自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)分析

薛殿卿

摘要：改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會(huì)也在不斷進(jìn)步，有力的推動(dòng)了自動(dòng)化儀表控制急速的進(jìn)步。我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)起步晚，但發(fā)展速度快，當(dāng)前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用。作為現(xiàn)代化工業(yè)中的一個(gè)重要方向，自動(dòng)化儀表工程控制系統(tǒng)是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要力量，它改變了傳統(tǒng)的手工操作方式，使社會(huì)生產(chǎn)力獲得極大提高。企業(yè)要增強(qiáng)自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，就需要不斷提升自身自動(dòng)化儀表和控制技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化儀表；控制系統(tǒng)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)；特點(diǎn)

1.自動(dòng)化儀表的功能和控制系統(tǒng)特點(diǎn)

1.1自動(dòng)化儀表功能

自動(dòng)化儀表在實(shí)際應(yīng)用中，主要具備三方面功能。第一是記憶儲(chǔ)存功能，從最初組合邏輯和時(shí)序電路儀表，發(fā)展為當(dāng)前的自動(dòng)化儀表，儀表的瞬時(shí)和短期記憶也實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)記憶、長(zhǎng)期記憶的轉(zhuǎn)變。要使儀表可以在不斷電情況下實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間記憶，需對(duì)儀表合理改造，在其中設(shè)置微電腦裝置。后期需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的情況下，可合理調(diào)整其記憶狀態(tài)；第二是拓展延伸功能，當(dāng)前儀表已經(jīng)從繁瑣復(fù)雜的處理器簡(jiǎn)化到了軟件編輯設(shè)計(jì)，成為設(shè)備中的核心程序系統(tǒng)，也實(shí)現(xiàn)了從硬件邏輯到軟件設(shè)置轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了電子智能化；第三是數(shù)據(jù)處理和計(jì)算機(jī)功能，通過(guò)引入微型計(jì)算機(jī)可使其數(shù)據(jù)處理和計(jì)算功能提何時(shí)能，并優(yōu)化其測(cè)量精度。

1.2儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能

首先是在工業(yè)生產(chǎn)中的智能監(jiān)控作用，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)施工建設(shè)，通過(guò)檢測(cè)其施工環(huán)境得到相關(guān)信息。一般是利用儀表傳感器進(jìn)行檢測(cè)的，檢測(cè)傳感數(shù)據(jù)會(huì)體現(xiàn)在電腦或者儀表上面，通過(guò)紅外收發(fā)模塊，傳感器可以獲得信息。該收發(fā)系統(tǒng)的信號(hào)源一般是紅外線發(fā)光二極管組成的，接著裝置為光敏三極管等，在正常工作狀態(tài)下，紅外發(fā)射管可持續(xù)放出紅外光纖，被接收管收到再傳動(dòng)到單片機(jī)上。在警戒線被遮擋的情況下，紅外線接收管不會(huì)單片機(jī)輸出信號(hào)，容易被縱斷，報(bào)警信號(hào)傳送到相應(yīng)基站，可以實(shí)現(xiàn)其智能監(jiān)控，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用則可有效防止問(wèn)題產(chǎn)生；其次是自動(dòng)化控制的保護(hù)功能，工業(yè)生產(chǎn)中設(shè)備保護(hù)是一項(xiàng)重要任務(wù)。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的一項(xiàng)重要作用，就是控制系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)部分，一般其中高壓和大電流開(kāi)關(guān)設(shè)備體積不會(huì)太大，一旦在生產(chǎn)中出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)產(chǎn)生較大損失。只有安裝好自動(dòng)化控制系統(tǒng)，才可有效控制和保護(hù)設(shè)備供電系統(tǒng)。

2.自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)應(yīng)用

2.1在傳感技術(shù)中應(yīng)用

在自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)中，傳感技術(shù)的應(yīng)用可以提高自動(dòng)化儀表的響應(yīng)速度。傳感技術(shù)可以對(duì)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)非線性調(diào)節(jié)，以解決自動(dòng)化儀表存在的多回路問(wèn)題。在自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)中通過(guò)應(yīng)用傳感技術(shù)，可以為其集成化和一體化提供有效的技術(shù)支持。

2.2智能化調(diào)節(jié)器應(yīng)用

在自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)中，微計(jì)算機(jī)處理是重要組成部分，在近年來(lái)的科技發(fā)展中，微計(jì)算機(jī)處理技術(shù)也在積極發(fā)展，其儀表調(diào)節(jié)器逐漸實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)變。當(dāng)前，自動(dòng)化控制系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理，為進(jìn)一步提升調(diào)節(jié)器智能化，需要繼續(xù)加強(qiáng)控制系統(tǒng)的計(jì)算能力、處理能力。因此，要確保自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)可以對(duì)幾種信號(hào)同時(shí)進(jìn)行編制，以有效監(jiān)控和掛歷整個(gè)儀表控制系統(tǒng)，對(duì)此需要采用智能化調(diào)節(jié)器，使控制系統(tǒng)更便捷，對(duì)各種工作環(huán)境良好適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化儀表控制性能的有效提升。

