工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)探討

許瑩瑩 張劍

摘 要：將自動化儀表和自動化控制技術(shù)運用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)中，不僅提高了產(chǎn)品質(zhì)量與控制精度，還使產(chǎn)品生產(chǎn)的高效性、安全性得以保障。故此，本文主要結(jié)合筆者工作經(jīng)驗，對工業(yè)自動化儀表和自動化控制技術(shù)進行了概述，并探討了工業(yè)自動化儀表和自動化控制技術(shù)的運用價值及運用策略。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化;儀表;控制技術(shù)

引言

工業(yè)自動化儀器與自動化控制技術(shù)的出現(xiàn)，在某種程度上標志著工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化方向，低能耗、高產(chǎn)能、高效率的生產(chǎn)模式，將會逐漸替代掉低產(chǎn)出、高能耗的生產(chǎn)模式，得以廣泛推廣。

一、自動化控制儀表類型

自動化儀表在現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮積極作用，從其實際應用功能入手開展分類，主要劃分為顯示、調(diào)節(jié)、執(zhí)行、計算以及信號轉(zhuǎn)換等方面;按照測量的具體內(nèi)容開展分類，主要劃分為溫度、流程、流量、壓力以及機械量等方面。重點選取幾類常用自動化儀表進行分析，將能夠大致了解到其實際應用特點和效果。一是檢測儀表。其針對變量數(shù)值的具體變化大小情況進行細致檢測，在變送器的支持下，可以有效轉(zhuǎn)化好被測變量值，使得這一數(shù)值的變化上下限都處在一定范圍內(nèi)，也就是取值區(qū)間的標準信號。二是調(diào)節(jié)儀表。其擁有著良好的控制功能，以自動化方式實現(xiàn);儀表運行之前，需要針對既定程序進行預設，從而針對各項控制變量進行管控。三是執(zhí)行儀表。其在工業(yè)生產(chǎn)中效果顯著，在終端控制環(huán)節(jié)發(fā)揮著明顯作用，主要包含調(diào)節(jié)機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)，可以有效調(diào)節(jié)好給定量、節(jié)能量、壓力、溫度和流量等參數(shù)。

二、工業(yè)儀表的發(fā)展歷程

在工業(yè)儀表發(fā)展中，在20世紀30年代時興起的熱工儀表是最初的儀表形式，在實際生產(chǎn)過程中連接性熱力狀況中應用，例如，石油提煉領(lǐng)域、熱動力領(lǐng)域、化工等。以構(gòu)造模式來區(qū)分，分為液動式和機械式兩種模式，通過在實踐中，對工作的及時檢驗、管理、記載來完成相關(guān)內(nèi)容。它們的外形特征是擁有龐大的體積、外觀不夠美觀，而且相對來說，精度不夠準確。到了20世紀30年代末期，氣動類儀表和攜遠程的傳送器類儀表相繼產(chǎn)生，這類儀表的主要特征便是和壓力信號可保持一致，與此同時，在核心控制室可進行多種操作工作，與之前的儀表有所區(qū)別的便是具有遠程讀數(shù)再現(xiàn)的特征。到了20世紀80年代，智能化系統(tǒng)逐步滲入工業(yè)儀表設備中，并有效連接。在信息技術(shù)的快速發(fā)展下，工業(yè)生產(chǎn)自動化、智能化程度逐步提升，有效推動了工業(yè)自動化的可持續(xù)發(fā)展。

三、工業(yè)自動化儀表的自動化控制技術(shù)

（一）設備總線控制技術(shù)

現(xiàn)階段，自動化儀表控制技術(shù)研發(fā)已經(jīng)取得了較好的應用成果，適用領(lǐng)域也在不斷拓寬。該技術(shù)的操作原理是將現(xiàn)場生產(chǎn)設備與控制系統(tǒng)進行相關(guān)性連接，在出現(xiàn)運行問題時，設備會第一時間將數(shù)據(jù)上傳至自動控制系統(tǒng)，由系統(tǒng)進行自動化處理后，下達調(diào)整指令，使設備暫停運轉(zhuǎn)，有其他設備接替其進行工作。同時，系統(tǒng)會向管理人員提交預警信息，由技術(shù)人員對設備進行檢修，達到企業(yè)經(jīng)濟止損的目的。設備總控線技術(shù)是自動化控制的核心技術(shù)，借助總控線技術(shù)，系統(tǒng)可以與其他監(jiān)控設備組建網(wǎng)狀連接結(jié)構(gòu)，同時利用計算機技術(shù)與各設備建立有效連接，進而實現(xiàn)遠距離控制。在具體操作過程中，設備直接將信息上傳到總系統(tǒng)當中，系統(tǒng)會在已有數(shù)據(jù)庫基礎上對數(shù)據(jù)進行處理，借助大數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)等技術(shù)篩選所需數(shù)據(jù)進行計算，使企業(yè)可以獲取預期計算數(shù)據(jù)，為企業(yè)下階段發(fā)展決策提供科學性數(shù)據(jù)支持。

