工業(yè)自動化儀表及自動化控制技術(shù)研究

夏廣龍 傘曉旭 秦磊

摘要：隨著科技水平的不斷提高，高科技在工業(yè)中的用途越來越多。由于工業(yè)自動化儀表操控的檢測水平不斷發(fā)展與完善，儀表產(chǎn)品的相關(guān)功用日益提升，實現(xiàn)了監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)施，檢測、判斷自動化體系的實時操控。但如果要將自動化儀表設(shè)施應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，必須要對其進行嚴格檢測，保證其處于完備的狀態(tài)，能夠順利運作。鑒于此，文章結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗，對工業(yè)自動化儀表及自動化控制技術(shù)研究提出了一些建議，僅供參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化儀表;自動化;控制技術(shù);研究

引言

在工業(yè)自動化系統(tǒng)中，處理系統(tǒng)功能時要應(yīng)用嵌入式技術(shù)，并聯(lián)合使用芯片設(shè)計功能，利用嵌入式技術(shù)完成功能計算，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)接收信息、傳輸信息，利用通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更合理地控制工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。

1、自動化儀表的概念

1.1基本特點

相比于早期的儀表，自動化儀表的最大特點便是不需要工作人員手動操作，也不需要深入現(xiàn)場展開監(jiān)督，從而可以自動完成所有工作內(nèi)容。同時，這些信息內(nèi)容也能傳遞到數(shù)據(jù)終端位置。由此可以看出，此類儀表能夠有效減少員工們的工作時間，提升檢測工作的精確性，為項目工程的正常開展奠定良好基礎(chǔ)。

1.2主要種類

（1）顯示儀表。所謂顯示儀表，主要是針對被測參數(shù)展開顯示和記錄。在實際使用的過程中，但凡有任何異常情況出現(xiàn)，都會發(fā)出高報或者低報，以此能夠起到提醒的效果。如果從顯示角度入手，能夠?qū)⑵鋭澐殖扇悾謩e是模型儀表、數(shù)據(jù)儀表以及圖形儀表。（2）檢測儀表。檢測儀表主要是針對變量數(shù)值展開檢測，并通過變送器，對其進行全面轉(zhuǎn)化，以此變成一種標準信號。此類信號無論是上限還是下限，均能夠達到標準化的狀態(tài)。（3）調(diào)節(jié)儀表。對于調(diào)節(jié)儀表來說，自身能夠起到自動控制的效果，主要依靠預(yù)先設(shè)定的程序，對被控變量展開合理控制。單從操作方面來看，基本上全部都是在封閉空間中完成。在進行劃分的時候，可以分成三類，分別是微分類、比例積分類以及比例微分類。（4）執(zhí)行儀表。對于終端控制來說，執(zhí)行器可以看作是其中非常重要的基本元件。在日常生產(chǎn)的時候，主要能夠基于調(diào)節(jié)器本身，將信號發(fā)送出來。通過正向通路，對物料進行調(diào)整，包括給定量或者節(jié)能量。這樣一來，無論是溫度、流量、壓力還是液位，所有參數(shù)都能夠展開調(diào)節(jié)。而具體構(gòu)造方面，主要分成兩個部分，分別是調(diào)節(jié)機構(gòu)以及執(zhí)行機構(gòu)。（5）計算儀表。對計算儀表而言，主要是針對系統(tǒng)中實際輸入的參數(shù)資料展開運算。因此如果基于運算關(guān)系進行劃分，主要包括三個方面，分別是加法運算、乘法運算以及開方運算。

2、自動化儀表的控制技術(shù)

2.1操控系統(tǒng)

對于過程操控系統(tǒng)來說，其主要指的是對于工業(yè)的整個生產(chǎn)程序進行操控，以保證其生產(chǎn)能力與生產(chǎn)的質(zhì)量，進而使其占據(jù)一定的市場份額。其中，操控系統(tǒng)主要是關(guān)于制造業(yè)的相關(guān)資源的管控體系，是可以為企業(yè)進行生產(chǎn)、籌劃以及管理等活動提供參照的，以操控系統(tǒng)作為依據(jù)，企業(yè)確定管理措施，進而可以幫助企業(yè)提高管理效能，操控系統(tǒng)借助財務(wù)管理的相關(guān)信息將企業(yè)整體管理效果展現(xiàn)出來。實現(xiàn)系統(tǒng)的全方位監(jiān)督與管控需使用自動化儀表操控技術(shù)。隨著企業(yè)產(chǎn)能的不斷提升，需不斷加深關(guān)于自動化儀表控制系統(tǒng)的認知與掌握，不斷提升工業(yè)化自動儀表設(shè)施的性能。

