關(guān)于儀表自動化應(yīng)用發(fā)展趨勢分析

秦潤

（長沙有色冶金設(shè)計研究有限公司 湖南長沙 410000）

關(guān)于儀表自動化應(yīng)用發(fā)展趨勢分析

秦潤

（長沙有色冶金設(shè)計研究有限公司 湖南長沙 410000）

隨著社會科技的進步，現(xiàn)代科技的特征已經(jīng)表現(xiàn)出智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化。工業(yè)電氣自動化發(fā)展過程中，相關(guān)的儀器儀表控制問題，是發(fā)展中的一個關(guān)鍵問題。工業(yè)自動化控制技術(shù)集自動化技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)于一體，具有更高的科技性，對這一問題的研究，要立足于工業(yè)電氣自動化發(fā)展的特征對這一問題進行更好地分析。

儀表；自動化；發(fā)展趨勢

1 儀表自動化的常用類型

圖1 壓力變送器

圖2 熱電偶溫度傳感器

圖3 流量儀表

2 工業(yè)電氣自動化儀器儀表的技術(shù)分析

在對工業(yè)電氣自動化儀器儀表技術(shù)分析過程中，我們要注重結(jié)合實際情況，筆者在對這一問題進行研究時，主要從儀器儀表的本質(zhì)入手。①系統(tǒng)集成技術(shù)。系統(tǒng)集成技術(shù)是工業(yè)自動化儀器儀表應(yīng)用過程中一項關(guān)鍵技術(shù)，注重設(shè)計相應(yīng)的模塊通信、系統(tǒng)分析、物理層配置等方面，更好地滿足對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效監(jiān)控。同時，系統(tǒng)集成技術(shù)更多是側(cè)重于大規(guī)模生產(chǎn)而設(shè)計的，它能夠更好地提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)工業(yè)化的效益型發(fā)展目標(biāo)。②傳感技術(shù)。傳感技術(shù)更多應(yīng)用于系統(tǒng)監(jiān)控方面，能夠為系統(tǒng)控制提供有效地數(shù)據(jù)支持。傳感技術(shù)是實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)監(jiān)測的重要構(gòu)成部分，也是實現(xiàn)自動化控制過程中，不可或缺的一部分。③智能技術(shù)。智能技術(shù)在工業(yè)電氣自動化儀器儀表領(lǐng)域的應(yīng)用，主要表現(xiàn)為智能控制技術(shù)。在實際應(yīng)用過程中，需要根據(jù)實際情況，選擇相應(yīng)的控制工具和設(shè)備。在儀器儀表中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)高測控系統(tǒng)效益，并且更好地使信息技術(shù)與工業(yè)儀器儀表進行了有效融合。④人機界面技術(shù)。人機界面技術(shù)的發(fā)展，是實現(xiàn)對工業(yè)儀器儀表控制的關(guān)鍵內(nèi)容，在設(shè)計過程中，需要為操作人員提供一個較好的人機互動界面。如圖4為人機系統(tǒng)模型圖，人機界面的設(shè)置，是進行系統(tǒng)操控的前提。操作人員通過設(shè)置相應(yīng)的指令，利用通信線路將指令進行傳達，實現(xiàn)設(shè)備的有效生產(chǎn)目標(biāo)。同時，在進行人機界面設(shè)計過程中，需要考慮到人機界面的可維護性以及可拓展性，這一問題，對于工業(yè)自動化儀器儀表技術(shù)發(fā)展，具有十分重要的意義。

3 應(yīng)用冶金自動化儀表技術(shù)的必要性

圖4 人機系統(tǒng)模型圖

對于生產(chǎn)過程要求比較高的冶金企業(yè)來說，利用人工操作很難達到工作的精度要求，不僅容易造成原料控制不好，生產(chǎn)流程和產(chǎn)品的質(zhì)量等方面都難以滿足企業(yè)對生產(chǎn)質(zhì)量的要求，還會出現(xiàn)溫度超高或者壓力過高的現(xiàn)象，這樣就會對最后的成品質(zhì)量造成影響，嚴重時還會出現(xiàn)安全隱患，給工作人員的生命安全帶來威脅。過度依賴人工操作帶來的問題主要是操作程度低、工作質(zhì)量低等問題，這些問題又會引發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)殘次的情況。冶金企業(yè)的生產(chǎn)流程本身比較復(fù)雜、龐大，如果過度依賴人力就會需要大量的人力資源，不僅增加冶金企業(yè)的運營成本，還會出現(xiàn)人力短缺的情況。人力操作的工作效率有限，和機械相比有很大的差距，所以難以實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)的需要，不能跟上社會發(fā)展的步伐。如果大量的人工集中在一個區(qū)域進行操作，工作人員的人身安全難以得到保證。冶金企業(yè)屬于污染比較高的企業(yè)，如果工作人員集中量大，就會出現(xiàn)企業(yè)的員工和企業(yè)的生產(chǎn)都長期處在一個高污染的環(huán)境中，會對工作人員的身體健康造成威脅，也會影響企業(yè)的生產(chǎn)運作。一旦出現(xiàn)意外或者防范不到位的情況就容易造成安全事故，給工人和企業(yè)的生命都造成嚴重的威脅和損失。

