田娜

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北 唐山 065000）

工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)探討

Industrial automation instrumentation & automation control technology

田娜

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北 唐山 065000）

工業(yè)儀表最早應(yīng)用于化工、冶金、石油煉制等熱力生產(chǎn)部門，因此也叫熱工儀表，這種儀表的功能具有簡單的記錄與檢測作用。隨著時代的變遷與科技的進(jìn)步，儀表的功能與自動化技術(shù)含量也大大地提高，進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，儀表與自動化控制又緊密地結(jié)合起來，尤其近幾年，自動化儀表已智能化、網(wǎng)絡(luò)化了。它已經(jīng)進(jìn)入我國的各個領(lǐng)域。本文從工業(yè)自動化儀表對企業(yè)的作用說起，簡要介紹了工業(yè)自動化儀表的原理和種類以及自動化控制技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，希望有助于工業(yè)企業(yè)今后技術(shù)的進(jìn)步、效益的提高，僅供參考。

工業(yè)自動化儀表；自動化控制技術(shù)；淺議分析

隨著科技的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)也由傳統(tǒng)模式逐步向智能化發(fā)展。這是國家文明、社會進(jìn)步的重要體現(xiàn)。隨著工業(yè)生產(chǎn)的自動化、現(xiàn)代化的加劇，自動化儀表與自動化控制也有了新的標(biāo)準(zhǔn)與要求，這也是企業(yè)低投入高產(chǎn)出的需求。因此有必要在此探討下工業(yè)自動化儀表在企業(yè)生產(chǎn)中的作用以及目前的應(yīng)用狀況。

1 工業(yè)自動化儀表在企業(yè)中的作用

工業(yè)自動化儀表是企業(yè)安全生產(chǎn)，排除重大隱患的前提。同時也是企業(yè)采集科學(xué)有效的數(shù)據(jù)與信息集成的前提。更是企業(yè)提高效益與良性循環(huán)的前提。

2 工業(yè)自動化儀表、原理、分類

2.1 工業(yè)自動化儀表

工業(yè)自動化儀表相對與過去傳統(tǒng)的熱工儀表而言，它不需要手工操作，也不需要人在現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督，而是自動地完成其記錄、測量、控制等操作任務(wù)。并且會把這些信息最終傳輸?shù)饺藗冃枰臄?shù)據(jù)終端。它不但省時、省力，更提高了記錄、檢測的準(zhǔn)確與時效性。這也是現(xiàn)代化技術(shù)中所體現(xiàn)的低能耗、高效益產(chǎn)品。

2.2 工業(yè)自動化儀表原理

其原理是通過先進(jìn)的技術(shù)手段，不需要人員的現(xiàn)場操作與實際監(jiān)控，可以將人們需要的數(shù)據(jù)與信息傳遞到末端，并在這里對數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行再次處理。這個階段的工作原理是依據(jù)力矩平衡、電平衡、力平衡等原理通過傳感器把現(xiàn)場測試的壓力、溫度、電流等參數(shù)通過變送器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且將上述數(shù)字進(jìn)行進(jìn)一步放大，將放大的數(shù)值發(fā)送到顯示元件，通過元件獲得的數(shù)據(jù)與測試值進(jìn)行對比，使之達(dá)到平衡狀態(tài)。

2.3 工業(yè)自動化儀表的種類

工業(yè)儀表的種類非常繁多，可以從不同的方面去劃分。如按照功能可以分為調(diào)節(jié)類、計算類、顯示類、執(zhí)行類、信號轉(zhuǎn)換類等；從測量的角度可以分為溫度儀表、壓力儀表、流量儀表、流程分析儀表、機(jī)械量儀表等。下面介紹常用的幾種儀表。

2.3.1 顯示儀表

顧名思義，它是用來對被測的參數(shù)進(jìn)行顯示與記錄的。它在使用過程中出現(xiàn)異常時，它會故意地高報或者低報以此來提醒操作人員的注意。顯示儀表可以根據(jù)顯示的角度分為模型、數(shù)據(jù)、圖形三種顯示儀表。