2.2動態(tài)操控

在現(xiàn)存的工業(yè)自動化生產(chǎn)中，絕大部分智能操控僅僅運用于動態(tài)的生產(chǎn)之中，而其他生產(chǎn)步驟仍多數(shù)是由人工操作。對于工業(yè)自動化儀表的智能操控而言，必須在同工業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)規(guī)律、人工生產(chǎn)所獲取的經(jīng)驗等基礎(chǔ)上進行設(shè)計，真正確保該智能化技術(shù)的高效化、自動化。

2.3信息技術(shù)與精度優(yōu)化

電腦芯片技術(shù)的出現(xiàn)日益優(yōu)化，使化工生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化成為可能。以該技術(shù)為基礎(chǔ)，將其應(yīng)用到儀表控制技術(shù)中，可提升相關(guān)設(shè)備的技術(shù)水平，提升其操作便捷性與安全性，實現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備的良好控制，提升自動化儀表控制水平。在此同時，其控制的有效性得到極大提升，實現(xiàn)更精巧的客觀形態(tài)與更精妙的應(yīng)用效果之間的統(tǒng)一，提升了儀表控制精度。在儀表控制技術(shù)中，將編程功能運用到自動化控制系統(tǒng)中，將儀表與其他軟件相結(jié)合，實現(xiàn)功能的進一步融合和效能最大化。傳統(tǒng)的電路控制是采用順序控制，而現(xiàn)代控制手段應(yīng)用的是通過存儲程序?qū)崿F(xiàn)這一控制過程，進行輕松的軟件編程，而非應(yīng)用傳統(tǒng)的邏輯電路，從而達成儀表控制設(shè)備電路的全面綜合性優(yōu)化與提升?；どa(chǎn)的自動化儀表設(shè)備，需要以可靠的計算功能為運算基礎(chǔ)，且對記憶存儲有較高要求，而在該設(shè)備運行中，其存儲器在電路運轉(zhuǎn)正常的狀態(tài)下，即可隨時存儲設(shè)備應(yīng)用中的多維度信息，不僅實現(xiàn)客觀記錄，而且可實現(xiàn)綜合記憶，之后再利用計算功能對這些數(shù)據(jù)信息進行精確計算，在很大程度上降低了設(shè)備硬件的負擔(dān)，減輕其運行壓力，通過加強儀表的信息處理速度，優(yōu)化器數(shù)據(jù)處理功能，以謀求儀表控制精準性的高度提升。

3、工業(yè)自動化控制的發(fā)展趨勢-PLC微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化、開放化發(fā)展

長久以來，在工業(yè)自動化控制體系中，PLC一直占據(jù)著“主角地位”，且PLC也為制造業(yè)提供了多元化的控制方案。從宏觀層面上看，我國工業(yè)生產(chǎn)自動化控制基本為工業(yè)PC、DCS、PLC三足鼎立的狀態(tài)。從近幾年P(guān)LC工控市場的發(fā)展狀況來看，不難發(fā)現(xiàn)，PLC控制整體表現(xiàn)出穩(wěn)中向好的發(fā)展態(tài)勢。PLC市場發(fā)展狀態(tài)基本展現(xiàn)了中國工業(yè)的發(fā)展情況，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，PLC也受到了一定沖擊，未來PLC控制必然會逐步朝著網(wǎng)絡(luò)化、微型化、開放化的方向調(diào)整。比如，近幾年部分企業(yè)已經(jīng)開始實裝小于32i/o的微型PLC，且越來越多的供應(yīng)商也開始提供PLCEthernet接口。

4、結(jié)束語

綜上所述，大力發(fā)展工業(yè)自動化，是加速傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改革，提高生產(chǎn)效益，提高整體國力的必要手段，工業(yè)作為中國經(jīng)濟的支柱，未來必然會在多項政策、戰(zhàn)略規(guī)劃的指導(dǎo)下實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。未來，一是會以信息技術(shù)應(yīng)用作為重心，并提高傳統(tǒng)自動化控制效率、穩(wěn)定性;二是以先進技術(shù)為重心，持續(xù)推進制造行業(yè)的高效率發(fā)展，并不斷提高裝備制造業(yè)的整體水平;三是重點發(fā)展改造提升相關(guān)核心技術(shù)，并持續(xù)研發(fā)配套設(shè)備。

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（作者單位：賽輪（沈陽）輪胎有限公司）