自動(dòng)化儀表在橡膠工業(yè)及制造業(yè)中的應(yīng)用

張建

（天津渤化橡膠有限責(zé)任公司，天津，300040）

1 自動(dòng)化儀表的產(chǎn)生及分類

1.1 自動(dòng)化儀表的產(chǎn)生和發(fā)展

衡量一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)水平和發(fā)展的指標(biāo)就是制造工業(yè)，在我國早期工業(yè)發(fā)展的時(shí)候，工業(yè)還不發(fā)達(dá)，石油、化工、金屬的冶煉也處于初級(jí)簡(jiǎn)單粗放階段，所以當(dāng)時(shí)的工業(yè)儀表的出現(xiàn)并沒有發(fā)揮較大的作用。因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的局限性，生產(chǎn)出來的工業(yè)儀表體積笨重而且較難操作，致使當(dāng)時(shí)的工業(yè)儀表沒有廣泛得到應(yīng)用[1]。直到二十世紀(jì)末期，工業(yè)、手工業(yè)、工商業(yè)開始發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也突飛猛進(jìn)的發(fā)展起來，工業(yè)化與計(jì)算機(jī)技術(shù)的相互配合發(fā)展，使我國工業(yè)的發(fā)展得到了很大程度的提高。隨著科技不斷進(jìn)步和完善使得計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化儀表在工業(yè)方面的應(yīng)用越來越緊密，現(xiàn)代自動(dòng)化儀表的功能、性能越來越完善越來越齊全，成為了當(dāng)今社會(huì)無論是工業(yè)還是商業(yè)、農(nóng)業(yè)的主要輔助工具，自動(dòng)化儀表操作簡(jiǎn)易而且安全，極大的保障了橡膠工業(yè)及制造業(yè)工作人員的安全及操作環(huán)境的改善，因?yàn)樽詣?dòng)化儀表的廣泛應(yīng)用大大降低了操作人員的現(xiàn)場(chǎng)危害性，也為制造業(yè)的精細(xì)制造打下了良好的基礎(chǔ)，所以在當(dāng)今社會(huì)的橡膠工業(yè)及制造業(yè)發(fā)展中自動(dòng)化儀表是不可缺少的基石[2]。

1.2 自動(dòng)化儀表的分類

自動(dòng)化儀表已經(jīng)在橡膠行業(yè)及制造業(yè)很多的領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，其種類也是極其復(fù)雜多樣的，按照類別大致可以分為6類：

I、按其原理分：僅流量?jī)x表為例就有容積式，速度式（含旋翼式水表、渦輪等），力式（靶式），差壓式（含孔板、多孔孔板、均速管、噴嘴、文丘利管、旋翼式、轉(zhuǎn)子、彎管等），熱式，超聲波式，科氏力式，渦街（漩渦），電磁流量計(jì)等。

II、按源動(dòng)力分為：電動(dòng)儀表（電子儀表），氣動(dòng)儀表，液動(dòng)儀表。

III、按自身功能分：檢測(cè)（傳感、轉(zhuǎn)換、變送）儀表，控制（運(yùn)算、調(diào)節(jié)）儀表（含顯示儀表），執(zhí)行（器）儀表（含執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥）。

IV、按物理量分：（電學(xué)、磁學(xué)）電氣儀表（電壓、電流、電阻、功率、功率因數(shù)，電感、電容，及磁場(chǎng)強(qiáng)度磁通量等）；化學(xué)、光學(xué)儀表（含酸度、粘度、熱量、光電、照度、激光、光纖等）；核（輻射）儀表；無線電、電子儀器；長(zhǎng)度儀表（量?jī)x）（含角度、光潔度等）；按時(shí)間量?jī)x表（計(jì)時(shí)，頻率等）；熱工（量）儀表（溫度、壓力、流量、物位含液位、料位、成分分析等）；力學(xué)（力、質(zhì)量、重量、硬度等）儀表（電子稱、軌道衡、皮帶稱等）；氣體（毒氣、爆炸危險(xiǎn)氣體）儀表含量檢測(cè)等。

V、按行業(yè)用途分：標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量（量值傳遞）儀器，科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，教學(xué)儀器，航空航天儀表，汽車儀表，礦用儀表，工業(yè)儀表，商貿(mào)儀器等。