2.3.2 檢測儀表

檢測儀表是對被測的變量數(shù)值的大小進(jìn)行檢測，并利用變送器將被測的變量值轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)信號，標(biāo)準(zhǔn)信號指的是信號的變化上下限都是標(biāo)準(zhǔn)化取值。

2.3.3 調(diào)節(jié)儀表

它具有自動控制的作用。它是通過預(yù)先設(shè)定的程序來對被控制的變量進(jìn)行自動控制。這種控制可以在封閉式環(huán)境下獨立進(jìn)行的。從作用上可分為微分類、比例積分類、比例積分微分類。

2.3.4 執(zhí)行儀表

執(zhí)行器是個終端控制的重要元件，在工業(yè)生產(chǎn)中，它依據(jù)調(diào)節(jié)器給出的信號，從正向通路中直接調(diào)節(jié)物料給定的量或者節(jié)能量，最終實現(xiàn)對溫度、流量、壓力、液位等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。其構(gòu)造主要由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成。

2.3.5 計算儀表

計算儀表是用來對輸入的參數(shù)變量進(jìn)行各種數(shù)學(xué)運(yùn)算，按照運(yùn)算的關(guān)系可以分為加法、乘法、開方等類。

3 自動化控制技術(shù)

3.1 自動化控制技術(shù)的原理和發(fā)展趨勢以及應(yīng)用

自動化控制技術(shù)是我國技術(shù)進(jìn)步、社會發(fā)展的重要標(biāo)志。按原理可以分為全自動控制與半自動控制。全自動化控制只需要操作員根據(jù)生產(chǎn)規(guī)定的進(jìn)度與事先設(shè)定的程序?qū)ιa(chǎn)的全過程進(jìn)行控制，不需要人員參與其他活動；半自動控制需要人力通過對設(shè)備、機(jī)械、儀器等進(jìn)行操作，或者安排人員參與生產(chǎn)中來。目前隨著科技的發(fā)展，全自動控制已經(jīng)深入到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、制造業(yè)、礦山等領(lǐng)域。這樣不但提高了工作效率，同時還提高了工作質(zhì)量與水平。

3.2 自動化技術(shù)控制的發(fā)展趨勢

首先是機(jī)電一體化，它是基于機(jī)械、電子、信息于一體的綜合系統(tǒng)，它拋棄了常規(guī)自動化技術(shù)中繁瑣的工作量，而是具有高精度的定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷、校正、補(bǔ)償、檢索等功能。其次結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計原理一個是可以減低新產(chǎn)品的成本，另一個是短時間內(nèi)較為廣泛的應(yīng)用。再次是多元化，從發(fā)展的趨勢看，單品種、大批量的高技術(shù)產(chǎn)品將越來越少，取而代之的是多品種、小批量具有多種切換功能的產(chǎn)品，受到市場的青睞，所以這種生產(chǎn)技術(shù)更適應(yīng)市場的需求。最后控制智能化，目前的自動化控制系統(tǒng)一般都是PLC，PLC具有許多優(yōu)點的同時，也有著系統(tǒng)不能兼容、語言和指令系統(tǒng)也不能一致等缺點，這就給用戶編制程序、人員的培訓(xùn)帶來不便，并且其功能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如電腦強(qiáng)大，所以未來的自動化控制技術(shù)必須是功能強(qiáng)大、操作簡單的智能儀器。

