工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)

龐立超

【摘 要】近幾年，工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)化控制方法和自動(dòng)化控制理論逐漸興起，為自動(dòng)化生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中普及提供理論支持。隨著自動(dòng)化技術(shù)在市場(chǎng)上得到廣泛的認(rèn)可，工業(yè)自動(dòng)化儀表和自動(dòng)化控制技術(shù)也逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)志。自動(dòng)化生產(chǎn)為企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、高安全、高產(chǎn)能和低能耗生產(chǎn)提供了可能。文章簡(jiǎn)要探究了工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動(dòng)化儀表；自動(dòng)化控制技術(shù)；運(yùn)用

由于工業(yè)技術(shù)的日益繁榮與進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)也日趨朝向自動(dòng)化進(jìn)程拓展，特別是近幾年里信息化科學(xué)技術(shù)的迅猛突飛，使得工業(yè)生產(chǎn)的智能化管控手段、管理理論開始逐步擴(kuò)散開來，并且獲得了市場(chǎng)的普遍認(rèn)同，工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展表明著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)漸漸邁入了現(xiàn)代化水平。因此，最終生產(chǎn)單位要想實(shí)現(xiàn)企業(yè)自身的繁榮與長(zhǎng)足發(fā)展，勢(shì)必將朝著實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)高效率、高產(chǎn)值、可靠安全度與低耗損的目標(biāo)前進(jìn)。

1 工業(yè)自動(dòng)化儀表

1.1 自動(dòng)化儀表的工作原理

自動(dòng)化儀表的工作原理是利用力矩平衡、力平衡和電平衡等平衡知識(shí)為基礎(chǔ)。自動(dòng)化儀表是利用感受部件將在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的溫度、流量和壓力等數(shù)據(jù)利用變送器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，之后將電壓值、電流量值和機(jī)械量值放大，再同通過變送器將放大的量值發(fā)送給顯示元件，通過測(cè)量值與放大量值的對(duì)比，來使?fàn)顟B(tài)平衡。自動(dòng)化儀表的工作不需要人在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行記錄、測(cè)量和任務(wù)控制等操作，而是能夠自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和處理，并把得到的信息發(fā)送回終端，終端在接收數(shù)據(jù)之后會(huì)進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作。

1.2 常見的自動(dòng)化儀表的種類

工業(yè)生產(chǎn)中所用到的儀表的種類有很多，其中按照測(cè)量的類型來分類，可以將儀表分為測(cè)量溫度儀表、測(cè)量壓力儀表、測(cè)量流量的儀表和測(cè)量物理位的儀表。如果按照儀表的功能來分類可以將儀表分為顯示類儀表、執(zhí)行器儀表、計(jì)算類儀表和調(diào)節(jié)類儀表等。顯示儀表又可以分為數(shù)字式顯示儀表、圖形式顯示儀表和模擬式顯示儀表。顯示儀表主要用來記錄和顯示被測(cè)的參數(shù)，并且在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)異常時(shí)，顯示儀表會(huì)自動(dòng)報(bào)警，以提示工作人員對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)試和維修。檢測(cè)儀表包括了溫度測(cè)量?jī)x表、壓力測(cè)量?jī)x表、物理測(cè)量?jī)x表和流量測(cè)量?jī)x表等。檢測(cè)儀表是檢測(cè)被測(cè)值進(jìn)行大小檢驗(yàn)的儀表。是具有傳感器或者變速器或者帶有顯示裝置的儀表。檢測(cè)裝置檢測(cè)出被測(cè)變量之后，再通過變送器等裝置將被測(cè)變量轉(zhuǎn)換為具有上限和下限的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。執(zhí)行器是由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的，在終端的控制元件中占有重要的位置。執(zhí)行器根據(jù)調(diào)節(jié)器提供的控制信號(hào)控制設(shè)備運(yùn)行，在工業(yè)生產(chǎn)的系統(tǒng)中，為了調(diào)節(jié)溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)，需從正向同路直接調(diào)節(jié)物料的給定量和節(jié)能量。在設(shè)定調(diào)節(jié)器的過程中還會(huì)用到設(shè)定值發(fā)生器。它是通過設(shè)定調(diào)節(jié)類儀表一個(gè)時(shí)間變量和其他變量之間的信號(hào)，然后將被測(cè)變量進(jìn)行控制，當(dāng)被測(cè)變量隨時(shí)間呈現(xiàn)規(guī)律性的變化時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了時(shí)間控制程序的目的。在控制的過程中還會(huì)用到計(jì)算儀表，它主要是用來對(duì)一個(gè)或者對(duì)個(gè)變量進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的一種方法。

2 工業(yè)自動(dòng)化儀表

2.1 分類

工業(yè)儀表的類別多種多樣，可依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)分類。依據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐過程里所需檢測(cè)指標(biāo)的種類去劃分，工業(yè)儀表包含以下幾種，即檢測(cè)溫度的儀表、檢測(cè)壓力的儀表、檢測(cè)流量的儀表、檢測(cè)物位的儀表、檢測(cè)機(jī)械量值的儀表以及剖析流程的設(shè)備等；依據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐過程里工業(yè)儀表所具備的性能，其大致包括以下幾類，即檢驗(yàn)類儀表、展示類儀表、調(diào)整類儀表、實(shí)施設(shè)備類、計(jì)算類儀表、設(shè)置量發(fā)生器以及信號(hào)轉(zhuǎn)變器等。