4 冶金自動化儀表技術(shù)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展趨勢

4.1 理論體系不斷完善

工業(yè)電氣自動化儀器儀表這一技術(shù)的本身，注重于智能化、自動化發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)，這樣一來，對計算機技術(shù)的應(yīng)用，就顯得尤為重要。可以說，計算機技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，是實現(xiàn)工業(yè)電氣自動化的關(guān)鍵和根本保障。完善相關(guān)理論體系建設(shè)，明確工業(yè)電氣自動化儀器儀表發(fā)展目標(biāo)，是進行指導(dǎo)實踐活動的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。工業(yè)電氣自動化儀器儀表的應(yīng)用，必須具備健全的理論體系支撐，這樣才能夠保證相關(guān)設(shè)計符合實際需求，并且在應(yīng)用過程中發(fā)揮切實作用。理論體系建設(shè)以及完善過程中，要注重創(chuàng)新理念的應(yīng)用，立足社會經(jīng)濟以及工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)實情況，堅持與時俱進，推進理念創(chuàng)新。

4.2 可以更好的進行自動調(diào)節(jié)

進行自適應(yīng)控制的運用需要利用自動調(diào)節(jié)器，自動調(diào)節(jié)器能夠根據(jù)工作條件和外界環(huán)境的變動來對機械進行合理的調(diào)整，使得機械適應(yīng)環(huán)境，滿足企業(yè)生產(chǎn)的需要。自動調(diào)節(jié)器的工作機理是利用系統(tǒng)來對生產(chǎn)信息進行反饋，當(dāng)系統(tǒng)接收到生產(chǎn)相關(guān)信息以后就會自動發(fā)出相應(yīng)的調(diào)整指令對機械進行調(diào)整。現(xiàn)在自動調(diào)節(jié)器的功能更加先進智能化，有自整定和模型參考的功能，能夠?qū)κ盏椒答佇畔⑦M行高精度的辨認，然后根據(jù)模型參考發(fā)出更加有效的調(diào)動指令，在運作的動態(tài)環(huán)境下也能夠保持信號質(zhì)量的穩(wěn)定性，具有很強的控制和調(diào)節(jié)優(yōu)勢。

4.3 現(xiàn)場總線及其控制系統(tǒng)不斷完善

現(xiàn)場總線具有多個分支，能夠?qū)崿F(xiàn)串行雙向通信，通過現(xiàn)場總線，可以將設(shè)備與自動化系統(tǒng)連接起來進行通信，并且基于數(shù)字通信技術(shù)，還能夠?qū)⑵溲由斓絻x表上。采用現(xiàn)場總線這種通信，可以將中央DCS系統(tǒng)的大部分控制功能進行轉(zhuǎn)移，讓現(xiàn)場的智能儀表承擔(dān)部分控制功能，兩者結(jié)合可以組成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)即FCS。在FCS系統(tǒng)中，測量和控制功能有機的結(jié)合在一起，集成化的手段使得其能夠真正的實現(xiàn)分散性控制，讓整個系統(tǒng)變得更加可靠穩(wěn)定。采用FCS系統(tǒng)同樣的可以降低生產(chǎn)的成本，并且還在一定程度上促進了儀表智能化、控制功能分散化、開放化的發(fā)展趨勢，適應(yīng)了現(xiàn)代冶金業(yè)的發(fā)展潮流。

4.4 更好保證最優(yōu)控制

最優(yōu)控制就是保證自動化儀表技術(shù)的應(yīng)用能發(fā)揮最優(yōu)的效果，也就是將系統(tǒng)的性能優(yōu)點全部發(fā)揮出來，從而提升系統(tǒng)的運作效果和效率。最優(yōu)控制的優(yōu)點有很多，能夠有效的解放工人的勞動力，降低冶金生產(chǎn)運營對人力資源的過度依賴。還能優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，減少意外事故出現(xiàn)的概率，并逐漸消除在生產(chǎn)中對工作人員造成健康威脅的因素。能夠有效提升冶金企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量，提高冶金產(chǎn)品的附加值和所帶來的經(jīng)濟效益。最優(yōu)控制能夠全方位控制冶金自動化儀表技術(shù)的應(yīng)用，開啟冶金企業(yè)生產(chǎn)效益事半功倍的效果，這樣冶金企業(yè)的經(jīng)濟收益和生產(chǎn)能力都會得到大幅度的提高。

5 結(jié)束語

自動化在冶金領(lǐng)域的發(fā)展逐漸取代人工，從而大大提高生產(chǎn)效率、大幅降低操作工人的壓力、減少對人員的需求、可以避免工作人員在數(shù)據(jù)處理、信息檢測等過程中的主觀因素引起的失誤，可以實現(xiàn)企業(yè)精細化、自動化、綠色化發(fā)展模式，帶來可觀的經(jīng)濟效益。因此，我們要改變傳統(tǒng)觀念，追求創(chuàng)新型技術(shù)，制造一批適合冶金行業(yè)的自動化儀器儀表及自動化生產(chǎn)過程自動化檢測、控制設(shè)備，推動冶金行業(yè)的快速發(fā)展。

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TQ056

A

1004-7344（2016）20-0216-02

2016-7-1

秦潤（1982-），男，工程師，本科，主要從事儀表，自動化的工作。