工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用探討

林軍華

（廣西北投化工規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣西 南寧 530003）

工業(yè)行業(yè)為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展，把自動(dòng)化技術(shù)引入其中，尤其是在新形勢(shì)發(fā)展背景下，我國(guó)工業(yè)發(fā)展水平明顯升高，各種現(xiàn)代化技術(shù)得到了工業(yè)行業(yè)的認(rèn)可和使用?，F(xiàn)階段，信息技術(shù)發(fā)展水平提高，讓工業(yè)生產(chǎn)由之前的機(jī)械化逐漸朝著自動(dòng)化趨勢(shì)邁進(jìn)。我國(guó)工業(yè)行業(yè)全面推廣自動(dòng)化生產(chǎn)模式。自動(dòng)化技術(shù)和方法是推動(dòng)工業(yè)行業(yè)由機(jī)械化生產(chǎn)朝著現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的重要因素，在當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)比較激烈的發(fā)展下，工業(yè)企業(yè)需要把更多的資源投放在工業(yè)生產(chǎn)中，以實(shí)現(xiàn)自身長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。為了快速完成戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)，工業(yè)企業(yè)應(yīng)認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值，結(jié)合自身發(fā)展要求，合理應(yīng)用，引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的基本概述

1.1 工業(yè)自動(dòng)化儀表

為了迎合時(shí)代發(fā)展要求，工業(yè)企業(yè)在開(kāi)展生產(chǎn)業(yè)務(wù)時(shí)，把自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中，推廣自動(dòng)化儀表設(shè)備，其可以對(duì)生產(chǎn)工藝中各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行核查和記錄，是一個(gè)功能完整的工業(yè)儀表，這種工業(yè)儀表不僅可以在工業(yè)生產(chǎn)中起到輔助效果，也能做到遠(yuǎn)程無(wú)人監(jiān)測(cè)，確保員工不受時(shí)間、地點(diǎn)因素影響了解生產(chǎn)過(guò)程，有效提高工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平，保證工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)效性。通常情況下，工業(yè)自動(dòng)化儀表種類比較多樣，如檢測(cè)溫度、壓力等數(shù)據(jù)的設(shè)備，這些儀表設(shè)備不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)，也能真實(shí)展現(xiàn)出檢測(cè)結(jié)果，便于員工順利開(kāi)展數(shù)據(jù)采集、整理和分析工作，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量提升[1]。

1.2 自動(dòng)化控制技術(shù)

眾所周知，當(dāng)前自動(dòng)化控制技術(shù)水平比較高，種類多樣，通常劃分為兩類，一個(gè)是全自動(dòng)化，另一個(gè)是半自動(dòng)化。在工業(yè)生產(chǎn)中，把自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用其中，能夠讓生產(chǎn)設(shè)備可以根據(jù)已經(jīng)確定的生產(chǎn)方案自動(dòng)作業(yè)，以促進(jìn)生產(chǎn)水平提高，保證生產(chǎn)質(zhì)量。其中，自動(dòng)化指的是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)等多種技術(shù)手段將產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，相關(guān)人員根據(jù)操作要求，只需對(duì)生產(chǎn)設(shè)備相關(guān)參數(shù)科學(xué)調(diào)整，無(wú)需人工干預(yù)，在保證生產(chǎn)質(zhì)量與效率的同時(shí)，也能降低生產(chǎn)成本。現(xiàn)階段，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)得到各行業(yè)認(rèn)可和推廣，如工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)、化工行業(yè)、食品行業(yè)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。半自動(dòng)化控制技術(shù)主要是安排專業(yè)人員參與到生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備或者工藝參數(shù)進(jìn)行人工參與，從而快速完成生產(chǎn)目標(biāo)。過(guò)去我國(guó)主要采用的控制技術(shù)為半自動(dòng)化控制技術(shù)，該技術(shù)雖然在一定程度上讓傳統(tǒng)人工生產(chǎn)模式發(fā)生改變，但是依然要求人員參與，實(shí)際效能有待提高；在將來(lái)，使用全自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠擺脫人為因素的束縛，讓生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，有效提高生產(chǎn)水平，為企業(yè)創(chuàng)造理想效益，促進(jìn)工業(yè)行業(yè)自動(dòng)化發(fā)展。

