工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術探討

田娜

（唐山三友氯堿有限責任公司，河北 唐山 065000）

工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術探討

Industrial automation instrumentation & automation control technology

田娜

（唐山三友氯堿有限責任公司，河北 唐山 065000）

工業(yè)儀表最早應用于化工、冶金、石油煉制等熱力生產(chǎn)部門，因此也叫熱工儀表，這種儀表的功能具有簡單的記錄與檢測作用。隨著時代的變遷與科技的進步，儀表的功能與自動化技術含量也大大地提高，進入20世紀80年代后，儀表與自動化控制又緊密地結(jié)合起來，尤其近幾年，自動化儀表已智能化、網(wǎng)絡化了。它已經(jīng)進入我國的各個領域。本文從工業(yè)自動化儀表對企業(yè)的作用說起，簡要介紹了工業(yè)自動化儀表的原理和種類以及自動化控制技術在生產(chǎn)中的應用，希望有助于工業(yè)企業(yè)今后技術的進步、效益的提高，僅供參考。

工業(yè)自動化儀表；自動化控制技術；淺議分析

隨著科技的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)也由傳統(tǒng)模式逐步向智能化發(fā)展。這是國家文明、社會進步的重要體現(xiàn)。隨著工業(yè)生產(chǎn)的自動化、現(xiàn)代化的加劇，自動化儀表與自動化控制也有了新的標準與要求，這也是企業(yè)低投入高產(chǎn)出的需求。因此有必要在此探討下工業(yè)自動化儀表在企業(yè)生產(chǎn)中的作用以及目前的應用狀況。

1 工業(yè)自動化儀表在企業(yè)中的作用

工業(yè)自動化儀表是企業(yè)安全生產(chǎn)，排除重大隱患的前提。同時也是企業(yè)采集科學有效的數(shù)據(jù)與信息集成的前提。更是企業(yè)提高效益與良性循環(huán)的前提。

2 工業(yè)自動化儀表、原理、分類

2.1 工業(yè)自動化儀表

工業(yè)自動化儀表相對與過去傳統(tǒng)的熱工儀表而言，它不需要手工操作，也不需要人在現(xiàn)場進行監(jiān)督，而是自動地完成其記錄、測量、控制等操作任務。并且會把這些信息最終傳輸?shù)饺藗冃枰臄?shù)據(jù)終端。它不但省時、省力，更提高了記錄、檢測的準確與時效性。這也是現(xiàn)代化技術中所體現(xiàn)的低能耗、高效益產(chǎn)品。

2.2 工業(yè)自動化儀表原理

其原理是通過先進的技術手段，不需要人員的現(xiàn)場操作與實際監(jiān)控，可以將人們需要的數(shù)據(jù)與信息傳遞到末端，并在這里對數(shù)據(jù)與信息進行再次處理。這個階段的工作原理是依據(jù)力矩平衡、電平衡、力平衡等原理通過傳感器把現(xiàn)場測試的壓力、溫度、電流等參數(shù)通過變送器進行轉(zhuǎn)換，并且將上述數(shù)字進行進一步放大，將放大的數(shù)值發(fā)送到顯示元件，通過元件獲得的數(shù)據(jù)與測試值進行對比，使之達到平衡狀態(tài)。

2.3 工業(yè)自動化儀表的種類

工業(yè)儀表的種類非常繁多，可以從不同的方面去劃分。如按照功能可以分為調(diào)節(jié)類、計算類、顯示類、執(zhí)行類、信號轉(zhuǎn)換類等；從測量的角度可以分為溫度儀表、壓力儀表、流量儀表、流程分析儀表、機械量儀表等。下面介紹常用的幾種儀表。

2.3.1 顯示儀表

顧名思義，它是用來對被測的參數(shù)進行顯示與記錄的。它在使用過程中出現(xiàn)異常時，它會故意地高報或者低報以此來提醒操作人員的注意。顯示儀表可以根據(jù)顯示的角度分為模型、數(shù)據(jù)、圖形三種顯示儀表。

2.3.2 檢測儀表

檢測儀表是對被測的變量數(shù)值的大小進行檢測，并利用變送器將被測的變量值轉(zhuǎn)變成標準信號，標準信號指的是信號的變化上下限都是標準化取值。

2.3.3 調(diào)節(jié)儀表

它具有自動控制的作用。它是通過預先設定的程序來對被控制的變量進行自動控制。這種控制可以在封閉式環(huán)境下獨立進行的。從作用上可分為微分類、比例積分類、比例積分微分類。

2.3.4 執(zhí)行儀表

執(zhí)行器是個終端控制的重要元件，在工業(yè)生產(chǎn)中，它依據(jù)調(diào)節(jié)器給出的信號，從正向通路中直接調(diào)節(jié)物料給定的量或者節(jié)能量，最終實現(xiàn)對溫度、流量、壓力、液位等參數(shù)進行調(diào)節(jié)。其構造主要由調(diào)節(jié)機構與執(zhí)行機構兩部分組成。

2.3.5 計算儀表

計算儀表是用來對輸入的參數(shù)變量進行各種數(shù)學運算，按照運算的關系可以分為加法、乘法、開方等類。

3 自動化控制技術

3.1 自動化控制技術的原理和發(fā)展趨勢以及應用

自動化控制技術是我國技術進步、社會發(fā)展的重要標志。按原理可以分為全自動控制與半自動控制。全自動化控制只需要操作員根據(jù)生產(chǎn)規(guī)定的進度與事先設定的程序?qū)ιa(chǎn)的全過程進行控制，不需要人員參與其他活動；半自動控制需要人力通過對設備、機械、儀器等進行操作，或者安排人員參與生產(chǎn)中來。目前隨著科技的發(fā)展，全自動控制已經(jīng)深入到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、制造業(yè)、礦山等領域。這樣不但提高了工作效率，同時還提高了工作質(zhì)量與水平。

