石澤宇

（山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司，山東日照，276800）

工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)研究

石澤宇

（山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司，山東日照，276800）

科學(xué)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步提高了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，機(jī)器全自動(dòng)化已愈發(fā)凸顯其對(duì)人工操作與傳統(tǒng)操控方式的替代作用。隨著工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中的日益普及，其重要性會(huì)越來越顯著。文章圍繞工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)，進(jìn)行二者原理、分類以及應(yīng)用等層面的研究。

工業(yè)技術(shù)；自動(dòng)化儀表；自動(dòng)化控制技術(shù)

0 引言

當(dāng)前，工業(yè)自動(dòng)化儀表在農(nóng)業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)以及國防等相關(guān)領(lǐng)域均已占據(jù)不可替代的一席之地，為迎接科學(xué)、信息等技術(shù)的發(fā)展與挑戰(zhàn)，應(yīng)不斷強(qiáng)化對(duì)控制技術(shù)的分析，以此實(shí)現(xiàn)工作的進(jìn)一步發(fā)展與創(chuàng)新改進(jìn)。

1 工業(yè)自動(dòng)化儀表原理與分類

相較于以往的熱工儀表而言，工業(yè)自動(dòng)化儀表及其發(fā)展取得了顯著的成績，它不再依賴于手工操作，無需工作人員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督，各項(xiàng)操作任務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)記錄、測(cè)量與控制，節(jié)省了大量的人力、物力與財(cái)力。此外，借助于工業(yè)自動(dòng)化儀表，人們所需信息會(huì)自動(dòng)傳輸至數(shù)據(jù)終端，大幅提高了記錄與檢測(cè)等工作的準(zhǔn)確性與實(shí)效性，對(duì)存在于現(xiàn)代化技術(shù)中的低能耗與高效益要求予以滿足。

1.1 工業(yè)自動(dòng)化儀表原理

利用工業(yè)自動(dòng)化儀表，工作人員無需再開展現(xiàn)場操作與實(shí)際操控等工作，自動(dòng)化儀表能夠?qū)⑺钄?shù)據(jù)與信息傳至末端，并對(duì)其進(jìn)行再次處理。此階段的工作原理如下：以力矩平衡、電平衡以及力平衡等原理為指導(dǎo)，利用變送器對(duì)經(jīng)由傳感器得到的各項(xiàng)參數(shù)（溫度、濕度、壓力、電流等）進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并進(jìn)一步放大所得數(shù)字，由此將各項(xiàng)數(shù)值傳送于顯示元件，顯示元件會(huì)對(duì)所得數(shù)據(jù)與測(cè)試值做出對(duì)比與分析，提出相應(yīng)的處理建議，以此達(dá)到平衡狀態(tài)。

1.2 工業(yè)自動(dòng)化儀表的種類

工業(yè)自動(dòng)化儀表有豐富的種類，以發(fā)揮的功能為依據(jù)，可劃分為調(diào)節(jié)、計(jì)算、顯示、執(zhí)行以及信號(hào)轉(zhuǎn)換等類型，而以測(cè)量的內(nèi)容為依據(jù)，又可劃分為溫度、壓力、流量、流程分析以及機(jī)械量等類型。文章根據(jù)所發(fā)揮的功能，對(duì)幾類常見儀表進(jìn)行簡要介紹。

（1）顯示儀表。該類儀表用于顯示與記錄被測(cè)參數(shù)，當(dāng)它在使用的過程中發(fā)生異常之時(shí)，會(huì)采取故意高報(bào)或低報(bào)的方式引起操作人員的注意。以所顯示的角度為依據(jù)，顯示儀表可劃分為模型顯示儀表、數(shù)據(jù)顯示儀表以及圖形顯示儀表三種類型。

（2）檢測(cè)儀表。它能夠檢測(cè)被測(cè)變量數(shù)值的大小，并借助變送器對(duì)被測(cè)變量值進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其成為變化上下限都位于標(biāo)準(zhǔn)化取值區(qū)間內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

（3）調(diào)節(jié)儀表。該類儀表有自動(dòng)控制功能，通過預(yù)先設(shè)定好的程序，儀表可以在一種封閉的環(huán)境中自行控制各項(xiàng)被控制變量。根據(jù)儀表所發(fā)揮的作用，又可將調(diào)節(jié)儀表劃分為微分類調(diào)節(jié)儀表、比例積分類調(diào)節(jié)儀表以及比例積分微分類調(diào)節(jié)儀表三種類型。

（4）執(zhí)行儀表。作為工業(yè)生產(chǎn)過程中終端控制的一個(gè)重要元件，執(zhí)行器所發(fā)揮的作用難以替代，它由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)共同組成，根據(jù)調(diào)節(jié)器發(fā)出的信號(hào)，從正向通路中對(duì)物料給定的量或節(jié)能量進(jìn)行直接調(diào)節(jié)，并在此工作完成之后調(diào)節(jié)相應(yīng)的溫度、流量、壓力以及液位等參數(shù)。

