探析工業自動化儀表與自動化控制技術

陳經緯

摘 要：工業儀表最早在石油、化工、冶金等熱力生產行業得到應用和推廣，隨著科學技術的不斷進步，自動化控制技術推動了工業儀表的改進和完善，使得工業生產效率得到顯著提升。工業自動化儀表與自動化控制技術的應用和發展，極大促進了工業現代化、自動化的建設，在一定程度上推動了我國社會經濟的發展。本文對工業自動化儀表與自動化控制技術進行了簡單介紹，并分析了工業自動化儀表與自動化控制技術的應用。

關鍵詞：工業；自動化儀表；自動化控制技術；應用

中圖分類號： TB472 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）35-194-2

0 引言

近年來，自動化技術在工業各個領域得到了廣泛應用，推動了工業生產由傳統人工操作和控制向機械化、智能化方向的轉變，促進了我國經濟的快速、高效發展。工業自動化儀表充分融合了電力電子技術、信息網絡技術、微電子技術、自動控制技術等，被廣泛應用于工業生產的各個環節，有效提升了生產效率和質量。在自動化儀表應用的過程中，自動化控制技術發揮著十分重要的作用，利用現代化的計算機技術和信息技術可以形成一套高效的控制系統，改變傳統的生產模式，減少繁重的人工操作壓力，從而降低企業的生產成本，提高企業的生產效益。

1 工業自動化儀表簡介

1.1 工業自動化儀表基本概念

工業自動化儀表指的是在工業生產活動中，按照設定的程序和流程，通過自動化技術，控制生產工藝、監測生產流程、顯示生產進度，從而保障生產加工任務順利完成的一系列儀表設備。工業自動化儀表可以對各項生產數據和信息進行監測和控制，從而保障工業產品的生產質量，同時將相關的數據傳輸到工業生產的控制終端，為管理者制定相關的管理決策和生產規劃提供可靠的參考。

1.2 工業自動化儀表分類

工業自動化儀表種類較多，按照不同的劃分方式可以分成不同的種類，從生產過程中測量參數類型角度進行分類，主要包括溫度測量儀表、流量測量儀表、壓力測量儀表、物理位置測量儀表等；從實現的基本功能角度進行劃分，主要有執行類儀表、調節類儀表、計算類儀表、顯示類儀表。以顯示類儀表為例，主要通過顯示數據、圖像以及模擬顯示，對工業生產中涉及的各種信息數據進行跟蹤記錄和動態顯示，當生產過程中出現磁場干擾，還會通過亮燈或鳴笛進行自動報警，提示相關檢修人員進行及時調試和維修，減少生產事故，降低企業經濟損失[1]。

1.3 工業自動化儀表性能特點

工業自動化儀表的基本性能特點是通過微電腦技術，不斷精簡結構，避免笨重的外觀，提高工作的可靠性和抗干擾性能，其具體特點體現在以下幾點：一是可編程，通過軟件編程代替傳統的順序控制，在儀表中植入軟件設計，就可通過定時和控制電路實現工業控制，從而簡化了硬件設備；二是記憶功能，自動化儀表通常采用組合邏輯電路和時序電路完成控制操作，可以對一些簡單的運行狀態和操作進行記錄；三是計算功能，自動化儀表可以實現較復雜的計算，并且計算精度較高，例如在儀表中設定相關數據的范圍，測量數據需要與相關系數進行乘除計算，然后與設定范圍進行比較分析；四是數據處理功能，傳統工業生產中，需要人為的對相關數據進行檢測、校正、線性化處理等，難以保證數據準確性，而自動化儀表可以通過微處理器和相關軟件形成數據綜合處理系統，極大提高了數據處理效率[2]。

2 工業自動化控制技術簡介

2.1 常見的自動化控制技術

工業中應用到的自動化控制技術較多，本文簡單分析了其中常見的幾種技術：①系統集成技術，該技術的重點在于通信模塊的設計、系統綜合分析功能的完善、物理設備的配置，全面監控生產活動的各項環節，主要應用于規模較大的工業生產設計，能夠有效控制生產成本，提高生產效率；②傳感技術，該技術在系統監控方面具有廣泛的應用價值，可以為工業電氣控制子系統收集和整理各方面的數據信息，為自動化儀表的運行提供操作指令；③智能技術，工業的智能化控制需要根據工業生產的實際要求，科學、合理地選擇和配置相關的設備和儀器，將現代化的信息技術和計算機技術融合到測控系統的實踐應用中，從而有效提升機械設備的工作效率；④人機界面技術，可以對整個工業生產控制系統進行有效調控，操作人員只需要上傳工作指令就可以實現對儀器儀表設備的操作和控制，進而實現自動化生產[3]。