（二）分布式控制系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)時代的來臨，增加了企業(yè)每天獲取信息的總量。分布式控制系統(tǒng)是自動化控制系統(tǒng)中進行信息分流的重要組成結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)的具體工作原理如下：首先，自動化控制系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，建立各環(huán)節(jié)的監(jiān)控模塊，使生產(chǎn)過程按照既定順序進行排列。其次，每個環(huán)節(jié)得生產(chǎn)數(shù)據(jù)直接上傳到直屬系統(tǒng)模塊當中，由分模塊對信息進行集中處理，并建立信息專屬數(shù)據(jù)庫，并與后續(xù)信息的比對。最后，分布式系統(tǒng)在完成數(shù)據(jù)整理后，直接將整理結(jié)果上傳到總系統(tǒng)當中，由系統(tǒng)對整理數(shù)據(jù)進行深入挖掘，根據(jù)挖掘結(jié)果下達相應調(diào)控指令，借此提高控制系統(tǒng)的工作效率。需要注意的是，分布式控制系統(tǒng)是借助通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)調(diào)控的模式，該系統(tǒng)能夠?qū)⑥k公自動化與工業(yè)自動化進行有機融合，為企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展奠定良好的基礎。

（三）網(wǎng)絡自動化技術(shù)

網(wǎng)絡自動化技術(shù)是自動化控制系統(tǒng)高效工作的重要保障。網(wǎng)絡自動化技術(shù)主要借助數(shù)字化通信技術(shù)與系統(tǒng)進行信息交流，在交流過程中，該技術(shù)可以對傳輸信息進行智能化處理，如轉(zhuǎn)變信息傳輸格式、傳輸頻率等。在系統(tǒng)接收到傳遞信息前，網(wǎng)絡自動化技術(shù)會將信息轉(zhuǎn)化為初始格式，借此提高信息傳遞的時效性和完整性。

（四）網(wǎng)絡控制系統(tǒng)

網(wǎng)絡控制系統(tǒng)是自動化控制系統(tǒng)的重要組成結(jié)構(gòu)。目前，嵌入式操作系統(tǒng)與微處理核心硬件系統(tǒng)是網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的核心軟件，兩類軟件能夠搭建計算機與自動化儀表之間的信息傳遞紐帶，確保數(shù)據(jù)信息的順利傳輸。另外，該系統(tǒng)能夠?qū)ψ詣踊刂葡到y(tǒng)的通用性進行加強，利用計算機技術(shù)中的局域網(wǎng)絡、USB、打印機等設備端口實現(xiàn)信息的快速交互，使信息傳遞變得更加便捷，有效提高自動化控制系統(tǒng)的實用價值。

（五）自動化控制技術(shù)

自動化控制技術(shù)是自動化控制系統(tǒng)的核心構(gòu)成，可以分為機械驅(qū)動、過程調(diào)控和生產(chǎn)管理自動化三部分內(nèi)容。在實際應用過程中，機械驅(qū)動自動化與過程調(diào)控自動化可以準確控制生產(chǎn)設備的相關(guān)操作，提高設備運行的有效性。而生產(chǎn)管理自動化可以確保產(chǎn)品生產(chǎn)的順利開展，有效提高企業(yè)管理水平，提升設備運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

四、工業(yè)自動化儀表的控制方法

（一）加強對自動化儀表的控制

現(xiàn)在，工業(yè)自動化儀表越來越受到企業(yè)的歡迎，特別是在一些新型生產(chǎn)工業(yè)企業(yè)中，正在不斷增加對自動化儀表的使用范圍。但是所關(guān)注的企業(yè)并不多，并且沒有及時對自動化儀表進行控制。任何設備在運行一段時間后，都會存在一些問題，如設備的靈敏度下降、零件老化等，自動化儀表也是如此。所以，相關(guān)企業(yè)在生產(chǎn)時，就需要加強對自動化儀表的控制，并且投入一定的人力對其進行管理，以確保工業(yè)電氣自動化儀表能夠順利應用于工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中。

（二）對自動化儀器儀表進行管理

企業(yè)在生產(chǎn)過程中，應該對自動化儀器儀表進行嚴格控制。第一，在購買自動化儀器儀表時，需要保證自動化儀器儀表符合國家的標準，然后再檢查質(zhì)量和功能，要符合企業(yè)生產(chǎn)需求。第二，在對自動加儀器儀表進行安裝時，需要對其進行管理。因為當前自動化儀器儀表的種類繁多，所以安裝過程也較為復雜，必須要專業(yè)的技術(shù)人員來對其進行安裝，才能夠保證儀器能夠正常使用。對于企業(yè)內(nèi)部的自動化儀器也需要定期進行檢查，需要檢查自動化儀器儀表的運行情況、使用年限。第三，就是對企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡進行維護。自動化的實際含義就是利用信息技術(shù)來實現(xiàn)對儀器儀表的控制，所以想要保證儀器儀表的正常運行，企業(yè)就需要重視對網(wǎng)絡的更新和維護。

五、結(jié)束語

總之，在如今工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中，廣泛運用到自動化儀表和自動化控制技術(shù)，穩(wěn)步推動著工業(yè)生產(chǎn)朝著自動化發(fā)展。為了更為充分發(fā)揮出自動化儀表與自動化控制技術(shù)的作用，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和管理人員，應對自動化儀表和自動化控制技術(shù)有更為清晰地認識，進而合理、科學運用它，從而為工業(yè)自動化生產(chǎn)的實現(xiàn)打下堅實基礎。

參考文獻：

[1]莊山.工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（36）：256.

[2]許旭東.自動化儀表在工業(yè)控制中的應用[J].集成電路應用，2018，35（12）：117-118.

[3]劉鎧鳴.工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)的問題及應用[J].南方農(nóng)機，2018，49（22）：82.