工业自动化仪表的智能化研究分析

黄建华 吕俊阳 袁育新

[摘    要]随着科学技术的不断进步与发展，自动化技术已经广泛应用到各行各业之中，尤其是工业。为提高产品的质量和效率以及企业生产的安全性和高效性，将自动化仪表应用到工业的具体生产中很有必要。为进一步提高自动化仪表在工业中的应用效果，文章主要对自动化仪表在工业中的主要作用、选择要求、具体设计过程和未来发展方向等进行了详细分析，希望可以为其他领域对其的应用提供帮助与建议。

[关键词]工业;自动化仪表;智能化

[中图分类号]TP216 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）10–0–02

Intelligent Research and Analysis of Industrial Automation Instruments

Huang Jian-hua，Lv Jun-yang，Yuan Yu-xin

[Abstract]With the continuous progress and development of science and technology， automation technology has been widely used in all walks of life， especially in industry. In order to improve the quality and efficiency of industrial products and enhance the safety and efficiency of enterprise production， it is necessary to apply automatic instruments to the specific production of specific industries. In order to further enhance the application effect of automation instrument in industry， this paper mainly analyzes the main role， selection requirements， specific design process and future development direction of automation instrument in industry， hoping to provide help and suggestions for its application in other fields.

[Keywords]Industry; automatic instruments; intellectualization

1 工业自动化仪表智能化的主要作用

1.1 推动智能化与信息化的有机结合

科学技术的发展也在一定程度上促进了先进信息技术的应用与进步，使其在工业等行业的具体发展中发挥着不可替代的作用。就工业方面来说，信息技术的应用不仅可以加强工业仪表的智能化建设，也有利于提升相关设备调控的精准性，进一步扩大信息技术的应用范围，加快不同行业的信息化建设进程。此外，要想工业仪表进行智能化建设，就需要将信息技术应用其中，提高工业仪表的技术水平。由此可见，工业仪表的智能化会促进智能化与信息化的融合发展。

1.2 有利于提高工业生产的安全性

社会经济的进步与发展，使市场的竞争越来越激烈，工业自动化仪表智能要想在市场中立住脚跟，就需要相关企业不断提高自身的竞争力。而提高竞争力较为有效地方法就是提高自身产品质量和产品成品率以及生产过程的安全性。其在具体生产中应用自动化仪表可以有效减少操作失误，在保证企业运行安全性与可靠性的同时，使产品质量也得到一定的保障，从而提升企业的整体效益，为其发展创造更大的价值。以液氨罐区分散控制系统为例，液氨作为一种无色的透明液体，在压力的作用下很容易变为氨气，而氨气又属于易燃品，有着较强的腐蚀性，一旦发生泄漏，会严重威胁到人类的生命安全。2013年6月3日6：10，位于吉林省长春市德惠市的吉林宝源丰禽業有限公司主厂房发生特别重大火灾爆炸事故，共造成121人死亡、76人受伤，17 234 m2主厂房及主厂房内生产设备被损毁，直接经济损失高达1.82亿元。由此可见，利用自动化技术对氨气进行实时监控很有必要。要将GDS（有毒气体检测系统）与DCS（分散控制系统）应用到具体的监测中。利用GDS对范围内的氨气情况进行监督，当溶度超过一定标准时，就会触发警报，以此警示人员撤离，接着再将警报信息传达至DCS站，及时做好准备，降低人员伤亡与经济损失。

2 工业自动化仪表的选择要求

工业自动化仪表的选择要求包括以下几个方面：①从自动化仪表的具体设计入手。在对仪表进行选择之前，相关企业要根据自身实际生产需求，全面分析具体应用中的可能出现的问题，选择以实际生产为主要目的的仪器类型。因此，企业选择的仪表需要满足生产的需求，符合工艺标准。②自动化仪表需要具有智能化特征。自动化功能是自动化仪表的主要优势，在对其进行选择时，要将其自动化功能设计作为选择的基础前提。③要尽量选择同一型号、厂家的仪表，做到选型同一。企业在进行生产作业时，同一项目会用到不同类型或功能的仪表来开展工作;因此，为保证数据的真实性、可靠性，要尽量使用同一型号的自动化仪表，避免因使用不同型号仪器从而导致数据分析失误等情况的产生，影响生产进程，阻碍工业发展。

