自动化工程在工业生产中的应用

2022-11-25刘雪斌殷大盛张在宇

科学与信息化 2022年11期

刘雪斌殷大盛张在宇

杭州和利时自动化有限公司浙江杭州 310018

引言

在我国现代化经济发展速度不断加快的背景下，机械设备运用于工业建设生产的步伐也在不断加快，机械制造及自动化专业作为研发和设计的重要知识储备，其将为推动制造行业发展提供更加广阔的市场前景。机械自动化技术能够更好地提升工业生产的精准性和专业性，针对不同情况下的工业生产情况制定生产计划，以此使得生产产量能够得到提升。以下将基于机械自动化技术的优势以及运用中的优势对其在工业生产中的具体运用进行分析。

1 自动化仪表与自动化控制技术的概述

1.1 工业自动化仪表

工业自动化仪表在工业运行的过程当中有着非常重要的作用，在工业发展的过程当中，有一些需要测量以及记录的数据，都是要工业自动化仪表来完成的。通过工业自动化仪表，我们能够得到相应的工业参数[1]。除此之外，工业自动化仪表还能够实现数据的远程处理以及传输，将这种仪器使用在工业当中可以有效提升生产效率。现如今正在使用的自动化仪表有许多种，大致可以分成三类，分别为测试仪器，显示仪器以及调整仪器。检测仪器主要是应用在工业生产当中，检测温度或者是流量等这些参数出现的变化。显示仪器主要是用来显示检测仪器所检测出来的数据，方便工作人员及时了解整个设备的问题以及及时的解决故障。调整装置主要是由事先已经编制好的程序来进行控制的，能够在生产的过程当中调节生产效率，可以最大限度地提升生产效率。

1.2 自动化控制技术

自动化控制技术结合了现有的控制和信息技术的所有的优势，通过对工业生产当中的每一个环节的检查，依据情况进行适当的调整与控制，这样可以有效地提升整个企业的生产效率，促进企业不断发展[2]。目前在我国使用的自动化控制技术大多是半智能化的，为了能够保证产品的质量，有许多部门仍然需要大量的工作人员进行参与。这在一定程度上也影响了智能化，自动化控制技术的发展，同时也浪费了大量的人力资源。因此，在未来，自动化控制技术的发展是比较向着全智能化发展的，要保证每一个环节都能够实现完全的生产自动化，信息化，这样可以有效地提升企业的生产效率和生产的安全性。

2 机械自动化技术应用于工业生产的问题

随着现代人工智能制造技术的不断发展，越来越多应用在工业生产中的设备开始使用机械化的自动化制造技术。机械工业自动化等新技术的广泛运用，也不断推动着我国机械工业化的快速发展。在大型工业生产中充分运用工业机械化和自动化工业技术，不仅可以有效节省大量人力、物力、财力，使机械生产企业将更多的工作精力和业余时间投入到其他基础工作方面，从而使机械制造企业能够获得更多的经济利益。此外，运用工业机械化和自动化工业技术还可以提高大型工业生产的工作效率，但是工业机械化和自动化工业技术也往往存在着一定的技术局限性，并不完全适用于所有的大型工业生产，这也在某些化工行业中严重限制了工业发展，从而导致工业机械化和自动化工业技术往往不能均衡的发展[3]。对于一些小中型企业来说，由于受到资金、技术等各环节方面的严重限制，不能完全采用符合国家技术标准要求的新型机械工业自动化生产技术来进行生产活动，从而容易造成生产质量上的巨大损失，这也在一定程度上严重阻碍了我国机械工业自动化设备技术的快速发展，因此在我国机械工业自动化相关技术的持续发展中，相关技术人员应针对当前发展中机械自动化技术存在的实际问题，有效制定措施并进行研究和分析，从而有效促进我国机械工业自动化相关技术的持续发展与不断完善，促进我国机械工业自动化相关技术在现代工业生产过程中的广泛应用。

3 自动化控制技术的应用

3.1 在冶炼生产中的应用

在冶炼生产场景中，随着生产设备智能化水平的不断提升，以及对链式生产工艺等新型工艺的推广普及，传统电气控制系统的适应性较差，未满足实际生产需求，暴露出控制功能单一、自动化程度低、运行故障频发等问题。与之相比，电气自动化工程有着适应能力墙、结构性能完善、操作简单、自动化水平高的优势，在冶炼生产期间的继电保护、生产环节综合管理、自动检测控制等方面得到广泛应用。其中，在继电保护方面，在电气自动化系统中配置数字式计算机和RCS-9600CS等系列的继电保护装置，在冶炼生产期间出现线路短路、设备故障等问题时，系统将实时检测电流、电压等参数的变化情况，判定是否出现运行故障和故障类型，自动执行跳闸等保护动作，切断故障部分和非故障部分的连接，控制故障受损程度[4]。在生产环节综合管理方面，在系统中配置可编程逻辑控制器，由PLC装置在系统运行期间完成执行逻辑运算、定时/顺序控制、输出控制指令等任务，在无人工干扰条件下，系统中预先导入的生产方案，控制现场设备完成脱硫、转炉一体化、氧气与水回用等操作。而在自动检测控制方面，在生产现场配置压力传感器、温度传感器、流量传感器等多种型号的传感器装置，在生产过程中持续采集与分析现场监测信号，从而掌握冶炼生产情况，包括测量实时用煤量、锅炉炉体温度、蒸汽管道与给水管道内流体流速等，在检测到异常信号时自动发送报警信号，并对生产方案内容加以调整。

