自動化儀表的應用與發展研究

童君

摘 要：在簡要闡述自動化儀表相關概念的基礎上，本文分析自動化儀表的主要功能、設計原理和流程，在工業上的應用、未來發展趨勢等，以期對我國未來自動化儀表的發展提供相關參考。

關鍵詞：自動化儀表;自動化控制技術;應用策略

自動化儀表在各行各業都得到了廣泛應用，其不僅能節約成本，還能精準地控制生產流程。對自動化儀表的應用與發展進行研究，有助于促進其在各行各業的廣泛應用。

1 自動化儀表的相關概念

1.1 自動化儀表的優勢

信息技術的發展在一定程度上改變了傳統企業經營模式，在生產領域引進自動化儀表與控制系統，使企業內部管理逐步高效化、合理化。雖然自動化儀表具有突出優勢，但目前在工業生產領域并未得到完全應用。國內很多企業仍選擇采用半自動化儀表，存在人力資源較大、生產成本較高、生產效率低下、獲取信息能力較弱、安全性較低等問題。

1.2 自動化儀表的原理

自動化技術突出優勢，在于借助高科技手段和先進工具進行科學合理控制和管理，進而實現工業管理的智能化、自動化、高端化。一方面，能有效記錄生產過程中的各項數據，確保信息的合理性、準確性，避免失誤，提高工作效率;另一方面，借助系統實現自動化控制與管理，降低不必要的資金投入、勞動投入等成本，為企業提供穩定、可靠和科學的發展路徑，助力企業更好適應市場環境。自動化儀表實現了電子技術與自動化、計算機的有機結合，通過測量電壓、電流、流量、溫度、壓力等因素，從容積、熱量、速度等方面實現自動化控制，滿足企業經營發展的多方面需求，提升企業的市場競爭力。

2 自動化儀表的主要功能

2.1 智能化監控

智能化監控是自動化儀表與自動化控制技術的突出優勢。通過與計算機有機結合，借助目前較為先進的手段，改變以往人工監控、人工管理的模式，實現智能化監控、智能化管理。以目前使用的傳感器為例，改變以往的借助溫度、煙霧等進行傳輸信息，采用紅外線進行信息的接收和輸送，減少因信息的干擾而造成傳輸不暢等問題，實現精準傳輸和信息流暢。

2.2 自動化控制與保護

企業生產過程復雜多變，往往需對每一環節進行科學控制和合理安排，實現自動化控制與保護。如一些電流、電壓和電阻設備的開關控制工作，這些設備因其本身的特殊性，影響企業內部安全，一定程度上威脅著企業發展。鑒于其重要性，企業內部需設置一整套完備齊全的自動化控制儀表。借助自動化控制技術的智能化、自動化，對電壓、電流設備進行實時控制和保護，及時發現不良隱患和安全問題，做到發現問題、解決問題。在確保安全的情況下從整體上提高企業的經濟效益。

2.3 測量功能

測量功能是智能化監控和自動化控制、保護的前提，通過測量機器運行過程中的不同信息，從而提供一系列系統的指導和監控，有效規避生產過程中的不良現象，盡可能地保證企業生產過程的順利進行。基于此，相關人員必須借助自動化控制技術的測量功能，對生產過程中的各項信息進行不同程度的監控和管理，使企業各個生產環節均在有限的控制范圍之內。

3 自動化儀表的設計原理和流程

3.1 設計工作的開展

其一是實行集中監控。為了更好地監控企業整個生產過程，設計者采用集中監控的方式，最大限度地對各項工作進行集中管理和控制。實現集中監控對整個生產過程至關重要，但進行集中監控往往需要花費巨大的人力、物力和財力。若技術達不到要求，將會影響整個設備系統。自動化儀表與自動化控制技術的采用對實現集中監控發揮著重要作用，通過自動化技術彌補不足，監控各種安全隱患，解決各種突出問題，提升工作效率。

其二是實行遠程監控。現代信息發展飛速，遠程監控也成為一項必不可少的工序，通過有效的實行遠程監控，盡可能地擺脫時空限制，借助自動化控制儀表和技術對生產過程的各項進行監測和控制，從而為以后的設備的控制和維修提供數據信息，更好地進行科學合理運營。

3.2 控制系統的運行

控制系統包含兩方面：調度端系統的運行和RTU方面的運行。兩個系統各有其功能和運行方式，通過發揮各自價值，盡可能地保證控制系統的正常運行。基于此，將自動化儀表與自動化控制技術引進控制系統中，應結合調度端和RTU系統的不同功能。