3 自动化仪表的具体设计过程

（1）根据具体工作情况对数据进行合理估算与精准计算，展开相关设计工作，同时还要优化自动化仪表的保管方法，并对其数量进行统一核查，在明确具体工作任务与工作量的基础上，统筹安排工作。但值得注意的是，在进行设计之前，企业或单位要对设计人员进行定期培训，以此促进其专业能力以及操作水平的增强，以免在实际操作中发生失误，阻碍工作进度。

（2）对计算出的数据信息进行全面检查与审核，这就需要相关技术人员要对自动化仪表设备的检测流程以及具体应用有很好地掌握，并根据具体的工作情况，对设计环节进行改善与优化。但值得注意的是，在对自动化仪表的设计方案进行编制时，一定对工作人员的专业能力进行考虑，务必保证施工人员对方案具有充分理解，以免因理解不到位而出现不必要的施工失误。在施工之前，一定要对相关物资进行全面准備，保证原材料质量达标数量合理，并设置专门部门以及人员对其进行科学管理。

（3）做好施工表格以及质量表格的设计，保证设计整体更加清晰、合理，为工作人员具体情况的记录提供便利。

4 工业自动化仪表的发展方向

4.1 向现场总线系统方面发展

在自动化设备中，现场设施也可以成为现场仪表，而想要以此为基础构建数据网络系统，就需要加快现场总线系统的建立与运行。从具体实践中可以得知，现场总线系统不仅会为分布式组建提供便利，还可以在很大程度上提高仪表的精准性、稳定性与安全性。但随着市场经济改革的不但深入，对自动化仪表的测控要求也越来越严格，因此，加快建立以现场总线系统为基础很有必要。且就当前发展现状来看，由于当前总线类型较多，所以本文主要对Profibus与InterBus-S这两种总线类型的详细分析。

Profibus，作为一种国际性的现存总线，该系统使用的技术较为成熟，其优点主要在于具有较强的实效性，不论是过程自动化还是工厂自动化，其时效性可以满足不同的应用。但是由于技术有限，使其在实时性较高的场合中，例如，运动控制中，无法实现最小的实时周期，更无法保证精度。

InterBus-S，该类型总线的传播媒介主要以双绞线、红外线等为主，通过令牌环网，使其传输距离最大可达到12.8 km，传播速度可达500 kBits/s，且最多可连接500多个设备。

4.2 工业自动化仪表朝着智能化发展方向发展

智能化是计算机技术发展的产物，智能化发展主要是指在具体的生产中，利用先进的微处理器或集成电路等先进技术对特定的程序进行提前设定的一种发展方式。促进工业仪表的智能化发展不仅可以对生产过程进行有效协调与管理，更有利于生产过程具有一定的科学性与可操作性。此外，工业自动化仪表主要以微处理器为技术依托，可以在增强相关信息交流的基础上充分发挥自动化仪表的各项功能与作用。

4.3 促进工业自动化仪表向网络化方向发展

网络技术的发展在一定程度上将工业自动化仪表与先进信息技术进行融合，使自动化仪表在网络技术的支持下得以快速发展。以此为发展背景，网络技术不仅对工业的信息进行了丰富，还扩大了自动化仪表的应用范围，提升产品的连接性与系统性。

4.4 促进工业自动化仪表的开放性发展

信息时代的到来，使工业自动化仪表与计算机之间的关系越来越紧密，目前仪表设备上具有许多类似计算机的接口，例如，USB接口或者局域网接口等。完备的接口不仅可以为仪表检测器连接提供便利，也可以利用先进的网络技术，加强多种仪表之间的联系，以此使整个系统朝着开放性的方向发展。

