動化是對企業(yè)中人力、物力、財力等資源以及生產(chǎn)與辦公進(jìn)行自動化控制。該技術(shù)具有綜合性，以信息處理為中心，對計算機(jī)、通信以及控制等理論知識加以運用。管理自動化一般需用到由多臺運行速度快且能處理大量信息的計算機(jī)以及各種終端共同組成的局域網(wǎng)絡(luò)?；诠芾硇畔⑾到y(tǒng)的應(yīng)用，現(xiàn)代管理自動化已成功構(gòu)建起決策支持系統(tǒng)，為高層管理人員的決策制定提供備選方案。

3 結(jié)語

工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)對我國技術(shù)的革新與生產(chǎn)力的提高產(chǎn)生了推動作用，有利于人力、財力等資源的節(jié)約與有效利用。在市場競爭不斷加劇的背景之下，企業(yè)實施現(xiàn)代化管理會產(chǎn)生更大的需求，今后的工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)必將成為企業(yè)生產(chǎn)與管理的核心力量。

[1]周小波.淺析工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（19）：263.

[2]田娜.工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)探討[J].橡塑技術(shù)與裝備，2016（4）：86-88.

The research on industrial automation instrument and automation control technology

Shi Zeyu
（Shandong Iron and Steel Group Rizhao Co.,Ltd，Rizhao Shandong,276800）

The development of scientific and the progress of production technology have improved the automation degree of modern industrial production. Nowadays, the alternative role that machine automation to traditional handling way is more and more obviously, and it is also along with the widely used of industrial automation instrument and automation control technology in industrial production. Around with industrial automation instrument and automation control technology, the paper makes a research on their principle, classification and application.

Industrial technology；automated instrumentation； automation control technology

石澤宇，男，1985年，籍貫山東萊蕪，本科，中級職稱，研究方向工業(yè)自動化與儀表。