徐平林 ,周筱俊,周文佳

（1.浙江外企德科人力資源服務(wù)有限公司,杭州 310007 ; 2.杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司,杭州 310000）

現(xiàn)階段，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及人民生活水平的逐步提高，市場(chǎng)對(duì)于工業(yè)發(fā)展提出了更高的要求。為提高工業(yè)生產(chǎn)效率，降低人員工作量，將計(jì)算機(jī)技術(shù)并入工業(yè)操作中，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)儀器的機(jī)械智能化控制，縮短了企業(yè)批量生產(chǎn)時(shí)間。

1 自動(dòng)化儀表工作原理

自動(dòng)化儀表與所控制設(shè)備連接，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備表面溫度、輸出流量、所受壓力等指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)超出限值的數(shù)據(jù)實(shí)行自動(dòng)判斷并進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。在機(jī)械自動(dòng)化控制中，自動(dòng)化儀表是顯示指標(biāo)數(shù)據(jù)的重要元件，利用該元件顯示機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中的指標(biāo)變化，將變化值自動(dòng)記錄于控制系統(tǒng)中，便于人工檢查使用。設(shè)備主控制系統(tǒng)將各自動(dòng)化儀表數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總分析處理，對(duì)各設(shè)備的數(shù)據(jù)觀測(cè)和計(jì)算分析，一旦設(shè)備出現(xiàn)異常現(xiàn)象，自動(dòng)化儀表能夠快速做出反應(yīng)，計(jì)算機(jī)只需分析異常數(shù)據(jù)即可快速找出問(wèn)題所在。

2 工業(yè)自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)技術(shù)研究

2.1 智能化

縱觀目前我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化儀表的發(fā)展態(tài)勢(shì)，不難看出工業(yè)自動(dòng)化儀表的核心是智能化。這種智能化主要反映在下面幾大新功能。從工控的角度上來(lái)說(shuō)，以前控制的算法知識(shí)由DCS或者調(diào)節(jié)器來(lái)完成計(jì)算，而現(xiàn)在只需一臺(tái)已將PID模塊植入的智能化的執(zhí)行器或變送器即可，就能同相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)儀表一起實(shí)現(xiàn)自主調(diào)節(jié)的目標(biāo)，從而提升整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

2.2 高精度化

因目前我國(guó)國(guó)家政策與法令對(duì)節(jié)能減排的要求與日提升，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于成品質(zhì)量的要求也在不斷提高，故提高測(cè)量?jī)x表與控制系統(tǒng)的精度已成大勢(shì)所趨。舉個(gè)例子，有貿(mào)易交換計(jì)量用途的科氏質(zhì)量流量計(jì)，其精度高達(dá)0.05%，一些氣體超聲波流量計(jì)的準(zhǔn)確度高達(dá)0.5%，而新一代的DCS也把這個(gè)當(dāng)成一項(xiàng)重要指標(biāo)。如今部分項(xiàng)目在招標(biāo)過(guò)程中，針對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的精度也作出了明確的規(guī)定。

2.3 無(wú)線化

作為一種有廣泛的發(fā)展前景的技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)得到飛快的發(fā)展與推廣利用。然而因過(guò)多的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制約，給其推廣應(yīng)用造成了很大的影響。舉個(gè)例子，第一代總線型的現(xiàn)場(chǎng)總線的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)多達(dá)10余種，再加上第二代的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)，它也許具備20余種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，而第三代總線的通信方案也在慢慢確立，各大跨國(guó)公司及相關(guān)組織均在確立各自的標(biāo)準(zhǔn)，僅在當(dāng)下和利時(shí)、艾默生、西門子等一些大公司都制定了各自的標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 開(kāi)放性

當(dāng)前我國(guó)愈來(lái)愈多的測(cè)控儀器采用以高性能微處理器為硬件系統(tǒng)核心、VxWork、Linux等嵌入式操作系統(tǒng)為系統(tǒng)軟件核心的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，在未來(lái)的發(fā)展時(shí)期計(jì)算機(jī)與儀器儀表的聯(lián)系會(huì)日益密切起來(lái)。Agilent公司認(rèn)為，在儀器儀表設(shè)備上應(yīng)包含計(jì)算機(jī)的全部接口，從而讓人感覺(jué)這種儀器的使用與操作電腦的方法差不多。依靠網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生特定功能的測(cè)控系統(tǒng)，可有助于多樣化智能化現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控設(shè)備的開(kāi)放式互聯(lián)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

