工業自動化儀表與自動化控制技術研究

石澤宇

（山東鋼鐵集團日照有限公司，山東日照，276800）

工業自動化儀表與自動化控制技術研究

石澤宇

（山東鋼鐵集團日照有限公司，山東日照，276800）

科學經濟的發展與生產技術的進步提高了現代工業生產的自動化程度，機器全自動化已愈發凸顯其對人工操作與傳統操控方式的替代作用。隨著工業自動化儀表與自動化控制技術在工業生產應用中的日益普及，其重要性會越來越顯著。文章圍繞工業自動化儀表與自動化控制技術，進行二者原理、分類以及應用等層面的研究。

工業技術；自動化儀表；自動化控制技術

0 引言

當前，工業自動化儀表在農業、工業設計以及國防等相關領域均已占據不可替代的一席之地，為迎接科學、信息等技術的發展與挑戰，應不斷強化對控制技術的分析，以此實現工作的進一步發展與創新改進。

1 工業自動化儀表原理與分類

相較于以往的熱工儀表而言，工業自動化儀表及其發展取得了顯著的成績，它不再依賴于手工操作，無需工作人員進行現場監督，各項操作任務能夠實現自動記錄、測量與控制，節省了大量的人力、物力與財力。此外，借助于工業自動化儀表，人們所需信息會自動傳輸至數據終端，大幅提高了記錄與檢測等工作的準確性與實效性，對存在于現代化技術中的低能耗與高效益要求予以滿足。

1.1 工業自動化儀表原理

利用工業自動化儀表，工作人員無需再開展現場操作與實際操控等工作，自動化儀表能夠將所需數據與信息傳至末端，并對其進行再次處理。此階段的工作原理如下：以力矩平衡、電平衡以及力平衡等原理為指導，利用變送器對經由傳感器得到的各項參數（溫度、濕度、壓力、電流等）進行轉換，并進一步放大所得數字，由此將各項數值傳送于顯示元件，顯示元件會對所得數據與測試值做出對比與分析，提出相應的處理建議，以此達到平衡狀態。

1.2 工業自動化儀表的種類

工業自動化儀表有豐富的種類，以發揮的功能為依據，可劃分為調節、計算、顯示、執行以及信號轉換等類型，而以測量的內容為依據，又可劃分為溫度、壓力、流量、流程分析以及機械量等類型。文章根據所發揮的功能，對幾類常見儀表進行簡要介紹。

（1）顯示儀表。該類儀表用于顯示與記錄被測參數，當它在使用的過程中發生異常之時，會采取故意高報或低報的方式引起操作人員的注意。以所顯示的角度為依據，顯示儀表可劃分為模型顯示儀表、數據顯示儀表以及圖形顯示儀表三種類型。

（2）檢測儀表。它能夠檢測被測變量數值的大小，并借助變送器對被測變量值進行轉化，使其成為變化上下限都位于標準化取值區間內的標準信號。

（3）調節儀表。該類儀表有自動控制功能，通過預先設定好的程序，儀表可以在一種封閉的環境中自行控制各項被控制變量。根據儀表所發揮的作用，又可將調節儀表劃分為微分類調節儀表、比例積分類調節儀表以及比例積分微分類調節儀表三種類型。

（4）執行儀表。作為工業生產過程中終端控制的一個重要元件，執行器所發揮的作用難以替代，它由調節機構與執行機構共同組成，根據調節器發出的信號，從正向通路中對物料給定的量或節能量進行直接調節，并在此工作完成之后調節相應的溫度、流量、壓力以及液位等參數。

（5）計算儀表。該類儀表用于對所輸入的參數變量進行數學運算。以運算的關系為依據，可劃分為加法類計算儀表、乘法類計算儀表以及開方類計算儀表等。

2 自動化控制技術的原理與應用

在現代工業、農業與制造業等領域內，機械與電氣等的一體集成會形成相應的自動化控制技術與理論。

2.1 自動化控制技術原理

自動化控制技術有半自動化與全自動化的劃分。舉例而言，根據生產規劃，機器與設備可進行全自動化或半自動化的運轉。其中，全自動化控制中的操作人員無需直接參與生產過程，他們只需按照生產要求與進度設計控制程序即可；而進行半自動化控制之時，操作人員需要借助設施、設備、機械、儀器或者手工參與至生產過程中。

自動化控制技術在工業、農業、制造業等領域均有廣泛的應用，利用自動化控制技術，工作人員可以從繁重的體力勞動、部分簡單腦力勞動以及惡劣的工作環境中得到解脫，這能在極大程度上對勞動生產率予以提高，節省人力、財力等的開支，為企業創造更高的利潤。所以，自動化控制技術成為企業走向現代化的重要條件與顯著標志。

2.2 自動化控制技術應用

（1）過程自動化。通過對此項技術予以采用，石油煉制與化工生產企業能夠完成對流體與粉體的化學處理。通常，過程控制系統由三部分組成：檢測儀表、調節器與計算機，過程自動化能夠實現加工爐、精餾塔以及整個工業生產的最優控制。

（2）機械制造自動化。機械制造自動化是機械、電氣以及自動控制的結合體，較多應用于離散工件的處理中。計算機技術的發展加速了多品種小批量柔性生產制造系統的產生，作為計算機與生產制造系統集成而來的工廠自動化控制系統，自動化車間的成立建立在柔性制造生產系統基礎之上，它在信息與生產管理中對自動化予以同步實現。

（3）管理自動化。管理自動化是對企業中人力、物力、財力等資源以及生產與辦公進行自動化控制。該技術具有綜合性，以信息處理為中心，對計算機、通信以及控制等理論知識加以運用。管理自動化一般需用到由多臺運行速度快且能處理大量信息的計算機以及各種終端共同組成的局域網絡。基于管理信息系統的應用，現代管理自動化已成功構建起決策支持系統，為高層管理人員的決策制定提供備選方案。

3 結語

工業自動化儀表與自動化控制技術對我國技術的革新與生產力的提高產生了推動作用，有利于人力、財力等資源的節約與有效利用。在市場競爭不斷加劇的背景之下，企業實施現代化管理會產生更大的需求，今后的工業自動化儀表與自動化控制技術必將成為企業生產與管理的核心力量。

[1]周小波.淺析工業自動化儀表與自動化控制技術[J].山東工業技術，2014（19）：263.

[2]田娜.工業自動化儀表與自動化控制技術探討[J].橡塑技術與裝備，2016（4）：86-88.

The research on industrial automation instrument and automation control technology

Shi Zeyu
（Shandong Iron and Steel Group Rizhao Co.,Ltd，Rizhao Shandong,276800）

The development of scientific and the progress of production technology have improved the automation degree of modern industrial production. Nowadays, the alternative role that machine automation to traditional handling way is more and more obviously, and it is also along with the widely used of industrial automation instrument and automation control technology in industrial production. Around with industrial automation instrument and automation control technology, the paper makes a research on their principle, classification and application.

Industrial technology；automated instrumentation； automation control technology

石澤宇，男，1985年，籍貫山東萊蕪，本科，中級職稱，研究方向工業自動化與儀表。