秦潤

（長沙有色冶金設(shè)計(jì)研究有限公司 湖南長沙 410000）

關(guān)于儀表自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展趨勢分析

秦潤

（長沙有色冶金設(shè)計(jì)研究有限公司 湖南長沙 410000）

隨著社會(huì)科技的進(jìn)步，現(xiàn)代科技的特征已經(jīng)表現(xiàn)出智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化。工業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展過程中，相關(guān)的儀器儀表控制問題，是發(fā)展中的一個(gè)關(guān)鍵問題。工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)集自動(dòng)化技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)于一體，具有更高的科技性，對這一問題的研究，要立足于工業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展的特征對這一問題進(jìn)行更好地分析。

儀表；自動(dòng)化；發(fā)展趨勢

1 儀表自動(dòng)化的常用類型

圖1 壓力變送器

圖2 熱電偶溫度傳感器

圖3 流量儀表

2 工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表的技術(shù)分析

在對工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表技術(shù)分析過程中，我們要注重結(jié)合實(shí)際情況，筆者在對這一問題進(jìn)行研究時(shí)，主要從儀器儀表的本質(zhì)入手。①系統(tǒng)集成技術(shù)。系統(tǒng)集成技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表應(yīng)用過程中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，注重設(shè)計(jì)相應(yīng)的模塊通信、系統(tǒng)分析、物理層配置等方面，更好地滿足對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效監(jiān)控。同時(shí)，系統(tǒng)集成技術(shù)更多是側(cè)重于大規(guī)模生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的，它能夠更好地提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的效益型發(fā)展目標(biāo)。②傳感技術(shù)。傳感技術(shù)更多應(yīng)用于系統(tǒng)監(jiān)控方面，能夠?yàn)橄到y(tǒng)控制提供有效地?cái)?shù)據(jù)支持。傳感技術(shù)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)監(jiān)測的重要構(gòu)成部分，也是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制過程中，不可或缺的一部分。③智能技術(shù)。智能技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表領(lǐng)域的應(yīng)用，主要表現(xiàn)為智能控制技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況，選擇相應(yīng)的控制工具和設(shè)備。在儀器儀表中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)高測控系統(tǒng)效益，并且更好地使信息技術(shù)與工業(yè)儀器儀表進(jìn)行了有效融合。④人機(jī)界面技術(shù)。人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)對工業(yè)儀器儀表控制的關(guān)鍵內(nèi)容，在設(shè)計(jì)過程中，需要為操作人員提供一個(gè)較好的人機(jī)互動(dòng)界面。如圖4為人機(jī)系統(tǒng)模型圖，人機(jī)界面的設(shè)置，是進(jìn)行系統(tǒng)操控的前提。操作人員通過設(shè)置相應(yīng)的指令，利用通信線路將指令進(jìn)行傳達(dá)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的有效生產(chǎn)目標(biāo)。同時(shí)，在進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程中，需要考慮到人機(jī)界面的可維護(hù)性以及可拓展性，這一問題，對于工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表技術(shù)發(fā)展，具有十分重要的意義。

3 應(yīng)用冶金自動(dòng)化儀表技術(shù)的必要性

圖4 人機(jī)系統(tǒng)模型圖

對于生產(chǎn)過程要求比較高的冶金企業(yè)來說，利用人工操作很難達(dá)到工作的精度要求，不僅容易造成原料控制不好，生產(chǎn)流程和產(chǎn)品的質(zhì)量等方面都難以滿足企業(yè)對生產(chǎn)質(zhì)量的要求，還會(huì)出現(xiàn)溫度超高或者壓力過高的現(xiàn)象，這樣就會(huì)對最后的成品質(zhì)量造成影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)安全隱患，給工作人員的生命安全帶來威脅。過度依賴人工操作帶來的問題主要是操作程度低、工作質(zhì)量低等問題，這些問題又會(huì)引發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)殘次的情況。冶金企業(yè)的生產(chǎn)流程本身比較復(fù)雜、龐大，如果過度依賴人力就會(huì)需要大量的人力資源，不僅增加冶金企業(yè)的運(yùn)營成本，還會(huì)出現(xiàn)人力短缺的情況。人力操作的工作效率有限，和機(jī)械相比有很大的差距，所以難以實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)的需要，不能跟上社會(huì)發(fā)展的步伐。如果大量的人工集中在一個(gè)區(qū)域進(jìn)行操作，工作人員的人身安全難以得到保證。冶金企業(yè)屬于污染比較高的企業(yè)，如果工作人員集中量大，就會(huì)出現(xiàn)企業(yè)的員工和企業(yè)的生產(chǎn)都長期處在一個(gè)高污染的環(huán)境中，會(huì)對工作人員的身體健康造成威脅，也會(huì)影響企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)作。一旦出現(xiàn)意外或者防范不到位的情況就容易造成安全事故，給工人和企業(yè)的生命都造成嚴(yán)重的威脅和損失。

