工业自动化仪表与自动化控制技术探讨唐自力

工业自动化仪表与自动化控制技术探讨唐自力

唐自力

金川集团股份有限公司采购供中心甘肃金昌737100

摘要：随着我国经济的发展和工业化水平的日渐提高，工业设备变得越来越智能化和专业化，企业对生产的安全性越来越重视，智能化控制已经成为工业生产与发展的特色，在对电气及自动化仪表进行设置的时候需要根据周围的环境作为参考，保证设备的性能达到标准，实现工业控制过程的科学化和系统化。本文针对工业自动化仪表及仪表控制的策略展开分析和研究。

关键词:关键词：工业自自动化仪表；自动化控制技术；探讨

中图分类号:TP273文献标识码:A

1电气设备和自动化仪表概述

工业生产中，电气设备包含电力系统的发电设备和输电设备、电力监控设备以及相关保护设备等，在工业控制过程中，电气设备中有电加热器和电动机等，随着时代的发展和进步，电气设备已经开始朝着智能化的方向发展。

温度仪表、液位仪表以及压力仪表都是自动化仪表中的一种，目前有不少智能电力仪表也开始进入自动化仪表的范围。自动化仪表经常用来对火电厂的温度进行检测，除此之外，还有对污水处理厂的流量进行监测，自动化仪表除了可以对设备进行监测，还能够将实时数据上传到控制器，实现处理和报警的功能，最终达到工业自动化控制的目的。

2工业自动化仪表的有效控制

2.1重视控制自动化仪表

随着时代的进步和发展，我国工业中基本实现了电气及自动化仪表的应用，但是部分工业生产企业对电气及自动化仪表的正确使用存在问题，只重视电气及自动化仪表的功能，忽略对电气及自动化仪表的控制管理，特别是一些大型企业中为了提高效率就会安装自动化程度高的电气及自动化仪表，使用的时候却没有注重控制管理与日常保养维修，导致设备经常出现故障。对此，企业在投入资金的同时还应该聘用有专业电力管理知识水平的人才，充分发挥对电气及自动化仪表的使用和保障作用。

2.2加强对电气及自动化仪表的管理

企业在购买电气及自动化仪表时，应选择优质产品，既能够保障电气及自动化仪表的质量，同时还能够满足对生产中数据和计算的要求，设备不仅要有准确性，安装的时候也要便利。电气及自动化仪表购买后在进行安装的时候必须有专业人员在一旁负责，并且专业人员还要定期对电气及自动化仪表进行维护管理，检查的时候如果发现存在隐患，建议立即停止使用，并结合具体情况分析，找出故障存在的原因，及时排除故障，并做好后期检查和维护保养的工作。对于已经老化的电气及自动化仪表应该作为重点检查的目标，及时更换设备，对所有的信息进行记录，为后期的检查工作提供数据参考。

3工业自动化控制技术概述

工业自动化控制技术是由控制理论、计算机技术、信息技术、仪器仪表等组成的综合性技术，该技术对工业生产过程中的检测、管理、调节、控制和决策起到降消耗、提效率、保质量等重要作用。工业自动化控制技术包括工业自动化软件、硬件、系统三大块。从历史发展阶段来看，工业控制可以分为半自动控制和全自动控制。半自动控制是指生产过程中一部分用自动控制和自动装置完成，一部分由人工操作机器完成。全自动化控制是指生产过程中全部工序都不需要人直接进行操作，人只是需要间接查看机器运转情况，机器连续重复地完成产品。

4自动化控制技术在工业中的现状

4.1可编程控制器（PLC)