（5）計(jì)算儀表。該類儀表用于對(duì)所輸入的參數(shù)變量進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。以運(yùn)算的關(guān)系為依據(jù)，可劃分為加法類計(jì)算儀表、乘法類計(jì)算儀表以及開方類計(jì)算儀表等。

2 自動(dòng)化控制技術(shù)的原理與應(yīng)用

在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)與制造業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)，機(jī)械與電氣等的一體集成會(huì)形成相應(yīng)的自動(dòng)化控制技術(shù)與理論。

2.1 自動(dòng)化控制技術(shù)原理

自動(dòng)化控制技術(shù)有半自動(dòng)化與全自動(dòng)化的劃分。舉例而言，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)劃，機(jī)器與設(shè)備可進(jìn)行全自動(dòng)化或半自動(dòng)化的運(yùn)轉(zhuǎn)。其中，全自動(dòng)化控制中的操作人員無需直接參與生產(chǎn)過程，他們只需按照生產(chǎn)要求與進(jìn)度設(shè)計(jì)控制程序即可；而進(jìn)行半自動(dòng)化控制之時(shí)，操作人員需要借助設(shè)施、設(shè)備、機(jī)械、儀器或者手工參與至生產(chǎn)過程中。

自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，利用自動(dòng)化控制技術(shù)，工作人員可以從繁重的體力勞動(dòng)、部分簡單腦力勞動(dòng)以及惡劣的工作環(huán)境中得到解脫，這能在極大程度上對(duì)勞動(dòng)生產(chǎn)率予以提高，節(jié)省人力、財(cái)力等的開支，為企業(yè)創(chuàng)造更高的利潤。所以，自動(dòng)化控制技術(shù)成為企業(yè)走向現(xiàn)代化的重要條件與顯著標(biāo)志。

2.2 自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用

（1）過程自動(dòng)化。通過對(duì)此項(xiàng)技術(shù)予以采用，石油煉制與化工生產(chǎn)企業(yè)能夠完成對(duì)流體與粉體的化學(xué)處理。通常，過程控制系統(tǒng)由三部分組成：檢測(cè)儀表、調(diào)節(jié)器與計(jì)算機(jī)，過程自動(dòng)化能夠?qū)崿F(xiàn)加工爐、精餾塔以及整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的最優(yōu)控制。

（2）機(jī)械制造自動(dòng)化。機(jī)械制造自動(dòng)化是機(jī)械、電氣以及自動(dòng)控制的結(jié)合體，較多應(yīng)用于離散工件的處理中。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展加速了多品種小批量柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)的產(chǎn)生，作為計(jì)算機(jī)與生產(chǎn)制造系統(tǒng)集成而來的工廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)，自動(dòng)化車間的成立建立在柔性制造生產(chǎn)系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，它在信息與生產(chǎn)管理中對(duì)自動(dòng)化予以同步實(shí)現(xiàn)。

（3）管理自動(dòng)化。管理自動(dòng)化是對(duì)企業(yè)中人力、物力、財(cái)力等資源以及生產(chǎn)與辦公進(jìn)行自動(dòng)化控制。該技術(shù)具有綜合性，以信息處理為中心，對(duì)計(jì)算機(jī)、通信以及控制等理論知識(shí)加以運(yùn)用。管理自動(dòng)化一般需用到由多臺(tái)運(yùn)行速度快且能處理大量信息的計(jì)算機(jī)以及各種終端共同組成的局域網(wǎng)絡(luò)。基于管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，現(xiàn)代管理自動(dòng)化已成功構(gòu)建起決策支持系統(tǒng)，為高層管理人員的決策制定提供備選方案。

3 結(jié)語

工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)我國技術(shù)的革新與生產(chǎn)力的提高產(chǎn)生了推動(dòng)作用，有利于人力、財(cái)力等資源的節(jié)約與有效利用。在市場競爭不斷加劇的背景之下，企業(yè)實(shí)施現(xiàn)代化管理會(huì)產(chǎn)生更大的需求，今后的工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)必將成為企業(yè)生產(chǎn)與管理的核心力量。

[1]周小波.淺析工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（19）：263.

[2]田娜.工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)探討[J].橡塑技術(shù)與裝備，2016（4）：86-88.

The research on industrial automation instrument and automation control technology

Shi Zeyu
（Shandong Iron and Steel Group Rizhao Co.,Ltd，Rizhao Shandong,276800）

The development of scientific and the progress of production technology have improved the automation degree of modern industrial production. Nowadays, the alternative role that machine automation to traditional handling way is more and more obviously, and it is also along with the widely used of industrial automation instrument and automation control technology in industrial production. Around with industrial automation instrument and automation control technology, the paper makes a research on their principle, classification and application.

Industrial technology；automated instrumentation； automation control technology

石澤宇，男，1985年，籍貫山東萊蕪，本科，中級(jí)職稱，研究方向工業(yè)自動(dòng)化與儀表。