電子技術儀器儀表系統中的智能化控制技術研究

方 翔

（廣東省輕工業技師學院 廣東 廣州 510000）

1 引言

在新時期的發展背景下，各企業正朝著科技含量高、產業集中度高、環境污染少、資源消耗量低的方向發展。在此過程中，為進一步提升企業的自動化水平，提升企業生產運營活動的精確度，減少對人力資源的消耗，利用智能化控制技術對電子技術儀器儀表系統進行進一步的完善，已經成為當前推動企業朝著無人值守的自動化集約化生產目標發展的有效方式之一。

2 研究電子技術儀器儀表系統中智能化控制技術的意義

電子技術儀器儀表是一種將多個自動化元件進行搭配組合，使其自動測量流體流量、壓力、溫度等數值的儀器。現階段，大部分的電子技術儀器儀表主要由傳感器、變送器與顯示器組成，在實際應用過程中，傳感器可以有效完成信號的采集與控制；變送器可以接收傳感器采集的信號，并將其轉化為相應的電信號；顯示器則是將變送器傳送的電信號轉換成相應的數字、文字、圖案等信息，并顯示在儀表的顯示屏幕上，便于相關工作人員對信號進行理解。在當前企業轉型升級工作不斷推進的背景下，智能化控制技術的電子技術儀器儀表的應用，不僅可以保證儀器儀表具備基本的數據測量能力，還使得儀器儀表具備較高的人機交互以及數據處理能力，進而為相關工作人員數據分析工作的開展提供助力，便于相應企業朝著集約、低碳方向發展[1]。

3 研究電子技術儀器儀表系統中智能化控制技術的方法

3.1 電子技術儀器儀表系統控制器的發展歷程

隨著人們對電子技術儀器儀表系統研究的不斷深入，其智能化控制技術的控制器從最初的芯片、標準總線朝著PC總線、高級嵌入式計算機系統的方向發展，并且在當前的實際應用過程中，高級嵌入式計算機系統的應用不僅使電子技術儀器儀表系統具備了任務多重處理、協同作業的功能，還可以進一步提升儀器儀表測量傳感、計算補償、故障診斷等功能的優化升級，有效提升了儀器儀表與下位機通信控制的穩定性與便捷性。此外，這一系統的應用還有效提升了儀器儀表人機交互系統界面的簡潔性，便于相關工作人員更好地了解設備現場設備的運行信號，并利用大數據、高級數學算法等技術方式對信號進行分析，然后依據分析后的數據信息下達相應的控制命令，降低設備故障的出現率，進一步提升儀器設備的工作效率。

3.2 電子技術儀器儀表系統控制器的優化方法

本文主要以電子技術儀器儀表系統中智能化控制技術在生產加工企業中的應用情況為例，介紹了電子技術儀器儀表系統控制器在當前社會發展過程中的優化方法，希望能給儀器儀表優化工作的開展提供參照。

3.2.1 選煤廠中智能化儀器儀表的應用情況

對于生產企業來說，電子技術儀器儀表系統中智能化控制技術的應用不僅有效削減了企業在原材料采購、生產控制、產品銷售、設備檢修等環節中消耗的人力資源，還進一步提升了工作的精確度，為企業集約化生產工作的開展提供了有力的支持。以選煤廠的生產活動為例，現階段，選煤廠的工作內容主要包括原煤入場、準備、分級、重介或者淘汰分選、粗煤泥精選、浮選、脫水以及廢水凈化等部分，對上述環節進行分析總結可以了解到，原煤的主要工藝操作包括原煤的運輸—篩分—分選—脫水。在實際工作過程中，為保證上述環節的順利運轉，選煤廠在運轉過程中需要多種設備工藝的銜接配合。在當前集約化、低碳化企業的發展過程中，為進一步提升選煤廠的工作效率，選煤廠方面可以將灰分在線檢測、視頻監測、水質監測、溜槽防堵與液位自動化檢測等系統和企業應用的生產儀器設備結合到一起的方式，對選煤廠各生產環節的數據信息進行實時的監測，進一步提升企業運營管理工作的質量。

現階段，將電子技術儀器儀表應用于選煤廠生產過程中的具體方法為：（1）選煤廠方面可以通過將灰分再現監測、視頻監測系統融入原煤皮帶運輸系統中的方式，通過對原煤灰分與矸石變化情況進行監測，并建立煤質洗選實時監測預警聯網機制的方式，對原煤倉內的智能給煤裝置進行控制，降低因煤質波動對全廠煤炭洗選的影響，保證各項產品指標均在預期生產要求內，進一步提升選煤廠生產的穩定性（2）選煤廠方面可以通過將水分檢測儀安裝在末精煤與末原煤輸送機上，對末精煤與末原煤水分情況進行實時監控，并將數據與預期產品水分要求進行比對的方式，實現提升產品水分控制穩定性的目的；（3）為進一步降低選煤廠人力資源的消耗量，選煤廠方面可以通過將視頻監控圖像與遠程造作傳輸到選煤廠監控區域所屬區域調度室與監控室的方式，令調度室與監控室工作人員開展實施控制操作，提升操作及時性的同時，減少集中調度室與監控室工作人員的總工作量；（4）選煤廠方面可以通過開展諸如刮板機智能化保護、溜槽防堵檢測、閘門遠程開關控制等電子技術儀器儀表智能化改造的方式，進一步提升選煤廠儀器操控的智能化水平，縮減員工的工作總量，為企業最終經濟效益的增長提供助力[2]。

