試論工業(yè)電氣自動化儀器儀表的控制

李紅利 天津工業(yè)大學(xué)

試論工業(yè)電氣自動化儀器儀表的控制

劉慶華 天津工業(yè)大學(xué)；中石化工程建設(shè)公司

李紅利 天津工業(yè)大學(xué)

得益于眾多新技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，當(dāng)前我國工業(yè)生產(chǎn)的自動化程度在不斷提高。在此種生產(chǎn)模式下，儀器儀表的貢獻(xiàn)得到了肯定，對生產(chǎn)效率的影響作用也引起了人們更高的關(guān)注。本文對工業(yè)電氣自動化儀器儀表控制中涉及的關(guān)鍵技術(shù)進行了分析，并結(jié)合其發(fā)展趨勢提出了幾項建議。

工業(yè)電氣自動化；儀器儀表；控制；關(guān)鍵技術(shù)；建議

前言

計算機技術(shù)具有傳統(tǒng)技術(shù)難以企及的優(yōu)勢，其也因此在多個領(lǐng)域得到了應(yīng)用，對工業(yè)發(fā)展有著十分明顯的促進作用。當(dāng)前，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中一般是將計算機技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)控制方面，旨在借助此項技術(shù)的便捷性和智能性優(yōu)勢，來達(dá)到預(yù)期的控制目標(biāo)。因此，對計算機技術(shù)在工業(yè)電氣自動化儀器儀表控制方面的應(yīng)用進行分析，不僅有助于科學(xué)運用此項技術(shù)，還有助于控制效果的進一步改善。

1.工業(yè)電氣自動化儀器儀表的控制

1.1 現(xiàn)狀概述

我國工業(yè)發(fā)展中對于技術(shù)更新一直都十分重視，也正是因為如此，工業(yè)才能夠長期保持較高的發(fā)展速度。技術(shù)更新給工業(yè)生產(chǎn)帶來的影響在儀器儀表方面表現(xiàn)得尤為明顯，比如，技術(shù)更新可以提升儀器測量速度以及精度，對于儀器儀表功能的發(fā)揮可產(chǎn)生巨大的積極影響。當(dāng)前，計算機技術(shù)已經(jīng)在儀器儀表控制方面得到了較為廣泛的應(yīng)用，這種情況不僅使得自動控制成為了現(xiàn)實，還推動了儀器儀表功能的完善和擴展，具體表現(xiàn)為：以往的儀器儀表只能測量個別參數(shù)，功能也僅限于接受顯示，但現(xiàn)在其已經(jīng)可以實現(xiàn)系統(tǒng)特征系數(shù)的有效測量，功能也擴展至除了接受顯示之外的計算分析及輸出功能、監(jiān)測處理功能等，多樣化趨勢顯著。但是，現(xiàn)階段儀器儀表中對計算機技術(shù)的引入力度還有待進一步增大，且控制效果也還需要不斷改善，而這一切都依賴于技術(shù)應(yīng)用研究。所以，當(dāng)前的緊要任務(wù)是在科學(xué)分析技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討計算機技術(shù)與儀器儀表控制的最佳融合模式。

1.2 常用的技術(shù)類型

概括來講，工業(yè)電氣自動化儀器儀表控制方面的常用技術(shù)主要包括以下幾種：第一，系統(tǒng)集成。此項技術(shù)囊括了需求分析技術(shù)以及模塊通信技術(shù)等，屬于儀器儀表控制方面應(yīng)用最廣的技術(shù)之一，產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在測量控制上，特別是在大型系統(tǒng)中。第二，傳感技術(shù)。此項技術(shù)在儀器儀表控制中的應(yīng)用意義主要體現(xiàn)在系統(tǒng)監(jiān)測控制方面，這是因為自動化控制的有效實現(xiàn)需要由監(jiān)測信息充當(dāng)輸入數(shù)據(jù)，而傳感技術(shù)正是及時獲取信息的保障。第三，智能控制。此項技術(shù)可以借助測控系統(tǒng)實現(xiàn)目標(biāo)的有效控制，并同時進行監(jiān)控工具優(yōu)選，一直被視為儀器儀表控制領(lǐng)域應(yīng)用信息技術(shù)的典型，積極意義主要體現(xiàn)在其有助于測控系統(tǒng)積極作用的發(fā)揮。第四，人機界面。在控制儀器儀表的過程中，只有保證操作人員能夠?qū)崿F(xiàn)與系統(tǒng)的有效交互，才有可能取得理想的控制效果。這就要求現(xiàn)實中注重對人機界面技術(shù)的應(yīng)用，通過此種方式來優(yōu)化交互界面，進而為人機交互的順利完成創(chuàng)造便利、提升操作行為的科學(xué)性及有效性。但是，在應(yīng)用此項技術(shù)的過程中也要注意以“便于操作”為設(shè)計的總體原則，避免界面過于復(fù)雜影響實用性，同時還要保證其具有良好的可維護性，以便為有效控制的實現(xiàn)提供支撐。

