自動化工程在工業生產中的應用

劉雪斌 殷大盛 張在宇

杭州和利時自動化有限公司 浙江 杭州 310018

引言

在我國現代化經濟發展速度不斷加快的背景下，機械設備運用于工業建設生產的步伐也在不斷加快，機械制造及自動化專業作為研發和設計的重要知識儲備，其將為推動制造行業發展提供更加廣闊的市場前景。機械自動化技術能夠更好地提升工業生產的精準性和專業性，針對不同情況下的工業生產情況制定生產計劃，以此使得生產產量能夠得到提升。以下將基于機械自動化技術的優勢以及運用中的優勢對其在工業生產中的具體運用進行分析。

1 自動化儀表與自動化控制技術的概述

1.1 工業自動化儀表

工業自動化儀表在工業運行的過程當中有著非常重要的作用，在工業發展的過程當中，有一些需要測量以及記錄的數據，都是要工業自動化儀表來完成的。通過工業自動化儀表，我們能夠得到相應的工業參數[1]。除此之外，工業自動化儀表還能夠實現數據的遠程處理以及傳輸，將這種儀器使用在工業當中可以有效提升生產效率。現如今正在使用的自動化儀表有許多種，大致可以分成三類，分別為測試儀器，顯示儀器以及調整儀器。檢測儀器主要是應用在工業生產當中，檢測溫度或者是流量等這些參數出現的變化。顯示儀器主要是用來顯示檢測儀器所檢測出來的數據，方便工作人員及時了解整個設備的問題以及及時的解決故障。調整裝置主要是由事先已經編制好的程序來進行控制的，能夠在生產的過程當中調節生產效率，可以最大限度地提升生產效率。

1.2 自動化控制技術

自動化控制技術結合了現有的控制和信息技術的所有的優勢，通過對工業生產當中的每一個環節的檢查，依據情況進行適當的調整與控制，這樣可以有效地提升整個企業的生產效率，促進企業不斷發展[2]。目前在我國使用的自動化控制技術大多是半智能化的，為了能夠保證產品的質量，有許多部門仍然需要大量的工作人員進行參與。這在一定程度上也影響了智能化，自動化控制技術的發展，同時也浪費了大量的人力資源。因此，在未來，自動化控制技術的發展是比較向著全智能化發展的，要保證每一個環節都能夠實現完全的生產自動化，信息化，這樣可以有效地提升企業的生產效率和生產的安全性。

2 機械自動化技術應用于工業生產的問題

隨著現代人工智能制造技術的不斷發展，越來越多應用在工業生產中的設備開始使用機械化的自動化制造技術。機械工業自動化等新技術的廣泛運用，也不斷推動著我國機械工業化的快速發展。在大型工業生產中充分運用工業機械化和自動化工業技術，不僅可以有效節省大量人力、物力、財力，使機械生產企業將更多的工作精力和業余時間投入到其他基礎工作方面，從而使機械制造企業能夠獲得更多的經濟利益。此外，運用工業機械化和自動化工業技術還可以提高大型工業生產的工作效率，但是工業機械化和自動化工業技術也往往存在著一定的技術局限性，并不完全適用于所有的大型工業生產，這也在某些化工行業中嚴重限制了工業發展，從而導致工業機械化和自動化工業技術往往不能均衡的發展[3]。對于一些小中型企業來說，由于受到資金、技術等各環節方面的嚴重限制，不能完全采用符合國家技術標準要求的新型機械工業自動化生產技術來進行生產活動，從而容易造成生產質量上的巨大損失，這也在一定程度上嚴重阻礙了我國機械工業自動化設備技術的快速發展，因此在我國機械工業自動化相關技術的持續發展中，相關技術人員應針對當前發展中機械自動化技術存在的實際問題，有效制定措施并進行研究和分析，從而有效促進我國機械工業自動化相關技術的持續發展與不斷完善，促進我國機械工業自動化相關技術在現代工業生產過程中的廣泛應用。

