浅析仪器仪表中自动化控制技术及其应用

浅析仪器仪表中自动化控制技术及其应用

李子林

山西大唐国际临汾热电有限责任公司 山西省临汾市041000

摘要：面对时代的进步与我国各个领域的迅猛发展，促使各种技术不断创新，面对这样的形势仪器仪表也迎来自动化时代。我国的工业发展相对滞后，在工业装备和技术水平上还存在着一些差距。本文针对当前电气自动化仪器仪表的使用状况，并结合各种技术的运用形式，探讨其在电气自动化领域中的作用，以期对促进我国电气自动化技术的进一步发展起到一定的促进作用。

关键词：仪器仪表；电气自动化；应用策略

引言

电气自动化作为一种应用十分广泛的技术方式，并且相关设备的应用，对多种科学技术方式进行结合，保证能够对工业生产的多个环节进行自主管理。目前随着我国的自动化技术快速发展，当今自动化设备的功能变得越来越完善，使其仪器仪表的整体精度随之提升，并且智能化和集成化的整体水平不断提高。但是不可避免的是，对设备进行实际应用的过程中，依然存在一些问题，例如系统出现老化和设计得不合理等，这些因素的存在对我国的电气自动化行业发展有着较大的影响，也直接阻碍我国工业化发展的进程，所以在日后发展的过程中，必须要加强仪器仪表的控制工作，保证能够在一定程度上为工业生产工作的顺利开展奠定出良好基础。

1电气自动化仪表的含义及自动控制技术

电气自动化仪表及自动控制技术是自动化发展到一定阶段后的成果，通过自动化操作平台实现了采集、加工、集成等系列工作，分析与剖析各项工作，给企业各项工作提供详实的科学依据与基础，节省大量人力、物力与财力。自动数据分析作为企业信息采集过程中至关重要的一环，对整个产业的发展与运行起到了决定性的影响。

2自动化仪器仪表的应用优势

一是自动化仪表的储存功能更科学、合理。现阶段，所用的大多数自动化仪表都具备储存和记录的能力，而且这种功能不会因为时间的原因而丢失。自动化仪表不但优化了储存功能，而且科学地对其运行状况做出了合理的调整，为以后的工作提供了更有利的条件。二是自动化的仪器可以极大地提高数据的运算和运算能力。在计算机技术的支持下，自动化仪表的运算和处理能力有了明显的提高。即使是在高速运转的情况下，自动化的仪器设备在数据处理上也比常规的设备更精确。三是自动化的仪器设备使程序设计更具扩展性。在自动化设备中，它的处理系统中，最重要的是计算机的处理，它通过逻辑设计来提高软件的运行效率，既可以对工业上的缺陷进行科学的修复，又可以使企业的运行更好。随着科技和人类的认识水平的提高，自动化仪器的编程设计越来越具有扩展性。

3自动化控制技术的应用

3.1仪器仪表分散控制

分散控制系统是指以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统，根据仪器仪表测量的结果决定控制策略，运算结果发给执行元件，如调节阀、电动机等，进而控制工业过程的自动化生产。DCS一般采用分级递阶结构，每级由若干子系统组成，每个子系统实现若干特定的有限目标，形成金字塔结构。DCS的最大特点是依靠各种控制、运算模块的灵活组态，可实现多样化的控制策略，以满足不同情况下的需要，使得在单元组合仪表中相当繁琐与复杂的命题变得简单。

3.2智能技术

现阶段，大多数工业电气自动化仪器仪表均运用了计算机、数字、微电子以及人工智能等高新技术手段。运用上述技术的仪器仪表在实际正常运行状态下，可以更为精准高效地开展一系列监测及检测工作，从而为工业生产活动的调控提供真实可靠的数据参考和依据，切实保证工业生产活动的顺利开展。例如，在机械制造领域，通过对这些先进智能技术的运用，各类仪器仪表能够对每一种零部件的实际加工精度做出精准有效的识别和监控，在实际生产加工过程中，一旦加工精度和相关标准要求之间存在误差，仪器仪表可以在第一时间将一系列数据参数快速地传送到相应的终端操作平台，相关管理人员或技术人员则可以分析和研究数据信息，及时查找产生误差的原因，并且采取针对性措施对错误的运行程序开展纠正工作，确保整个生产活动处于正常、可靠的运行状态，大大提高生产质量。

3.3人机界面技术

在电气自动仪表的控制系统中，人机接口技术也起到了很大的作用。在这个智能技术发达的年代，机器已经成为一个典型的东西，但是，机器本身就是一个太过机械的东西，虽然它一直在进步，但是，它还需要人类的参与。在这种情况下，就需要使用人机接口技术了，这是一种可以让人在操作的时候，通过接口来完成操作，而电气设备的操作也是由人机接口来完成的，所以要做好接口，才能真正地提高电气设备的控制能力。