2.5 網(wǎng)絡(luò)化

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具備促進(jìn)智能儀表的作用的充分發(fā)揮的作用，它是一種通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)字化通信技術(shù)讓自動(dòng)控制系統(tǒng)同現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備一起進(jìn)入工廠信息網(wǎng)絡(luò)，從而轉(zhuǎn)成企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)底層。相信在工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下，我國(guó)很快就會(huì)產(chǎn)生以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系為主要特性的新型自動(dòng)化儀表。

3 工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 設(shè)備總線控制技術(shù)

工業(yè)自動(dòng)化儀表控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，通過(guò)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制儀器相連接，使得分析儀表、生產(chǎn)設(shè)備、控制器、執(zhí)行器等整合為一個(gè)覆蓋范圍廣的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部多套設(shè)備的集中管理，避免了傳統(tǒng)生產(chǎn)中由于設(shè)備分布廣泛且復(fù)雜多變，造成管理上的困難。現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)也不僅僅依靠集中控制技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行操控，而是將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)總線連入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，并且能夠借助網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的快速分析計(jì)算等功能。

3.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

在當(dāng)前發(fā)展階段，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中已得到了運(yùn)用，它是以數(shù)字化通信技術(shù)的形式存在著的，在系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層中起到了關(guān)鍵的通信傳輸作用。伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用與智能儀表有關(guān)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化儀表將一步步依靠嵌入式的形式與通信網(wǎng)絡(luò)相融，如此不僅能提升網(wǎng)絡(luò)的透明化，還能促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化的完美結(jié)合。

3.3 分布式控制系統(tǒng)

目前，分布式控制系統(tǒng)在一步步引領(lǐng)設(shè)備智能化測(cè)控的控制手段的發(fā)展，基于集中式控制系統(tǒng)的發(fā)展，全面統(tǒng)籌兼顧了現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)以及現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)等，全面實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備參數(shù)的分級(jí)管理與靈活配置，把其優(yōu)越性發(fā)揮得淋漓盡致。

3.4 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

在測(cè)控儀器當(dāng)中，微處理核心硬件系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)核心軟件的運(yùn)用比較廣泛，其可促使計(jì)算機(jī)和儀器儀表間的數(shù)據(jù)傳輸和控制變得愈加緊密，儀表設(shè)備上的打印機(jī)接口、局域網(wǎng)絡(luò)接口、USB接口等愈能強(qiáng)化測(cè)控儀器的通用性。依靠和計(jì)算機(jī)相連，設(shè)備在操作過(guò)程愈加便捷，其操作流程與方法同計(jì)算機(jī)差不多，這更能讓智能化設(shè)備和控制設(shè)備的操作更具實(shí)用性和開(kāi)放性。

3.5 自動(dòng)化控制技術(shù)的運(yùn)用

自動(dòng)控制技術(shù)在現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中已變成了提高生產(chǎn)效率、降低操作誤差的重要方式，在企業(yè)生產(chǎn)和設(shè)備管理工作中應(yīng)用較為廣泛。目前，自動(dòng)化控制技術(shù)主要應(yīng)用于過(guò)程自動(dòng)化、機(jī)械自動(dòng)化和管理自動(dòng)化三個(gè)領(lǐng)域。在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中主要依靠過(guò)程自動(dòng)化和機(jī)械自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流線上設(shè)備操作的精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)加工環(huán)節(jié)運(yùn)行情況的直觀管理，在企業(yè)生產(chǎn)管理工作中廣泛應(yīng)用管理自動(dòng)化，應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)眾多設(shè)備的批量管理手段，提高管理工作效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展主要依靠先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)，因此，為促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的和諧社會(huì)，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，確保該技術(shù)在實(shí)際工作中不斷完善與發(fā)展。