2.3可編程控制器應(yīng)用

當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的集成化和一體化發(fā)展。因此要更好實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化儀表中硬件、軟件集成化，需要將其中復(fù)雜邏輯電路轉(zhuǎn)化為軟件。但由于其硬件更換具有一定復(fù)雜性，因此會(huì)造成企業(yè)生產(chǎn)成本的增加。對(duì)相關(guān)軟件進(jìn)行編程，可以減少硬件更換會(huì)產(chǎn)生的麻煩，通過(guò)程序?qū)刂葡到y(tǒng)性能有效改善，提升其數(shù)字處理、存儲(chǔ)和計(jì)算能力。

2.4在大型煉化裝置中應(yīng)用

在大型的煉化裝置中，各設(shè)備開(kāi)停機(jī)、工藝參數(shù)變化都會(huì)在自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)中體現(xiàn)，并通過(guò)按鈕操作即可實(shí)現(xiàn)。特別是裝置中核心的大型設(shè)備，需要在其運(yùn)行中監(jiān)視機(jī)械工作狀態(tài)，防止出現(xiàn)事故。通過(guò)應(yīng)用儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以很好地監(jiān)視和自動(dòng)調(diào)整橫向位移、軸振動(dòng)和氣缸熱膨脹等參數(shù)，確保各設(shè)備是處于良好運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中的，保障煉化裝置運(yùn)行的安全性。

2.5存儲(chǔ)功能應(yīng)用

傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)，主要是原始數(shù)字展現(xiàn)，工作人員需根據(jù)各時(shí)期數(shù)字記錄，來(lái)了解其變化趨勢(shì)。其中一些儀表采用的是組合邏輯和時(shí)序電路，只能實(shí)現(xiàn)某一時(shí)刻記憶。因此，需要人們?cè)谏a(chǎn)中定期監(jiān)控設(shè)備，這樣一來(lái)工作人員工作強(qiáng)度加大，企業(yè)用工成本也會(huì)升高，并給由于無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄，因此其最終的數(shù)據(jù)記錄往往是不完整的，難以對(duì)各個(gè)時(shí)刻設(shè)備、管道內(nèi)氣壓、溫度等參數(shù)真實(shí)反映。現(xiàn)代化自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，將各階段數(shù)據(jù)存入后臺(tái)中央處理器中，依據(jù)實(shí)際需要來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)歸檔和輸出，便于之后分析和處理數(shù)據(jù)，使未來(lái)設(shè)備運(yùn)行有相關(guān)數(shù)據(jù)作為有力支持。

2.6服務(wù)業(yè)中應(yīng)用

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中，人們對(duì)電子產(chǎn)品的要求也在提高，這樣一來(lái)也促進(jìn)了自動(dòng)化產(chǎn)品的更新?lián)Q代，比如自動(dòng)取款機(jī)的應(yīng)用，極大便利了人們的工作和生活。

3.自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 DCS轉(zhuǎn)變

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可以提升企業(yè)管理水平和效率，因此傳統(tǒng)DCS即分散控制系統(tǒng)也出現(xiàn)了轉(zhuǎn)變。當(dāng)前，國(guó)外一些跨國(guó)公司發(fā)展和系統(tǒng)更新中，儀表自動(dòng)化正在向大規(guī)模集成方向發(fā)展，也就是整合傳統(tǒng)DCS，集中分散的控制體系，從而形成一體化管理體系，有效提升企業(yè)運(yùn)行效率、管理效率，真正實(shí)現(xiàn)一體化控制。同時(shí)，其一項(xiàng)重要優(yōu)勢(shì)就是對(duì)信息的共享，可以避免分散控制下信息交流、傳輸障礙，以優(yōu)化對(duì)設(shè)備運(yùn)行的統(tǒng)籌安排、后期維護(hù)管理，在管理、控制和決策方面促進(jìn)一體化的實(shí)現(xiàn)。

3.2控制軟件的標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)變

在自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展中，采用先進(jìn)軟件控制系統(tǒng)，可以使工程控制能力提高，克服其原先存在問(wèn)題和不足，包括時(shí)變性和不穩(wěn)定性等。未來(lái)發(fā)展中，自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)管理也會(huì)逐漸實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和流程化，其優(yōu)勢(shì)就在于可以根據(jù)預(yù)定進(jìn)行管理和控制，方便商品化管理實(shí)現(xiàn)，確保各部分之間的銜接有序，形成設(shè)備擴(kuò)展和結(jié)合更佳的程序，確保自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)具有良好的延伸性、靈活性和安全性。

3.3網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展如火如荼，有力提高了信息傳輸和交流速率，確?？梢栽俳y(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)信息共享。未來(lái)發(fā)展中的大趨勢(shì)，就是自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，將工廠信息網(wǎng)絡(luò)加入自動(dòng)控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制，可以形成新的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)層，在其中集合各種數(shù)據(jù)分析，有效轉(zhuǎn)換前后臺(tái)數(shù)據(jù)，并延伸出新型自動(dòng)化儀表，以根據(jù)事先設(shè)計(jì)指令合理預(yù)警和修正不同時(shí)刻變化，形成在后臺(tái)會(huì)議商議處置方式，并反饋給前臺(tái)最終形成合理的修正方式。

結(jié)束語(yǔ)：

在科技不斷發(fā)展的過(guò)程中，自動(dòng)化技術(shù)將在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮出更重要的作用，對(duì)此要不斷改進(jìn)和更新自動(dòng)化技術(shù)，認(rèn)真探究其中的疑難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)其與各領(lǐng)域的有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮控制系統(tǒng)作用，提升社會(huì)生產(chǎn)力。

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（作者單位：蘇州市計(jì)量測(cè)試院）