工业自动化仪表与自动化控制技术探讨

2016-02-26田娜

橡塑技术与装备 2016年4期

关键词：仪表控制技术工业

田娜

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山 065000）

工业自动化仪表与自动化控制技术探讨

Industrial automation instrumentation & automation control technology

田娜

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山 065000）

工业仪表最早应用于化工、冶金、石油炼制等热力生产部门，因此也叫热工仪表，这种仪表的功能具有简单的记录与检测作用。随着时代的变迁与科技的进步，仪表的功能与自动化技术含量也大大地提高，进入20世纪80年代后，仪表与自动化控制又紧密地结合起来，尤其近几年，自动化仪表已智能化、网络化了。它已经进入我国的各个领域。本文从工业自动化仪表对企业的作用说起，简要介绍了工业自动化仪表的原理和种类以及自动化控制技术在生产中的应用，希望有助于工业企业今后技术的进步、效益的提高，仅供参考。

工业自动化仪表；自动化控制技术；浅议分析

随着科技的不断发展，工业生产也由传统模式逐步向智能化发展。这是国家文明、社会进步的重要体现。随着工业生产的自动化、现代化的加剧，自动化仪表与自动化控制也有了新的标准与要求，这也是企业低投入高产出的需求。因此有必要在此探讨下工业自动化仪表在企业生产中的作用以及目前的应用状况。

1 工业自动化仪表在企业中的作用

工业自动化仪表是企业安全生产，排除重大隐患的前提。同时也是企业采集科学有效的数据与信息集成的前提。更是企业提高效益与良性循环的前提。

2 工业自动化仪表、原理、分类

2.1 工业自动化仪表

工业自动化仪表相对与过去传统的热工仪表而言，它不需要手工操作，也不需要人在现场进行监督，而是自动地完成其记录、测量、控制等操作任务。并且会把这些信息最终传输到人们需要的数据终端。它不但省时、省力，更提高了记录、检测的准确与时效性。这也是现代化技术中所体现的低能耗、高效益产品。

2.2 工业自动化仪表原理

其原理是通过先进的技术手段，不需要人员的现场操作与实际监控，可以将人们需要的数据与信息传递到末端，并在这里对数据与信息进行再次处理。这个阶段的工作原理是依据力矩平衡、电平衡、力平衡等原理通过传感器把现场测试的压力、温度、电流等参数通过变送器进行转换，并且将上述数字进行进一步放大，将放大的数值发送到显示元件，通过元件获得的数据与测试值进行对比，使之达到平衡状态。

2.3 工业自动化仪表的种类

工业仪表的种类非常繁多，可以从不同的方面去划分。如按照功能可以分为调节类、计算类、显示类、执行类、信号转换类等；从测量的角度可以分为温度仪表、压力仪表、流量仪表、流程分析仪表、机械量仪表等。下面介绍常用的几种仪表。

2.3.1 显示仪表

顾名思义，它是用来对被测的参数进行显示与记录的。它在使用过程中出现异常时，它会故意地高报或者低报以此来提醒操作人员的注意。显示仪表可以根据显示的角度分为模型、数据、图形三种显示仪表。

2.3.2 检测仪表

检测仪表是对被测的变量数值的大小进行检测，并利用变送器将被测的变量值转变成标准信号，标准信号指的是信号的变化上下限都是标准化取值。

2.3.3 调节仪表

它具有自动控制的作用。它是通过预先设定的程序来对被控制的变量进行自动控制。这种控制可以在封闭式环境下独立进行的。从作用上可分为微分类、比例积分类、比例积分微分类。

2.3.4 执行仪表

执行器是个终端控制的重要元件，在工业生产中，它依据调节器给出的信号，从正向通路中直接调节物料给定的量或者节能量，最终实现对温度、流量、压力、液位等参数进行调节。其构造主要由调节机构与执行机构两部分组成。

