自動(dòng)化儀表的應(yīng)用與發(fā)展研究

童君

摘 要：在簡要闡述自動(dòng)化儀表相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，本文分析自動(dòng)化儀表的主要功能、設(shè)計(jì)原理和流程，在工業(yè)上的應(yīng)用、未來發(fā)展趨勢等，以期對(duì)我國未來自動(dòng)化儀表的發(fā)展提供相關(guān)參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化儀表;自動(dòng)化控制技術(shù);應(yīng)用策略

自動(dòng)化儀表在各行各業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，其不僅能節(jié)約成本，還能精準(zhǔn)地控制生產(chǎn)流程。對(duì)自動(dòng)化儀表的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行研究，有助于促進(jìn)其在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用。

1 自動(dòng)化儀表的相關(guān)概念

1.1 自動(dòng)化儀表的優(yōu)勢

信息技術(shù)的發(fā)展在一定程度上改變了傳統(tǒng)企業(yè)經(jīng)營模式，在生產(chǎn)領(lǐng)域引進(jìn)自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)，使企業(yè)內(nèi)部管理逐步高效化、合理化。雖然自動(dòng)化儀表具有突出優(yōu)勢，但目前在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域并未得到完全應(yīng)用。國內(nèi)很多企業(yè)仍選擇采用半自動(dòng)化儀表，存在人力資源較大、生產(chǎn)成本較高、生產(chǎn)效率低下、獲取信息能力較弱、安全性較低等問題。

1.2 自動(dòng)化儀表的原理

自動(dòng)化技術(shù)突出優(yōu)勢，在于借助高科技手段和先進(jìn)工具進(jìn)行科學(xué)合理控制和管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工業(yè)管理的智能化、自動(dòng)化、高端化。一方面，能有效記錄生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，確保信息的合理性、準(zhǔn)確性，避免失誤，提高工作效率;另一方面，借助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制與管理，降低不必要的資金投入、勞動(dòng)投入等成本，為企業(yè)提供穩(wěn)定、可靠和科學(xué)的發(fā)展路徑，助力企業(yè)更好適應(yīng)市場環(huán)境。自動(dòng)化儀表實(shí)現(xiàn)了電子技術(shù)與自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)的有機(jī)結(jié)合，通過測量電壓、電流、流量、溫度、壓力等因素，從容積、熱量、速度等方面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，滿足企業(yè)經(jīng)營發(fā)展的多方面需求，提升企業(yè)的市場競爭力。

2 自動(dòng)化儀表的主要功能

2.1 智能化監(jiān)控

智能化監(jiān)控是自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的突出優(yōu)勢。通過與計(jì)算機(jī)有機(jī)結(jié)合，借助目前較為先進(jìn)的手段，改變以往人工監(jiān)控、人工管理的模式，實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)控、智能化管理。以目前使用的傳感器為例，改變以往的借助溫度、煙霧等進(jìn)行傳輸信息，采用紅外線進(jìn)行信息的接收和輸送，減少因信息的干擾而造成傳輸不暢等問題，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)傳輸和信息流暢。

2.2 自動(dòng)化控制與保護(hù)

企業(yè)生產(chǎn)過程復(fù)雜多變，往往需對(duì)每一環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)控制和合理安排，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制與保護(hù)。如一些電流、電壓和電阻設(shè)備的開關(guān)控制工作，這些設(shè)備因其本身的特殊性，影響企業(yè)內(nèi)部安全，一定程度上威脅著企業(yè)發(fā)展。鑒于其重要性，企業(yè)內(nèi)部需設(shè)置一整套完備齊全的自動(dòng)化控制儀表。借助自動(dòng)化控制技術(shù)的智能化、自動(dòng)化，對(duì)電壓、電流設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和保護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不良隱患和安全問題，做到發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。在確保安全的情況下從整體上提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 測量功能

測量功能是智能化監(jiān)控和自動(dòng)化控制、保護(hù)的前提，通過測量機(jī)器運(yùn)行過程中的不同信息，從而提供一系列系統(tǒng)的指導(dǎo)和監(jiān)控，有效規(guī)避生產(chǎn)過程中的不良現(xiàn)象，盡可能地保證企業(yè)生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行?；诖?，相關(guān)人員必須借助自動(dòng)化控制技術(shù)的測量功能，對(duì)生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)信息進(jìn)行不同程度的監(jiān)控和管理，使企業(yè)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)均在有限的控制范圍之內(nèi)。

