工業(yè)自動化儀表的智能化研究分析

黃建華 呂俊陽 袁育新

[摘? ? 要]隨著科學技術的不斷進步與發(fā)展，自動化技術已經(jīng)廣泛應用到各行各業(yè)之中，尤其是工業(yè)。為提高產(chǎn)品的質(zhì)量和效率以及企業(yè)生產(chǎn)的安全性和高效性，將自動化儀表應用到工業(yè)的具體生產(chǎn)中很有必要。為進一步提高自動化儀表在工業(yè)中的應用效果，文章主要對自動化儀表在工業(yè)中的主要作用、選擇要求、具體設計過程和未來發(fā)展方向等進行了詳細分析，希望可以為其他領域?qū)ζ涞膽锰峁椭c建議。

[關鍵詞]工業(yè);自動化儀表;智能化

[中圖分類號]TP216 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–0–02

Intelligent Research and Analysis of Industrial Automation Instruments

Huang Jian-hua，Lv Jun-yang，Yuan Yu-xin

[Abstract]With the continuous progress and development of science and technology， automation technology has been widely used in all walks of life， especially in industry. In order to improve the quality and efficiency of industrial products and enhance the safety and efficiency of enterprise production， it is necessary to apply automatic instruments to the specific production of specific industries. In order to further enhance the application effect of automation instrument in industry， this paper mainly analyzes the main role， selection requirements， specific design process and future development direction of automation instrument in industry， hoping to provide help and suggestions for its application in other fields.

[Keywords]Industry; automatic instruments; intellectualization

1 工業(yè)自動化儀表智能化的主要作用

1.1 推動智能化與信息化的有機結合

科學技術的發(fā)展也在一定程度上促進了先進信息技術的應用與進步，使其在工業(yè)等行業(yè)的具體發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。就工業(yè)方面來說，信息技術的應用不僅可以加強工業(yè)儀表的智能化建設，也有利于提升相關設備調(diào)控的精準性，進一步擴大信息技術的應用范圍，加快不同行業(yè)的信息化建設進程。此外，要想工業(yè)儀表進行智能化建設，就需要將信息技術應用其中，提高工業(yè)儀表的技術水平。由此可見，工業(yè)儀表的智能化會促進智能化與信息化的融合發(fā)展。

1.2 有利于提高工業(yè)生產(chǎn)的安全性

社會經(jīng)濟的進步與發(fā)展，使市場的競爭越來越激烈，工業(yè)自動化儀表智能要想在市場中立住腳跟，就需要相關企業(yè)不斷提高自身的競爭力。而提高競爭力較為有效地方法就是提高自身產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品成品率以及生產(chǎn)過程的安全性。其在具體生產(chǎn)中應用自動化儀表可以有效減少操作失誤，在保證企業(yè)運行安全性與可靠性的同時，使產(chǎn)品質(zhì)量也得到一定的保障，從而提升企業(yè)的整體效益，為其發(fā)展創(chuàng)造更大的價值。以液氨罐區(qū)分散控制系統(tǒng)為例，液氨作為一種無色的透明液體，在壓力的作用下很容易變?yōu)榘睔?，而氨氣又屬于易燃品，有著較強的腐蝕性，一旦發(fā)生泄漏，會嚴重威脅到人類的生命安全。2013年6月3日6：10，位于吉林省長春市德惠市的吉林寶源豐禽業(yè)有限公司主廠房發(fā)生特別重大火災爆炸事故，共造成121人死亡、76人受傷，17 234 m2主廠房及主廠房內(nèi)生產(chǎn)設備被損毀，直接經(jīng)濟損失高達1.82億元。由此可見，利用自動化技術對氨氣進行實時監(jiān)控很有必要。要將GDS（有毒氣體檢測系統(tǒng)）與DCS（分散控制系統(tǒng)）應用到具體的監(jiān)測中。利用GDS對范圍內(nèi)的氨氣情況進行監(jiān)督，當溶度超過一定標準時，就會觸發(fā)警報，以此警示人員撤離，接著再將警報信息傳達至DCS站，及時做好準備，降低人員傷亡與經(jīng)濟損失。

2 工業(yè)自動化儀表的選擇要求

工業(yè)自動化儀表的選擇要求包括以下幾個方面：①從自動化儀表的具體設計入手。在對儀表進行選擇之前，相關企業(yè)要根據(jù)自身實際生產(chǎn)需求，全面分析具體應用中的可能出現(xiàn)的問題，選擇以實際生產(chǎn)為主要目的的儀器類型。因此，企業(yè)選擇的儀表需要滿足生產(chǎn)的需求，符合工藝標準。②自動化儀表需要具有智能化特征。自動化功能是自動化儀表的主要優(yōu)勢，在對其進行選擇時，要將其自動化功能設計作為選擇的基礎前提。③要盡量選擇同一型號、廠家的儀表，做到選型同一。企業(yè)在進行生產(chǎn)作業(yè)時，同一項目會用到不同類型或功能的儀表來開展工作;因此，為保證數(shù)據(jù)的真實性、可靠性，要盡量使用同一型號的自動化儀表，避免因使用不同型號儀器從而導致數(shù)據(jù)分析失誤等情況的產(chǎn)生，影響生產(chǎn)進程，阻礙工業(yè)發(fā)展。

