自動化儀表控制系統應用及發展趨勢分析

王懷軍

【摘 要】自動化儀表控制系統的合理應用對于整個工業生產的意義十分重大，為了確保我國工業生產領域能夠創造出更多的經濟效益，就需要自動化儀表控制系統在不同工業生產的過程以及不同工業生產企業的實際發展中都能夠發揮其優勢，幫助整個企業謀取最大化的社會效益。目前，我國自動化儀表控制系統在實際運行過程當中仍然有很多問題需要解決，這需要工業生產企業能夠重視并且根據自身企業的生產需要，選擇最恰當的自動化儀表控制系統，從而確保工業生產工作的順利開展。基于此，本文針對自動化儀表控制系統應用及發展趨勢進行分析。

【關鍵詞】自動化；儀表控制系統；發展趨勢

中圖分類號：TH86 文獻標識碼：A

引言

通過對自動化控制技術實際應用與未來發展趨勢的研究，發現自動化控制技術得到了廣泛應用的同時，還有很大的發展空間，因此應不斷更新自動化控制技術，使工業能夠全面實現自動化，進而實現企業經濟效益的最大化。

1、工業自動化儀表概述

1.1工作原理分析

工業自動化儀表是在工業生產過程中，用于檢測、顯示、記錄工藝參數的儀表。其工作原理為：以力平衡、電平衡、力矩平衡為理論基礎，在工業生產中自動化儀表能夠檢測到一些數據，比如壓力、溫度、流量等，儀表可以將這些數據進行自動轉換，會顯示出放大的電壓值、電流值，這些值通過變送器會傳輸到顯示元件中，進而顯示出數值。要想實現工業生產狀態的平衡，就需要比較測量值和放大值，通過儀表的自動化控制來實現。自動化儀表在運行過程中能夠收集和整理相關數據信息，該過程全程為自動化操作，相關工作人員在接收到數據信息并分析后，就可以根據操作要求來控制自動化儀表，使得儀表能夠正常運行，從而保障工業生產的穩定進行。

1.2工業自動化儀表性能特點

自動化儀表還具有其他性能，主要體現在以下幾個方面：其一，可編程功能，即將軟件設計加入儀表中，通過軟件的編程來完成電路的定時控制，進而實現工業的控制，軟件的加入簡化了傳統順序控制的復雜性和硬件設備，給工業生產提供了便利；其二，記憶功能，工業自動化儀表在完成控制操作時，需要進行時序電路和邏輯電路的組合，可以記錄儀表簡單運行狀態和操作；其三，計算功能，該儀表可以完成一定復雜程度的計算，且能保障結果的高精度；其四，處理數據功能，自動化儀表能夠形數據綜合處理系統（微處理器和相關軟件構成），大大提高了數據處理效率，同時還在一定程度上保證數據的準確性。

1.3自動化儀表的分類

在工業生產中，自動化儀表根據不同的分類標準可以分成不同的類型。以儀表的功能為標準，可以分為執行器儀表、顯示類儀表、計算類儀表和調節類儀表等；以測量類型為標準，可以分為溫度測量儀表、流量測量儀表、壓力測量儀表等等。這些已分類的儀表還可以繼續分類，以顯示類儀表為例，其還可以分為圖像顯示儀表、數字顯示儀表、模擬儀表以及執行器儀表等。顯示儀表是在工業生產中發揮著重要功能，即記錄和顯示生產的各項參數，當生產過程中出現異常情況，顯示儀表的數據會發生相應變化，操作人員會根據儀表變化做出相應的操作，進而及時有效地處理這些異常問題。

2、工業儀表自動化技術在企業生產中的應用

2.1儀表自動化控制之“常規自動化控制技術”

