自動化儀表控制系統技術研究

李莉

[摘? ? 要]目前，我國自動化儀表設備的技術水平正在提高，在各個領域的應用效率也在逐步提高。在數字化、智能化發展的趨勢下，現有的工藝流程和工藝裝備已經逐漸不適應各個領域的發展要求，為應用自動化控制和管理提供了良好的技術。與傳統的儀表自動裝置系統相比，具有精度高、性能穩定、可靠性高等特點。該系統技術的正確應用，不僅可以改善生產和管理，還可以降低各種成本。為我國各領域的長期發展提供技術支持，賺取更多收入。

[關鍵詞]自動化儀表;控制系統;技術探討

[中圖分類號]TH86 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）12–000–03

Discussion on the Technology of Automatic Instrument Control System

Li Li

[Abstract]At this time， the technical level of China's automated instrumentation equipment is improving， and the application efficiency in various fields is also gradually improving. Under the trend of digital and intelligent development， the existing technological processes and technological equipment have gradually not adapted to the development requirements of various fields， and have provided good technology for the application of automated control and management. Compared with the traditional automatic instrument system， it has the characteristics of high precision， stable performance and high reliability. The correct application of the system technology can not only improve production and management， but also reduce various costs. Provide technical support for the long-term development of various fields in our country and earn more income.

[Keywords]automatic instrument; control system; technical discussion

1 自動化儀表控制系統的簡要介紹

1.1 自動化儀表控制系統

自動儀表控制系統是設備的神經中樞，負責檢查設備的工作情況，并可以作為確定設備基本技術參數的指南。自動化設備主要由幾個自動化部件、自動化功能非常完備的技術單元組成。它們通常同時提供多種功能，如測量和檢測、指示、控制和自動警報。

1.2 自動化儀表控制系統特征

隨著我國計算機技術的不斷發展和信息時代的到來，包括數據處理和控制系統在內的自動化設備越來越自動化。作為工業自動化的先決條件，控制設備和系統的開發越來越受到重視，微處理器正逐漸成為精確和高效的儀表。至此，該裝置逐步完成了網絡化、智能化的發展，中國裝備自控設備系統有了長足的進步。

1.3 自動化儀表控制系統技術的功能作用

1.3.1 信息計算與處理功能

自動化儀表控制系統中，都會安裝微型計算機，主要用于增加機器自動控制系統的計算能力和數據處理能力，幫助自動控制系統高效地進行工作。傳統的儀器控制系統僅將信息和數據記錄為文本，但自動儀器控制系統可以將數據可視化，如將指定時間段內的數據顯示為圖像，這樣能夠更加生動形象且精準地展現出設備每一個階段的運行狀況。

1.3.2 存儲功能

傳統的儀表制造控制系統要求技術人員在實際執行測量任務期間最初記錄某些測量數據，以便準確反映所使用儀器的具體情況。即便傳統形式的儀表已經運用了邏輯電路，但它們仍然有一些限制。例如，只能及時確定儀表在特定時間點的當前狀態，無法實時反映當前狀態。設備檢查非常簡單，增加了工作量并引入了人工數據錄入錯誤。自動化設備控制技術可用于實時監控儀器性能，并將經過驗證的信息和數據記錄在后臺處理器中，這些信息和數據可由后臺的儀表師單獨處理，根據公司的具體需要制作。這個時期在整個運行中都有自己的存儲功能，稱為信息數據，作為測量功能和功能高效開發的基礎。

1.3.3 可拓展功能

自動化儀器控制系統功能齊全，需要安裝硬件兼容的應用軟件來執行數字處理。由于應用軟件本身具有很強的可擴展性，不需要安裝控制系統的任何外部硬件設備，而是軟件工程師會根據控制系統的具體要求自動更新軟件、設備的功能。此外，自動化設備控制系統具有強大的可視化能力，有助于簡化軟件開發，是提高自動化設備效率的重要支撐。

2 自動化儀表控制系統技術

2.1 傳感技術

設備自動控制系統采用傳感器技術，提高了設備自動控制系統的特定響應速度。在設備控制系統的傳統調整方式中，傳感器主要是利用計算機技術對許多物料進行調整，如非線性進度延遲，解決了許多自動化設備回路問題。換能器材料的選擇和使用確保換能器的性能滿足所需的標準，如選擇和制造先進的材料和設備，使換能器創造出穩健而實用的應用功能。在有效使用新傳感器后，我們可以集成自動設備控制系統并提供相應的技術支持。

