淺析自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)技術(shù)

1.王雅靜 2.于天成

1.遼寧省輕工設(shè)計(jì)院有限公司 2.南京蘇夏工程設(shè)計(jì)有限公司北方分公司

淺析自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)技術(shù)

1.王雅靜 2.于天成

1.遼寧省輕工設(shè)計(jì)院有限公司 2.南京蘇夏工程設(shè)計(jì)有限公司北方分公司

自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)是電子設(shè)備的中心。隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化儀表的設(shè)計(jì)觀念和結(jié)構(gòu)概念都發(fā)生了根本性的變化，也影響到了電子設(shè)備的發(fā)展。自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)正逐步向開(kāi)放性、總線(xiàn)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。本文就此對(duì)自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析和探討。

自動(dòng)化儀表；控制系統(tǒng)

一、自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)要介紹

自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)是一個(gè)設(shè)備的神經(jīng)中樞，對(duì)設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著監(jiān)測(cè)的作用，也可以為調(diào)整設(shè)備的基本技術(shù)參數(shù)提供參考。自動(dòng)化儀表主要是由一些自動(dòng)化元器件組成，具備十分完善的自動(dòng)化功能的一種技術(shù)工具。它通常同時(shí)具備好幾種功能，比如測(cè)量或者記錄、顯示、控制以及自動(dòng)報(bào)警等，普遍用于石化、冶金、電力、科學(xué)研究以及國(guó)防等領(lǐng)域的自動(dòng)化控制。自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)是工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的組成部分之一，自動(dòng)化儀表發(fā)揮了對(duì)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換的作用，可以將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲂盘?hào)。信號(hào)能夠根據(jù)時(shí)間域或者頻率域進(jìn)行表達(dá)，傳輸?shù)男盘?hào)能夠轉(zhuǎn)換成連續(xù)的模擬量或者是間斷的數(shù)字量模式。

二、自動(dòng)化儀表行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)的自動(dòng)化儀表發(fā)展起步較晚，基礎(chǔ)薄弱，早期的儀表制造體積較大，使用不靈活，功能少，未能在工業(yè)中廣泛應(yīng)用，隨著科技的進(jìn)步逐漸研制出氣動(dòng)儀表、電子儀表等，儀表的改良和優(yōu)化使得其逐漸在工業(yè)中得到運(yùn)用，計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的普及對(duì)儀表開(kāi)發(fā)產(chǎn)生了質(zhì)的飛越，多功能、高精度的自控儀表越來(lái)越多的應(yīng)用于大型工程，但是我國(guó)自主研發(fā)的儀表與國(guó)外產(chǎn)品相比較還是存在一定差距，技術(shù)多借鑒于國(guó)外先進(jìn)水平，不能很好的消化吸收變成自主優(yōu)勢(shì)，研發(fā)缺乏創(chuàng)新精神，雖然在某此常用儀表中掌握了核心技術(shù)，但是整體技術(shù)含量較低，一些高端技術(shù)尚未成熟，仍需進(jìn)口。國(guó)內(nèi)企業(yè)用慣了進(jìn)口產(chǎn)品，對(duì)國(guó)產(chǎn)儀表信心不足，市場(chǎng)因素也間接的造成儀表研制的消極影響，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力很大。

三、自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的技術(shù)

自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展主要包括幾個(gè)層次結(jié)構(gòu)，分別為PCS、ERP、MES等，其中PCS是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)工藝的水平、精確度進(jìn)行控制，來(lái)保證生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品有較高的質(zhì)量，從而保證產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率，ERP系統(tǒng)為企業(yè)資源的管理系統(tǒng)，主要是提供出企業(yè)決策的參考信息，并根據(jù)參考信息來(lái)制定出管理措施，有效的進(jìn)行企業(yè)的運(yùn)營(yíng)管理。MES系統(tǒng)為制造執(zhí)行系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)中起到中樞作用，主要任務(wù)是對(duì)管理進(jìn)行優(yōu)化和目標(biāo)的控制，起著承上啟下的作用，進(jìn)而對(duì)資源的配置有了保證。自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)是由三個(gè)系統(tǒng)組成，通過(guò)這三個(gè)系統(tǒng)之間的綜合集成、相互聯(lián)系，來(lái)實(shí)現(xiàn)信息綜合應(yīng)用的目的。在一些工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，儀表的主要作用是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的工業(yè)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)、控制和檢測(cè)，從而保證生產(chǎn)的安全性，安裝電腦芯片之后的智能化控制系統(tǒng)不僅在軟件上有了豐富，同時(shí)功能上也很強(qiáng)大，而且還有非常高的準(zhǔn)確度。采用最新科技的儀表早已超出了傳統(tǒng)的儀表框架范圍，在自動(dòng)化控制儀表系統(tǒng)的不斷發(fā)展下，相關(guān)工作人員也要提升自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和素質(zhì)，詳細(xì)的了解自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，并配合計(jì)算機(jī)軟件來(lái)進(jìn)一步的提升儀表的功能。

