工業自動化儀表與自動化控制技術分析

簡貞釗 丘興港

摘 要：隨著全球科學技術水平的不斷的提升，人們對各方面的要求也是越來越高。自動化在工業領域的應用也是不斷地普及，人們對自動化要求也不斷提高，而自動化發展水平也是在不斷提高，最終期望自動化能夠使人們從一些簡單的工作程序中解放出來。在工業行業里如儀表和控制與自動化的結合已經成了普遍的生產方式。自動化之所以被不斷地提倡應用在各方面，是因為其具有很多優良的特性。如工作效率高，投入成本很低，生產比人力更安全等，因而在現代工業里面自動化控制各儀表自動化生產成了主流生產模式。

關鍵詞：工業自動化控制；儀表

1 儀表簡介

在自動化設備生產過程中需要很多用于輔助用的相關儀表，對整套設備生產具有關鍵作用。在工業領域中又稱為工業儀表、自動化儀表或者稱為工業檢測控制工具。自動化設備的生產是現場無人管理的，所以在判斷生產過程是否順利和進度方面就需要通過這些相關的儀表設備來間接反應給工作人員，只要自動化儀表能夠正常工作，就能通過采集儀表上相關的數據控制整個生產過程。生產出符合要求的產品出來。

1.1工業自動化儀表的基本原理

在自動化設備當中的一些相關的儀表與其他儀表有所區別，這些儀表在進行數據測量和統計時都是不需要人為操作的，可以獨立完成，并且還能將記錄測量到的數據自動傳輸到處理終端，最后通過終端再對提取到的數據進行加工。自動化測量儀表的工作原理涉及到多領域的專業知識，如平衡學，力學電學方面的知識。自動化儀表的具體工作原理是通過其內部的一些力傳感器，溫度傳感器，壓力傳感器對一些對應的物理量進行測量，然后通過內部的信號放大裝置對采集到的信號進行放大，得到便于人工處理和觀察的信號。

1.2自動化儀表的種類

自動化儀表的種類多種多樣。其可以按照不同的考慮方式大致分為兩類。一類是根據儀表測量的物理量來進行分類的，如測量壓力，溫度等的壓力溫度儀表。還有一類是通過其在測量過程中的作用進行分類的，大致可分為計算儀表，用于測量用的測量儀表，用于顯示的顯示儀表等。

1.3自動化儀表的發展史

自動化儀表在發展初期稱為熱工儀表，最早在上世紀初被應用在一些工業，冶金，和石油開采等行業。最開始只能制作一些笨重龐大，并且靈敏度不高的機械或者是液壓式的儀表，進行一些簡單和粗略的測量。

在經過十來年的發展，開始制造出一些與壓力相統一的氣動式儀表，在經過一段時間的改進和發展已經有了一些可以實現遠距離控制測量的儀表。到了二十世紀中期，隨著電子電氣行業的飛速發展，此時可以利用電學來生產制造一些電子類測量儀表。到了二十世紀末，更靈敏綜合型的電子測量自動化儀表開始出現，能夠在工業上進行更精準的測量和更好的實現自動化。

1.4自動化儀表的工作規律

自動化儀表的作用是需要在無人為干預的情況下能夠對產品進行相關的測量和數據記錄，并且最終能夠自動把采集到的數據發送到終端，再進行數據的進一步的加工識別。自動化儀表的工作規律運用到了各方面的專業知識，如一些平衡學，力學，電子學相關的專業知識，最終才生產出一個完整的測量儀表。自動化儀表對生產現場的各種數據進行測量（例如壓力、溫度等等），通過模數轉換器等裝置，把現實的模擬量轉化成易于對比的數字量（例如電壓、電流等等），通過放大器對采集的數據進行加工放大。對數據進行處理之后反饋到控制端進行數據比對，然后調控，以實現平衡控制。

2自動化控制技術

控制的自動化指的是在現代的實際生產過程中，通過電氣驅動控制機械，使其完成所需的生產活動的一整套理論技術。

2.1控制原理

在自動化控制技術的發展過程中，根據其發展水平以及實際應用需要，自動化控制可劃分為半自動化與全自動化控制兩類。半自動化的智能水平低，需要人力直接參與生產過程，通過器械設備進行手工勞作；而全自動化則更加先進智能，它不需要人直接參與生產過程，人在整個生產環節中只需要作為監控員和操作手，根據實際的生產進程和生產要求更改控制程序。自動化控制技術在實際生產過程中有著廣闊的應用前景，尤以工業和制造業對其有很大的需求。自動化控制技術的廣泛應用很大程度上使人從繁重的體力勞動中解脫了出來，人類能夠不用從事很多簡單重復、無意義甚至危險的工作，能夠極大的節省財力物力，提高生產效率。自動化控制技術成為了現代化生產活動的重要標志。

2.2實際應用

2.2.1自動化流程

通過應用自動化技術來加工處理流質物體的過程，尤其體現在化工生產過程中。要使整個實際生產過程達到最高效的控制，其控制系統通常由三部分組成，計算機作為中樞控制器，檢測裝置實時監測生產動態，調節裝置對生產設備進行調節控制。

2.2.2自動化制造

在電氣對機械進行控制是結合自動化控制技術，這便是制造的自動化。早期的制造自動化只是單個機械設備的自動化，通過對這些設備的組合形成簡單的生產流水線。直到上個世紀60年代左右，隨著計算機在美國出現并在世界范圍內普及應用，大量的數字化裝備如雨后春筍般出現，像數控機床、多軸聯動加工中心等等。甚至出現了柔性制造系統，用于生產數量小、定制程度高的產品。以柔性制造系統為基礎，進而延展出了自動化車間，自動化車間通過用計算機控制整個生產環節，實現了信息和生產管理的同步自動化。

2.2.3自動化管理

在實際生產過程中，對企業的人力物力資源進行自動化管控，使其能夠高效進行生產活動，就是自動化管理。這門技術綜合運用了多門類學科技術，例如計算機技術、通信技術等，通過對信息的處理加工來進行管控。自動化管理通常是在局域網絡內實行的，局域網絡通常由多臺高性能計算機還有各種執行設備組成，高性能計算機需要能夠快速處理大量的信息，因此需要比較高的運算速度。更甚至在如今的自動化管理中，已經發展出了智能化決策系統，這套系統能夠自定義管控的備選方案供管理人員進行選擇，是一種很好的虛擬助手。

3結語

綜上所述，自動化的發展水平很大程度上就等同于現代生產力的提升水平，企業自動化的發展在前期往往因為需要購買大量自動化設備以及自動化技術而需要很大的花銷，但經過長時間的正常運營之后，它能夠極大的提高生產效率，節約人力物力資源，后期投入會少得多，最終得到的效益會遠遠大于前期的投入。改革開放以來，自動化控制在我國有了很大的發展，隨著“智造2025”概念的提出，自動化控制系統在國家的各行各業都需要有更加寬泛和深入的發展，同時這項技術也已經越來越成熟。隨著社會的不斷發展，國際國內市場的競爭都日趨激烈，對現在生產產品的功能和質量都有了更高的需求，生產所需的工藝也變得更加復雜多變，這對企業自動化的發展提出了更高的需求，其在整個企業實際生產過程中扮演著越來越重要的作用，最終會成為企業不可或缺的一部分。

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[3] 李克. 淺談工業自動化儀表的常見故障與解決方案[J]. 電子測試， 2017（6）.

作者簡介：

簡貞釗，出生年月：1995.6，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：廣西省防城港市，當前職務：無，當前職稱：無，學歷：本科，研究方向：無.