1.3 涉及的計算機技術(shù)

這一領(lǐng)域中涉及的計算機技術(shù)主要有：第一，微電子技術(shù)。應(yīng)用此項技術(shù)產(chǎn)生的影響集中體現(xiàn)在芯片上，在應(yīng)用該技術(shù)之前，儀器儀表往往需要多個芯片，但應(yīng)用此種技術(shù)之后，單獨芯片即可。這樣一來，不僅芯片植入更加便捷，還有助于減少電路擴展，進而削弱外部干擾的影響作用，使得設(shè)備處于一種較為穩(wěn)定的運行狀態(tài)。第二，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。此項技術(shù)的應(yīng)用，使得儀器儀表能夠從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及通信接口理論中獲益，不僅對網(wǎng)絡(luò)開發(fā)具有重要意義，還有助于企業(yè)需求的滿足。第三，嵌入技術(shù)。關(guān)于此種技術(shù)的應(yīng)用，目前的研究重點主要集中在微處理器方面。此種處理器的優(yōu)勢為“成本和能耗均比較低、可靠性及穩(wěn)定性均比較高”，相較于一般處理器而言，其在儀器儀表中的應(yīng)用更容易取得良好效果，這一點與二者具有良好的相融性有關(guān)。在此項技術(shù)得到科學(xué)運用的前提下，其可以發(fā)揮出優(yōu)化儀器運算功能、提高結(jié)果準(zhǔn)度等作用。

1.4 關(guān)于儀器儀表控制的一些建議

結(jié)合儀器儀表控制的現(xiàn)狀來講，本文認(rèn)為該領(lǐng)域要想實現(xiàn)更科學(xué)有效的技術(shù)運用，就必須要關(guān)注以下問題：第一，對相關(guān)理論進行深入研究，為技術(shù)科學(xué)應(yīng)用提供可靠依據(jù)。無論是計算機技術(shù)，還是其他的現(xiàn)代技術(shù)，在儀器儀表及其控制方面的應(yīng)用都屬于是大勢所趨，但是，相關(guān)技術(shù)在應(yīng)用實踐中能否充分發(fā)揮出優(yōu)勢，則取決于應(yīng)用方法是否正確。所以，現(xiàn)階段一方面要加大新技術(shù)的引入力度，另一方面也要關(guān)注推進理論方面的研究，以科學(xué)理論為技術(shù)的正確運用提供指導(dǎo)。第二，大力應(yīng)用嵌入技術(shù)的同時，對涉及的軟、硬件進行研究。作為計算機技術(shù)的重要構(gòu)成，嵌入技術(shù)在儀器儀表方面的應(yīng)用前景十分廣闊，所以，現(xiàn)實中有必要對此種技術(shù)的應(yīng)用進行研究，以便科學(xué)利用其集成高等優(yōu)勢。另外，這個過程中還需要特別注意研究相關(guān)的軟、硬件。第三，重視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與儀器表的融合趨勢。在當(dāng)前的情況下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅是儀器儀表中應(yīng)用最廣的技術(shù)之一，還是對其影響最大的技術(shù)之一，且其在應(yīng)用實踐中也開始顯現(xiàn)出與儀器儀表融合的趨勢?？紤]到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有的優(yōu)勢以及其對儀器儀表產(chǎn)生的影響，現(xiàn)實中必須要重視二者融合的趨勢，并嘗試對這方面進行一些研究和探索，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為工業(yè)生產(chǎn)做出更大貢獻(xiàn)。

2.結(jié)語

整體來講，現(xiàn)階段的工業(yè)電氣自動化儀器儀表控制中應(yīng)用的技術(shù)種類在不斷增多，從技術(shù)中獲取的益處也越來越明顯。鑒于技術(shù)革新對工業(yè)生產(chǎn)效率影響極大，現(xiàn)實中有必要充分重視技術(shù)應(yīng)用方法的把握，以便實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用效益的最大化，使現(xiàn)代技術(shù)在推動工業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮出更大的積極作用。

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劉慶華，男，高級工程師，遼寧大連人，2000年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué). 2014年就讀于天津工業(yè)大學(xué)。主要研究：自動化先進控制，化工自動化儀表。