3 自動化控制技術的應用

3.1 在冶煉生產中的應用

在冶煉生產場景中，隨著生產設備智能化水平的不斷提升，以及對鏈式生產工藝等新型工藝的推廣普及，傳統電氣控制系統的適應性較差，未滿足實際生產需求，暴露出控制功能單一、自動化程度低、運行故障頻發等問題。與之相比，電氣自動化工程有著適應能力墻、結構性能完善、操作簡單、自動化水平高的優勢，在冶煉生產期間的繼電保護、生產環節綜合管理、自動檢測控制等方面得到廣泛應用。其中，在繼電保護方面，在電氣自動化系統中配置數字式計算機和RCS-9600CS等系列的繼電保護裝置，在冶煉生產期間出現線路短路、設備故障等問題時，系統將實時檢測電流、電壓等參數的變化情況，判定是否出現運行故障和故障類型，自動執行跳閘等保護動作，切斷故障部分和非故障部分的連接，控制故障受損程度[4]。在生產環節綜合管理方面，在系統中配置可編程邏輯控制器，由PLC裝置在系統運行期間完成執行邏輯運算、定時/順序控制、輸出控制指令等任務，在無人工干擾條件下，系統中預先導入的生產方案，控制現場設備完成脫硫、轉爐一體化、氧氣與水回用等操作。而在自動檢測控制方面，在生產現場配置壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器等多種型號的傳感器裝置，在生產過程中持續采集與分析現場監測信號，從而掌握冶煉生產情況，包括測量實時用煤量、鍋爐爐體溫度、蒸汽管道與給水管道內流體流速等，在檢測到異常信號時自動發送報警信號，并對生產方案內容加以調整。

3.2 在安全監控中的應用

電氣自動化工程在工業生產中的優勢主要體現在自動控制方面，對工業生產裝置與設備進行安全監控，以此保障工業生產活動安全推進。為實現電氣自動化控制功能，需結合工業生產流程及現場設備構建自動控制系統，用以管理工業生產供電設備及電氣操作設備，此外借助操作系統全面控制分閘，若工業生產現場電氣設備發生故障問題，則會在操作系統控制下自動切斷電路，以此保障整體生產效果。除此之外，電氣自動化工程可幫助人們判斷工業生產設備是否帶電，可避免觸電安全事故，為更好地起到安全監控效果，可結合現有電氣自動化工程技術增設指示性信號，幫助工業生產人員掌握電氣設備實際運行狀態，若工業生產設備出現故障問題，則會通過信號燈或聲音提示提醒工作人員，使其第一時間解決故障問題，提升工業生產設備故障處理效率及維護效率，且可極大縮短故障處理時間，提高工業生產質量。在電氣自動化工程長期發展中，現已在GPS技術基礎上研發出動態安全監控技術，GPS技術在諸多領域中應用廣泛，當其與電氣自動化融合后，可與工業生產數據采集系統混合使用，不僅在車輛動態監控中發揮著重要作用，還可對工業生產參數進行安全監測，在同步定時系統、通信系統、動態測量系統、中央信號處理機四部分協調作用下完成對工業生產活動的安全監管，其作為相量測量技術、GPS技術的融合產物，可通過測量單元設備監測工業生產過程，并對工業生產智能設備間的信息數據傳輸過程進行實時監測，確保通訊效果，此外還可監測工業生產設備的電流、電壓，對工業生產過程進行全方位控制，并借助GPS動態監控技術構建主動防控設備監管模式，在工業生產中對異常數據進行監控與管理[5]。