4 冶金自動(dòng)化儀表技術(shù)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展趨勢

4.1 理論體系不斷完善

工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表這一技術(shù)的本身，注重于智能化、自動(dòng)化發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，這樣一來，對計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，就顯得尤為重要?？梢哉f，計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)電氣自動(dòng)化的關(guān)鍵和根本保障。完善相關(guān)理論體系建設(shè)，明確工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表發(fā)展目標(biāo)，是進(jìn)行指導(dǎo)實(shí)踐活動(dòng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。工業(yè)電氣自動(dòng)化儀器儀表的應(yīng)用，必須具備健全的理論體系支撐，這樣才能夠保證相關(guān)設(shè)計(jì)符合實(shí)際需求，并且在應(yīng)用過程中發(fā)揮切實(shí)作用。理論體系建設(shè)以及完善過程中，要注重創(chuàng)新理念的應(yīng)用，立足社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)實(shí)情況，堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，推進(jìn)理念創(chuàng)新。

4.2 可以更好的進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)

進(jìn)行自適應(yīng)控制的運(yùn)用需要利用自動(dòng)調(diào)節(jié)器，自動(dòng)調(diào)節(jié)器能夠根據(jù)工作條件和外界環(huán)境的變動(dòng)來對機(jī)械進(jìn)行合理的調(diào)整，使得機(jī)械適應(yīng)環(huán)境，滿足企業(yè)生產(chǎn)的需要。自動(dòng)調(diào)節(jié)器的工作機(jī)理是利用系統(tǒng)來對生產(chǎn)信息進(jìn)行反饋，當(dāng)系統(tǒng)接收到生產(chǎn)相關(guān)信息以后就會(huì)自動(dòng)發(fā)出相應(yīng)的調(diào)整指令對機(jī)械進(jìn)行調(diào)整。現(xiàn)在自動(dòng)調(diào)節(jié)器的功能更加先進(jìn)智能化，有自整定和模型參考的功能，能夠?qū)κ盏椒答佇畔⑦M(jìn)行高精度的辨認(rèn)，然后根據(jù)模型參考發(fā)出更加有效的調(diào)動(dòng)指令，在運(yùn)作的動(dòng)態(tài)環(huán)境下也能夠保持信號(hào)質(zhì)量的穩(wěn)定性，具有很強(qiáng)的控制和調(diào)節(jié)優(yōu)勢。

4.3 現(xiàn)場總線及其控制系統(tǒng)不斷完善

現(xiàn)場總線具有多個(gè)分支，能夠?qū)崿F(xiàn)串行雙向通信，通過現(xiàn)場總線，可以將設(shè)備與自動(dòng)化系統(tǒng)連接起來進(jìn)行通信，并且基于數(shù)字通信技術(shù)，還能夠?qū)⑵溲由斓絻x表上。采用現(xiàn)場總線這種通信，可以將中央DCS系統(tǒng)的大部分控制功能進(jìn)行轉(zhuǎn)移，讓現(xiàn)場的智能儀表承擔(dān)部分控制功能，兩者結(jié)合可以組成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)即FCS。在FCS系統(tǒng)中，測量和控制功能有機(jī)的結(jié)合在一起，集成化的手段使得其能夠真正的實(shí)現(xiàn)分散性控制，讓整個(gè)系統(tǒng)變得更加可靠穩(wěn)定。采用FCS系統(tǒng)同樣的可以降低生產(chǎn)的成本，并且還在一定程度上促進(jìn)了儀表智能化、控制功能分散化、開放化的發(fā)展趨勢，適應(yīng)了現(xiàn)代冶金業(yè)的發(fā)展潮流。

4.4 更好保證最優(yōu)控制

最優(yōu)控制就是保證自動(dòng)化儀表技術(shù)的應(yīng)用能發(fā)揮最優(yōu)的效果，也就是將系統(tǒng)的性能優(yōu)點(diǎn)全部發(fā)揮出來，從而提升系統(tǒng)的運(yùn)作效果和效率。最優(yōu)控制的優(yōu)點(diǎn)有很多，能夠有效的解放工人的勞動(dòng)力，降低冶金生產(chǎn)運(yùn)營對人力資源的過度依賴。還能優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，減少意外事故出現(xiàn)的概率，并逐漸消除在生產(chǎn)中對工作人員造成健康威脅的因素。能夠有效提升冶金企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量，提高冶金產(chǎn)品的附加值和所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。最優(yōu)控制能夠全方位控制冶金自動(dòng)化儀表技術(shù)的應(yīng)用，開啟冶金企業(yè)生產(chǎn)效益事半功倍的效果，這樣冶金企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益和生產(chǎn)能力都會(huì)得到大幅度的提高。

5 結(jié)束語

自動(dòng)化在冶金領(lǐng)域的發(fā)展逐漸取代人工，從而大大提高生產(chǎn)效率、大幅降低操作工人的壓力、減少對人員的需求、可以避免工作人員在數(shù)據(jù)處理、信息檢測等過程中的主觀因素引起的失誤，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)精細(xì)化、自動(dòng)化、綠色化發(fā)展模式，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此，我們要改變傳統(tǒng)觀念，追求創(chuàng)新型技術(shù)，制造一批適合冶金行業(yè)的自動(dòng)化儀器儀表及自動(dòng)化生產(chǎn)過程自動(dòng)化檢測、控制設(shè)備，推動(dòng)冶金行業(yè)的快速發(fā)展。

[1]董宇迪.石油冶金自動(dòng)化儀表的可靠性及發(fā)展趨勢分析[J].硅谷，2013，12：17～18.

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TQ056

A

1004-7344（2016）20-0216-02

2016-7-1

秦潤（1982-），男，工程師，本科，主要從事儀表，自動(dòng)化的工作。