工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)探討

高磊

摘 要：工業(yè)自動化儀表是工業(yè)發(fā)展中的重要技術(shù)，隨著自動化控制技術(shù)的成熟，逐漸替代了人工控制，提高了控制的精確性和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了高效、安全、低能耗的生產(chǎn)，工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)的結(jié)合具有天然的優(yōu)勢，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的趨勢。文章工業(yè)自動化儀表及控制技術(shù)的不足進(jìn)行簡要分析，然后研究相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)，為拓展其研究貢獻(xiàn)一份薄力。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化儀表；自動控制技術(shù)；研究分析

1 概述

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對自動化的要求越來越高，尤其是信息技術(shù)的滲透，為工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)引入了新義，極大的提升了控制的水平，克服了傳統(tǒng)的人工控制的諸多弊端，實(shí)現(xiàn)了低能耗、全天候、高精度的控制，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的高效化。生產(chǎn)企業(yè)要謀求更長遠(yuǎn)的發(fā)展，就離不開工業(yè)自動化儀表與自動控制技術(shù)，能夠提升企業(yè)的綜合競爭力。工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)不斷的發(fā)展，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的組成部分，促進(jìn)了企業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

2 工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)的定義

工業(yè)自動化儀表技術(shù)主要有三個(gè)方面的內(nèi)容，分別信息的收集、處理和應(yīng)用。能夠整合企業(yè)的信息，為自動化控制提供重要的支持，并在安全領(lǐng)域打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，儀表制造商都在自動化控制方面加大了研發(fā)力度。生產(chǎn)的診斷和流程雖然不屬于自動化儀表的范疇，但與自動化儀表的信息交流非常廣泛，是控制系統(tǒng)中一個(gè)重要部分。工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的診斷和維護(hù)，負(fù)責(zé)現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)的工作信息的采集處理，起到生產(chǎn)流程、設(shè)備、自動化控制系統(tǒng)和現(xiàn)場儀表的診斷維護(hù)，提升了工業(yè)生產(chǎn)的效率。

3 工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)存在的不足

信息技術(shù)的發(fā)展為工業(yè)自動化儀表與控制技術(shù)帶來了積極的意義，但是作為一項(xiàng)新的技術(shù)，要經(jīng)過一段時(shí)間的探索與應(yīng)用，現(xiàn)階段還面對著一些技術(shù)上的不成熟，存在著諸多的不足，主要集中在四個(gè)方面，其一，儀表的可互操作性問題，工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)的結(jié)合的一大特征就是儀表的可互操作性，但是實(shí)際的應(yīng)用中難以做到無縫銜接，互操作性的程度不高，限制了性能的提升。其二，自動化系統(tǒng)信息的安全性能，安全性不足導(dǎo)致自動化儀表的性能不夠穩(wěn)定，出現(xiàn)各種兼容性的問題或控制的精確度不足，出現(xiàn)較大的誤差。其三，系統(tǒng)的可靠性與故障診斷，可靠性還不高，尤其是在工作環(huán)境復(fù)雜的自動化儀表中，經(jīng)常出現(xiàn)故障，但診斷的效率不高，導(dǎo)致維護(hù)不及時(shí)，影響正常的生產(chǎn)。其四，程序與軟件的可靠性問題，自動化控制技術(shù)的功能是通過程序與軟件來實(shí)現(xiàn)的，但軟件程序存在漏洞、考慮的方面不周全等問題，導(dǎo)致可靠性差，自動化儀表的工作狀態(tài)不穩(wěn)定，影響生產(chǎn)。

4 工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)

4.1 工業(yè)自動化儀表

工業(yè)自動化儀表是在實(shí)際的生產(chǎn)中完成智能化控制，具備檢測、展示、控制和執(zhí)行等多種功能，工業(yè)自動化儀表有多種形式，如顯示儀表、檢測儀表、執(zhí)行器、調(diào)節(jié)儀表和計(jì)算儀表等，依據(jù)生產(chǎn)過程和指標(biāo)進(jìn)行合理的設(shè)置安排，實(shí)現(xiàn)了無人化的操作，自主檢測、自主管控，并將信息傳遞到遠(yuǎn)距離的終端，憑借極高的效率與極地的損耗生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

（1）顯示儀表：顧名思義就是顯示和記錄被測的參數(shù)，一旦在工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)故障，顯示儀表就會在第一時(shí)間顯示出來，進(jìn)行自動的報(bào)警，以便維護(hù)人員能及時(shí)的做出評估判斷，顯示儀表有三種形式，分別是數(shù)字式、圖形式與模擬式。（2）檢測儀表：在工業(yè)生產(chǎn)中，對變量進(jìn)行檢測，并將變量轉(zhuǎn)化為可識別的信息，其中要注意信息轉(zhuǎn)化的精確性，準(zhǔn)確表達(dá)被測變量。（3）執(zhí)行器：執(zhí)行器是自動化儀表中的關(guān)鍵部分，可以經(jīng)過調(diào)節(jié)器給出的信息進(jìn)行控制，如壓力、溫度、濕度、流量、速度等信息，對相關(guān)的定量進(jìn)行合理的調(diào)整，在整個(gè)工業(yè)體系中，執(zhí)行器是控制系統(tǒng)的重要元件。（4）調(diào)節(jié)儀表：調(diào)節(jié)器可以有效的調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程，經(jīng)過預(yù)設(shè)的程序進(jìn)行控制，根據(jù)一些預(yù)設(shè)的控制量進(jìn)行調(diào)節(jié)。（5）計(jì)算儀表：主要是關(guān)于數(shù)學(xué)的運(yùn)算方式，能應(yīng)對單一或較多的輸入變量進(jìn)行控制，有加法器和乘法器等。

