工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用研究

王夢(mèng)星

摘要：隨著科技的不斷進(jìn)步，工業(yè)自動(dòng)化儀表技術(shù)也得到迅速發(fā)展。工業(yè)自動(dòng)化儀表技術(shù)，最開始應(yīng)用是被動(dòng)的數(shù)據(jù)測(cè)量，測(cè)量后提交到系統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)中，其缺點(diǎn)是被動(dòng)測(cè)量并傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能會(huì)有遺漏，由于沒有按規(guī)定的時(shí)間、要求測(cè)量并傳遞，就導(dǎo)致一些測(cè)量數(shù)據(jù)缺失，用于系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)就不全面。隨著近十幾年的自動(dòng)化儀表技術(shù)的快速發(fā)展，主動(dòng)式數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)發(fā)展很快，并被應(yīng)用于制造業(yè)中，主動(dòng)的數(shù)據(jù)測(cè)量能夠提前預(yù)設(shè)好整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)，在哪個(gè)位置、哪個(gè)點(diǎn)、哪個(gè)時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，并自動(dòng)傳入自動(dòng)化系統(tǒng)中，這樣的發(fā)展理念可以更好地協(xié)同系統(tǒng)整體的運(yùn)行，避免數(shù)據(jù)遺漏，也便于分析數(shù)據(jù)的異常情況，方便進(jìn)行追溯。自動(dòng)化儀表控制技術(shù)的使用，是根據(jù)企業(yè)的實(shí)際需求設(shè)計(jì)的，它與企業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和企業(yè)的資源供給以及員工的水平等都有關(guān)系，自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于提高系統(tǒng)的應(yīng)用水平也有著重要意義。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化;自動(dòng)化;控制技術(shù)

1 工業(yè)自動(dòng)化儀表和自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 工業(yè)自動(dòng)化儀表特點(diǎn)

談到工業(yè)自動(dòng)化儀表的特點(diǎn)，不得不討論一下工業(yè)自動(dòng)化儀表測(cè)量技術(shù)的分類。工業(yè)自動(dòng)化儀表測(cè)量技術(shù)分兩種類型，一種是傳統(tǒng)的被動(dòng)式測(cè)量?jī)x表，一種是當(dāng)前普遍使用的主動(dòng)式測(cè)量?jī)x表。被動(dòng)式測(cè)量?jī)x表的特點(diǎn)是：根據(jù)整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的測(cè)量需求，在相應(yīng)的位置安裝好所需儀表，根據(jù)功能不同分為壓力表、流量表、溫度表等，通過對(duì)這些儀表所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與傳遞，以傳遞到整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析其整個(gè)運(yùn)行控制體系可能存在的問題、故障或安全隱患。主動(dòng)式測(cè)量?jī)x表的特點(diǎn)是：自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，根據(jù)預(yù)設(shè)好的系統(tǒng)方案，進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量獲取數(shù)據(jù)，并用于自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析。

1.2 自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)

自動(dòng)化技術(shù)剛剛興起時(shí)，技術(shù)還很落后，只能對(duì)單一數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量與分析，測(cè)量誤差、分析誤差都相對(duì)較高。隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)水平越來越高，現(xiàn)如今已經(jīng)發(fā)展為多線程性和高精度性的控制特點(diǎn)，可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)數(shù)據(jù)，而且測(cè)量精度也有所提高，誤差也相對(duì)減少。

對(duì)于主動(dòng)式測(cè)量?jī)x表控制系統(tǒng)，引用了最新的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和人工智能性控制系統(tǒng)，來替代傳統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)，這種新控制系統(tǒng)的使用，通過對(duì)使用過程效果的總結(jié)分析，發(fā)現(xiàn)新系統(tǒng)的應(yīng)用確實(shí)比舊系統(tǒng)先進(jìn)得多，它可以同時(shí)處理大量的數(shù)據(jù)，且能夠通過系統(tǒng)程序來自主排查問題，分析系統(tǒng)存在的缺陷，以便于分析問題產(chǎn)生的原因，制定較適宜的措施加以改進(jìn)，進(jìn)而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到使用要求。

2 工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的使用思路

2.1 自動(dòng)化儀表的選擇

自動(dòng)化儀表要安裝在整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)中，所以在選擇儀表時(shí)，要根據(jù)其安裝環(huán)境要求、在控制系統(tǒng)中的作用、專業(yè)化要求的程度相適應(yīng)。對(duì)于安裝環(huán)境惡劣的區(qū)域，其儀表安裝后可能出現(xiàn)穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，要想自動(dòng)化系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地采集數(shù)據(jù)，提供可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)，就需要選擇質(zhì)量好、穩(wěn)定性好，能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境、有較高的環(huán)境抵抗力的儀表。對(duì)于當(dāng)前普遍使用的主動(dòng)式測(cè)量?jī)x表系統(tǒng)和自動(dòng)化數(shù)據(jù)測(cè)量?jī)x表系統(tǒng)，其運(yùn)行過程受到多種因素制約，比如，專業(yè)化線纜的連接強(qiáng)度、相關(guān)電子元件的環(huán)境抵抗能力等。