5 推动工业自动化仪表进一步智能化发展的具体策略

（1）明确市场发展方向，加强产业投资力度。信息技术的更新与发展在一定程度上为工业自动化仪表的进一步发展提供了发展条件与契机，为保证该行业的稳定进步，在综合考虑国家政策方针以及市场需求的基础上，找好自身发展定位很有必要。根据市场发展规律，对自动化仪表智能化发展的领域进行扩展，不断挖掘新需求，对需求量多、智能水平较高、应用优势较突出的仪表进行重点关注。

（2）加强国家政策鼓励，深化仪表行业改革。从制定方针政策的角度出发，国家以及有关部门要根据目前仪表行业的具体发展情况，市场对该行业的需求状况以及其未来的发展方向进行全面考虑与综合分析，并在此基础上，制定科学、合理、有效地政策方针，为自动化仪表的智能化发展提供政策以及技术的支持。必要时国家还应加大对相关研发企业的财政支持力度，为其技术的转型提供资金支持，以此推动我国仪表行业朝着专业化、科技化、规模化方向前进。

（3）加大技术型人才的培养力度。人才作为促进仪表智能化发展的先决条件，对其进行培养不仅会为仪表行业的技术转型提供支持，更有利于智能化仪表的开发与利用。因此，为提高工作人员的专业水平与技术能力，可以从以下几点出发：①相关企业要定期对研发员工开展培训以及交流活动，在增强员工基础理论知识储备的基础上，加深不同部门、不同员工之间的沟通与联系，为仪表行业的稳定发展提供人才支持。②工作人员也要自觉主动的对先进的仪表技术以及转型思想进行学习，用科学的技术思想以及手段武装自己，不断促进自身专业素养的提升，为企业发展贡献力量。③企业要加大优秀人才引进制度，改善办公环境，提高工资福利待遇，扩大自身优势，从而提高对专业人才的吸引力度，为企业日后发展提供动力。

6 项目案例

以温度检测仪表与控制仪表为例，对自动化仪表智能化在化工生产中的作用进行详细说明。化学反应对温度有极高的要求，因此，为保证相关工作的展开与进行，做好温度的测量与调控很有必要。但又由于不能对温度进行直接测量，想要得到准确的温度，就需要借助热电偶式温度计进行测量，且根据温度的不同选择不同类型的温度计，例如，不超过1 000 ℃的箱式电阻炉就要使用镍铬-镍硅电偶温度计，温度不超过1 700 ℃箱式电阻炉就要使用铂铑30热电偶温度计。此外，还需要利用温度自动控制仪表来对生产设备的温度进行调控，保证其温度参数始终处于特定范围内。这就需要在检测温度的基础上，利用信息数学的运算对其进行温度进行自动控制。这种自动化设备可以在很大程度上降低人力成本，提高工作效率，使化工生产具有科学化、信息化、自动化的特点。

7 结束语

随着我国工业的不断发展与进步，工业自动化仪表技术的应用也越来越广泛，在工业生产中的重要程度也逐步增加。该技术不仅可以对工业生产的具体情况进行监测，提高生产的安全性与可靠性，更有利于提高工业生产的效率以及工业产品的质量。此外，工业仪表的智能化发展还可以有效地控制资源的浪费，在降低企业人工成本的同时，促进其良性、循环发展。基于此，我国相关工业企业或单位要提高自动化仪表的应用，对自身生产技术水平进行提高，为其日后发展奠定良好的基础条件。但就目前实际发展情况来看，由于工业自动化仪表的起步较晚发展较慢，与发达国家相比还具有一定的差距，为尽快缩短这种差距，使工业发展更符合经济现代化的发展水平;就需要对其进行技术革新，并在明确市场发展方向的基础上，使其朝着智能化、多元化、网络化方向发展，更好地为我国经济的发展提供技术支持。

参考文献

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