3 自動(dòng)化儀表的設(shè)計(jì)原理和流程

3.1 設(shè)計(jì)工作的開展

其一是實(shí)行集中監(jiān)控。為了更好地監(jiān)控企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)過程，設(shè)計(jì)者采用集中監(jiān)控的方式，最大限度地對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行集中管理和控制。實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程至關(guān)重要，但進(jìn)行集中監(jiān)控往往需要花費(fèi)巨大的人力、物力和財(cái)力。若技術(shù)達(dá)不到要求，將會(huì)影響整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)。自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的采用對(duì)實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控發(fā)揮著重要作用，通過自動(dòng)化技術(shù)彌補(bǔ)不足，監(jiān)控各種安全隱患，解決各種突出問題，提升工作效率。

其二是實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控?，F(xiàn)代信息發(fā)展飛速，遠(yuǎn)程監(jiān)控也成為一項(xiàng)必不可少的工序，通過有效的實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，盡可能地?cái)[脫時(shí)空限制，借助自動(dòng)化控制儀表和技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程的各項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測和控制，從而為以后的設(shè)備的控制和維修提供數(shù)據(jù)信息，更好地進(jìn)行科學(xué)合理運(yùn)營。

3.2 控制系統(tǒng)的運(yùn)行

控制系統(tǒng)包含兩方面：調(diào)度端系統(tǒng)的運(yùn)行和RTU方面的運(yùn)行。兩個(gè)系統(tǒng)各有其功能和運(yùn)行方式，通過發(fā)揮各自價(jià)值，盡可能地保證控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行?；诖耍瑢⒆詣?dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)引進(jìn)控制系統(tǒng)中，應(yīng)結(jié)合調(diào)度端和RTU系統(tǒng)的不同功能。

在調(diào)度端系統(tǒng)的運(yùn)行上，系統(tǒng)將自動(dòng)化儀表與控制技術(shù)運(yùn)用到調(diào)度端系統(tǒng)中，將有效地確保信息的可靠度，實(shí)現(xiàn)全球信息的共享和調(diào)配，盡可能地滿足不同企業(yè)的需求。同時(shí)，借助技術(shù)優(yōu)勢保證信息不受時(shí)空限制，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息傳輸和調(diào)度。在RTU 方面運(yùn)行上，RTU主要進(jìn)行信息的采集和處理，根據(jù)企業(yè)發(fā)展需求，借助專業(yè)的轉(zhuǎn)換器和采集板從多方面采集和收錄有效信息，隨后經(jīng)過傳輸?shù)竭_(dá)調(diào)度板進(jìn)行綜合分析和處理，選擇有價(jià)值的信息完成企業(yè)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)工作。

4 自動(dòng)化儀表在工業(yè)上的應(yīng)用

4.1 自動(dòng)化儀表的使用價(jià)值

自動(dòng)化控制儀表在科技和信息高速發(fā)展的時(shí)代下應(yīng)運(yùn)而生，對(duì)各行各業(yè)均有很大的價(jià)值。通過借助自動(dòng)化、智能化優(yōu)勢，多方面滿足企業(yè)和客戶的需求，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的快速發(fā)展，提升企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化控制儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域貢獻(xiàn)突出，主要有如下幾方面：第一，通過發(fā)揮其自動(dòng)控制的作用，對(duì)整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全方位操控和掌握，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工業(yè)操作流程的自動(dòng)化。一方面，減少大量工人使用，節(jié)約成本以提高工業(yè)效率;另一方面，減少工作過程失誤，及時(shí)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)潛在問題，做到未雨綢繆，防患于未然。第二，自動(dòng)化控制儀表還具有較強(qiáng)的保護(hù)功能，在工業(yè)生產(chǎn)的前期、中期和后期均發(fā)揮著巨大作用。通過自動(dòng)化控制可以率先設(shè)置報(bào)警裝置，一旦設(shè)備或機(jī)械出現(xiàn)問題，將通過報(bào)警裝置提醒工作人員，讓機(jī)械或者設(shè)備處于停工狀態(tài)，減少工業(yè)事故的發(fā)生。第三，自動(dòng)化控制技術(shù)具有一定智能化優(yōu)勢，能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中監(jiān)控，保證生產(chǎn)環(huán)節(jié)順利完成。