3 自動化儀表的具體設計過程

（1）根據(jù)具體工作情況對數(shù)據(jù)進行合理估算與精準計算，展開相關設計工作，同時還要優(yōu)化自動化儀表的保管方法，并對其數(shù)量進行統(tǒng)一核查，在明確具體工作任務與工作量的基礎上，統(tǒng)籌安排工作。但值得注意的是，在進行設計之前，企業(yè)或單位要對設計人員進行定期培訓，以此促進其專業(yè)能力以及操作水平的增強，以免在實際操作中發(fā)生失誤，阻礙工作進度。

（2）對計算出的數(shù)據(jù)信息進行全面檢查與審核，這就需要相關技術人員要對自動化儀表設備的檢測流程以及具體應用有很好地掌握，并根據(jù)具體的工作情況，對設計環(huán)節(jié)進行改善與優(yōu)化。但值得注意的是，在對自動化儀表的設計方案進行編制時，一定對工作人員的專業(yè)能力進行考慮，務必保證施工人員對方案具有充分理解，以免因理解不到位而出現(xiàn)不必要的施工失誤。在施工之前，一定要對相關物資進行全面準備，保證原材料質(zhì)量達標數(shù)量合理，并設置專門部門以及人員對其進行科學管理。

（3）做好施工表格以及質(zhì)量表格的設計，保證設計整體更加清晰、合理，為工作人員具體情況的記錄提供便利。

4 工業(yè)自動化儀表的發(fā)展方向

4.1 向現(xiàn)場總線系統(tǒng)方面發(fā)展

在自動化設備中，現(xiàn)場設施也可以成為現(xiàn)場儀表，而想要以此為基礎構建數(shù)據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)，就需要加快現(xiàn)場總線系統(tǒng)的建立與運行。從具體實踐中可以得知，現(xiàn)場總線系統(tǒng)不僅會為分布式組建提供便利，還可以在很大程度上提高儀表的精準性、穩(wěn)定性與安全性。但隨著市場經(jīng)濟改革的不但深入，對自動化儀表的測控要求也越來越嚴格，因此，加快建立以現(xiàn)場總線系統(tǒng)為基礎很有必要。且就當前發(fā)展現(xiàn)狀來看，由于當前總線類型較多，所以本文主要對Profibus與InterBus-S這兩種總線類型的詳細分析。

Profibus，作為一種國際性的現(xiàn)存總線，該系統(tǒng)使用的技術較為成熟，其優(yōu)點主要在于具有較強的實效性，不論是過程自動化還是工廠自動化，其時效性可以滿足不同的應用。但是由于技術有限，使其在實時性較高的場合中，例如，運動控制中，無法實現(xiàn)最小的實時周期，更無法保證精度。

InterBus-S，該類型總線的傳播媒介主要以雙絞線、紅外線等為主，通過令牌環(huán)網(wǎng)，使其傳輸距離最大可達到12.8 km，傳播速度可達500 kBits/s，且最多可連接500多個設備。

4.2 工業(yè)自動化儀表朝著智能化發(fā)展方向發(fā)展

智能化是計算機技術發(fā)展的產(chǎn)物，智能化發(fā)展主要是指在具體的生產(chǎn)中，利用先進的微處理器或集成電路等先進技術對特定的程序進行提前設定的一種發(fā)展方式。促進工業(yè)儀表的智能化發(fā)展不僅可以對生產(chǎn)過程進行有效協(xié)調(diào)與管理，更有利于生產(chǎn)過程具有一定的科學性與可操作性。此外，工業(yè)自動化儀表主要以微處理器為技術依托，可以在增強相關信息交流的基礎上充分發(fā)揮自動化儀表的各項功能與作用。

4.3 促進工業(yè)自動化儀表向網(wǎng)絡化方向發(fā)展

網(wǎng)絡技術的發(fā)展在一定程度上將工業(yè)自動化儀表與先進信息技術進行融合，使自動化儀表在網(wǎng)絡技術的支持下得以快速發(fā)展。以此為發(fā)展背景，網(wǎng)絡技術不僅對工業(yè)的信息進行了豐富，還擴大了自動化儀表的應用范圍，提升產(chǎn)品的連接性與系統(tǒng)性。

4.4 促進工業(yè)自動化儀表的開放性發(fā)展

信息時代的到來，使工業(yè)自動化儀表與計算機之間的關系越來越緊密，目前儀表設備上具有許多類似計算機的接口，例如，USB接口或者局域網(wǎng)接口等。完備的接口不僅可以為儀表檢測器連接提供便利，也可以利用先進的網(wǎng)絡技術，加強多種儀表之間的聯(lián)系，以此使整個系統(tǒng)朝著開放性的方向發(fā)展。