3.2.2 糧油加工行業中儀器儀表控制器改造

在糧油加工企業工作過程中，埋刮板輸送機是儀器儀表控制系統控制器工作過程中不可或缺的關鍵部分，能夠在企業輸送一些存在具備飛揚性、易燃性、毒性等特性的物料時，改善輸送工作的工作環境，降低環境污染問題的出現概率。一般情況下，埋刮板輸送機主要由殼體、刮板鏈條、驅動裝置、張緊裝置、安全保護裝置等部分構成，其外形結構見圖1。在埋刮板輸送機工作過程中，為保證其物料輸送的安全性，相關工作人員可以用一個圖爾克非接觸式傳感器檢測埋刮板輸送機的脈沖信號進行檢測，以便對其進行斷鏈與失速保護；但在進行埋刮板輸送機跳鏈保護的過程中，相關工作人員則需要應用另外兩個圖爾克非接觸式傳感器檢測埋刮板輸送機的脈沖信號，若在脈沖信號檢測過程中，兩個圖爾克非接觸式傳感器檢測的脈沖信號同步，則說明埋刮板輸送機的聯調工作狀態正常，并未出現跑偏現象。在圖爾克非接觸式傳感器工作的過程中，型號為N35-C40-FZ32的圖爾克電感式傳感器需要從現場控制箱上獲取A220V的電源信號，并將信號傳輸到接近開關上，然后通過接近開關的常開、常閉點將信號傳輸到配電室的PLC柜中，對I0點進行重新分配與編程。為保證脈沖信號檢測數據更為精確，在開展埋刮板輸送機的儀器儀表控制系統中控制器的改造時，相關工作人員可以將控制系統中的PLC、上位機Cimplicity和工控電腦進行各項技術指標的比對，明確當前控制器的具體改造技術要求。現階段，假設控制器的改造目標為保證控制器能夠支持以太網通訊、I0分布式控制、多站點與環形網絡的連接，此時相關工作人員需要以上述改造目標為基礎，完成設備選型與控制系統確定工作，然后結合當前電氣化、空間檢修條件等客觀因素對控制器進行合理配置改造優化。

圖1 埋刮板輸送機的外形結構示意圖

在實際優化改造的過程中，依據改造目標，為保證改造后的PLC能夠支持分布式I0控制方式，那么相關工作人員可以通過對原有PLC進行更換的方式滿足預期的改造優化需要。具體來說，首先，相較于同等規模的機電接觸式系統，西門子博途系列S 200PLC產品電氣接線與開關接點更少，出現故障的可能性更低，同時S 200PLC產品自帶硬件故障檢測工作與故障警報功能。因此，在控制器優化改造的過程中，可以用西門子博途系列S 200PLC產品替代原本的PLC系統。其次，為降低相關工作人員在工作過程中決策制定的科學性，相關工作人員在進行上位機優化工作時，選擇GE數字集團研發的Cimplici—ty11與Tracker軟件，為糧油加工企業的管理運營工作的順利進行提供助力。最后，由于控制器內的其他I0采集模塊主要以站點的形式存在，為保證控制器能夠正常完成生產任務的同時，進一步提升改造工作的質量，相關工作人員可以通過對電氣接入方式進行局部整改的方式，滿足控制器智能化改造的任務。在實際應用過程中，經過改造的埋刮板輸送機儀器儀表控制系統中的控制器操作方式更為可靠，不僅能夠切實滿足當前智能化預期生產控制要求，進一步提升埋刮板輸送機的有效生產效率，還能有效降低埋刮板輸送機的維護管理成本、減少維護操作人員的冗余勞動，為糧油加工企業生產成本的降低提供助力。此外，由于改造后的埋刮板輸送機儀器儀表控制系統控制器具備Web移動終端顯示功能，可以應用PC計算機通信為廠家提供與生產監控、報表統計等工作相關的數據，在提升廠家相應生產事故速率的同時，為企業后續生產運營活動的開展提供了有效的數據支持[3]。

4 結語

綜上所述，在新時期的發展背景下，為進一步推動戰略性新興產業的發展、加快傳統產業轉型升級的速度，在考慮到當前傳感器與智能儀器儀表技術發展情況的基礎上，對電子技術儀器儀表系統進行優化升級，進一步提升儀器儀表的可靠性與穩定性，已經成為提升儀器儀表生產企業市場競爭力的關鍵點之一。