工業儀表自動化控制中，所應用的常規自動化控制技術主要知識根據工業儀表特征、實際應用需求，安裝自動化順利進行自動管控的技術。以DCS系統為典型代表的常規自動化控制技術，其應用存在一定的規范性、程序性，能夠有效實現企業產品生產與加工的自動化控制，提升工業儀表應用的穩定性、安全性與可靠性。通常情況下，DCS系統主要依托微處理器，利用多層分級、綜合協調與自治設計原則，進行分散管理與集中管控。因此，DCS系統的核心功能在于“控制”，隨著先進自動化控制技術的發展與應用，DCS系統的“綜合”功能將得到進一步完善，實現從底層控制向更高層次的研究與發展，形成即控制體系、規劃體系、執行體系、管理體系的一體化管控。

2.2儀表自動化控制之“人機界面技術”

人機界面技術是工業儀表自動化控制技術體系中的重要組成部分，是基于設備人性化、智能化設計要求下，依托計算機顯示技術、視頻監控技術、電子通信技術等結合應用形成的技術。在企業生產過程中，應用人機界面技術有效改變了傳統“一對一”控制模式，實現自動化控制的“一對多”發展。從而在一定程度上降低了人力資源的成本投入，減少工作人員的工作量。與此同時，人機界面技術，為遠程自動化控制的發展奠定了良好基礎，根據LED燈、CRT顯示屏，工作人員能夠對儀表實際應用狀況具有充分的了解與掌握，工作人員根據顯示器現實結果，進行準確分析，及時發展工業儀表應用存在的問題，并進行有效處理，提升儀表應用質量，增強工業生產的安全性、穩定性、可靠性。

2.3儀表自動化控制之“監測管控技術”

企業在進行工業產品生產過程中，存在高風險性。提升工業產品生產的安全性始終是企業現代化建設與發展關注的重點。這在一定程度上對設備及其自動化控制技術的應用提出了更高的要求。而滿足企業生產需求，在保證生產質量的同時，提升生產安全性，監控管理技術在自動化儀表中得到有效應用。通過對自動化儀表應用情況進行有效監督，掌握自動化儀表應用安全影響因素，為風險控制工作的組織開展提供依據。與此同時，安全檢測管控技術與自動化修復技術的結合應用，進一步增強儀表自動化控制技術應用的科學性、實用性，在探尋安全影響因素的基礎上，針對存在的安全隱患進行自動化修復，以增強生產安全水平，提升整體生產效果。

2.4儀表自動化控制之“自動化控制系統”

自動化控制系統是促進儀表自動化控制技術與其他設備自動化控制技術結合應用的重要手段，也是儀表自動化控制技術在工業產品生產過程中應用的重要表現形式。通常情況下，企業生產過程中，應用的自動化控制系統主要由先進分散控制系統、總線控制系統等幾種類型，不同控制系統的控制效果不同，但應用目標皆是提升設備應用安全性，促進設備作用最大化發揮，提升企業生產與管控質量，提高企業經濟效益。與此同時，環境監測、設備工況監測、設備運行狀態檢測、設備安全風險控制等是每個自動化控制系統不可缺少的功能。

3、探討工業自動化儀表與自動化控制技術應用方略

3.1信息化

自動化儀表具有信息采集、處理、存儲、應用等功能，這就需要企業推行信息化管理，為自動化儀表信息整合創造條件，為靈活運用自動化控制技術奠定基礎，為此企業需不斷完善信息系統，建立統一、標準、有效的信息語言，規范信息、數據、資料汲取流程，規范工業自動化儀表及自動化控制技術信息交互環境，增強企業應用工業自動化儀表及相關控制技術的能力。

3.2安全化

工業自動化儀表與自動化控制技術的應用需要龐大的數據資源予以支持，然而在網絡共享、公開常態下，需要企業保障數據資源安全、有效，避免出現數據外泄、篡改、丟失等現象，要求企業加強信息系統及自動化體系安全管理，應用通過安全功能認證的儀表，不斷革新、優化自動化控制技術，營建安全、穩定的自動化生產制造氛圍。

3.3管理化

工業自動化儀表與自動化控制技術作為企業運營體系的一部分，需通過管理與企業生產制造融為一體，這要求企業制定與之相關的管理制度，例如企業需依據自動化儀表應用實況，制定儀表及其所在系統診斷、維護管理計劃，該計劃分為程序診斷、裝備診斷、自動化控制系統診斷、儀表診斷等模塊，將診斷結果匯總后進行分析，以此為依據制定全面、優質、科學維修方略，增強企業控制工業自動化儀表的能力，為企業充分應用自動化控制技術奠定基礎。