在調度端系統的運行上，系統將自動化儀表與控制技術運用到調度端系統中，將有效地確保信息的可靠度，實現全球信息的共享和調配，盡可能地滿足不同企業的需求。同時，借助技術優勢保證信息不受時空限制，通過網絡技術實現信息傳輸和調度。在RTU 方面運行上，RTU主要進行信息的采集和處理，根據企業發展需求，借助專業的轉換器和采集板從多方面采集和收錄有效信息，隨后經過傳輸到達調度板進行綜合分析和處理，選擇有價值的信息完成企業控制系統的各項工作。

4 自動化儀表在工業上的應用

4.1 自動化儀表的使用價值

自動化控制儀表在科技和信息高速發展的時代下應運而生，對各行各業均有很大的價值。通過借助自動化、智能化優勢，多方面滿足企業和客戶的需求，實現企業的快速發展，提升企業的整體經濟效益。自動化控制儀表與自動化控制技術在工業領域貢獻突出，主要有如下幾方面：第一，通過發揮其自動控制的作用，對整個工業領域的機械設備進行全方位操控和掌握，實現整個工業操作流程的自動化。一方面，減少大量工人使用，節約成本以提高工業效率;另一方面，減少工作過程失誤，及時監控發現潛在問題，做到未雨綢繆，防患于未然。第二，自動化控制儀表還具有較強的保護功能，在工業生產的前期、中期和后期均發揮著巨大作用。通過自動化控制可以率先設置報警裝置，一旦設備或機械出現問題，將通過報警裝置提醒工作人員，讓機械或者設備處于停工狀態，減少工業事故的發生。第三，自動化控制技術具有一定智能化優勢，能進行遠程監控和集中監控，保證生產環節順利完成。

4.2 工業自動化儀表的應用策略

其一是提升對相關技術的重視程度。工業自動化控制技術對網絡技術的要求過高，相關負責人必須高度重視網絡技術的開發和使用，結合時代環境和工業發展變化進行深入分析和研究，在實際操作過程中真正發揮重要性，帶動整個工業生產的順利完工。

其二是加強對技術人員培育。技術發展離不開技術人員，要想更好地發揮自動化控制技術的優勢，須加強對技術人員的培育。一方面，技術人員須有過硬的專業技能和專業知識，能借助自身學識解決實際中問題;另一方面，技術人員在掌握專業知識基礎上，應緊跟技術發展潮流，及時學習最新技術，做到學以致用。

5 自動化儀表的發展趨勢

展望自動化儀表的發展趨勢，主要有以下四個特征。

其一是智能化。隨著技術發展，自動化儀表的智能化特征將成為突出優勢。通過采用高科技的電路集成技術、遠程監控和傳輸技術、微處理器技術等，可實現信息收集到信息傳輸及監控功能的逐步完善，盡可能地防范風險，加強對整個生產的控制與保護。

其二是總線。總線是自動化控制技術重要內容，包含變送器、執行器、聯機分析儀器等儀器。隨著科技不斷發展，現場總線技術日益成熟，主要集中式測控和分布式測控兩種測控系統。隨著工業領域日益復雜化，現場總線控制系統應用而生，通過各種高科技手段，實現雙向多站數字信息傳輸系統，最大限度地滿足企業需求。

其三是網絡。網絡是自動化控制技術中最重要部分，借助網絡技術的便捷化、快速化、智能化等優勢，將企業信息連成直觀化的信息網絡，打破時空的限制，實現信息共享和資源多角度傳輸，實現自動化儀表的不斷完備。

其四是開放性。自動化儀表應用基于計算機技術和網絡技術的發展而出現，自然而然具備一定的開放性和共享性。不論是技術層面還是信息層面，都可以實現有效連接、溝通和共享，技術更加適應實際情況，能夠解決現實生產中的問題。

6 結論

自動化儀表基于時代內容而出現，將計算機技術、電子技術、自動化融合在一起，具有智能化、自動控制與保護、測量收集等多方面優勢。因此，相關部門須提高對自動化儀表的重視，結合科技手段實現創新，結合不同行業特點進行改革，充分保證自動化儀表能發揮其實用價值。在促進行業向前發展的同時，探索一條自動化控制技術的發展路徑，更好地為促進其運用于各行各業。相關部門須根據企業自身實際情況，設計自動化儀表，進而全方位、寬領域、多層次的滿足企業自身發展需求。

參考文獻：

[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）.

[2]孫艷鵬.工業自動化控制技術探討[J].中國科技博覽，2015（1）.