3.2 在安全监控中的应用

电气自动化工程在工业生产中的优势主要体现在自动控制方面，对工业生产装置与设备进行安全监控，以此保障工业生产活动安全推进。为实现电气自动化控制功能，需结合工业生产流程及现场设备构建自动控制系统，用以管理工业生产供电设备及电气操作设备，此外借助操作系统全面控制分闸，若工业生产现场电气设备发生故障问题，则会在操作系统控制下自动切断电路，以此保障整体生产效果。除此之外，电气自动化工程可帮助人们判断工业生产设备是否带电，可避免触电安全事故，为更好地起到安全监控效果，可结合现有电气自动化工程技术增设指示性信号，帮助工业生产人员掌握电气设备实际运行状态，若工业生产设备出现故障问题，则会通过信号灯或声音提示提醒工作人员，使其第一时间解决故障问题，提升工业生产设备故障处理效率及维护效率，且可极大缩短故障处理时间，提高工业生产质量。在电气自动化工程长期发展中，现已在GPS技术基础上研发出动态安全监控技术，GPS技术在诸多领域中应用广泛，当其与电气自动化融合后，可与工业生产数据采集系统混合使用，不仅在车辆动态监控中发挥着重要作用，还可对工业生产参数进行安全监测，在同步定时系统、通信系统、动态测量系统、中央信号处理机四部分协调作用下完成对工业生产活动的安全监管，其作为相量测量技术、GPS技术的融合产物，可通过测量单元设备监测工业生产过程，并对工业生产智能设备间的信息数据传输过程进行实时监测，确保通讯效果，此外还可监测工业生产设备的电流、电压，对工业生产过程进行全方位控制，并借助GPS动态监控技术构建主动防控设备监管模式，在工业生产中对异常数据进行监控与管理[5]。

3.3 兼顾人工与机械自动化技术

在我国经济以及机械制造工程技术快速发展的过程中，通过对机械制造企业进行现代化和生产工艺的管理，能够使得企业更加有效、高效地完成相关机械生产活动，并且使得企业能够在后续的生产过程中熟练地完成相关机械制造和机械生产。为此，机械制造企业需要在机械自动技术的应用过程中注重相关人工资源的合理使用，可通过对企业的一些机械设备以及其他自动化设备的使用过程中采用自动化机器和人工的双重控制来提高机械制造的可靠性，从而使得相关机械设备在实际的生产以及使用的过程中能够更加有效地完成机械生产工作，使得相关生产人员以及仪器监管人员及时地发现机械设备在使用过程中以及其在生产环节存在的一些问题，进而使得相关人员在自动化技术的应用方面更加成熟，加快企业的机械生产效率，从而使企业发展的更加快速。

3.4 建设电气自动化系统与开放式平台

随着计算机网络技术体系的日益完善，为电气自动化工程的应用推广奠定了坚实技术基础，应用计算机网络技术来搭建电气自动化系统，企业可以根据自身的工业生产与控制需求，针对性采取系统架构方式与制定功能配置方案，便于操作人员在自动化系统中完成设备状态评估、在线监测、运行参数调整等操作任务。对电气自动化系统的建设，可以将工业生产活动中的各方面控制任务与管理工作进行整合处理，依托操作系统完成全部工作任务，实现工业生产控制的集成化目标。为强化电气自动化系统的兼容性，使系统可以根据工作需求将外部程序接入系统内部，或是与其他控制系统保持连接状态用于信息共享，需要建设开放式平台，可选择基于OAuth2.0协议与计算先进技术来建设开放数据分享并对接平台，在生产工艺与环境发生变化时，企业可以直接在电气自动化系统中外接程序来增设系统使用功能，不需要重新设计与调整系统结构进行升级改造，这将进一步提高电气自动化工程的应用效益，延长工程寿命、降低系统总体使用成本。

4 机械自动化技术的应用前景

自动化技术和机械制造业的结合，可以在两个方面提高其实际生产力：第一，在高度上实现监测和修复设备故障的同时，实现对程序运行时的自动修复；第二，在管理平台上，可以识别那些无法自动修复的故障，并把它的信息参数输入到管理平台上，为检修人员提供可靠的维护资料。此外，通过柔性自动化技术与机械制造相结合，大大降低了企业的人力成本，实现了数控操作。综合自动化则能使机械设备中的自动控制模块得到高度简化和整合，可以有效地实现机械设备功能和操作效率的优化。但对于传统机床来说，由于其自动化程度不高，因而所需的人力较多，在操作过程中还容易发生各种安全事故。因此在当前信息化时代的背景下，传统机床已逐步被淘汰[6]。依靠自控技术与传统机床机械相结合，可以实现自动化控制模式，进而更好地解放劳动力，使得车床作业的精准度以及安全性能够得到提升。机械制造和电子信息技术的结合，可以有效提高生产效率，大大降低制造企业的经营成本。由此可知在机械工业发展的过程中凸显自动化的趋势将成为现代产业运行的重要方向。而机械制造及自动化技术在具体发展的过程中也将朝着专业机电一体化、智能化、模块化、网络化的方向发展，进而更好地推动国内经济的健康发展。由此可见，机械制造及自动化专业人才的需求也日益增多，但从实际情况看，该专业仍需以高素质、高应用性和实践性为培养目标，不断提升其核心竞争力。机械制造及自动化专业能够基于技能的优化促进自动化技术与机械制造之间的有机融合，进而为后续的第一、第二产业发展提供高精度的监管控制，为提升整体的生产效率提供技术支撑，同时也能够更好地提升整体的生产精确性。由此可见，机械制造及自动化专业未来的发展前景是广阔的。