工業自動化儀表的控制技術

徐平林 ,周筱俊,周文佳

（1.浙江外企德科人力資源服務有限公司,杭州 310007 ; 2.杭州和利時自動化有限公司,杭州 310000）

現階段，我國社會經濟以及人民生活水平的逐步提高，市場對于工業發展提出了更高的要求。為提高工業生產效率，降低人員工作量，將計算機技術并入工業操作中，利用計算機實現對工業儀器的機械智能化控制，縮短了企業批量生產時間。

1 自動化儀表工作原理

自動化儀表與所控制設備連接，通過計算機對設備表面溫度、輸出流量、所受壓力等指標數據進行分析，對超出限值的數據實行自動判斷并進行實時控制。在機械自動化控制中，自動化儀表是顯示指標數據的重要元件，利用該元件顯示機械運行過程中的指標變化，將變化值自動記錄于控制系統中，便于人工檢查使用。設備主控制系統將各自動化儀表數據統一匯總分析處理，對各設備的數據觀測和計算分析，一旦設備出現異?，F象，自動化儀表能夠快速做出反應，計算機只需分析異常數據即可快速找出問題所在。

2 工業自動化儀表控制系統技術研究

2.1 智能化

縱觀目前我國工業自動化儀表的發展態勢，不難看出工業自動化儀表的核心是智能化。這種智能化主要反映在下面幾大新功能。從工控的角度上來說，以前控制的算法知識由DCS或者調節器來完成計算，而現在只需一臺已將PID模塊植入的智能化的執行器或變送器即可，就能同相關的現場儀表一起實現自主調節的目標，從而提升整個系統的可靠性。

2.2 高精度化

因目前我國國家政策與法令對節能減排的要求與日提升，工業生產對于成品質量的要求也在不斷提高，故提高測量儀表與控制系統的精度已成大勢所趨。舉個例子，有貿易交換計量用途的科氏質量流量計，其精度高達0.05%，一些氣體超聲波流量計的準確度高達0.5%，而新一代的DCS也把這個當成一項重要指標。如今部分項目在招標過程中，針對相關產品的精度也作出了明確的規定。

2.3 無線化

作為一種有廣泛的發展前景的技術，現場總線應得到飛快的發展與推廣利用。然而因過多的國際標準的制約，給其推廣應用造成了很大的影響。舉個例子，第一代總線型的現場總線的國際標準多達10余種，再加上第二代的實時工業以太網，它也許具備20余種國際標準，而第三代總線的通信方案也在慢慢確立，各大跨國公司及相關組織均在確立各自的標準，僅在當下和利時、艾默生、西門子等一些大公司都制定了各自的標準。

2.4 開放性

當前我國愈來愈多的測控儀器采用以高性能微處理器為硬件系統核心、VxWork、Linux等嵌入式操作系統為系統軟件核心的嵌入式系統技術，在未來的發展時期計算機與儀器儀表的聯系會日益密切起來。Agilent公司認為，在儀器儀表設備上應包含計算機的全部接口，從而讓人感覺這種儀器的使用與操作電腦的方法差不多。依靠網絡產生特定功能的測控系統，可有助于多樣化智能化現場測控設備的開放式互聯系統的實現。

2.5 網絡化

現場總線技術具備促進智能儀表的作用的充分發揮的作用，它是一種通過運用計算機數字化通信技術讓自動控制系統同現場設備一起進入工廠信息網絡，從而轉成企業信息網絡底層。相信在工業信息網絡技術發展的帶動下，我國很快就會產生以網絡結構體系為主要特性的新型自動化儀表。

3 工業自動化控制技術的實際應用

3.1 設備總線控制技術

工業自動化儀表控制技術在工業生產中廣泛使用，通過將現場設備和控制儀器相連接，使得分析儀表、生產設備、控制器、執行器等整合為一個覆蓋范圍廣的控制系統，實現對生產企業內部多套設備的集中管理，避免了傳統生產中由于設備分布廣泛且復雜多變，造成管理上的困難?，F代化企業生產過程中，隨著生產技術的不斷提高，工業自動化控制技術也不僅僅依靠集中控制技術對設備進行操控，而是將現場設備通過總線連入計算機網絡中，實現對設備的遠程操控，并且能夠借助網絡數據庫實現對數據的快速分析計算等功能。

3.2 網絡技術在自動化控制系統中的運用

在當前發展階段，網絡技術在自動化控制系統中已得到了運用，它是以數字化通信技術的形式存在著的，在系統的網絡層中起到了關鍵的通信傳輸作用。伴隨著網絡技術的運用與智能儀表有關技術的發展，自動化儀表將一步步依靠嵌入式的形式與通信網絡相融，如此不僅能提升網絡的透明化，還能促進工業自動化和辦公自動化的完美結合。

3.3 分布式控制系統

目前，分布式控制系統在一步步引領設備智能化測控的控制手段的發展，基于集中式控制系統的發展，全面統籌兼顧了現代控制技術、現代通信技術、現代圖形顯示技術以及現代化計算機技術等，全面實現了對設備參數的分級管理與靈活配置，把其優越性發揮得淋漓盡致。

3.4 網絡控制系統

在測控儀器當中，微處理核心硬件系統和嵌入式操作系統核心軟件的運用比較廣泛，其可促使計算機和儀器儀表間的數據傳輸和控制變得愈加緊密，儀表設備上的打印機接口、局域網絡接口、USB接口等愈能強化測控儀器的通用性。依靠和計算機相連，設備在操作過程愈加便捷，其操作流程與方法同計算機差不多，這更能讓智能化設備和控制設備的操作更具實用性和開放性。

3.5 自動化控制技術的運用

自動控制技術在現代化企業生產當中已變成了提高生產效率、降低操作誤差的重要方式，在企業生產和設備管理工作中應用較為廣泛。目前，自動化控制技術主要應用于過程自動化、機械自動化和管理自動化三個領域。在企業生產過程中主要依靠過程自動化和機械自動化實現對生產流線上設備操作的精準控制，實現對各個加工環節運行情況的直觀管理，在企業生產管理工作中廣泛應用管理自動化，應用計算機對眾多設備的批量管理手段，提高管理工作效率。

4 結束語

綜上所述，我國制造業的快速發展主要依靠先進的自動化控制技術，因此，為促進社會經濟的進一步發展，建設可持續發展的和諧社會，生產企業應加強自動化控制技術的應用，確保該技術在實際工作中不斷完善與發展。