2.2 自動(dòng)化技術(shù)框架搭建

對(duì)于從事工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制技術(shù)的人來說，在進(jìn)行自動(dòng)化控制技術(shù)框架初步設(shè)計(jì)時(shí)，一定要選擇最適宜的、最合理的方案，同時(shí)設(shè)計(jì)方案不能太完美化，要結(jié)合實(shí)際情況考慮使用的位置、使用的環(huán)境、使用的系統(tǒng)，還要結(jié)合生產(chǎn)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)要求和生產(chǎn)部件的精度等各方面因素，來選擇自動(dòng)化儀表設(shè)備，選擇設(shè)備要保證誤差最小，在可適用的設(shè)備中，選擇穩(wěn)定性最高的控制方案。

3 工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的使用方法

3.1 自動(dòng)化儀表的裝配

自動(dòng)化儀表在設(shè)計(jì)安裝過程中，要考慮整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，及該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式、儀表使用的環(huán)境要求等，綜合考慮選擇哪類儀表。對(duì)于傳統(tǒng)的被動(dòng)式測(cè)量?jī)x表，只要將儀表與設(shè)備連接好就可以，這類儀表要重點(diǎn)考慮它所處的工作環(huán)境，要選擇對(duì)于環(huán)境的耐受力及酸堿等腐蝕性液體的耐受力更強(qiáng)的儀表，提高數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的穩(wěn)定性。

3.2 自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，是需要考慮整個(gè)自動(dòng)化運(yùn)行系統(tǒng)的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集控制理論的，采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)平臺(tái)中，如何發(fā)出指令，怎么進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，這個(gè)過程需要專業(yè)化分析。根據(jù)作者多年從事自動(dòng)化儀表工作經(jīng)驗(yàn)看，就實(shí)際的作用效果，自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目包括相關(guān)的數(shù)學(xué)模型的建立和使用，專業(yè)化自動(dòng)控制模型的建立與輸入、專業(yè)化控制線纜的設(shè)計(jì)與搭建等，要求所有的建設(shè)和設(shè)計(jì)信息都要被納入到后續(xù)的管理系統(tǒng)之中，以提高系統(tǒng)的運(yùn)行水平。自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成，并不代表工作就完成了，也要關(guān)注后續(xù)的使用管理，要研究RFID射頻識(shí)別技術(shù)是否能夠很好地應(yīng)用，與自動(dòng)化系統(tǒng)的控制平臺(tái)有效關(guān)聯(lián)，并且分析選擇芯片的運(yùn)行質(zhì)量，做好專業(yè)化的數(shù)據(jù)編程工作，讓所有的數(shù)據(jù)都能夠被及時(shí)、準(zhǔn)確地采集，并傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)平臺(tái)中，以確保自動(dòng)化系統(tǒng)能夠獲得正確的數(shù)據(jù)，根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)編程情況，做出正確的判斷與自主調(diào)整。

3.3 自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模塊

自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模塊建設(shè)工作，行業(yè)內(nèi)常用的做法是將整個(gè)大的系統(tǒng)劃分為幾個(gè)小的系統(tǒng)機(jī)制，對(duì)于每個(gè)系統(tǒng)機(jī)制要單獨(dú)設(shè)立數(shù)據(jù)模塊，以保證各自完成自己的工作與管理，對(duì)這些模塊再進(jìn)行整合，以確保完成整個(gè)系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)采集與分析工作。通常這么做的好處就是為了減少整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)的工作壓力。在工業(yè)企業(yè)中，普遍應(yīng)用的輔助性設(shè)置模塊，是單片機(jī)結(jié)構(gòu)，從單片機(jī)的名字上就可以看出，這個(gè)裝置主要用來完成單機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集的，通常完成比較單一的、簡(jiǎn)單化的工作任務(wù)。

結(jié)語：總之，工業(yè)自動(dòng)化儀表技術(shù)的廣泛應(yīng)用，既可以對(duì)于各類控制參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，又可以通過傳感器將自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)平臺(tái)，以此分析整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)是否符合運(yùn)行要求，從而做出相應(yīng)的工作指令，對(duì)于提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性都很重要。

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