3.2 自動化技術控制的發(fā)展趨勢

首先是機電一體化，它是基于機械、電子、信息于一體的綜合系統(tǒng)，它拋棄了常規(guī)自動化技術中繁瑣的工作量，而是具有高精度的定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷、校正、補償、檢索等功能。其次結(jié)構設計標準化，標準化、模塊化的設計原理一個是可以減低新產(chǎn)品的成本，另一個是短時間內(nèi)較為廣泛的應用。再次是多元化，從發(fā)展的趨勢看，單品種、大批量的高技術產(chǎn)品將越來越少，取而代之的是多品種、小批量具有多種切換功能的產(chǎn)品，受到市場的青睞，所以這種生產(chǎn)技術更適應市場的需求。最后控制智能化，目前的自動化控制系統(tǒng)一般都是PLC，PLC具有許多優(yōu)點的同時，也有著系統(tǒng)不能兼容、語言和指令系統(tǒng)也不能一致等缺點，這就給用戶編制程序、人員的培訓帶來不便，并且其功能也遠遠不如電腦強大，所以未來的自動化控制技術必須是功能強大、操作簡單的智能儀器。

3.3 自動化控制技術的應用

自動化控制技術不僅廣泛應用在石油的煉制和化工生產(chǎn)企業(yè)以及機械制造等企業(yè)，還應用于航天、冶金等行業(yè)。工業(yè)自動化技術一般通過檢測器、顯示器、計算器組成控制系統(tǒng)。近些年來，隨著計算機的不斷發(fā)展，自動化控制技術除了原來的控制、檢測等功能外，工業(yè)機器人逐步被人們所認識，它具有多關節(jié)機械手，它能自動執(zhí)行工作，還可以接受人的指揮。同時數(shù)控機床、加工中心等工業(yè)設施越來越多，隨著適應品種繁多、小批量生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)的誕生，自動化車間也悄然誕生，它是采用計算機和生產(chǎn)制造系統(tǒng)集成起來的，它是在生產(chǎn)與管理同時實現(xiàn)了自動化。特別是在總線技術方面取得了很大進步，尤其是現(xiàn)在總線的內(nèi)在潛力已逐步被人們所挖掘出來，如應用在預測、診斷、穩(wěn)定操作等方面，并且具有廣闊的發(fā)展前景。

3.4 自動化技術控制應用應該注意的事項

自動化技術控制雖說推動了科技的發(fā)展、社會的進步、企業(yè)現(xiàn)代化的建設，但是它在我國還是初級階段、是一種新生事物，對于它的認可與應用還需要一段過程。

3.4.1 全面推廣需要一個過程

目前許多企業(yè)對自動化儀表的價格不認可，尤其是在經(jīng)濟比較低迷的今天，自動化控制技術需要有自動化設備來輔助，自動化設備需要大量的資金去投入，大量的資金需要企業(yè)的效益與實力來做基礎。在全球經(jīng)濟蕭條的今天，許多企業(yè)要么是“望而卻步”，要么是用便宜廉價的替代品來代替。這樣高科技自動化儀表以及新的自動化技術控制很難在較短的時間內(nèi)廣泛的推廣與應用。這樣影響了一些企業(yè)特別是中小企業(yè)的發(fā)展進程，同時也阻礙了國家所倡導的“低投入，高產(chǎn)出”目標的實現(xiàn)。

3.4.2 操作的規(guī)范性

在工業(yè)企業(yè)里，要想將自動化裝置與工藝設備整合于一體，那么操作的規(guī)范性起著決定性作用。如一定要保證設備控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、環(huán)境、溫度、濕度的適應性，以及對設備儀器的正確操作，這些都需要規(guī)范化的操作方式與手段來約束。

3.4.3 關注自動化技術控制所需要的人才培訓

我們知道自動化技術控制后，其所生成的信息對其進行采集、處理、應用一定會體現(xiàn)在人的能力與業(yè)務水平上，也可以說人的綜合素質(zhì)會促進技術發(fā)展的進步。但是目前許多企業(yè)卻缺少這樣高素質(zhì)的技術人員。因此企業(yè)應該一方面在引進技術的同時，也要高薪引進這樣的高新技術人員，從而達到技術與人員的合一。

另外，企業(yè)還應該注意對新老員工的定期培訓工作，同時還要在培訓與工作中發(fā)現(xiàn)人才、挖掘人才，并且積極培養(yǎng)人才，使他們盡快地接受新事物，并且以最快的速度融入新的工作環(huán)境。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對于自動化儀表以及自動化控制技術應用的分析，它大大地推進了我國技術的革新，生產(chǎn)力的提高。它的逐步發(fā)展實現(xiàn)了能源的節(jié)約、勞動力的節(jié)省、資源的有效利用。我們相信隨著市場的

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田娜（1982-），女，本科學歷，畢業(yè)于河北科技大學，從事工業(yè)自動化儀表研究工作，研究方向為工業(yè)自動化儀表在工業(yè)生產(chǎn)中的如何提高測量精度。

2015-12-29