2.2 智能化技術

自動化家電系統的智能顯示有望觸發多項新功能。傳統的機器自動控制算法只能在控制系統或分布式控制器中工作，而實現了機器自動控制系統的電梯或智能變送器。智能PID控制模塊可讓獨立配置相關設備，還可以提高自動控制系統的可靠性。

2.3 智能化調節器的應用

對于PLC，微處理器更為重要。在我國科技發展水平普遍提高的背景下，微處理器技術水平不斷提高，設備的調節器正逐步向智能化方向發展。自動化控制系統的操作模式很大程度上取決于數字操作模式。要指向系統控制器，需要開始改進計算機的能力和系統本身的數字處理能力。引入各種程序信號的格式，提高自動機器控制系統的效率和透明度。在此背景下，有必要在自動化系統中集成智能控制器，使自動調整系統發揮作用。

2.4 高精度化

隨著中國經濟水平的不斷提高，企業對產品質量的要求越來越高，對控制系統和儀表的節能減排戰略舉措的開發和實施也提出了更高的要求。另外，在一些大型項目建設前，應填寫設備自動控制系統申請表，以保證設備自動控制系統的準確度。在大型項目中可以使用僅需要精度的精度級別。

2.5 可編程控制器的應用

隨著社會發展趨勢的不斷變化，自動化儀表控制系統也要逐步向高度集成化方向發展，這就要對可編程控制器進行應用，以此來集成硬件和軟件，也可以用軟件來替換一部分結構復雜的邏輯電路硬件。然而，這略微增加了復雜邏輯的硬件成本。但是，如果程序運行正常，更換硬件可能會解決問題。它不僅可以優化復雜的設備控制程序，還可以自動、全面地執行儀器控制系統。可編程控制器的使用允許通過更新軟件來擴展儀器的功能，同時有效地改進儀器的自動化系統，提高數據監控器的準確性以滿足儀器要求。

2.6 無線化

現場網絡是一種主要用于控制設備之間的數字通信和業務計量的網絡。它專門從事通信、傳感器和各種控制和監控設備的管理，這個過程可以稱為現場總線。現場總線是一項潛力巨大的技術，被認為在企業中得到廣泛應用。但是，由于國際標準參差不齊，數量眾多，在現場總線廣告過程中受到一定的限制。因此，必須為現場總線迅速制定一套統一的國際標準。

3 自動化儀表的維護

3.1 保證儀表選型合理

在現代自動化儀表的制造過程中，自動化儀表工藝和設備的管理過程變得越來越復雜。而自動化設備作為生產設施之一，需要執行各種功能，也需要將數據集中在各種工序和設施中。因此，要想做好自動化設備的維護保養工作，合理選擇自動化設備就顯得尤為重要。

（1）需要相關人員能夠了解各類自動化設備的制造工藝、測量能力和工作細節。這為后期自動化設備的選擇奠定了良好的基礎。

（2）需要在每種類型設備的特定位置安裝識別電磁設備，進而避免由于腐蝕和其他因素而影響自動化設備的使用。

（3）需要相關人員對自動化設備進行良好評估，在保證掌握各類設備的技術原理、規格和操作工作的基礎上來選擇自動化設備，通過這種方式可以準確提高自動化設備的安全性、實用性、耐用性、經濟性等優勢，這對于后期設備的高效使用來說，是一個非常重要的前提。

3.2 做好正確的安裝防護

如果沒有對自動化設備進行正確的安裝和保護措施和管理，就會直接影響自動化設備的功能、效率和后續維護的質量，這要求在設備的安裝過程，必須保證安裝人員的專業素質和能力，也需要保證所有步驟和安裝過程都必須嚴格按照安裝說明書和安裝程序進行，只有這樣才能保證設備的高效安裝，也能讓安裝人員在安裝過程中正確識別到自動化設備存在的問題，并加以解決。除此之外，對自動化設備的維護也非常重要，這要求相關人員能夠及時對設備的質量進行檢測，對于存在質量問題的設備，檢測人員需要將問題及時反饋，進而確保自動化儀器設備能夠符合安裝需求。

