工業自動化儀表與自動化控制技術的應用探討

林軍華

（廣西北投化工規劃設計院有限公司，廣西 南寧 530003）

工業行業為了實現穩定發展，把自動化技術引入其中，尤其是在新形勢發展背景下，我國工業發展水平明顯升高，各種現代化技術得到了工業行業的認可和使用。現階段，信息技術發展水平提高，讓工業生產由之前的機械化逐漸朝著自動化趨勢邁進。我國工業行業全面推廣自動化生產模式。自動化技術和方法是推動工業行業由機械化生產朝著現代化轉型的重要因素，在當前市場競爭比較激烈的發展下，工業企業需要把更多的資源投放在工業生產中，以實現自身長遠發展。為了快速完成戰略發展目標，工業企業應認識到自動化技術和設備的應用價值，結合自身發展要求，合理應用，引導工業企業高質量發展。

1 工業自動化儀表與自動化控制技術的基本概述

1.1 工業自動化儀表

為了迎合時代發展要求，工業企業在開展生產業務時，把自動化技術應用其中，推廣自動化儀表設備，其可以對生產工藝中各項參數進行核查和記錄，是一個功能完整的工業儀表，這種工業儀表不僅可以在工業生產中起到輔助效果，也能做到遠程無人監測，確保員工不受時間、地點因素影響了解生產過程，有效提高工業自動化生產水平，保證工業生產的實效性。通常情況下，工業自動化儀表種類比較多樣，如檢測溫度、壓力等數據的設備，這些儀表設備不僅能夠實現數據檢測，也能真實展現出檢測結果，便于員工順利開展數據采集、整理和分析工作，促進工業生產效率和質量提升[1]。

1.2 自動化控制技術

眾所周知，當前自動化控制技術水平比較高，種類多樣，通常劃分為兩類，一個是全自動化，另一個是半自動化。在工業生產中，把自動化控制技術應用其中，能夠讓生產設備可以根據已經確定的生產方案自動作業，以促進生產水平提高，保證生產質量。其中，自動化指的是通過計算機技術、機械技術、電子技術等多種技術手段將產品生產的整個過程實現自動化，相關人員根據操作要求，只需對生產設備相關參數科學調整，無需人工干預，在保證生產質量與效率的同時，也能降低生產成本。現階段，自動化技術已經得到各行業認可和推廣，如工業生產行業、化工行業、食品行業等產業領域。半自動化控制技術主要是安排專業人員參與到生產過程中，對生產設備或者工藝參數進行人工參與，從而快速完成生產目標。過去我國主要采用的控制技術為半自動化控制技術，該技術雖然在一定程度上讓傳統人工生產模式發生改變，但是依然要求人員參與，實際效能有待提高；在將來，使用全自動化控制技術，能夠擺脫人為因素的束縛，讓生產過程實現全自動化，有效提高生產水平，為企業創造理想效益，促進工業行業自動化發展。

2 工業自動化儀表與自動化控制技術應用要點

2.1 智能化參數控制

在自動化理念下，通過使用自動化技術和設備，能夠為工業自動化生產提供支持，其中比較重要的內容在于儀表測量或者轉換出的相關參數，這是保證工業生產質量和安全的關鍵。在工業生產過程中，相關部門應保證儀表測量或轉換各項參數的完整性和準確性，從而實現數據信息的綜合分析，以提高工業生產水平，保證生產質量。自動化儀表和之前生產人工目測或者就地顯示儀表探測技術比較，通過整理智能化參數，能夠在一定程度上減少人為導致錯誤或者誤差的產生，有效提高生產水平，保證生產參數的準確性。除此之外，智能型自動化儀表具有明顯的抗干擾能力，不僅能夠保證數據信息的準確性，也能在短期內做到各項數據的有效傳遞，這對工業生產自動化發展具有現實意義[2]。