2 工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 智能化參數(shù)控制

在自動(dòng)化理念下，通過(guò)使用自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備，能夠?yàn)楣I(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)提供支持，其中比較重要的內(nèi)容在于儀表測(cè)量或者轉(zhuǎn)換出的相關(guān)參數(shù)，這是保證工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和安全的關(guān)鍵。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)應(yīng)保證儀表測(cè)量或轉(zhuǎn)換各項(xiàng)參數(shù)的完整性和準(zhǔn)確性，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的綜合分析，以提高工業(yè)生產(chǎn)水平，保證生產(chǎn)質(zhì)量。自動(dòng)化儀表和之前生產(chǎn)人工目測(cè)或者就地顯示儀表探測(cè)技術(shù)比較，通過(guò)整理智能化參數(shù)，能夠在一定程度上減少人為導(dǎo)致錯(cuò)誤或者誤差的產(chǎn)生，有效提高生產(chǎn)水平，保證生產(chǎn)參數(shù)的準(zhǔn)確性。除此之外，智能型自動(dòng)化儀表具有明顯的抗干擾能力，不僅能夠保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，也能在短期內(nèi)做到各項(xiàng)數(shù)據(jù)的有效傳遞，這對(duì)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義[2]。

2.2 設(shè)備總線控制系統(tǒng)

把工業(yè)自動(dòng)化儀表和控制技術(shù)應(yīng)用其中，可以把生產(chǎn)設(shè)備與控制儀表相結(jié)合，使儀表、工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、控制技術(shù)形成一個(gè)整體，建立功能完善的控制系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中使用的設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，防止在工業(yè)生產(chǎn)中由于設(shè)備數(shù)量比較多而對(duì)生產(chǎn)管理產(chǎn)生負(fù)面影響。在社會(huì)深入改革過(guò)程中，把控制技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，無(wú)需通過(guò)集中控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的控制，而是通過(guò)把各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行整合，之后和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，在大數(shù)據(jù)技術(shù)的作用下，完成各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的整理與分析，為生產(chǎn)方案調(diào)整提供數(shù)據(jù)參考。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，指的是一種具備數(shù)字化、雙向化的通信系統(tǒng)，可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作用下對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，減少生產(chǎn)問(wèn)題發(fā)生，保證生產(chǎn)質(zhì)量。不管是自動(dòng)化儀表，還是自動(dòng)化控制技術(shù)，都展現(xiàn)出全面性、實(shí)效性的特點(diǎn)，工業(yè)企業(yè)為了促進(jìn)生產(chǎn)信息化水平提升，應(yīng)該結(jié)合時(shí)代發(fā)展要求，合理使用現(xiàn)代化技術(shù)，將其應(yīng)用價(jià)值全面發(fā)揮，快速完成企業(yè)生產(chǎn)管理目標(biāo)。在具體操作中，主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：第一，通過(guò)對(duì)自動(dòng)化體系和企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展情況進(jìn)行調(diào)查，科學(xué)設(shè)定戰(zhàn)略目標(biāo)，引導(dǎo)企業(yè)深入挖掘自動(dòng)化儀表和自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，有效提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平。第二，結(jié)合市場(chǎng)發(fā)展情況，給企業(yè)提供準(zhǔn)確且完整的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，并把現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用其中，真正做到無(wú)縫連接，從而取得良好生產(chǎn)效果，滿足工業(yè)企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展要求。

2.4 集散控制技術(shù)

結(jié)合當(dāng)前情況，在工業(yè)行業(yè)中，集散控制技術(shù)適合應(yīng)用范疇比較廣，如生產(chǎn)車間、單元控制等方面，作為信息傳遞的集散控制技術(shù)，能夠結(jié)合自動(dòng)化儀表運(yùn)營(yíng)情況，了解企業(yè)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)情況，找到其中常見(jiàn)問(wèn)題，真正做到自動(dòng)生產(chǎn)和手動(dòng)生產(chǎn)的自由切換。例如，工業(yè)企業(yè)利用集散控制技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)原材料設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可以結(jié)合工業(yè)原材料生產(chǎn)中各個(gè)設(shè)備使用情況，通過(guò)對(duì)市場(chǎng)原材料生產(chǎn)情況的調(diào)查，給企業(yè)資金、設(shè)備、人力資源準(zhǔn)備提供參考，有效提高工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)水平，為工業(yè)企業(yè)創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

2.5 安全儀表系統(tǒng)