3.3 自動化控制技術(shù)的應(yīng)用

自動化控制技術(shù)不僅廣泛應(yīng)用在石油的煉制和化工生產(chǎn)企業(yè)以及機(jī)械制造等企業(yè)，還應(yīng)用于航天、冶金等行業(yè)。工業(yè)自動化技術(shù)一般通過檢測器、顯示器、計算器組成控制系統(tǒng)。近些年來，隨著計算機(jī)的不斷發(fā)展，自動化控制技術(shù)除了原來的控制、檢測等功能外，工業(yè)機(jī)器人逐步被人們所認(rèn)識，它具有多關(guān)節(jié)機(jī)械手，它能自動執(zhí)行工作，還可以接受人的指揮。同時數(shù)控機(jī)床、加工中心等工業(yè)設(shè)施越來越多，隨著適應(yīng)品種繁多、小批量生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)的誕生，自動化車間也悄然誕生，它是采用計算機(jī)和生產(chǎn)制造系統(tǒng)集成起來的，它是在生產(chǎn)與管理同時實現(xiàn)了自動化。特別是在總線技術(shù)方面取得了很大進(jìn)步，尤其是現(xiàn)在總線的內(nèi)在潛力已逐步被人們所挖掘出來，如應(yīng)用在預(yù)測、診斷、穩(wěn)定操作等方面，并且具有廣闊的發(fā)展前景。

3.4 自動化技術(shù)控制應(yīng)用應(yīng)該注意的事項

自動化技術(shù)控制雖說推動了科技的發(fā)展、社會的進(jìn)步、企業(yè)現(xiàn)代化的建設(shè)，但是它在我國還是初級階段、是一種新生事物，對于它的認(rèn)可與應(yīng)用還需要一段過程。

3.4.1 全面推廣需要一個過程

目前許多企業(yè)對自動化儀表的價格不認(rèn)可，尤其是在經(jīng)濟(jì)比較低迷的今天，自動化控制技術(shù)需要有自動化設(shè)備來輔助，自動化設(shè)備需要大量的資金去投入，大量的資金需要企業(yè)的效益與實力來做基礎(chǔ)。在全球經(jīng)濟(jì)蕭條的今天，許多企業(yè)要么是“望而卻步”，要么是用便宜廉價的替代品來代替。這樣高科技自動化儀表以及新的自動化技術(shù)控制很難在較短的時間內(nèi)廣泛的推廣與應(yīng)用。這樣影響了一些企業(yè)特別是中小企業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，同時也阻礙了國家所倡導(dǎo)的“低投入，高產(chǎn)出”目標(biāo)的實現(xiàn)。

3.4.2 操作的規(guī)范性

在工業(yè)企業(yè)里，要想將自動化裝置與工藝設(shè)備整合于一體，那么操作的規(guī)范性起著決定性作用。如一定要保證設(shè)備控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、環(huán)境、溫度、濕度的適應(yīng)性，以及對設(shè)備儀器的正確操作，這些都需要規(guī)范化的操作方式與手段來約束。

3.4.3 關(guān)注自動化技術(shù)控制所需要的人才培訓(xùn)

我們知道自動化技術(shù)控制后，其所生成的信息對其進(jìn)行采集、處理、應(yīng)用一定會體現(xiàn)在人的能力與業(yè)務(wù)水平上，也可以說人的綜合素質(zhì)會促進(jìn)技術(shù)發(fā)展的進(jìn)步。但是目前許多企業(yè)卻缺少這樣高素質(zhì)的技術(shù)人員。因此企業(yè)應(yīng)該一方面在引進(jìn)技術(shù)的同時，也要高薪引進(jìn)這樣的高新技術(shù)人員，從而達(dá)到技術(shù)與人員的合一。

另外，企業(yè)還應(yīng)該注意對新老員工的定期培訓(xùn)工作，同時還要在培訓(xùn)與工作中發(fā)現(xiàn)人才、挖掘人才，并且積極培養(yǎng)人才，使他們盡快地接受新事物，并且以最快的速度融入新的工作環(huán)境。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對于自動化儀表以及自動化控制技術(shù)應(yīng)用的分析，它大大地推進(jìn)了我國技術(shù)的革新，生產(chǎn)力的提高。它的逐步發(fā)展實現(xiàn)了能源的節(jié)約、勞動力的節(jié)省、資源的有效利用。我們相信隨著市場的

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1009-797X（2016）04-0086-03

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10.13520/j.cnki.rpte.2016.04.034

田娜（1982-），女，本科學(xué)歷，畢業(yè)于河北科技大學(xué)，從事工業(yè)自動化儀表研究工作，研究方向為工業(yè)自動化儀表在工業(yè)生產(chǎn)中的如何提高測量精度。

2015-12-29