工业自动化仪表与自动化的结合趋势

工业自动化仪表与自动化的结合趋势

魏和亮

珠海高新技术产业开发区南屏科技工业园管理委员会 广东珠海 519050

摘要：随着现代社会经济持续发展，我国工业自动化水平越来越高，工业自动化仪表的应用水平也不断提高。本文首先阐述了当前工业生产领域当中工业自动化仪表的主要类型，然后对工业自动化与PLC系统的结合应用进行分析。最后，从总线化、网络化、智能化、微型化等角度，对工业自动化仪表与自动化的结合趋势进行探讨，希望能为相关从业单位提供参考。

关键词：工业自动化；仪表；自动化

引言：

自动化仪表主要用来测量工业生产中的温度、压力、流量、重量、长度、控制与自动报警、成份分析等，它是工业生产的眼睛和手臂，没有自动化仪表对生产数据进行实时测量，产品质量得不到保证，没有统一的计量标准，国际贸易就无法交易进行，所以，计量仪表对国民经济和国际社会都产生重大影响。

一、工业自动化仪表和自动化概述

（一）工业自动化仪表

工业自动化仪表是一种融合了多种元件，基于传感器技术、信息化技术、电子技术等实现自动化运行的重要仪器。通过对工业自动化仪表的使用，或是将其与计算机控制设备进行连接，将能实现对各类数据的自动化测量、采集、整理，进而生成相关数据报告，同时还具备数据分析、异常报警等功能^[1]。近年来，随着信息化技术越来越先进，通过工业自动化仪表的使用，可以构建一套成熟的工业信息化平台，进而实现数据信息的内外共享。在传统的工业生产当中，各类工业仪表仅仅具有显示单一流量、状态数据的功能，并且需要相关技术人员进行度数、记录、分析和操作，才能发挥相关数据的价值。显然，工业自动化仪表的应用，可以减少相关人力成本，提高工作效率，且进一步发挥了仪表的应用价值。工业自动化仪表主要有以下几种常见的种类：

1.温度表。在工业生产当中，温度监控至关重要，因此温度仪表不可或缺。通常情况下，自动化温度仪表针对生产现场和管道内部的温度进行监测，并配合相关程序进行控制活动。例如，在石化企业生产活动当中，为了保证生产安全，并满足相应的自动化生产需求，要对设备管道内部温度进行监控。此时，基于自动化温度仪表，通过现场总线技术，实现非接触式的自动化温度监测和控制。如图1所示，自动化仪表也是当今智能温控系统的基础仪器，可以大幅度简化数据采集、信息处理的步骤，提升温控监测控制水平。

图1：蒸汽加热温度自动化控制系统

2.压力表。

工业压力仪表主要包括弹性式、液柱式、活塞式三种，主要针对工业生产活动中的高温、结晶、粉状介质。对工业系统中各类压力数值的监测，是进行压力调节、控制的基本前提，否则会严重影响生产活动^[2]。通过自动化压力表的应用，可以联合自动化系统，对系统压力进行自动调节，降低故障及事故发生的概率。

3.流量仪表。流量监控也是生产系统当中不可或缺的工作，流量仪表的类型非常多。多数情况下，都是对管道内各类介质的流量进行监测，同时实现数据储存和应用。从人们的生活用水系统，到化工生产、石油输出等工业领域中，流量自动化仪表扮演着关键的角色。

（二）自动化技术

自动化技术是以计算机软件、信息化技术为核心的控制器作为基础，通过各类传感器、电子线路及通信技术，实行自动化控制的现代综合性技术。在工业生产当中，PLC（可编辑逻辑控制器）是一种典型的自动化控制技术。PLC采用的是一种可编程的储存器，通过内部逻辑运算、顺序控制等操作指令，以模拟式、数字式的输入输出实现对机械系统、电子系统的控制。

二、工业自动化仪表的应用趋势

（一）总线化

在工业生产当中，现场控制系统的关键在于现场总线的应用，其尤其在自动化工业仪器中的应用非常广泛。如图2所示，通过自动化仪表的应用，可以实现分散控制，可以实现控制室到控制室的自动化控制。随着现场总线的进一步应用，可以逐步实现数字化、开放性，进而推动自动化仪表技术的迅速发展^[3]。作为一种现代化的通信系统，现场总线为提高自动化仪表的测量精度、自动化控制水平，都有至关重要的作用。