4.2 自動化控制技術(shù)

自動化控制技術(shù)在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)中集成了機(jī)電一體化技術(shù)，并完成自動化、智能化的管控，依據(jù)自動化工作水平的高低，自動化控制存在半智能化和全智能化。半智能化需要人力的參與，人力的參與主要是集中在決策類的腦力勞動，相對于傳統(tǒng)的控制方式，能將人從繁重的工作中解脫出來，當(dāng)前大部分的自動化控制技術(shù)都是半智能化。全智能化控制技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)全部的無人化，能實(shí)現(xiàn)全程的信息采集、處理和應(yīng)用，極大了提升了工作的效率和安全穩(wěn)定性，是未來自動化儀表的發(fā)展方向。

4.3 工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)應(yīng)用

工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，給工業(yè)生產(chǎn)帶來了積極的意義，下面就石油工業(yè)過程智能化、機(jī)械制造智能化和管理智能化進(jìn)行簡要分析。

（1）石油工業(yè)過程智能化：自動化控制儀表可以檢測石油生產(chǎn)中的流量、壓力、溫度等變量，完成流體、粉體的整體化學(xué)處理，借助于測量儀表、調(diào)節(jié)裝置和計(jì)算機(jī)組成過程智能化系統(tǒng)，完成加熱、精餾塔等全過程的生產(chǎn)控制，管控方式主要有三種：最佳管控、前饋管控和反饋管控。（2）管理智能化：管理智能化以物料管理為例，通過工業(yè)自動化儀表來檢測物料信息，如庫存量、庫存的環(huán)境狀態(tài)等，尤其是對于一些危險(xiǎn)品或質(zhì)量要求高的物料，要確保物料的穩(wěn)定性和安全，需要檢測溫度、濕度等環(huán)境因素，一旦出現(xiàn)異常狀況，能第一時(shí)間響應(yīng)。管理智能化是許多數(shù)據(jù)性能的電腦與終端形成了一個(gè)局域網(wǎng)，能夠給管理提供多種方案，方便決策。（3）機(jī)械制造智能化：機(jī)械制造是工業(yè)中的核心部分，但是傳統(tǒng)的機(jī)械制造面對著許多的局限性，影響了精度、穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟(jì)效益等提高，不符合未來的發(fā)展趨勢。而基于工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)的機(jī)械制造，已經(jīng)具備了良好的發(fā)展前景。如在機(jī)器人、數(shù)控技術(shù)、加工單位等智能制造領(lǐng)域，通過自動化儀表提供的信息，能夠?qū)崿F(xiàn)柔性生產(chǎn)和精細(xì)化生產(chǎn)。

4.4 工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

目前我國的工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)的水平并不高，限制了工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)化升級，在當(dāng)前的技術(shù)背景下，加強(qiáng)控制技術(shù)與自動化儀表技術(shù)的融合成為了核心方向，其發(fā)展的動力是信息技術(shù)，一方面需要高素質(zhì)的科技人才；另一方面需要信息技術(shù)的產(chǎn)業(yè)升級，可以借助自動化儀表技術(shù)的應(yīng)用前景，推動二者的融合。

5 結(jié)束語

我國是世界第一制造大國，但工業(yè)水平并不是先進(jìn)行列，處在工業(yè)生產(chǎn)的中低端，行業(yè)的利潤水平不高，制約了經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化升級，尤其是在新時(shí)期下，工業(yè)的轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為重要課題。工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)是工業(yè)發(fā)展的重中之重，二者技術(shù)水平往往體現(xiàn)了一個(gè)國家的生產(chǎn)能力，因而研究工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)的不足，并研究相關(guān)的應(yīng)用，具有積極的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]楊學(xué)熊.DDZ-S系列智能化儀表開發(fā)和技術(shù)懇談會簡介[J].石油化工自動化，1990（2）.

[2]張振基.化肥工業(yè)自動化儀表現(xiàn)狀及其發(fā)展[J].石油化工自動化，1991（5）.

[3]上海新安造紙廠自控組.工業(yè)自動化儀表在造紙機(jī)上的應(yīng)用[J].中國造紙，1974（3）.

[4]姜喜勝，李慶杰.油田用工業(yè)自動化儀表電磁兼容性綜述[J].油氣田地面工程，2004（8）.

[5]章昌南.淺談我國工業(yè)自動化發(fā)展?fàn)顩r[J].金屬加工（冷加工），2008（19）：52-55.

[6]牛學(xué)義.自動化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2000.

[7]李友善.自動控制原理[M].北京：國防工業(yè)出版社，2001.

[8]向婉成.控制儀表與裝置[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[9]邵裕森.過程控制工程[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2000.