2.2 設備總線控制系統

把工業自動化儀表和控制技術應用其中，可以把生產設備與控制儀表相結合，使儀表、工業生產設備、控制技術形成一個整體，建立功能完善的控制系統，對生產過程中使用的設備進行動態管理，防止在工業生產中由于設備數量比較多而對生產管理產生負面影響。在社會深入改革過程中，把控制技術應用在工業生產中，無需通過集中控制技術實現各種工業生產設備的控制，而是通過把各個生產設備進行整合，之后和計算機系統連接，實現對各個生產系統的遠程控制，在大數據技術的作用下，完成各項生產數據的整理與分析，為生產方案調整提供數據參考。

2.3 現場總線技術

現場總線系統，指的是一種具備數字化、雙向化的通信系統，可以在計算機系統作用下對工業生產過程進行控制，減少生產問題發生，保證生產質量。不管是自動化儀表，還是自動化控制技術，都展現出全面性、實效性的特點，工業企業為了促進生產信息化水平提升，應該結合時代發展要求，合理使用現代化技術，將其應用價值全面發揮，快速完成企業生產管理目標。在具體操作中，主要內容有以下幾點：第一，通過對自動化體系和企業經營發展情況進行調查，科學設定戰略目標，引導企業深入挖掘自動化儀表和自動化控制技術應用價值，有效提高企業生產管理水平。第二，結合市場發展情況，給企業提供準確且完整的運營數據，并把現場總線技術應用其中，真正做到無縫連接，從而取得良好生產效果，滿足工業企業戰略發展要求。

2.4 集散控制技術

結合當前情況，在工業行業中，集散控制技術適合應用范疇比較廣，如生產車間、單元控制等方面，作為信息傳遞的集散控制技術，能夠結合自動化儀表運營情況，了解企業經營生產情況，找到其中常見問題，真正做到自動生產和手動生產的自由切換。例如，工業企業利用集散控制技術，對工業生產原材料設備參數進行調整，可以結合工業原材料生產中各個設備使用情況，通過對市場原材料生產情況的調查，給企業資金、設備、人力資源準備提供參考，有效提高工業企業生產水平，為工業企業創造最大的經濟效益[3]。

2.5 安全儀表系統

安全儀表系統，也就是人們常說的安全聯鎖系統，主要由兩部分組成，一個是報警系統，另一個是聯鎖系統，可以結合系統運行情況，動態監測與報警，減少問題發生。安全儀表系統對裝置提供人身保護、生態環境治理、設備安全保護等功能，在緊急情況下能快速、安全、準確地實現安全聯鎖和緊急停車，防止讓企業遭受嚴重的損失，保證企業自動化儀表和自動化技術應用效能。

3 工業自動化儀表與自動化控制技術的應用

3.1 自動儀表選擇

通常情況下，在使用自動化儀表時，要求將其安裝在整個操作系統中，因此在自動化儀表選擇方面，應該對其安裝現場情況進行調查，通過對安裝環境、控制功能、專業化水平綜合考慮，選擇適當的自動化儀表。總體來說，所選儀表設備具有現代化特點，適用性強，可以保證生產過程的高效性和安全性。現階段，工業行業中廣泛使用的儀表設備是有源測量儀器系統以及自動數據測量儀器系統，在實際操作中，容易受到各種因素影響，如專業電纜連接強度和電子部件環境電阻等。基于此，這種設備不可在惡劣的環境中使用。如果是高精度控制系統，應該在控制系統中安裝自主測量系統，其不但可以實現各種數據信息的采集與整理，也能對系統運行過程全面監控，結合系統指令要求，自動調節其運行模式和工作狀態，讓其更符合自動系統運行要求，實現各項數據的有效傳遞。

3.2 自動化儀表安裝

在自動化儀表實際設計與安裝環節中，相關人員應對整個系統運行特點綜合思考，與此同時，還要明確系統數據采集方法和儀表使用環境要求，重點思考適合的相關儀表和設備。如果是傳統的被動式測量儀表設備，需要把儀表安裝在對應設備中，形成一個整體，這種類型的儀表設計重點就是考慮其工作現場環境，選擇一些對環境有著一定耐受力和耐腐蝕性的儀表，以便于保證數據監測的有效性以及儀表的長期穩定性和可靠性。例如，對于某個液體管道流量檢測的儀表設備，在安裝的時候，要求將儀表的連接閥和對應管道充分結合，保證連接過程的緊密性，不會發生滲漏狀況，在連接完成以后，對設備采集的各項數據信息傳遞到數據分析平臺中，完成水壓測試工作，進一步了解管道運行情況[4]。但是在水壓測試中，一般會增加測試壓力，讓水壓保持在正常運行狀態，而管道中液體流動速度是1.5 倍，持續流動10min，之后對管道中液體壓力進行測量，如果管道中壓力明顯下降，則表示管道內部存在滲漏問題，密封性不強，應重點檢查儀表和管道法蘭連接位置，確定該位置是否存在滲漏點，之后對管道其他位置進行檢查，逐一排查，在找到問題以后及時處理。

