探究自動化儀表與自動化控制技術運用

陳文旭

摘 要：伴隨科技的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)模式也逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)變，變得更具智能化特點。因此，企業(yè)在日常工作時，理應積極應用自動化儀表和自動化控制技術，以此完成各項工作任務，促使企業(yè)的經(jīng)濟效益有所提高。本篇文章主要描述了自動化儀表的作用，并對于自動化儀表和自動化控制技術的基本運用方面發(fā)表一些個人的觀點和看法。

關鍵詞：自動化儀表;自動化控制技術;運用

引 言：工業(yè)自動化儀表的出現(xiàn)加快了工業(yè)自動化進程，不僅帶來了生產(chǎn)效率的提高，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程中的實時監(jiān)測，也提高了工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，給產(chǎn)品質(zhì)量帶來了保障。同時，工業(yè)自動化儀表能夠替代人工進行數(shù)據(jù)檢查和設備操控，降低了工業(yè)生產(chǎn)對人力資源的依賴，降低生產(chǎn)中的人工成本，也減少了人為操作帶來的失誤。

1.工業(yè)自動化儀表概述

工業(yè)自動化儀表是一種能夠在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對各類機械設備進行監(jiān)測和顯示的儀表，在對設備檢測的過程中形成數(shù)據(jù)記錄并能夠通過自動化控制技術實現(xiàn)自動控制。有助于在工業(yè)生產(chǎn)中及時準確掌握生產(chǎn)工藝的全部過程，并結合數(shù)據(jù)變化進行調(diào)節(jié)，從而確保工業(yè)生產(chǎn)的順利進行，發(fā)揮出降低生產(chǎn)損耗，提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要作用。

2.儀表自動化控制技術主要特征

2.1自動化控制技術具備多元化

化工的生產(chǎn)具有一定危險，極易造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損毀，必須將安全控制作為生產(chǎn)的首要目標，以此為依據(jù)提高生產(chǎn)效率。自動化控制系統(tǒng)也必須在安全控制的前提下開展生產(chǎn)工作。當前所使用的石油化工儀表自動化控制技術，在DCS控制系統(tǒng)的基礎上不斷發(fā)展，滿足了石油化工生產(chǎn)的具體需求，使自動化控制系統(tǒng)更為多樣，更為方便。與舊有控制系統(tǒng)相比，石油化工生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)的界面豐富，多樣化人性化操作模塊數(shù)量增加，集成化程度相應提高，儀器表面可視化能力更強等。

2.2自動化控制系統(tǒng)彰顯綜合性及智能化

當前化工儀表控制化系統(tǒng)的智能化越來越強，尤其在儀表及系統(tǒng)分散性控制這一領域。就實際應用來看，石油化工自動控制化系統(tǒng)，將分散控制與系統(tǒng)控制相結合，擴大了使用范圍，并提高了具體的控制能力，進一步增強了石油化工產(chǎn)品的性能。除此之外石油化工儀表的分散性控制、先進控制、數(shù)字化控制、智能化控制，可以幫助企業(yè)節(jié)約資源，簡化操作，優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程。

3.自動化儀表的主要種類

3.1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鋭澐譃椋簞尤κ斤@示儀表、自動平衡式顯示儀表、數(shù)字式顯示儀表、智能顯示儀表、無紙記錄儀表

3.2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4～20mA或1～5V DC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)。

3.3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，主要依靠預先設定的程序，對被控變量展開合理控制。單從操作方面來看，基本上全部都是負反饋回路。在進行劃分的時候，通?？梢苑殖扇悾謩e是比例類、微分類、以及比例積分微分類。

3.4執(zhí)行儀表

對于終端控制來說，執(zhí)行器是過程控制回路中非常重要的環(huán)節(jié)。在日常生產(chǎn)的時候，主要基于調(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，包括給定量或者比較量、偏差量。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?qū)崿F(xiàn)自動調(diào)節(jié)。而具體構造方面，主要分成兩個部分，分別是調(diào)節(jié)機構以及執(zhí)行機構。

3.5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系進行劃分，主要包括三個方面，分別是加減法運算、乘法運算以及開方運算。

4.工業(yè)自動化儀表控制技術

自動化控制技術具有較高的綜合性，是通過自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制任務的。自動化控制技術能夠在無人操控的情況下，采用控制裝置按照預定的程序?qū)C械等進行控制，達到工業(yè)生產(chǎn)的預期。目前，行業(yè)上應用較廣泛，且具有代表性的為APC先進控制，可實現(xiàn)PID參數(shù)自整定，過程數(shù)據(jù)歷史記憶與自動優(yōu)化相結合，從而實現(xiàn)連續(xù)性邊緣控制，優(yōu)化常規(guī)DCS系統(tǒng)控制安全裕度過大的問題。