VI、其它類別：有時(shí)也將DCS、PLC等也歸入儀表大類里。這里橡膠工業(yè)我們主要運(yùn)用兩個(gè)方面的儀表：

a）溫度儀表。對(duì)溫度的測(cè)量顯示、控制，每一件橡膠制品的生產(chǎn)必然要有溫度的精確控制，才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，對(duì)于溫度的正確測(cè)量及控制有著重要的作用。

b）壓力儀表。對(duì)壓力的數(shù)值顯示，大家都應(yīng)該知道溫度和壓力有著必然的聯(lián)系，蒸汽的壓力越高溫度也越高，如果沒有壓力儀表勢(shì)必造成壓力不可控而爆炸，顯而易見壓力儀表是一種安全保護(hù)的關(guān)鍵儀表。橡膠生產(chǎn)工藝主要是控制溫度、壓力兩種介質(zhì)。此外還其他行業(yè)的特殊測(cè)量?jī)x表物位儀表、光譜儀表等等本文不在一一列舉了，各種自動(dòng)化儀表都充分占據(jù)著制造業(yè)的重要地位。

2 自動(dòng)化儀表的工業(yè)應(yīng)用及發(fā)展

2.1 自動(dòng)化儀表應(yīng)用的重要性

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化儀表的發(fā)展也日新月異，自動(dòng)化儀表也變得多元化和先進(jìn)化，自動(dòng)化儀表商品化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展由先進(jìn)的現(xiàn)代化控制理論指導(dǎo)的控制軟件的開發(fā)伴隨著計(jì)算機(jī)控制體系應(yīng)用的高速發(fā)展而發(fā)展，并且取得了重大成效。先進(jìn)的控制技術(shù)以及控制理論的引入，使先進(jìn)的控制軟件也被開發(fā)出來并逐漸發(fā)展成為工程化、商品化以及標(biāo)準(zhǔn)化的集成體，使得儀表自動(dòng)化的發(fā)展越來越安全、穩(wěn)定、可靠，這是由先進(jìn)控制軟件具有諸多優(yōu)點(diǎn)決定的，其優(yōu)點(diǎn)具體表現(xiàn)為控制系統(tǒng)的控制能力大幅度提高，自動(dòng)化儀表由系統(tǒng)自身的不穩(wěn)定性、非線性、時(shí)變性以及外部擾動(dòng)的隨機(jī)性和不可檢測(cè)性等帶來各種問題以及故障得到很大程度的解決。自動(dòng)化儀表的控制技術(shù)主要發(fā)展方向電測(cè)儀器軟件化、智能化技術(shù)，總線式自動(dòng)測(cè)試技術(shù)，綜合自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，新型元器件測(cè)量技術(shù)及測(cè)試儀器，在線測(cè)試技術(shù)，產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)，多媒體測(cè)量技術(shù)以及相應(yīng)測(cè)試儀器，用電監(jiān)控管理技術(shù)等。橡膠工業(yè)制造需要精細(xì)化生產(chǎn)，也就需要自動(dòng)化儀表的控制，自動(dòng)化儀表主要運(yùn)用在各種主要的操控生產(chǎn)線之中，智能化的機(jī)器設(shè)備以及各種生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)控方面也需要自動(dòng)化儀表，無論是從工業(yè)化的需求還是市場(chǎng)化需求，對(duì)于自動(dòng)化儀表這一模塊的需求都是極大的，工業(yè)化生產(chǎn)、機(jī)械化的操作也有很多方面自動(dòng)化儀表的表現(xiàn)之處，現(xiàn)代自動(dòng)化儀表不僅提高了工作效率，同時(shí)降低了成本，增加了效益，也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，改善了勞動(dòng)條件，在經(jīng)濟(jì)利益上也是十分可觀的，綜上所述自動(dòng)化儀表在當(dāng)今橡膠工業(yè)及制造業(yè)生產(chǎn)中有著不可或缺的重要角色。

