工业自动化仪表与自动化控制技术

工业自动化仪表与自动化控制技术

关俊杰

亚太森博 (山东 )浆纸有限公司 山东日照 276800

摘要：随着现代科技的不断进步，自动控制系统已成为各领域更新改造的主要方向。机电一体化技术在工业化、农牧业等生产制造业中的应用很普遍，并作为工业自动控制系统的主要部分。本篇文章着重从工业仪表与自动控制的视角阐述了采用现代仪表技术的工业自动控制系统，并力求给技术工作者提供借鉴。

关键词∶工业；自动化；仪器仪表；智能化

引言

在我国工业化建设中，工业生产的自动化水平是关键。从这个角度看，仪表自动化建设涉及工业生产最底层数据的使用和整理，实现了自动化、智能化的工业化建设。自动化程度越高、智能化程度越高，对底层设备信息的精确度要求就越高。因此，加强对工业自动化环境下仪表的探讨与更新，对于整个行业的快速发展与转型具有重要的现实意义。

一、自动化操作环境中仪表自动化基本概念及其应用优势

“工业生产”这个概念最早出现于人类工业生产之后。殊不知，在人类工业生产文明的初期，人类工业生产的智能化程度是极其有限的。及至信息化时期到来，工业生产智能化建设才被提到了议事日程。特别是由于现代网络技术、计算机的发达，工业化程度也愈来愈高，并在逐步地向工业智能化方面发展。高度自动化的工业化设计，不仅节约了大量的人力，还可以通过精准地操作，提高产品的质量。自动化、智能化在很长一段时间内将占据主导地位。加强工业生产自动化建设，不仅是工业领域对制造业的要求，同时也反映了我国的整体实力。

在全球范围内的工业智能化建设项目中，仪表智能化工程是自动化工程建设的重点方面。工业仪表的自动化、智能化工程建设与运行，使数据的准确度与及时性得以进一步提高，合理地提高了后续数据的准确度与及时性。而且，自动化仪器的建设也不再像传统仪器一样需人工控制，从而极大程度上节省了劳动力成本。同时自动化仪器也可以更合理地运用在环境变化地区，从而拓宽了应用范围。以化工厂能源需求领域为例子，有关仪器的关键是使用电、煤、气在多种环境中进行精确测量，并精确测量出污染物质的数据信息。这种环境一般人很难到达，而且会产生一定的不良反应，所以在施工现场应用自动化仪表具有很大的优势^[1]。

二、现代仪器仪表自动化的发展前景与分类

伴随着现代科学技术的发展，仪表自动化建设的技术含量愈来愈高，各种新式自动化仪表应时而生。更新的具体角度在于充分运用现代电子信息技术，改善传统仪器体积大、应用受限等缺点，加强安全、抗干扰能力建设。依据不同条件规定，不同仪器仪表生产制造设计的重点不同。比如，下面这三种新设备的设计理念是非常有价值的。

第一类是有记忆作用的仪器仪表。这类仪器通过内置的逻辑电路和时序逻辑电路，实时监控传输数据至内置的小存储关键。这种程序设计模式有利于仪器出现异常数据后载入，对维护人员追根溯源有很大帮助。广泛应用于复杂度高，异常情况下风险较大的环境中。比如危险品监控仪、航海仪器等，都有记忆功能。第二类仪器仪表具有数据交换和处理功能。这种仪器能基本解决收集到的信息，防止后续传输中出现失真和异常，例如脉冲信号转换为模拟信号。最简单的设备就是通常使用的传感器，例如湿度，工作压力，环境湿度和光源。在更加专业化的制订中，仪器的内部构造提高了资料的处理和预估功能。这种设计的优点是能够使系统在小范围内进行一定的应急处理，从而合理地降低系统受到的伤害。这与人的条件刺激类似，受到影响的时候，不需要将数据信号输入大脑，只需要在损伤部位及时反射和收缩即可。第三类是可变仪器仪表。该仪器根据集成软件适应新环境编写程序的特点，采用软件代替硬件配置，扩大了仪器的应用范围。同时也保证了信息的控制和反应的合理性。可变仪表广泛应用于电机集成设计，具有很大的发展潜力，是未来仪器设计和提升的主要方向。