4.1嵌入式微控制器

嵌入式微控制器是基于計算機技術以及電子電路技術、IT技術等深度融合的基礎上而形成的產(chǎn)物。如：嵌入式溫控制器在微控制器的基礎上，外加了專用電路和軟件，形成了微型計算機應用系統(tǒng)，進而滿足了工業(yè)生產(chǎn)對可靠性、功耗和體積等嚴格的要求，被普遍應用在制造業(yè)和汽車、船舶以及航空航天等領域，是具有廣闊發(fā)展前景的現(xiàn)代技術。

4.2可編程控制器

可編程控制器（PLC）是以計算機技術作為基礎的控制裝置，是為工業(yè)生產(chǎn)專門設計的數(shù)字操作系統(tǒng)。這種裝置可以將編寫的程序存儲在存儲器中，進行各種計算和順序控制，并通過數(shù)據(jù)傳輸發(fā)出操作指令對各種工業(yè)設備進行操控。近年來，PLC技術在不斷發(fā)展，應用十分廣泛，已經(jīng)應用到了生產(chǎn)和制造的各個領域。

4.3變頻器

變頻器將變頻技術和微電子技術相結合，對電機工作電源頻率進行調(diào)解實現(xiàn)電力控制，變頻器主要結構包括整流電路、直流中間電路、逆變電路以及控制電路。隨著變頻器生產(chǎn)和研發(fā)技術的不斷提高，變頻器將向著大容量、體積小、多功能和智能化發(fā)展，將逐漸適用于各種工業(yè)生產(chǎn)的需求。

4.4觸摸屏觸

摸屏是隨著計算機技術的發(fā)展而逐漸走向成熟的，被普遍應用到人機交互設備中。目前，觸摸屏已經(jīng)呈現(xiàn)出了多元化發(fā)展的態(tài)勢，不僅應用到工業(yè)生產(chǎn)中作為主要的輸入設備，還應用到了人們的生活中，成為時代發(fā)展的重要標志。

4.5傳感器技術

傳感器是獲取信息的重要方式，傳感器與計算機技術和信息通信技術相結合促進了社會自動化和智能化發(fā)展。利用傳感器能夠?qū)⒐I(yè)生產(chǎn)中的實時狀態(tài)進行監(jiān)測，形成動態(tài)信息并進行準確傳遞，具有性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠的優(yōu)勢，被廣泛應用在各種測量領域中。

5.工業(yè)自動化儀表的發(fā)展趨勢

其一是機電一體化，主要基于設備、電子以及信息資料，將其綜合在一起。此類系統(tǒng)的操作難度大幅度下滑，工作人員無需浪費過多時間投入到一些重復、繁雜的事務之中，以此釋放人力成本，并將人工失誤產(chǎn)生的概率降至最低，因此控制精度、速度控制以及自適應控制的效果都令人非常滿意。其二是推廣的速度不斷加快，在有限的時間之中，能夠得到非常廣泛的應用，在多個不同的領域之中得到了有效滲透。其三是多元化特點，單從未來發(fā)展的趨勢來說，單一類型的產(chǎn)品將會被市場所完全淘汰，而許多有著較強綜合性的產(chǎn)品將會占領整個市場，受到廣大企業(yè)的青睞。其四是控制智能化，對于現(xiàn)有的自動化控制系統(tǒng)來說，基本上都以DCS、SIS、PLC為主。此類系統(tǒng)雖然有著諸多優(yōu)勢，但同樣有著不少缺點，主要是無法和其他系統(tǒng)完全兼容，亦或者應用的指令系統(tǒng)也與普通系統(tǒng)差距非常大。如此一來，工作人員在實際使用時，要求具備的知識面非常廣，整體難度就會非常大。因此，未來自動化技術必然需要突破這一難關，不僅功能十分強大，而且操作模式也極為便利。

結束語

綜上所述，無論是自動化儀表還是自動化控制技術，當前都已經(jīng)在多個領域之中得到了滲透。單從實際情況來看，相關發(fā)展仍然存在一定缺陷。因此，研究人員還需要繼續(xù)分析，對其中的不足進行改進，促使設備和技術的應用效果均能夠得到全面提升。實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動化、數(shù)字化、智能化控制，為企業(yè)實現(xiàn)資源整合、降本增效、節(jié)約能源，提高產(chǎn)品綜合競爭力，從而提升企業(yè)的管理水平、降低運營成本，增強企業(yè)核心競爭力，進而推動整個自動化行業(yè)不斷進步。

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