2.2 自動(dòng)化儀表的未來前景與我國的現(xiàn)階段差距

當(dāng)今時(shí)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，信息網(wǎng)絡(luò)遍布各行各業(yè)，就在科學(xué)技術(shù)和信息共享發(fā)展的背景下，自動(dòng)化儀表技術(shù)的發(fā)展也變得多元化和先進(jìn)化，在普通的自動(dòng)化儀表的運(yùn)行基礎(chǔ)上尋求發(fā)展是未來的需求，計(jì)算機(jī)技術(shù)與工業(yè)自動(dòng)化把儀表控制推向新的高度，自動(dòng)化儀表的發(fā)展將有更廣闊的市場(chǎng)，我們將在更多的市場(chǎng)和領(lǐng)域看到自動(dòng)化儀表的身影，自動(dòng)化儀表技術(shù)的缺憾將在不斷進(jìn)步的科技下得到完美的解決，操作簡(jiǎn)單、外形小巧美觀的智能儀表將走向各個(gè)領(lǐng)域，自動(dòng)化儀表的發(fā)展將是科技發(fā)展的代表[3]。智能化是未來自動(dòng)化儀表發(fā)展的主導(dǎo)方向，通過智能化的儀表完成一些精準(zhǔn)的工作，能使制造業(yè)飛速發(fā)展，自動(dòng)化儀表發(fā)展方向有以下三方面：

I、自動(dòng)化儀表無線化是通過無線的傳輸將一些數(shù)據(jù)傳導(dǎo)到計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算。

II、高精度化，變送器的精度已經(jīng)從0.075%提升至0.04%。

III、實(shí)施軟測(cè)量技術(shù)，目前生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性及工藝環(huán)境的苛刻復(fù)雜條件，導(dǎo)致很多工藝要求息息相關(guān)的數(shù)據(jù)無法直接測(cè)量，僅僅仰仗于計(jì)算機(jī)技術(shù)，參考其它能直接測(cè)量的相關(guān)性能和公式以演算或測(cè)量出其數(shù)值范圍，這種間接測(cè)量的方法為虛擬儀表，從而實(shí)現(xiàn)軟測(cè)量。

在國外市場(chǎng)以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為代表的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了快速發(fā)展，但是我國自動(dòng)化儀器儀表在總線技術(shù)方面還不完善，許多產(chǎn)品功能還不完備，核心技術(shù)的掌握也差強(qiáng)人意，因此，網(wǎng)絡(luò)化是我國自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)和方向。發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化就要充分利用計(jì)算機(jī)數(shù)字化通信技術(shù)，完成信息的轉(zhuǎn)換，構(gòu)造一個(gè)龐大的信息化網(wǎng)絡(luò)，這樣信號(hào)流通順暢，更能提高生產(chǎn)效率。近幾年我國自動(dòng)化儀表行市場(chǎng)規(guī)模實(shí)現(xiàn)了快速擴(kuò)張。質(zhì)檢、環(huán)保、衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)等行業(yè)對(duì)自動(dòng)化儀表設(shè)備的需求大幅增加，為我國自動(dòng)化儀表行業(yè)發(fā)展提供了巨大的市場(chǎng)。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，如今，我國已步入自動(dòng)化儀表生產(chǎn)大國行列，但技術(shù)短板仍十分明顯。核心技術(shù)的缺失、與國外先進(jìn)技術(shù)水平的差距以及自動(dòng)化儀表產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定，都是造成我國儀表產(chǎn)業(yè)“大而不強(qiáng)”的制約因素。

3 結(jié)論

伴隨我國制造業(yè)現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)和工藝的發(fā)展，自動(dòng)化儀表將具有極其重要的作用。各個(gè)領(lǐng)域的制造自動(dòng)化儀表提供了許多的便利條件，從而降低了成本保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，為我國的工業(yè)發(fā)展提供了極大的助力。我國自動(dòng)化儀表產(chǎn)業(yè)雖然得到了快速發(fā)展，但與國外的差距仍然較大，主要體現(xiàn)在：科技創(chuàng)新及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展緩慢；關(guān)鍵核心技術(shù)的匱乏，低水平重復(fù)異常突出；產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性長(zhǎng)期得不到根本性解決；大量進(jìn)口對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也造成較大不利影響。隨著我國科技的不斷進(jìn)步，工業(yè)儀表自動(dòng)化在制造業(yè)應(yīng)用上也得到了大幅度提高，但是相對(duì)于國外先進(jìn)的技術(shù)水平，我國的儀表自動(dòng)化水平還是相對(duì)落后的。所以，我們應(yīng)該學(xué)習(xí)外國的先進(jìn)的理論和技術(shù)，不斷完善理論基礎(chǔ)，不斷提高科學(xué)技術(shù)，并且根據(jù)我國制造工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，努力提高儀表自動(dòng)化水平，不斷開拓儀表自動(dòng)化的發(fā)展新領(lǐng)域，同時(shí)儀表自動(dòng)化的應(yīng)用也會(huì)為我國制造業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。