4.2 工業(yè)自動(dòng)化儀表的應(yīng)用策略

其一是提升對(duì)相關(guān)技術(shù)的重視程度。工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的要求過高，相關(guān)負(fù)責(zé)人必須高度重視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā)和使用，結(jié)合時(shí)代環(huán)境和工業(yè)發(fā)展變化進(jìn)行深入分析和研究，在實(shí)際操作過程中真正發(fā)揮重要性，帶動(dòng)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的順利完工。

其二是加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員培育。技術(shù)發(fā)展離不開技術(shù)人員，要想更好地發(fā)揮自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢，須加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培育。一方面，技術(shù)人員須有過硬的專業(yè)技能和專業(yè)知識(shí)，能借助自身學(xué)識(shí)解決實(shí)際中問題;另一方面，技術(shù)人員在掌握專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上，應(yīng)緊跟技術(shù)發(fā)展潮流，及時(shí)學(xué)習(xí)最新技術(shù)，做到學(xué)以致用。

5 自動(dòng)化儀表的發(fā)展趨勢

展望自動(dòng)化儀表的發(fā)展趨勢，主要有以下四個(gè)特征。

其一是智能化。隨著技術(shù)發(fā)展，自動(dòng)化儀表的智能化特征將成為突出優(yōu)勢。通過采用高科技的電路集成技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和傳輸技術(shù)、微處理器技術(shù)等，可實(shí)現(xiàn)信息收集到信息傳輸及監(jiān)控功能的逐步完善，盡可能地防范風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)的控制與保護(hù)。

其二是總線?？偩€是自動(dòng)化控制技術(shù)重要內(nèi)容，包含變送器、執(zhí)行器、聯(lián)機(jī)分析儀器等儀器。隨著科技不斷發(fā)展，現(xiàn)場總線技術(shù)日益成熟，主要集中式測控和分布式測控兩種測控系統(tǒng)。隨著工業(yè)領(lǐng)域日益復(fù)雜化，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)應(yīng)用而生，通過各種高科技手段，實(shí)現(xiàn)雙向多站數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)，最大限度地滿足企業(yè)需求。

其三是網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)化控制技術(shù)中最重要部分，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的便捷化、快速化、智能化等優(yōu)勢，將企業(yè)信息連成直觀化的信息網(wǎng)絡(luò)，打破時(shí)空的限制，實(shí)現(xiàn)信息共享和資源多角度傳輸，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化儀表的不斷完備。

其四是開放性。自動(dòng)化儀表應(yīng)用基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)，自然而然具備一定的開放性和共享性。不論是技術(shù)層面還是信息層面，都可以實(shí)現(xiàn)有效連接、溝通和共享，技術(shù)更加適應(yīng)實(shí)際情況，能夠解決現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的問題。

6 結(jié)論

自動(dòng)化儀表基于時(shí)代內(nèi)容而出現(xiàn)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化融合在一起，具有智能化、自動(dòng)控制與保護(hù)、測量收集等多方面優(yōu)勢。因此，相關(guān)部門須提高對(duì)自動(dòng)化儀表的重視，結(jié)合科技手段實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，結(jié)合不同行業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行改革，充分保證自動(dòng)化儀表能發(fā)揮其實(shí)用價(jià)值。在促進(jìn)行業(yè)向前發(fā)展的同時(shí)，探索一條自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展路徑，更好地為促進(jìn)其運(yùn)用于各行各業(yè)。相關(guān)部門須根據(jù)企業(yè)自身實(shí)際情況，設(shè)計(jì)自動(dòng)化儀表，進(jìn)而全方位、寬領(lǐng)域、多層次的滿足企業(yè)自身發(fā)展需求。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]孫艷鵬.工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)探討[J].中國科技博覽，2015（1）.