可编程控制器是计算机技术与微电子技术结合的产物，两项技术的结合让PLC的功能更完善。可编程控制技术的实现让PLC更加灵活，从而为PLC在工业自动化控制中被广泛运用奠定了基础。PLC的用途不仅仅是工业生产，在石油开采、机械控制、汽车制造控制等领域也较多。尽管PLC在工业产业中的优势很多，但是PLC对湿度、温度、空气方面有限制。比如PLC中的绝缘性元器件与工作环境关系密切，绝缘器件要求湿度在85%以下，否则就会降低元件使用寿命，从而使PLC整体损坏；PLC在运行时，对温度要求一般是在0～55℃，在PLC运行时，需要有配套的散热装置才能保证PLC长时间工作；粉尘、不可视颗粒等都会加速PLC的老化，PLC的工作环境要避免氧化氢、硫化氢等具有腐蚀性的易燃气体。

4.2工业PC机

工业PC机与个人计算机的区别在于：1）采用更加稳定、方便编译的工业应用软件，比如VXWORKS系统；2）取消了个人PC机的主板，将原来的主板换成通用的底板总线插座；3）把个人PC机的电源改造成工业电源，比如抽插式电源；4）CPU处理器板和存储器板改造成工业PC插件形式；5）工业PC机采用密封防尘处理，采用内部正压送风散热。由以上看出，工业PC机是在原有的个人计算机的基础上进行改造和升级，让其硬件、软件、机器结构都更适合工业控制。随着电子技术的发展和生产的需要，工业PC机的需求也越来越强，相应的功能也越来越丰富。虽然工业PC机有明显的优势，但是在价格上还是有一些偏高。

4.3DCS

DCS是以微型计算机为基础，将分散型控制装置、通信系统、集中操作与信息管理系统综合在一起的新型过程控制系统。DCS不仅仅综合了计算机、通讯、显示、控制等4C技术，而且它是由过程控制机、过程监控级、通讯网络的多层分级计算机系统构成。该系统的基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。目前，工业过程控制的主流系统就是采用多层分级结构。DCS应用在小系统上的成本较高，对数字量控制和时序控制方面还不够，编程过程太过于复杂，一般的工程师无法完成。而且DCS的开放性不够，第三方仪表或控制系统与DCS通信，采用RS48或网关来转换实现通讯的硬件成本很高。

5自动化控制技术在工业中的趋势

5.1网络一体化

未来工厂自动化控制的各种设备(计算机、DCS、单回路调节器、PLC等)之间的通信能力更强、通信速度更快，能构成更大更复杂的系统。PLC、工业PC、DCS的通信趋势是向开放系统互相连接的方面发展。同时，各个制造生产商都在统一开放性方面发展，把自动化控制设备网络打造成国际标准，使各个设备与整个互联网形成有机的整体。网络一体化的发展趋势会让零散的控制设备集中起来控制和管理，因此，自动化控制会向开放型结构发展，从而使生产过程控制和工厂管理系统结合在一起。

5.2人工智能化

自适应控制器、实时数据采集、故障诊断、生产计划和调度、过程优化、控制系统的计算机辅助设计、仿真培训等都是知识库系统和专家系统中过程控制的具体应用。现代化控制理论与人工智能技术的结合，以微处理器为硬件基础的控制设备会越来越多，比如可编程调节器、智能PID自动整定控制、智能人机接口等。

5.3引入先进的控制理论

不断的引进国际上各种先进的控制理论，根据我国国情现状进行吸收消化，把理论转化为实践，从而提高国内相关控制技术，让系统中的自整定、自适应、最优、模糊控制等都得到质的提升。

结束语：

工业制造业的发展水平是生产力的直观体现，它创造的经济效益在国民经济中占有重要份额。因此，我国应该加大在自动化控制技术的人才、资金投入，鼓励高校、科研机构、企业的研发和创新，推动我国自动化控制技术的发展。

参考文献：

[1]田娜.工业自动化仪表与自动化控制技术探讨[J].橡塑技术与装备，2016,04:86~88.

[2]田宜，刘少杰.关于工业自动化仪表与自动化控制技术的思考[J].科技视界，2016,25:147.

[3]王宇超.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析[J].中国设备工程,2017(1):130-131.