安全儀表系統(tǒng)，也就是人們常說(shuō)的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，主要由兩部分組成，一個(gè)是報(bào)警系統(tǒng)，另一個(gè)是聯(lián)鎖系統(tǒng)，可以結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行情況，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與報(bào)警，減少問(wèn)題發(fā)生。安全儀表系統(tǒng)對(duì)裝置提供人身保護(hù)、生態(tài)環(huán)境治理、設(shè)備安全保護(hù)等功能，在緊急情況下能快速、安全、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖和緊急停車，防止讓企業(yè)遭受嚴(yán)重的損失，保證企業(yè)自動(dòng)化儀表和自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用效能。

3 工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用

3.1 自動(dòng)儀表選擇

通常情況下，在使用自動(dòng)化儀表時(shí)，要求將其安裝在整個(gè)操作系統(tǒng)中，因此在自動(dòng)化儀表選擇方面，應(yīng)該對(duì)其安裝現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)查，通過(guò)對(duì)安裝環(huán)境、控制功能、專業(yè)化水平綜合考慮，選擇適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化儀表。總體來(lái)說(shuō)，所選儀表設(shè)備具有現(xiàn)代化特點(diǎn)，適用性強(qiáng)，可以保證生產(chǎn)過(guò)程的高效性和安全性?，F(xiàn)階段，工業(yè)行業(yè)中廣泛使用的儀表設(shè)備是有源測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)以及自動(dòng)數(shù)據(jù)測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)，在實(shí)際操作中，容易受到各種因素影響，如專業(yè)電纜連接強(qiáng)度和電子部件環(huán)境電阻等?；诖?，這種設(shè)備不可在惡劣的環(huán)境中使用。如果是高精度控制系統(tǒng)，應(yīng)該在控制系統(tǒng)中安裝自主測(cè)量系統(tǒng)，其不但可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)信息的采集與整理，也能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程全面監(jiān)控，結(jié)合系統(tǒng)指令要求，自動(dòng)調(diào)節(jié)其運(yùn)行模式和工作狀態(tài)，讓其更符合自動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行要求，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的有效傳遞。

3.2 自動(dòng)化儀表安裝

在自動(dòng)化儀表實(shí)際設(shè)計(jì)與安裝環(huán)節(jié)中，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)綜合思考，與此同時(shí)，還要明確系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法和儀表使用環(huán)境要求，重點(diǎn)思考適合的相關(guān)儀表和設(shè)備。如果是傳統(tǒng)的被動(dòng)式測(cè)量?jī)x表設(shè)備，需要把儀表安裝在對(duì)應(yīng)設(shè)備中，形成一個(gè)整體，這種類型的儀表設(shè)計(jì)重點(diǎn)就是考慮其工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，選擇一些對(duì)環(huán)境有著一定耐受力和耐腐蝕性的儀表，以便于保證數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的有效性以及儀表的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。例如，對(duì)于某個(gè)液體管道流量檢測(cè)的儀表設(shè)備，在安裝的時(shí)候，要求將儀表的連接閥和對(duì)應(yīng)管道充分結(jié)合，保證連接過(guò)程的緊密性，不會(huì)發(fā)生滲漏狀況，在連接完成以后，對(duì)設(shè)備采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息傳遞到數(shù)據(jù)分析平臺(tái)中，完成水壓測(cè)試工作，進(jìn)一步了解管道運(yùn)行情況[4]。但是在水壓測(cè)試中，一般會(huì)增加測(cè)試壓力，讓水壓保持在正常運(yùn)行狀態(tài)，而管道中液體流動(dòng)速度是1.5 倍，持續(xù)流動(dòng)10min，之后對(duì)管道中液體壓力進(jìn)行測(cè)量，如果管道中壓力明顯下降，則表示管道內(nèi)部存在滲漏問(wèn)題，密封性不強(qiáng)，應(yīng)重點(diǎn)檢查儀表和管道法蘭連接位置，確定該位置是否存在滲漏點(diǎn)，之后對(duì)管道其他位置進(jìn)行檢查，逐一排查，在找到問(wèn)題以后及時(shí)處理。

3.3 智能跟蹤技術(shù)

在自動(dòng)化儀表中，展現(xiàn)出的主要功能在于智能化監(jiān)控，其能夠及時(shí)追蹤和記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)信息的采集和匯總。在紅外傳感器的作用下，對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，促進(jìn)信息有效傳遞，實(shí)現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題處理。監(jiān)控技術(shù)能夠讓生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)控制水平明顯提高，減輕設(shè)備操作人員的工作壓力。