3.4集中式控制模块

电气自动化系统使用单片机集中控制。在计算机技术迅速发展的今天，微机功能越来越多，接口越来越多，可以实现多个设备之间的连接，从而使得系统指派工作能顺利进行。与传统手工操作相比，利用微型计算机进行电气自动化系统控制。利用集中式监控系统提高电气自动化系统工作效率。该系统不仅能实时采集和处理传感器数据，而且能按照软件设计最优方案对被测数据实施24h全程监控，同时具备实时报警功能。当设备在使用过程中出现故障时，中央控制系统会在第一时间发出报警，并启动应急预案，防止人为原因造成的延误。

3.5仪器仪表状态监测

工业仪器仪表担负着监测、调控和管理工业生产过程的重要任务，因此，其自身状态要始终处于正常，一旦仪器仪表出现故障，功能无法正常运行，会给工业生产带来非常大的危险。通过应用自动化控制技术，不仅可以在线、及时地获取仪器仪表的显示数据，还可以在各种感应装置、检测装置的辅助下，实现对仪器仪表本身状态的监测，判断仪器仪表功能是否正常或存在故障。若监测到异常，其可以立即启动备用仪器仪表，同时自动修复故障仪器仪表，并将相关故障信息发送给工作人员，便于工作人员进行现场监测、维修，从而有效防止因仪器仪表故障而引发的工业生产事故。

3.6在仪器仪表结构、性能改进中的应用

采用智能软硬件，能够准确地分析、处理目前与以前的资料，对低、中、高三个层次的数据进行适当的抽象，从而提高了现有的测试系统的性能和效率，并将神经网络等智能技术应用到仪器的多方面。其次，利用微芯片技术，如微处理器、微控制器等，可以在分散体系的不同仪器中，设计出模糊控制软件，设定各种测量数据的阈值，并利用模糊规则的模糊推理技术，对各种模糊关系做出多种模糊决策。其优点是无须建立受控对象的数学模型或大量的试验资料，仅凭经验归纳出适当的控制法则，运用芯片进行离线计算、现场调试，以达到精确的分析及及时的控制。特别是对传感器的检测，通过软件实现快速傅立叶变换等信号滤波技术，可以简化硬件结构，显著改善信噪比，改善传感器的动态特性。并充分发挥技术的强大自学习、自适应，加强输出之间的联想与记忆之间的黑盒映射等功能。

4自动仪器仪表控制中的优化措施

4.1做好日常维护检查工作

工业电气自动化仪器仪表属于较为精密的一类监测设备设施，其系统主要由大量的具备较强灵敏性的元器件构成，仪器仪表一旦出现故障或受损，其监测精度及可靠性将会大幅度下降，容易影响工业生产工作效率及质量。目前，工业生产活动所处的环境较为恶劣，而且各类仪器仪表的实际运转时间相对较长，对仪器仪表的稳定运行及使用寿命等产生了不利影响。为了保证仪器仪表具备良好的监测精度，拥有更长的使用寿命，作为维保人员，应对一系列不同的仪器仪表编制一套科学合理地周期性维保方案，并在其生命周期中全方位的监测及记录仪器仪表自身的实际运行状况，确保仪器仪表实现稳定高效运转，充分发挥其应有作用。例如，维保人员可以详细记录设备所处的环境，并结合所处环境的不同设定不同的维保方案。对高温、高湿、高压以及粉尘浓度大等环境中的仪器仪表，应缩短维保周期，并且不定时地开展检修工作，过程中还要详细记录维保检修记录，为今后的维保检修工作提供参考和支持。

4.2提高自动化仪表操作人员的技术水平

（1）在工作进行开展的过程中，必须要对工作人员自身的职责进行明确的划分，通过专业的负责人开展仪器仪表的操作和维护等工作内容，并且在工作开展的构成中，还要对仪器仪表的实际运行状况进行如实记录下来，这样能够为日后工作的顺利开展提供出数据支持，保证仪器仪表的维修效率得到全面提升。（2）还可以定期举办一些仪器仪表知识讲座等方面的内容，保证工作人员能够掌握仪器仪表的相关维修技术和经验，不断提高仪器仪表的理论知识和实践操作水平，在一定程度上为日后仪器仪表的使用提供出良好基础。

结语

自动化控制技术在工业仪器仪表中的应用具有极为突出的优势。应加强自动化控制技术的应用和推广，在自动化控制技术的帮助下提升工业仪器仪表的功能，使其能更好地适应目前的工业生产需求，不断提高工业生产的效率、质量，保障工业生产安全。

参考文献

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