智能自動(dòng)化儀表在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和發(fā)展

林前前

（中國石油大慶石化公司化肥廠，黑龍江大慶 163000）

0 引言

“十三五”期間，各行業(yè)的發(fā)展迫切需要裝備，快速提高生產(chǎn)力。在這種形勢(shì)下，智能自動(dòng)化儀表的出現(xiàn)順應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展。任何一個(gè)行業(yè)都會(huì)根據(jù)自身發(fā)展需要進(jìn)行技術(shù)改造，使用科學(xué)技術(shù)促進(jìn)生產(chǎn)力的解放。目前，工業(yè)生產(chǎn)越來越多地使用智能自動(dòng)化儀表設(shè)備。因此，在這個(gè)技術(shù)變革的時(shí)代，我們要對(duì)智能自動(dòng)化儀表做進(jìn)一步的研究。

1 智能自動(dòng)化儀表綜述

（1）智能自動(dòng)化儀表。早期智能自動(dòng)化儀表主要應(yīng)用于石油冶煉、熱能、冶金和化工等熱力行業(yè)。20 世紀(jì)50 年代后期，電動(dòng)式儀表主要利用各種電子儀器控制工業(yè)儀表。80 年代，智能自動(dòng)化儀表通過控制器將自動(dòng)化技術(shù)與工業(yè)儀表設(shè)備相結(jié)合，然后通過組裝的電子設(shè)備進(jìn)行集成控制。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化工業(yè)儀表主要采用接口通信、微處理器等與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的自動(dòng)化。為此，采用嵌入式軟件對(duì)內(nèi)部自動(dòng)儀表進(jìn)行處理，輸入信號(hào)為非線性，這種實(shí)時(shí)補(bǔ)償控制方式成為以后的重要研究方式（圖1）。

圖1 智能儀表1

（2）智能自動(dòng)化儀表的特點(diǎn)：①智能工具通常配備一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，能夠進(jìn)行某種計(jì)算和處理，以及數(shù)據(jù)處理；②高精度儀器的精度通常分為0.1、0.2、0.5、1.0和1.5。精度越低表示精確度越高，誤差越小。例如，變送器的精度可以達(dá)到0.075%。

（3）高性能診斷功能。在工業(yè)發(fā)展中，很容易由于一些不當(dāng)操作引起故障，智能儀器的自診斷功能可以解決這一問題。它減少了人們發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和分析錯(cuò)誤的時(shí)間（圖2）。

圖2 智能儀表2

2 智能自動(dòng)化儀表的應(yīng)用

（1）智能自動(dòng)化儀表應(yīng)用在獲取信息方面。自動(dòng)化儀表在工業(yè)應(yīng)用中的發(fā)展主要是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)。由網(wǎng)絡(luò)采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，以及校正和零位補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化模式。中國的工業(yè)化進(jìn)程比其他國家慢，智能自動(dòng)化儀表對(duì)信息的獲取能更加的全面和便捷，提高了工業(yè)生產(chǎn)的利用率，減少勞動(dòng)力（圖3）。

圖3 智能儀表應(yīng)用1

（2）微處理器芯片具有較強(qiáng)的處理能力，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)已轉(zhuǎn)化為自動(dòng)化儀器驅(qū)動(dòng)。此外，也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過程并發(fā)出信號(hào)，幫助工人解決問題。能夠及時(shí)處理和分析誤差，避免工業(yè)生產(chǎn)過程中的許多問題。系統(tǒng)建模應(yīng)采用智能自動(dòng)測量裝置，通過通信接口收集數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并進(jìn)行直觀分析數(shù)據(jù)（圖4）。

圖4 智能儀表應(yīng)用2

（3）智能技術(shù)可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，在智能化技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，人們對(duì)智能化的需求越來越高，國家也大力推行產(chǎn)業(yè)的智能化。國家大力發(fā)展智能產(chǎn)業(yè)，人們對(duì)智能的需求越來越大。由于當(dāng)前階段對(duì)技術(shù)的研究還不是很成熟，生產(chǎn)技術(shù)中需要的操作只能借助人工來進(jìn)行，智能化更多的是應(yīng)用于動(dòng)態(tài)加工過程。智能化技術(shù)如果能充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)規(guī)律，智能化制造將達(dá)到另一高度（圖5）。

圖5 智能儀表應(yīng)用3

3 智能自動(dòng)化儀表的發(fā)展趨勢(shì)

（1）自動(dòng)化程度高。目前，大多數(shù)自動(dòng)化設(shè)備都使用集成電路、微處理器和與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的接口通信技術(shù)。結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行操作，對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行非線性處理，不僅可以追溯錯(cuò)誤，而且可以在線控制生產(chǎn)。潛在問題可以提前反饋，及時(shí)解決。

（2）簡單控制。隨著自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，簡單控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)就凸顯出來。它是一種可以使智能化儀表與現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高度集中、開放、安全、雙向的系統(tǒng)。

（3）網(wǎng)絡(luò)控制。該系統(tǒng)由自動(dòng)化儀表和無線網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)化工控制系統(tǒng)。同時(shí)，自動(dòng)化儀表與無線網(wǎng)絡(luò)所形成的系統(tǒng)能夠在化工行業(yè)形成一套控制系統(tǒng)。

4 結(jié)論

自動(dòng)化儀表已滲透到每一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)面，智能化儀表控制生產(chǎn)、邏輯運(yùn)算、實(shí)時(shí)測控與在線測控，讓智能化信息交流更為迅速。目前，我國的智能化儀表還處于發(fā)展中，當(dāng)務(wù)之急是要緊跟時(shí)代步伐，研究出適合國情的自動(dòng)化儀表。同時(shí)，要勇于面對(duì)自動(dòng)化儀表智能化的挑戰(zhàn)，積極應(yīng)對(duì)。