工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)分析

簡(jiǎn)貞釗 丘興港

摘 要：隨著全球科學(xué)技術(shù)水平的不斷的提升，人們對(duì)各方面的要求也是越來(lái)越高。自動(dòng)化在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也是不斷地普及，人們對(duì)自動(dòng)化要求也不斷提高，而自動(dòng)化發(fā)展水平也是在不斷提高，最終期望自動(dòng)化能夠使人們從一些簡(jiǎn)單的工作程序中解放出來(lái)。在工業(yè)行業(yè)里如儀表和控制與自動(dòng)化的結(jié)合已經(jīng)成了普遍的生產(chǎn)方式。自動(dòng)化之所以被不斷地提倡應(yīng)用在各方面，是因?yàn)槠渚哂泻芏鄡?yōu)良的特性。如工作效率高，投入成本很低，生產(chǎn)比人力更安全等，因而在現(xiàn)代工業(yè)里面自動(dòng)化控制各儀表自動(dòng)化生產(chǎn)成了主流生產(chǎn)模式。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化控制；儀表

1 儀表簡(jiǎn)介

在自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中需要很多用于輔助用的相關(guān)儀表，對(duì)整套設(shè)備生產(chǎn)具有關(guān)鍵作用。在工業(yè)領(lǐng)域中又稱為工業(yè)儀表、自動(dòng)化儀表或者稱為工業(yè)檢測(cè)控制工具。自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)是現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人管理的，所以在判斷生產(chǎn)過(guò)程是否順利和進(jìn)度方面就需要通過(guò)這些相關(guān)的儀表設(shè)備來(lái)間接反應(yīng)給工作人員，只要自動(dòng)化儀表能夠正常工作，就能通過(guò)采集儀表上相關(guān)的數(shù)據(jù)控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品出來(lái)。

1.1工業(yè)自動(dòng)化儀表的基本原理

在自動(dòng)化設(shè)備當(dāng)中的一些相關(guān)的儀表與其他儀表有所區(qū)別，這些儀表在進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量和統(tǒng)計(jì)時(shí)都是不需要人為操作的，可以獨(dú)立完成，并且還能將記錄測(cè)量到的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)教幚斫K端，最后通過(guò)終端再對(duì)提取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工。自動(dòng)化測(cè)量?jī)x表的工作原理涉及到多領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，如平衡學(xué)，力學(xué)電學(xué)方面的知識(shí)。自動(dòng)化儀表的具體工作原理是通過(guò)其內(nèi)部的一些力傳感器，溫度傳感器，壓力傳感器對(duì)一些對(duì)應(yīng)的物理量進(jìn)行測(cè)量，然后通過(guò)內(nèi)部的信號(hào)放大裝置對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行放大，得到便于人工處理和觀察的信號(hào)。

1.2自動(dòng)化儀表的種類

自動(dòng)化儀表的種類多種多樣。其可以按照不同的考慮方式大致分為兩類。一類是根據(jù)儀表測(cè)量的物理量來(lái)進(jìn)行分類的，如測(cè)量壓力，溫度等的壓力溫度儀表。還有一類是通過(guò)其在測(cè)量過(guò)程中的作用進(jìn)行分類的，大致可分為計(jì)算儀表，用于測(cè)量用的測(cè)量?jī)x表，用于顯示的顯示儀表等。

1.3自動(dòng)化儀表的發(fā)展史

自動(dòng)化儀表在發(fā)展初期稱為熱工儀表，最早在上世紀(jì)初被應(yīng)用在一些工業(yè)，冶金，和石油開(kāi)采等行業(yè)。最開(kāi)始只能制作一些笨重龐大，并且靈敏度不高的機(jī)械或者是液壓式的儀表，進(jìn)行一些簡(jiǎn)單和粗略的測(cè)量。

在經(jīng)過(guò)十來(lái)年的發(fā)展，開(kāi)始制造出一些與壓力相統(tǒng)一的氣動(dòng)式儀表，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的改進(jìn)和發(fā)展已經(jīng)有了一些可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制測(cè)量的儀表。到了二十世紀(jì)中期，隨著電子電氣行業(yè)的飛速發(fā)展，此時(shí)可以利用電學(xué)來(lái)生產(chǎn)制造一些電子類測(cè)量?jī)x表。到了二十世紀(jì)末，更靈敏綜合型的電子測(cè)量自動(dòng)化儀表開(kāi)始出現(xiàn)，能夠在工業(yè)上進(jìn)行更精準(zhǔn)的測(cè)量和更好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

1.4自動(dòng)化儀表的工作規(guī)律

自動(dòng)化儀表的作用是需要在無(wú)人為干預(yù)的情況下能夠?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量和數(shù)據(jù)記錄，并且最終能夠自動(dòng)把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到終端，再進(jìn)行數(shù)據(jù)的進(jìn)一步的加工識(shí)別。自動(dòng)化儀表的工作規(guī)律運(yùn)用到了各方面的專業(yè)知識(shí)，如一些平衡學(xué)，力學(xué)，電子學(xué)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，最終才生產(chǎn)出一個(gè)完整的測(cè)量?jī)x表。自動(dòng)化儀表對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量（例如壓力、溫度等等），通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器等裝置，把現(xiàn)實(shí)的模擬量轉(zhuǎn)化成易于對(duì)比的數(shù)字量（例如電壓、電流等等），通過(guò)放大器對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工放大。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后反饋到控制端進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，然后調(diào)控，以實(shí)現(xiàn)平衡控制。