3.3 智能跟蹤技術

在自動化儀表中，展現出的主要功能在于智能化監控，其能夠及時追蹤和記錄各項數據信息，實現各項信息的采集和匯總。在紅外傳感器的作用下，對設備運行過程進行監控，促進信息有效傳遞，實現相關問題處理。監控技術能夠讓生產設備自動控制水平明顯提高，減輕設備操作人員的工作壓力。

3.4 自動化技術框架設計

在自動化技術設計過程中，一般會根據生產要求，選擇合理的設計方案，設計方案重點思考工作環境、設備性能、生產精度要求等信息，由于這些因素會對自動化儀表運行質量和效果產生影響，所以在設計時要充分考慮各種因素，將儀表運行誤差控制在最小范疇內。鑒于當前人工智能技術發展水平比較高，通過合理選擇智能化工具。表是智能控制系統中實現信息采集和信號接收的主要設備，并且把數據和射頻識別進行結合，傳遞到對應平臺中。在數據傳遞到控制平臺后，其能夠進一步判斷控制范疇內出現異常狀況的數據，分析是否存在安全問題。通過建立數據分析模型，實現各項數據的優化分配[5]。在自動化技術作用下，將相關數據及時傳遞到自動控制系統中，數據值主要是根據系統相關參數傳遞到控制系統內，實現設備調整處理，滿足工業生產需求。

3.5 自動化系統控制模式

在自動化系統控制中，模型建設并非憑空想象，而是要根據控制實物整體情況優化設計，從實際入手，設計人員應對數據所在位置進行監測，結合監測結果獲取相關信息，并把信息反饋給管理平臺，實現各項數據信息的動態分析。自動監測系統是數據獲取的有效方法，和傳感器系統比較，控制儀表掌握的信息能夠在通信線纜作用下反饋到對應平臺，如單片機和數據控制平臺，這些均是通過自有獲取信息，之后將其反饋到被控制對象中，對獲取的數據綜合分析，這種模式被廣泛應用在主控平臺。如果是子控制平臺，一般會通過同期發送數據控制方案，將獲得的信號直接傳遞給被控制對象，前期采用的是RFID 芯片實現信號識別，信號識別以后傳遞到管理系統中，從而實現運行自主調節和控制，這種方式主要應用在自動化系統控制中，因為這種方式發生的錯誤率比較低，并且傳遞過程比較穩定，得到了廣泛應用。

3.6 自動化技術數據分析

在使用自動化技術技術進行數據分析時，主要是結合各個子系統工作要求，提前建立數據模型，之后通過專業分析，確定發布指令。在建立數據模型過程中，要求分析自動化儀表運行故障發生率、系統故障發生率等，通過自動化控制技術分析，在多個自動控制節點出現故障問題后，將會對整個系統產生影響，所以需要通過數學模型分析，精準計算風險發生率，對于風險發生因素，調整設備運行參數[6]。

4 結語

總而言之，在工業生產中，把自動化儀表和自動化控制技術應用其中，能夠有效提高工業生產水平，緩解相關人員工作壓力，為工業行業自動化發展奠定基礎。近幾年，科技水平越來越高，社會經濟發展水平提升，在工業生產中，為了取得良好生產效果，應把自動化技術和設備應用其中，并且在工業生產中占據重要位置。相關人員應對自動化儀表操作要求有深入了解，合理使用自動化控制技術，將其應用效能充分發揮，在提高工業生產水平和效率的同時，增強企業發展實力，推動我國工業行業可持續發展。