4、工業自動化儀表的發展趨勢

在我國工業生產過程當中，工業自動化儀表的應用十分重要。在工業生產過程開展之前，自動化儀表先對相關數據和信息進行預定化處理，然后就可以完成相關的操作。需要合理運用微處理器，確保高科技手段的順利使用，比如說嵌入軟件和集成電路，只有這樣才能夠確保整個工業生產過程的順利開展，并且推動工業生產過程實現自動化管理和調控。未來，我國自動化儀表應用會趨向智能化方向發展，確保自動化儀表能夠實現很多智能化的功能，盡可能地降低工業生產過程中的勞動強度。另外，自動化儀表能夠對工業生產的各個過程進行自動化的管理和操作，通過微處理器的智能化功能來實現工業生產過程中的各種要求。而且，微處理器的不斷升級能夠提高自動化的水平，能夠確保工業生產過程中自動化儀表各項性能達到要求，從而借助網絡平臺進行信息的充分交流，把自動化儀表顯示出的各種信息進行上傳，讓更多的工作人員能夠及時了解到自動化儀表工作中的實際情況。在工業生產過程當中，自動化儀表往往通過計算機網絡平臺和先進的技術實現相關的操作。在此基礎之上，能夠把各項操作實現虛擬化處理，在這個過程當中，往往是不需要人進行操作的，完全通過計算機進行操作和實現。在工作中，會根據工業生產的實際需要，根據整個生產過程中的設計內容，由相關的人員通過計算機發出指令，接下來的所有工作都不用參與。所以，在當前的工業生產過程中，自動化儀表在工業生產過程中的發展會趨向于虛擬化的趨勢，工作效率也會極大程度地提高，并且能及時地對相關數據進行整理和反饋，確保相關的管理人員能夠及時發現工業生產過程當中存在的各種問題，讓工業生產保質保量，對于整個企業的長遠發展，有著十分重要的意義。另外，在工業生產過程中，還需要注意將自動化儀表的智能化和數據處理的能力有效的融合到一起。這個過程將通過計算機進行實現，充分體現了未來我國自動化儀表將會朝著虛擬化方向發展。互聯網平臺為社會各個行業的發展提供了更多的機會和挑戰，自動化儀表往往通過網絡技術和網絡平臺的支撐，才能夠發揮出應有的作用。比如說，在計算機網絡信息技術和現場總線技術綜合使用過程中，自動化現場設備和自動化控制系統就會體現網絡化的操作。我國網絡平臺的不斷發展，為工業生產提供了更多的幫助，并且依靠信息技術的優勢取得了良好的成績。在工業生產過程當中，利用自動化儀表能夠極大程度地降低勞動強度，提高生產的效率和質量，是未來我國工業生產過程當中必須要使用到的設備。然而，自動化儀表設備不單單需要充分具備智能化和虛擬化的特征，在未來社會發展過程當中，為了確保工業生產能夠達到社會發展的要求，必須把自動化儀表的發展推向網絡化。在工業生產自動化過程當中充分應用儀表的網絡化技術，能夠進一步推動自動化儀表各項功能的實現，并且網絡技術能夠確保自動化儀表相關設備實現相互性的連接和可擴展連接，進一步增強了產品的結構，具備了運行效率高、網絡系統操作強的特征。

結束語

綜上所述，目前工業已經步入了3.0階段，逐步實現了信息技術與工業自動化的有效結合，極大程度上提升了自動化控制水平。同時，其還提高了工業自動化的效率、精度等。因此，企業要高度重視工業自動化儀表與控制技術的研究和應用，這些技術和設備的應用能夠增強企業的市場競爭力，促進企業的穩定持續發展。

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（作者單位：中國石化管道儲運有限公司鄒城輸油處臨邑輸油站）