四、自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1、分布式控制系統(tǒng)

集中式控制系統(tǒng)是自動(dòng)化儀表分布式控制系統(tǒng)的前身，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的改進(jìn)與演變，最終形成一種全新的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)是由過(guò)程控制和監(jiān)控構(gòu)成的，同時(shí)會(huì)將通信網(wǎng)絡(luò)作為溝通紐帶，綜合4C技術(shù)實(shí)現(xiàn)靈活管理，在集中操作基礎(chǔ)上進(jìn)行有效的分布式控制管理、分級(jí)管理。分布式控制系統(tǒng)具有較高的靈活性，針對(duì)一些生產(chǎn)多變的企業(yè)相對(duì)比較適用。

2、開(kāi)放性控制系統(tǒng)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化儀表和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合是必然的，兩者之間的關(guān)系也越來(lái)越緊密。通過(guò)調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在眾多的測(cè)量控制儀器都是以嵌入式的操作系統(tǒng)作為核心軟件，同時(shí)采用性能相對(duì)較高的微處理器作為核心硬件，形成一種嵌入式的控制系統(tǒng)。據(jù)相關(guān)資料表明，著名的儀器儀表生產(chǎn)商曾經(jīng)指出，任何儀器都應(yīng)該具有和計(jì)算機(jī)互聯(lián)的功能，其中包括USB、網(wǎng)絡(luò)接口、打印機(jī)接口等等，各種儀器儀表的測(cè)量控制結(jié)果可以通過(guò)USB接口，進(jìn)行有效的傳輸，通過(guò)計(jì)算機(jī)或者移動(dòng)硬盤(pán)等外界儲(chǔ)存設(shè)備便于分析和處理。開(kāi)放性是其中主要的核心理念，通過(guò)各種對(duì)外的輸入出接口，可以將機(jī)器設(shè)備全部連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)工作現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備的智能化管理。

3、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)

自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)化控制，這也是現(xiàn)在及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，其中會(huì)涉及到很多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。為了能更好的發(fā)揮儀表的控制功能，現(xiàn)場(chǎng)的總線(xiàn)技術(shù)可以通過(guò)數(shù)字化通信技術(shù)將自動(dòng)控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)的各種儀器設(shè)備與企業(yè)的信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，通過(guò)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)有效的觀察各種儀器設(shè)備的使用情況。新時(shí)期，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在快速的發(fā)展，同時(shí)也被廣泛的推廣和應(yīng)用，自動(dòng)化儀表在未來(lái)的發(fā)展中必定會(huì)以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系為核心內(nèi)容，形成所謂的IP智能現(xiàn)場(chǎng)儀表。利用嵌入式互聯(lián)網(wǎng)為最基礎(chǔ)單位，建立自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)，同時(shí)利用以太網(wǎng)來(lái)覆蓋每個(gè)層次及角落，這樣會(huì)變得更加的透明，實(shí)現(xiàn)工作人員現(xiàn)場(chǎng)智能化辦公，提升工作效率，該系統(tǒng)的互聯(lián)性和開(kāi)放性是一次科學(xué)的技術(shù)改進(jìn)。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，自動(dòng)化儀表從最初的獲取、存儲(chǔ)、處理和傳輸信息，發(fā)展到了實(shí)時(shí)控制工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。微電子技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)推動(dòng)了自動(dòng)化儀表向開(kāi)放性、總線(xiàn)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。在發(fā)展的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)了自動(dòng)化儀表技術(shù)發(fā)展，而計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)局域網(wǎng)之間的融合又發(fā)展和豐富了自動(dòng)控制技術(shù)。現(xiàn)代自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的功能不再單一，在未來(lái)發(fā)展的過(guò)程中將會(huì)取得更廣泛的應(yīng)用。

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