2.2 自動化控制技術的發展趨勢

隨著科技的不斷進步，工業自動化技術需要不斷進行改革和完善，朝著智能化、創新化的方向不斷發展。目前，對于以太網在工業自動化控制系統中的應用，已經積累了豐富的經驗，智能化的電氣設備得到開發和應用，提高了自動控制技術的安全性、穩定性和可靠性。現階段的工業自動化控制技術在通信設計方面，還主要依靠有線技術實現電氣設備的連接。隨著無線技術的發展和應用，在電氣自動化控制技術中可以實現有線技術和無線技術的有機結合，突破線纜的局限性。實現電氣自動化控制技術在這方面的創新，需要解決無線數據通信和有線數據通信存在協議上的隔閡以及無線通信的信號不夠穩定的問題，提高無線技術的通信質量，使自動化控制信號得到準確傳輸。

3 工業自動化儀表與自動控制技術的應用

3.1 工業自動化儀表與自動控制技術的應用價值

隨著科技的進步和工業的發展，工業自動化生產水平得到提高，自動化儀表和自動化控制技術的應用價值具體體現在以下幾點：一是自動控制功能，在工業生產中的應用，只需要輸入相關的控制參數就可以實現對生產機械設備的自動控制，緩解了勞動壓力，還可以實現運行線路電源的自動切斷，可以根據生產和制造需要設置運行時間，實現開關的自動控制，避免了人工操作出現的各種失誤，極大提高了生產效率和質量；二是保護作用，工業生產的實際操作中，受到各種復雜因素影響，例如生產環境復雜、設備多樣化、供電線路連接不規范等，極易造成設備和電路故障，傳統的人工監測和檢修難以全面掌控設備的運行狀態，導致各種安全隱患問題，通過自動化控制技術，在設備出現運行故障或者線路不穩定時，可以實現安全切斷，終止運行程序，避免了安全事故和經濟損失，保障電氣設備的安全運行；三是監控功能，在計算機控制技術和信息技術的支持下，技術人員可以實現報警系統和信號系統的應用，對系統的運行電壓、電流、功率進行限定設置，但超出規定參數時，通過報警裝置和信號指示對整個系統進行實時監控，還可以實現遠程監控，將各系統的控制計算機進行有效連接，通過識別電磁波信號，在遠程電子顯示器中監控相關設備的運行狀態，從而實現數據的實時監測和控制[3]。

3.2 工業自動化儀表與自動控制技術的應用策略

3.2.1 提高技術應用

工業自動化儀表要提高對嵌入式技術手段和網絡技術手段的重視程度，并對技術進行深入的研究和分析，從而進一步提高應用價值。嵌入式技術主要體現在工業電氣的響應系統中，對系統功能進行量化處理，結合系統的芯片設計，完善網絡連接，通過嵌入式技術做好相應的功能準備和壽命計算。此外，網絡技術的應用則主要是對各種信息數據進行接收和傳輸，涉及通信和網絡兩方面的內容，通過該技術與嵌入式技術的有效配合，實現對工業生產系統的有效控制。

3.2.2 加強儀表檢修

工業生產企業必須加強工作人員的培訓教育，使其能夠提升技術操控能力和檢測維修能力，同時嚴格規范各項工作規章制度，讓工作人員在生產加工前做好自動化儀器的檢查工作，確保其狀態良好，并且在工作結束之后將儀器儀表的顯示數據或運行狀態按照型號和種類專門記錄在案，定期對企業或工廠內的自動化儀器儀表進行檢查，一旦發現存在故障的儀器儀表及時進行維修和更換[4]。此外，工作人員還需要經常參加自動化儀器儀表的新品發布會以及自動化儀器儀表的專業知識講座，深入學習維修養護知識，保障自動化儀表高效運行。

4 結束語

總而言之，科學技術是第一生產力，現代化的工業生產需要充分借助自動化儀表和自動化控制技術提高生產效益，相關的工業生產企業要加強對自動化儀表及控制技術的應用，通過不斷總結和實踐應用，完善工業生產自動化控制體系，提高生產效率，為工業生產提供源源不斷的動力，提升我國的工業綜合實力，推動我國在國際市場中的進步和發展。

參 考 文 獻

[1] 高磊.工業自動化儀表與自動化控制技術探討[J].科技創新與應用，2015，14：111.

[2] 詹光福.石油化工企業自動化儀表控制技術的探索[J].中國石油和化工標準與質量，2013，02：88.

[3] 秦海珊.淺析工業自動化儀表與自動化控制技術[J].輕工科技，2013，05：99-100.

[4] 康強，謝明軍.工業自動化儀表與自動化的控制技術分析[J].電子測試，2016，06：8+22.