3.3 制定科學合理的使用和維護制度

在實際工業生產中使用自動化設備是一個復雜的過程。雖然我國在自動化儀表方面的科學論證大大增加了自動化設備的實用性和壽命。但是如果從根據工廠設備的實際運行情況和設備的使用情況來說，還是需要相關人員能夠制定科學、可接受的操作要求，對操作和維護設備的員工進行專業培訓，進而加強自動化儀器的高效管理。在這方面，對于設備管理人員來說，需要保證能夠正確操作自動化儀表，維護人員需要及時對自動化儀表進行合理的維護和更換，避免因個人操作錯誤或者維護不恰當而對儀表造成不必要的損壞。當然，除了科學和合理使用自動化設備外，還需要額外的監控和維護系統來根據使用環境、使用期限、使用頻率和使用條件設計科學的、可接受的管理體系，進而促進自動化設備在實踐生產過程中的高效運行。

4 自動化儀表控制系統的發展方向

4.1 分布式控制系統的發展方向

分布式控制系統是在中央控制系統的一致設計和開發基礎上的一種新型計算機控制系統。它本質上是一個以通信網絡為通信通道，由控制層和過程監控層組成的系統。它包括最新的計算機技術、最新的通信技術、最新的圖形顯示技術和4C技術等最新的控制技術。指導思想是集中作業和分散控制，作業層次集中控制，靈活配置。中國的DCS系統長期以來一直用于大型超臨界熱電偶的控制系統。

4.2 智能化控制系統

智能機器控制系統主要利用機器智能來代替人工，這也是中國科學技術發展的具體愿景。智能設備包括多種形式的先進技術，可提高系統的靈活性和可用性。自動控制裝置的智能化功能主要體現在各種形式的先進技術上，如集成電路或大規模集成電路、接口通信技術、集成軟件應用的微假肢技術等。利用內部運算對輸入信號進行非線性處理后，調整各項指標的數據，達到診斷、優化系統及其穩定的目的。

4.3 開放性控制系統的發展方向

現代儀器儀表和控制設備越來越多地使用嵌入式操作系統內核軟件和使用機載系統的高質量微處理器內核系統。設備與計算機的關系將更加緊密，認為所有相關儀器，如儀器和儀表都需要具有多個接口的完整計算機接口。打印連接、USB LAN 等測量結果應存儲在可移動存儲設備上。通過USB接口的移動硬盤，這就像使用這個設備來啟動你的電腦。接口完成后可以將各種測控設備或相關存儲設備添加到站點中。以上位機過程控制系統為支撐，利用網絡構建具有特定功能的測控系統，提供各種智能工具與檢測測量之間的開放式通訊。

4.4 網絡式控制系統

現代社會，我國不同網絡區域的覆蓋面非常廣，信息的交流為其奠定了基礎。通過在工業生產設備和自動控制系統中引入網絡技術，將網絡信息技術和智能測控技術復雜結合，形成真正的信息系統網絡，網絡可以執行各種功能和功能，提高生產效率。工業生產和產品管理，在這種發展趨勢下，有助于實現人的辦公自動化與產品自動化的有效結合，更方便高效的數據分發和處理。

4.5 自動化儀表的總線化發展趨勢

現場設備主要是過程控制系統中的現場單元。同時，該領域的設備主要由連接的探測器、互聯網分析儀、發射器和執行器組成。盡管此時現場總線更常用，但開發集中式和分布式測試系統相對簡單。因此，一維一控無法滿足大型、復雜、遠程項目的需求。在這種情況下，需要主動創建一個可以訪問您站點上所有設備數據的網絡，這就是現場總線控制系統的發展經歷。

5 結束語

隨著科技進步的廣泛性和信息化水平，傳統的測量格式已不能滿足中國現代工業生產的需求。提高產品使用效率，需要提高自動化控制系統的技術水平，優化技術應用結構。同時需要不斷完善自控系統的技術功能，降低成本，提高智能化生產質量。

參考文獻

[1] 李濃.自動化儀表控制系統技術探討[J].產業與科技論壇，2021，20（17）：57-58.

[2] 李澤棟.熱工儀表中的自動化控制及其應用[J].數字技術與應用，2021，39（4）：16-18.