3.4 自動(dòng)化技術(shù)框架設(shè)計(jì)

在自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般會(huì)根據(jù)生產(chǎn)要求，選擇合理的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案重點(diǎn)思考工作環(huán)境、設(shè)備性能、生產(chǎn)精度要求等信息，由于這些因素會(huì)對(duì)自動(dòng)化儀表運(yùn)行質(zhì)量和效果產(chǎn)生影響，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮各種因素，將儀表運(yùn)行誤差控制在最小范疇內(nèi)。鑒于當(dāng)前人工智能技術(shù)發(fā)展水平比較高，通過(guò)合理選擇智能化工具。表是智能控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)信息采集和信號(hào)接收的主要設(shè)備，并且把數(shù)據(jù)和射頻識(shí)別進(jìn)行結(jié)合，傳遞到對(duì)應(yīng)平臺(tái)中。在數(shù)據(jù)傳遞到控制平臺(tái)后，其能夠進(jìn)一步判斷控制范疇內(nèi)出現(xiàn)異常狀況的數(shù)據(jù)，分析是否存在安全問(wèn)題。通過(guò)建立數(shù)據(jù)分析模型，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的優(yōu)化分配[5]。在自動(dòng)化技術(shù)作用下，將相關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)傳遞到自動(dòng)控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)值主要是根據(jù)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)傳遞到控制系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備調(diào)整處理，滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。

3.5 自動(dòng)化系統(tǒng)控制模式

在自動(dòng)化系統(tǒng)控制中，模型建設(shè)并非憑空想象，而是要根據(jù)控制實(shí)物整體情況優(yōu)化設(shè)計(jì)，從實(shí)際入手，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)所在位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)合監(jiān)測(cè)結(jié)果獲取相關(guān)信息，并把信息反饋給管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的動(dòng)態(tài)分析。自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是數(shù)據(jù)獲取的有效方法，和傳感器系統(tǒng)比較，控制儀表掌握的信息能夠在通信線纜作用下反饋到對(duì)應(yīng)平臺(tái)，如單片機(jī)和數(shù)據(jù)控制平臺(tái)，這些均是通過(guò)自有獲取信息，之后將其反饋到被控制對(duì)象中，對(duì)獲取的數(shù)據(jù)綜合分析，這種模式被廣泛應(yīng)用在主控平臺(tái)。如果是子控制平臺(tái)，一般會(huì)通過(guò)同期發(fā)送數(shù)據(jù)控制方案，將獲得的信號(hào)直接傳遞給被控制對(duì)象，前期采用的是RFID 芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)識(shí)別，信號(hào)識(shí)別以后傳遞到管理系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行自主調(diào)節(jié)和控制，這種方式主要應(yīng)用在自動(dòng)化系統(tǒng)控制中，因?yàn)檫@種方式發(fā)生的錯(cuò)誤率比較低，并且傳遞過(guò)程比較穩(wěn)定，得到了廣泛應(yīng)用。

3.6 自動(dòng)化技術(shù)數(shù)據(jù)分析

在使用自動(dòng)化技術(shù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，主要是結(jié)合各個(gè)子系統(tǒng)工作要求，提前建立數(shù)據(jù)模型，之后通過(guò)專業(yè)分析，確定發(fā)布指令。在建立數(shù)據(jù)模型過(guò)程中，要求分析自動(dòng)化儀表運(yùn)行故障發(fā)生率、系統(tǒng)故障發(fā)生率等，通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)分析，在多個(gè)自動(dòng)控制節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障問(wèn)題后，將會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，所以需要通過(guò)數(shù)學(xué)模型分析，精準(zhǔn)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生因素，調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在工業(yè)生產(chǎn)中，把自動(dòng)化儀表和自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用其中，能夠有效提高工業(yè)生產(chǎn)水平，緩解相關(guān)人員工作壓力，為工業(yè)行業(yè)自動(dòng)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。近幾年，科技水平越來(lái)越高，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提升，在工業(yè)生產(chǎn)中，為了取得良好生產(chǎn)效果，應(yīng)把自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用其中，并且在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要位置。相關(guān)人員應(yīng)對(duì)自動(dòng)化儀表操作要求有深入了解，合理使用自動(dòng)化控制技術(shù)，將其應(yīng)用效能充分發(fā)揮，在提高工業(yè)生產(chǎn)水平和效率的同時(shí)，增強(qiáng)企業(yè)發(fā)展實(shí)力，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。