图2：基于现场总线技术的自动化控制系统

（二）网络化

传统的自动化仪表的应用范围有一定的局限性，而随着现代互联网技术的迅速发展，自动化仪表的应用逐步呈现网络化的趋势。通过构建专用网络，或是在一定条件下将自动化仪表与互联网进行连接，有助于实现自动化仪表的网络化应用。在网络化体系当中，技术人员可以远程采集工业系统当中各个部位的自动化仪表监测到的数据，并通过网络进行远程控制，极大提升了工业生产的自动化水平^[4]。

（三）智能化

随着如今计算机软件技术、互联网技术、通信技术的进一步发展，工业自动化仪表的技术发展趋势逐步向智能化方向发展。智能化是一种当今社会十分先进的技术概念，典型特征是通过多种先进理念和技术的结合，帮助系统实现自动化控制、自我故障针对、自我调节及自我成长。所以，随着模糊理论、专家系统的应用，将进一步提升自动化仪表系统的自动化水平。同时，还可以基于自动化仪表，进行数据分析，支持系统自动识别故障，甚至实现自动修复。

（四）微型化

在当代工业自动化技术领域当中，微电子技术的应用至关重要，是推动当代工业自动化、集成化发展的关键。对自动化仪表而言，基于微电子技术的微机可以实现对多种功能的集成，进而进一步推动自动化仪表技术的发展^[5]。更为关键的是，将微电子技术应用于自动化仪表中，可以改善传统仪表系统占用空间大的问题，同时还可排除多种仪表运行的干扰因素。微型自动化仪表的占用空间更小，有助于优化自动化生产系统的空间构造，并且能降低系统的运行损耗。

三、工业自动化仪表与自动化的结合趋势

随着科技技术的发展，工业自动化仪表大部分与工业自动化（即PLC）结合一起，即仪表负责信号检测，传输给PLC进行处理，让PLC进行数据分析、比较，判断，输出信号给执行机构，进而调节工业生产参数，代替了仪表的控制、调节输出、执行等功能。如：我们的无线记录仪表，现在都是把测量好的信号传输给PLC，给电脑自动累计，在PC端还可以查看半年甚至更久的历史记录。数字显示表更是如些，以后会逐步退出市场，因为这种显示和报警都会给PLC代替，但现场没有PLC的地方还会有存在价值。仪表元器件中的信号隔离器和配电器，现在PLC模块上有代替的功能，模块上还有直接接受热电阻或热电偶的模块，接收后直接可以在电脑上显示、报警、输出调节信号。随着科学技术的发展，工业自动化仪表更侧重于信号检测，要求更加精准，更加稳定，可靠。而PLC负责信号处理，计算、比较，输出调节信号，用PLC代替自动化仪表的这些功能会更经济、更可靠，更方便，以后这两项技术分工会更加明确。

结束语：

综上所述，随着如今社会经济的进一步发展，工业自动化技术全面发展，提高了生产效率和质量。工业仪表作为工业生产系统当中获取关键数据的仪器，是自动化系统中不可或缺的一部分。自动化仪表相关技术的进一步发展，让其和自动化工业系统的结合更为紧密。相关单位应当加强对自动化仪表技术的研究和实践应用，实现自动化仪表和PLC等自动化技术的进一步融。只有这样，才能进一步推动现代自动化技术的发展，提高工业生产水平。

参考文献：

[1]贺建国.工业自动化仪表与自动化控制技术研究[J].建筑工程技术与设计,2020,(16):3727.

[2]赵宇.自动化仪表与自动化控制技术的应用浅述[J].建筑工程技术与设计,2020,(16):4385.

[3]苗发祥,郭永进.基于工业自动化仪表与自动化控制技术思考[J].建筑工程技术与设计,2020,(13):4565.

[4]许小洲.化工自动化控制的关键技术和仪表控制[J].化工管理,2020,(19):152-153.

[5]李光昊.智能自动化仪表在天然气流量中的应用[J].石化技术,2020,27(6):247,249.