3.3 兼顧人工與機械自動化技術

在我國經濟以及機械制造工程技術快速發展的過程中，通過對機械制造企業進行現代化和生產工藝的管理，能夠使得企業更加有效、高效地完成相關機械生產活動，并且使得企業能夠在后續的生產過程中熟練地完成相關機械制造和機械生產。為此，機械制造企業需要在機械自動技術的應用過程中注重相關人工資源的合理使用，可通過對企業的一些機械設備以及其他自動化設備的使用過程中采用自動化機器和人工的雙重控制來提高機械制造的可靠性，從而使得相關機械設備在實際的生產以及使用的過程中能夠更加有效地完成機械生產工作，使得相關生產人員以及儀器監管人員及時地發現機械設備在使用過程中以及其在生產環節存在的一些問題，進而使得相關人員在自動化技術的應用方面更加成熟，加快企業的機械生產效率，從而使企業發展的更加快速。

3.4 建設電氣自動化系統與開放式平臺

隨著計算機網絡技術體系的日益完善，為電氣自動化工程的應用推廣奠定了堅實技術基礎，應用計算機網絡技術來搭建電氣自動化系統，企業可以根據自身的工業生產與控制需求，針對性采取系統架構方式與制定功能配置方案，便于操作人員在自動化系統中完成設備狀態評估、在線監測、運行參數調整等操作任務。對電氣自動化系統的建設，可以將工業生產活動中的各方面控制任務與管理工作進行整合處理，依托操作系統完成全部工作任務，實現工業生產控制的集成化目標。為強化電氣自動化系統的兼容性，使系統可以根據工作需求將外部程序接入系統內部，或是與其他控制系統保持連接狀態用于信息共享，需要建設開放式平臺，可選擇基于OAuth2.0協議與計算先進技術來建設開放數據分享并對接平臺，在生產工藝與環境發生變化時，企業可以直接在電氣自動化系統中外接程序來增設系統使用功能，不需要重新設計與調整系統結構進行升級改造，這將進一步提高電氣自動化工程的應用效益，延長工程壽命、降低系統總體使用成本。

4 機械自動化技術的應用前景

自動化技術和機械制造業的結合，可以在兩個方面提高其實際生產力：第一，在高度上實現監測和修復設備故障的同時，實現對程序運行時的自動修復；第二，在管理平臺上，可以識別那些無法自動修復的故障，并把它的信息參數輸入到管理平臺上，為檢修人員提供可靠的維護資料。此外，通過柔性自動化技術與機械制造相結合，大大降低了企業的人力成本，實現了數控操作。綜合自動化則能使機械設備中的自動控制模塊得到高度簡化和整合，可以有效地實現機械設備功能和操作效率的優化。但對于傳統機床來說，由于其自動化程度不高，因而所需的人力較多，在操作過程中還容易發生各種安全事故。因此在當前信息化時代的背景下，傳統機床已逐步被淘汰[6]。依靠自控技術與傳統機床機械相結合，可以實現自動化控制模式，進而更好地解放勞動力，使得車床作業的精準度以及安全性能夠得到提升。機械制造和電子信息技術的結合，可以有效提高生產效率，大大降低制造企業的經營成本。由此可知在機械工業發展的過程中凸顯自動化的趨勢將成為現代產業運行的重要方向。而機械制造及自動化技術在具體發展的過程中也將朝著專業機電一體化、智能化、模塊化、網絡化的方向發展，進而更好地推動國內經濟的健康發展。由此可見，機械制造及自動化專業人才的需求也日益增多，但從實際情況看，該專業仍需以高素質、高應用性和實踐性為培養目標，不斷提升其核心競爭力。機械制造及自動化專業能夠基于技能的優化促進自動化技術與機械制造之間的有機融合，進而為后續的第一、第二產業發展提供高精度的監管控制，為提升整體的生產效率提供技術支撐，同時也能夠更好地提升整體的生產精確性。由此可見，機械制造及自動化專業未來的發展前景是廣闊的。

5 結束語

在工業生產領域中，對電氣自動化工程的應用，改變了傳統工業生產方式，做到對生產效率及產品質量的全面提高，幫助企業獲取更高經濟效益。企業必須提高對電氣自動化工程的應用力度，在安全監控、電網調度、數控機床等場景中做到落地應用，建設起完善的電氣自動化技術應用體系。