2.3.5 计算仪表

计算仪表是用来对输入的参数变量进行各种数学运算，按照运算的关系可以分为加法、乘法、开方等类。

3 自动化控制技术

3.1 自动化控制技术的原理和发展趋势以及应用

自动化控制技术是我国技术进步、社会发展的重要标志。按原理可以分为全自动控制与半自动控制。全自动化控制只需要操作员根据生产规定的进度与事先设定的程序对生产的全过程进行控制，不需要人员参与其他活动；半自动控制需要人力通过对设备、机械、仪器等进行操作，或者安排人员参与生产中来。目前随着科技的发展，全自动控制已经深入到农业、工业、制造业、矿山等领域。这样不但提高了工作效率，同时还提高了工作质量与水平。

3.2 自动化技术控制的发展趋势

首先是机电一体化，它是基于机械、电子、信息于一体的综合系统，它抛弃了常规自动化技术中繁琐的工作量，而是具有高精度的定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、检索等功能。其次结构设计标准化，标准化、模块化的设计原理一个是可以减低新产品的成本，另一个是短时间内较为广泛的应用。再次是多元化，从发展的趋势看，单品种、大批量的高技术产品将越来越少，取而代之的是多品种、小批量具有多种切换功能的产品，受到市场的青睐，所以这种生产技术更适应市场的需求。最后控制智能化，目前的自动化控制系统一般都是PLC，PLC具有许多优点的同时，也有着系统不能兼容、语言和指令系统也不能一致等缺点，这就给用户编制程序、人员的培训带来不便，并且其功能也远远不如电脑强大，所以未来的自动化控制技术必须是功能强大、操作简单的智能仪器。

3.3 自动化控制技术的应用

自动化控制技术不仅广泛应用在石油的炼制和化工生产企业以及机械制造等企业，还应用于航天、冶金等行业。工业自动化技术一般通过检测器、显示器、计算器组成控制系统。近些年来，随着计算机的不断发展，自动化控制技术除了原来的控制、检测等功能外，工业机器人逐步被人们所认识，它具有多关节机械手，它能自动执行工作，还可以接受人的指挥。同时数控机床、加工中心等工业设施越来越多，随着适应品种繁多、小批量生产的柔性生产制造系统的诞生，自动化车间也悄然诞生，它是采用计算机和生产制造系统集成起来的，它是在生产与管理同时实现了自动化。特别是在总线技术方面取得了很大进步，尤其是现在总线的内在潜力已逐步被人们所挖掘出来，如应用在预测、诊断、稳定操作等方面，并且具有广阔的发展前景。

3.4 自动化技术控制应用应该注意的事项

自动化技术控制虽说推动了科技的发展、社会的进步、企业现代化的建设，但是它在我国还是初级阶段、是一种新生事物，对于它的认可与应用还需要一段过程。

3.4.1 全面推广需要一个过程

目前许多企业对自动化仪表的价格不认可，尤其是在经济比较低迷的今天，自动化控制技术需要有自动化设备来辅助，自动化设备需要大量的资金去投入，大量的资金需要企业的效益与实力来做基础。在全球经济萧条的今天，许多企业要么是“望而却步”，要么是用便宜廉价的替代品来代替。这样高科技自动化仪表以及新的自动化技术控制很难在较短的时间内广泛的推广与应用。这样影响了一些企业特别是中小企业的发展进程，同时也阻碍了国家所倡导的“低投入，高产出”目标的实现。

3.4.2 操作的规范性

在工业企业里，要想将自动化装置与工艺设备整合于一体，那么操作的规范性起着决定性作用。如一定要保证设备控制系统的稳定性、环境、温度、湿度的适应性，以及对设备仪器的正确操作，这些都需要规范化的操作方式与手段来约束。

3.4.3 关注自动化技术控制所需要的人才培训

我们知道自动化技术控制后，其所生成的信息对其进行采集、处理、应用一定会体现在人的能力与业务水平上，也可以说人的综合素质会促进技术发展的进步。但是目前许多企业却缺少这样高素质的技术人员。因此企业应该一方面在引进技术的同时，也要高薪引进这样的高新技术人员，从而达到技术与人员的合一。

另外，企业还应该注意对新老员工的定期培训工作，同时还要在培训与工作中发现人才、挖掘人才，并且积极培养人才，使他们尽快地接受新事物，并且以最快的速度融入新的工作环境。