智能自動化儀表在工業生產中的應用和發展

林前前

（中國石油大慶石化公司化肥廠，黑龍江大慶 163000）

0 引言

“十三五”期間，各行業的發展迫切需要裝備，快速提高生產力。在這種形勢下，智能自動化儀表的出現順應了時代的發展。任何一個行業都會根據自身發展需要進行技術改造，使用科學技術促進生產力的解放。目前，工業生產越來越多地使用智能自動化儀表設備。因此，在這個技術變革的時代，我們要對智能自動化儀表做進一步的研究。

1 智能自動化儀表綜述

（1）智能自動化儀表。早期智能自動化儀表主要應用于石油冶煉、熱能、冶金和化工等熱力行業。20 世紀50 年代后期，電動式儀表主要利用各種電子儀器控制工業儀表。80 年代，智能自動化儀表通過控制器將自動化技術與工業儀表設備相結合，然后通過組裝的電子設備進行集成控制。隨著信息技術的發展，自動化工業儀表主要采用接口通信、微處理器等與計算機連接，實現技術的自動化。為此，采用嵌入式軟件對內部自動儀表進行處理，輸入信號為非線性，這種實時補償控制方式成為以后的重要研究方式（圖1）。

圖1 智能儀表1

（2）智能自動化儀表的特點：①智能工具通常配備一臺微型計算機，能夠進行某種計算和處理，以及數據處理；②高精度儀器的精度通常分為0.1、0.2、0.5、1.0和1.5。精度越低表示精確度越高，誤差越小。例如，變送器的精度可以達到0.075%。

（3）高性能診斷功能。在工業發展中，很容易由于一些不當操作引起故障，智能儀器的自診斷功能可以解決這一問題。它減少了人們發現錯誤和分析錯誤的時間（圖2）。

圖2 智能儀表2

2 智能自動化儀表的應用

（1）智能自動化儀表應用在獲取信息方面。自動化儀表在工業應用中的發展主要是以信息技術為基礎。由網絡采集數據、處理數據并存儲數據，對信號進行處理和存儲，以及校正和零位補償，實現工業生產自動化模式。中國的工業化進程比其他國家慢，智能自動化儀表對信息的獲取能更加的全面和便捷，提高了工業生產的利用率，減少勞動力（圖3）。

圖3 智能儀表應用1

（2）微處理器芯片具有較強的處理能力，實時操作系統已轉化為自動化儀器驅動。此外，也可以實時監控生產過程并發出信號，幫助工人解決問題。能夠及時處理和分析誤差，避免工業生產過程中的許多問題。系統建模應采用智能自動測量裝置，通過通信接口收集數據，將采集到的數據轉換成數字量并進行直觀分析數據（圖4）。

圖4 智能儀表應用2

（3）智能技術可以充分發揮其優勢，在智能化技術飛速發展的時代，人們對智能化的需求越來越高，國家也大力推行產業的智能化。國家大力發展智能產業，人們對智能的需求越來越大。由于當前階段對技術的研究還不是很成熟，生產技術中需要的操作只能借助人工來進行，智能化更多的是應用于動態加工過程。智能化技術如果能充分發揮自身優勢，結合工業生產規律，智能化制造將達到另一高度（圖5）。

圖5 智能儀表應用3

3 智能自動化儀表的發展趨勢

（1）自動化程度高。目前，大多數自動化設備都使用集成電路、微處理器和與計算機技術相結合的接口通信技術。結合計算機技術進行操作，對輸入的信號進行非線性處理，不僅可以追溯錯誤，而且可以在線控制生產。潛在問題可以提前反饋，及時解決。

（2）簡單控制。隨著自動化行業的發展，簡單控制系統的優勢就凸顯出來。它是一種可以使智能化儀表與現場網絡連接，實現數據高度集中、開放、安全、雙向的系統。

（3）網絡控制。該系統由自動化儀表和無線網絡組成一個化工控制系統。同時，自動化儀表與無線網絡所形成的系統能夠在化工行業形成一套控制系統。

4 結論

自動化儀表已滲透到每一個工業生產面，智能化儀表控制生產、邏輯運算、實時測控與在線測控，讓智能化信息交流更為迅速。目前，我國的智能化儀表還處于發展中，當務之急是要緊跟時代步伐，研究出適合國情的自動化儀表。同時，要勇于面對自動化儀表智能化的挑戰，積極應對。