三、我国自动化工业生产中仪表自动化的难度系数

虽然很多企业都能意识到智能化仪表的设计与应用，但在实际应用中仍存在许多问题，主要体现在以下几个方面。

1.高投入的问题

现代高精度、自动化程度高的仪器需要较高的成本费。公司将充分考虑现代仪器在经济效益方面的应用效益。虽然它的实际效果和功能都很好，但是考虑到资金的消耗，这台仪器的性价比就会下降。尤其一些传统的能源行业，如煤炭、石油化工、电力等，对智能化、自动化的要求并不高，一些成本低廉的仪表，已经能够满足生产的要求^[2]。因此，从市场的角度来看，仪表自动化水平应当跟上工业生产自动化建设的步伐。过多的制定会限制前路，增加风险，对公司风险的控制不利。

2.稳定性问题

作为大数据监控和数据传输中的关键环节，其稳定性问题始终是各公司所关心的焦点。在“设计方案越复杂，稳定性越低”的设计理念下，许多企业都对智能化、自动化的仪器设计抱有疑虑心态，这也是部分构造简单但工作稳定性低下的仪器，仍然能够在市场上占据主要地位的原因。自动化仪表的运行方式主要是通过数据信息进行信息处理，它的抗干扰能力和运行可靠性的确需要长时间的检测和测量，所以自动化仪表的稳定性和抗干扰能力是设计自动化仪表的关键。

3.数据接口的统一问题

数据接口统一很容易理解。更高层次的数据接口，让生产商可以随时更换劣质产品，以更低的成本，挑选出更好的产品，甚至是劣质经销商。但是现阶段智能仪表设计方案尚未建立一个合理的领域统一标准，各企业所设计的仪表商品只有与本公司及比较有限的合作公司配套设施相匹配，使客户公司有被绑上车的不良感受，也不利于客户公司的下一步更新，因而插口问题亟待解决。

四、 自动化仪表应用方向

根据自动化仪表的优缺点，公司可以逐步实施自动化仪表工程验收。

1.自动化与智能化生产过程

基于对生产过程特性的剖析，对生产过程自动化、智能化的更新应首先考虑到劳动量大、操作流程单一、环境艰苦的过程自动化更新。在仪器自动化应用层面，应重点改进现有生产设备，如数控车床，工业机械手，生产加工和计算机主机配置。在使用自动化仪器时，应注意仪器数据信息报告的及时性、可靠性，合理、有效地利用网络资源并进行融合。尤其对于中小型企业来说，在生产过程中需要更多地关注数据的高效传输，做好资源投放的精细控制，协助企业完成成本管理，反映自动化仪表板使用价值，促进自动化仪表盘的智能化。

2.高精度智能化

高精度的智能化产品设计方向更有利于大规模企业制造与开发。在制造方面，由于大规模企业通常掌握着巨大的资料数量，通过进行精确的仪器产品设计能够很好地完成对微小精度资料提升与控制过程的成本回收^[3]。在研究方面，大公司通常位于业界前列，提供精密仪器，有助于公司把握研究方向。如感应器总体设计方案，将±0.09%的精度控制到±0.01%的范围内，帮助公司减少产品设计误差，降低成本。

3.智能化管理

管理上的智能提升，和产品的智能提升一样，也有着良好的通用性、低成本、少风险等多种优点，因此能够成为管理公司和自动化设备供应公司之间开展协作的重要基石。在智能管理方案上，可在不破坏原有生产流程的前提下，通过设置一个互联网视频监测控制系统的仪表盘。通过设置现场监测方式，公司可以减少施工现场管理成本。同时，公司还可通过实时监测信息系统的数据信息适时调整公司内部结构及生产规划。以编者的工作经验为例，曾在工作中协助电力工程，煤矿，燃气等用电需求公司配置智能电表。根据机器设备与网络的连接，可实现对现阶段数据信息的远程控制。同时整合了已实现的网络监控系统，实现实时监控，为施工现场人员节省管理成本。从应用范围广、实用化等优点来看，自动化仪表盘在企业财务管理、物流管理、人力资源管理等诸多方面都有很大应用潜力。除开企业生产管理，自动化仪表盘的实际运用方式非常值得研究。

五、结束语

在我国，自动化仪表的制造与应用仍存在着许多问题，远远落后于欧美国家。但是从进步速度来看，我国现阶段快速发展的脚步仍在继续，相对自动化程度较高的仪器发展趋势没有改变。科研人员必须更加关注本领域的发展，结合行业发展的具体情况，开发出具有较强实用性、较高可靠性、较强实际效果和较低成本的自动化仪器。

参考文献：

[1] 崔进. 工业自动化仪表与自动化控制技术[J]. 科技传播, 2014(12):2.

[2] 石硌玮. 浅谈工业自动化仪表与自动化控制技术[J]. 城市建设理论研究：电子版, 2016(9):4.

[3] 何于超. 探析工业自动化仪表与自动化控制技术[J]. 中国化工贸易, 2016, 8(011):110.