2自動(dòng)化控制技術(shù)

控制的自動(dòng)化指的是在現(xiàn)代的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)電氣驅(qū)動(dòng)控制機(jī)械，使其完成所需的生產(chǎn)活動(dòng)的一整套理論技術(shù)。

2.1控制原理

在自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，根據(jù)其發(fā)展水平以及實(shí)際應(yīng)用需要，自動(dòng)化控制可劃分為半自動(dòng)化與全自動(dòng)化控制兩類。半自動(dòng)化的智能水平低，需要人力直接參與生產(chǎn)過(guò)程，通過(guò)器械設(shè)備進(jìn)行手工勞作；而全自動(dòng)化則更加先進(jìn)智能，它不需要人直接參與生產(chǎn)過(guò)程，人在整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中只需要作為監(jiān)控員和操作手，根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)進(jìn)程和生產(chǎn)要求更改控制程序。自動(dòng)化控制技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中有著廣闊的應(yīng)用前景，尤以工業(yè)和制造業(yè)對(duì)其有很大的需求。自動(dòng)化控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用很大程度上使人從繁重的體力勞動(dòng)中解脫了出來(lái)，人類能夠不用從事很多簡(jiǎn)單重復(fù)、無(wú)意義甚至危險(xiǎn)的工作，能夠極大的節(jié)省財(cái)力物力，提高生產(chǎn)效率。自動(dòng)化控制技術(shù)成為了現(xiàn)代化生產(chǎn)活動(dòng)的重要標(biāo)志。

2.2實(shí)際應(yīng)用

2.2.1自動(dòng)化流程

通過(guò)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)加工處理流質(zhì)物體的過(guò)程，尤其體現(xiàn)在化工生產(chǎn)過(guò)程中。要使整個(gè)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到最高效的控制，其控制系統(tǒng)通常由三部分組成，計(jì)算機(jī)作為中樞控制器，檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，調(diào)節(jié)裝置對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。

2.2.2自動(dòng)化制造

在電氣對(duì)機(jī)械進(jìn)行控制是結(jié)合自動(dòng)化控制技術(shù)，這便是制造的自動(dòng)化。早期的制造自動(dòng)化只是單個(gè)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化，通過(guò)對(duì)這些設(shè)備的組合形成簡(jiǎn)單的生產(chǎn)流水線。直到上個(gè)世紀(jì)60年代左右，隨著計(jì)算機(jī)在美國(guó)出現(xiàn)并在世界范圍內(nèi)普及應(yīng)用，大量的數(shù)字化裝備如雨后春筍般出現(xiàn)，像數(shù)控機(jī)床、多軸聯(lián)動(dòng)加工中心等等。甚至出現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)，用于生產(chǎn)數(shù)量小、定制程度高的產(chǎn)品。以柔性制造系統(tǒng)為基礎(chǔ)，進(jìn)而延展出了自動(dòng)化車(chē)間，自動(dòng)化車(chē)間通過(guò)用計(jì)算機(jī)控制整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了信息和生產(chǎn)管理的同步自動(dòng)化。

2.2.3自動(dòng)化管理

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)企業(yè)的人力物力資源進(jìn)行自動(dòng)化管控，使其能夠高效進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，就是自動(dòng)化管理。這門(mén)技術(shù)綜合運(yùn)用了多門(mén)類學(xué)科技術(shù)，例如計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等，通過(guò)對(duì)信息的處理加工來(lái)進(jìn)行管控。自動(dòng)化管理通常是在局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)行的，局域網(wǎng)絡(luò)通常由多臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)還有各種執(zhí)行設(shè)備組成，高性能計(jì)算機(jī)需要能夠快速處理大量的信息，因此需要比較高的運(yùn)算速度。更甚至在如今的自動(dòng)化管理中，已經(jīng)發(fā)展出了智能化決策系統(tǒng)，這套系統(tǒng)能夠自定義管控的備選方案供管理人員進(jìn)行選擇，是一種很好的虛擬助手。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化的發(fā)展水平很大程度上就等同于現(xiàn)代生產(chǎn)力的提升水平，企業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展在前期往往因?yàn)樾枰?gòu)買(mǎi)大量自動(dòng)化設(shè)備以及自動(dòng)化技術(shù)而需要很大的花銷(xiāo)，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)營(yíng)之后，它能夠極大的提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人力物力資源，后期投入會(huì)少得多，最終得到的效益會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前期的投入。改革開(kāi)放以來(lái)，自動(dòng)化控制在我國(guó)有了很大的發(fā)展，隨著“智造2025”概念的提出，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在國(guó)家的各行各業(yè)都需要有更加寬泛和深入的發(fā)展，同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)也已經(jīng)越來(lái)越成熟。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)都日趨激烈，對(duì)現(xiàn)在生產(chǎn)產(chǎn)品的功能和質(zhì)量都有了更高的需求，生產(chǎn)所需的工藝也變得更加復(fù)雜多變，這對(duì)企業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展提出了更高的需求，其在整個(gè)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中扮演著越來(lái)越重要的作用，最終會(huì)成為企業(yè)不可或缺的一部分。

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作者簡(jiǎn)介：

簡(jiǎn)貞釗，出生年月：1995.6，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：廣西省防城港市，當(dāng)前職務(wù)：無(wú)，當(dāng)前職稱：無(wú)，學(xué)歷：本科，研究方向：無(wú).