2.2 基本工作規(guī)律

工業(yè)自動(dòng)化儀表的功能是基于生產(chǎn)場(chǎng)地?zé)o人操控的前提下實(shí)現(xiàn)自主檢測(cè)、自主記載與自主管控的目的，且達(dá)成獲得信息并將信息傳遞至長(zhǎng)距離終端，最終完成終端信息處理。它的基本工作規(guī)律是以平衡原理為條件，涵括力平衡、力矩平衡與電平衡等方面的內(nèi)容。工業(yè)自動(dòng)化儀表的感知元件將現(xiàn)場(chǎng)所測(cè)得的溫度、壓力以及流量等指標(biāo)，借助變送器轉(zhuǎn)化，獲取易于擴(kuò)大的測(cè)量數(shù)量值，比方電壓量值、電流量值以及機(jī)械量值等，之后再借助更深入的擴(kuò)展。通過擴(kuò)展的量值可以借助變送器傳遞至展示器件，歷經(jīng)反饋器件和測(cè)量量值的進(jìn)一步比較，以實(shí)現(xiàn)平衡。

3 自動(dòng)化控制技術(shù)

3.1 概念

所謂自動(dòng)化控制技術(shù)就是指在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及制造領(lǐng)域里，機(jī)械、電氣一體集成智能化管控的技術(shù)與原理。

3.2 基本工作規(guī)律

智能化管控分為半智能化和全智能化，比方：儀器、設(shè)施能夠依據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃、實(shí)施全智能化或者半智能化作業(yè)；全智能化管控，人僅需充當(dāng)全智能化管控的操縱者，針對(duì)生產(chǎn)情形決定管控的條件與流程，無需直接參加具體生產(chǎn)實(shí)踐；而半智能化管控而要求人力依靠設(shè)備、機(jī)器或者手工方式參加到具體生產(chǎn)實(shí)踐中去。智能化管控技術(shù)普遍運(yùn)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及制造領(lǐng)域。運(yùn)用智能化管控能夠令人從高負(fù)荷的體力勞動(dòng)、少許簡(jiǎn)略的腦力勞動(dòng)甚至極差、極危險(xiǎn)的工作氛圍里脫離出來，而且還可以大大增強(qiáng)勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約各種成本投入，給公司積累更大的利益。所以，智能化管控是工業(yè)、農(nóng)業(yè)與制造領(lǐng)域走向現(xiàn)代化的重要前提與鮮明標(biāo)志。

3.3 自動(dòng)化控制的運(yùn)用

3.3.1 過程智能化

在石油提煉與化工生產(chǎn)公司里，借助智能化管控完成流體、粉體的整體化學(xué)處理，其全面的過程等管控系統(tǒng)通常包含三大構(gòu)成部分，即測(cè)量?jī)x表、調(diào)節(jié)裝置與電腦，借此完成加熱爐、精餾塔乃至全套工業(yè)生產(chǎn)程序的最佳管控。同時(shí)，其管控方式大致包含三類，即反饋管控、前饋管控與最佳管控。

3.3.2 機(jī)械制造智能化

機(jī)械、電氣和智能管控有機(jī)融合就形成了機(jī)械制造智能化，主要運(yùn)用于處理離散元件。在一開始，機(jī)械制造智能化是極其粗略的智能生產(chǎn)線，僅是借助機(jī)械或者電氣元件的單機(jī)智能化。自從跨入上個(gè)世紀(jì)六十年代之后，由于信息化技術(shù)的普遍運(yùn)用，使得數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、加工單位等等智能化裝置一一產(chǎn)生。同時(shí)有利于多類品種以及小規(guī)模生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)制作體系應(yīng)運(yùn)而生。所以，智能化車間就是借助電腦與生產(chǎn)制作體系有機(jī)聯(lián)系在一起所形成的工業(yè)生產(chǎn)智能化管控體系，其前提條件是柔性制作生產(chǎn)體系，此外又于信息管控與生產(chǎn)管控中同時(shí)達(dá)到了智能化。

3.3.3 管理智能化

對(duì)公司機(jī)構(gòu)的各類管理，比如人力資源管理、財(cái)務(wù)管理、物料管理、生產(chǎn)管理乃至辦公管理，完成智能化管控，即是管理智能化。它是一種全面性技術(shù)，其核心是信息處理，且借助了電子計(jì)算機(jī)、通信體系和管控等理論。一般而言，它必須借助多臺(tái)具備高速運(yùn)轉(zhuǎn)速率、而且可以處理許多數(shù)據(jù)性能的電腦與多種終端設(shè)備一起構(gòu)成局域性網(wǎng)絡(luò)。就現(xiàn)代管理智能化而言，已經(jīng)依據(jù)管理信息體系這一前提研發(fā)出了決策支撐體系，能夠給決策的下達(dá)供應(yīng)多種方案，對(duì)于高層管理領(lǐng)導(dǎo)而言是極佳幫手。

4 結(jié)束語

自動(dòng)化儀表技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的使用在很大程度上提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，并且能夠減輕工作人員的體力勞動(dòng)，降低了生產(chǎn)成本。所以，企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)自動(dòng)化控制技術(shù)的研究與應(yīng)用，為進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供動(dòng)力支持。

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