5 推動工業(yè)自動化儀表進一步智能化發(fā)展的具體策略

（1）明確市場發(fā)展方向，加強產(chǎn)業(yè)投資力度。信息技術的更新與發(fā)展在一定程度上為工業(yè)自動化儀表的進一步發(fā)展提供了發(fā)展條件與契機，為保證該行業(yè)的穩(wěn)定進步，在綜合考慮國家政策方針以及市場需求的基礎上，找好自身發(fā)展定位很有必要。根據(jù)市場發(fā)展規(guī)律，對自動化儀表智能化發(fā)展的領域進行擴展，不斷挖掘新需求，對需求量多、智能水平較高、應用優(yōu)勢較突出的儀表進行重點關注。

（2）加強國家政策鼓勵，深化儀表行業(yè)改革。從制定方針政策的角度出發(fā)，國家以及有關部門要根據(jù)目前儀表行業(yè)的具體發(fā)展情況，市場對該行業(yè)的需求狀況以及其未來的發(fā)展方向進行全面考慮與綜合分析，并在此基礎上，制定科學、合理、有效地政策方針，為自動化儀表的智能化發(fā)展提供政策以及技術的支持。必要時國家還應加大對相關研發(fā)企業(yè)的財政支持力度，為其技術的轉(zhuǎn)型提供資金支持，以此推動我國儀表行業(yè)朝著專業(yè)化、科技化、規(guī)?；较蚯斑M。

（3）加大技術型人才的培養(yǎng)力度。人才作為促進儀表智能化發(fā)展的先決條件，對其進行培養(yǎng)不僅會為儀表行業(yè)的技術轉(zhuǎn)型提供支持，更有利于智能化儀表的開發(fā)與利用。因此，為提高工作人員的專業(yè)水平與技術能力，可以從以下幾點出發(fā)：①相關企業(yè)要定期對研發(fā)員工開展培訓以及交流活動，在增強員工基礎理論知識儲備的基礎上，加深不同部門、不同員工之間的溝通與聯(lián)系，為儀表行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供人才支持。②工作人員也要自覺主動的對先進的儀表技術以及轉(zhuǎn)型思想進行學習，用科學的技術思想以及手段武裝自己，不斷促進自身專業(yè)素養(yǎng)的提升，為企業(yè)發(fā)展貢獻力量。③企業(yè)要加大優(yōu)秀人才引進制度，改善辦公環(huán)境，提高工資福利待遇，擴大自身優(yōu)勢，從而提高對專業(yè)人才的吸引力度，為企業(yè)日后發(fā)展提供動力。

6 項目案例

以溫度檢測儀表與控制儀表為例，對自動化儀表智能化在化工生產(chǎn)中的作用進行詳細說明。化學反應對溫度有極高的要求，因此，為保證相關工作的展開與進行，做好溫度的測量與調(diào)控很有必要。但又由于不能對溫度進行直接測量，想要得到準確的溫度，就需要借助熱電偶式溫度計進行測量，且根據(jù)溫度的不同選擇不同類型的溫度計，例如，不超過1 000 ℃的箱式電阻爐就要使用鎳鉻-鎳硅電偶溫度計，溫度不超過1 700 ℃箱式電阻爐就要使用鉑銠30熱電偶溫度計。此外，還需要利用溫度自動控制儀表來對生產(chǎn)設備的溫度進行調(diào)控，保證其溫度參數(shù)始終處于特定范圍內(nèi)。這就需要在檢測溫度的基礎上，利用信息數(shù)學的運算對其進行溫度進行自動控制。這種自動化設備可以在很大程度上降低人力成本，提高工作效率，使化工生產(chǎn)具有科學化、信息化、自動化的特點。

7 結束語

隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展與進步，工業(yè)自動化儀表技術的應用也越來越廣泛，在工業(yè)生產(chǎn)中的重要程度也逐步增加。該技術不僅可以對工業(yè)生產(chǎn)的具體情況進行監(jiān)測，提高生產(chǎn)的安全性與可靠性，更有利于提高工業(yè)生產(chǎn)的效率以及工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，工業(yè)儀表的智能化發(fā)展還可以有效地控制資源的浪費，在降低企業(yè)人工成本的同時，促進其良性、循環(huán)發(fā)展?；诖?，我國相關工業(yè)企業(yè)或單位要提高自動化儀表的應用，對自身生產(chǎn)技術水平進行提高，為其日后發(fā)展奠定良好的基礎條件。但就目前實際發(fā)展情況來看，由于工業(yè)自動化儀表的起步較晚發(fā)展較慢，與發(fā)達國家相比還具有一定的差距，為盡快縮短這種差距，使工業(yè)發(fā)展更符合經(jīng)濟現(xiàn)代化的發(fā)展水平;就需要對其進行技術革新，并在明確市場發(fā)展方向的基礎上，使其朝著智能化、多元化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展，更好地為我國經(jīng)濟的發(fā)展提供技術支持。

參考文獻

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