李莉

[摘? ? 要]目前，我國(guó)自動(dòng)化儀表設(shè)備的技術(shù)水平正在提高，在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用效率也在逐步提高。在數(shù)字化、智能化發(fā)展的趨勢(shì)下，現(xiàn)有的工藝流程和工藝裝備已經(jīng)逐漸不適應(yīng)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展要求，為應(yīng)用自動(dòng)化控制和管理提供了良好的技術(shù)。與傳統(tǒng)的儀表自動(dòng)裝置系統(tǒng)相比，具有精度高、性能穩(wěn)定、可靠性高等特點(diǎn)。該系統(tǒng)技術(shù)的正確應(yīng)用，不僅可以改善生產(chǎn)和管理，還可以降低各種成本。為我國(guó)各領(lǐng)域的長(zhǎng)期發(fā)展提供技術(shù)支持，賺取更多收入。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)化儀表;控制系統(tǒng);技術(shù)探討

[中圖分類號(hào)]TH86 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]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(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)要介紹

1.1 自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)

自動(dòng)儀表控制系統(tǒng)是設(shè)備的神經(jīng)中樞，負(fù)責(zé)檢查設(shè)備的工作情況，并可以作為確定設(shè)備基本技術(shù)參數(shù)的指南。自動(dòng)化設(shè)備主要由幾個(gè)自動(dòng)化部件、自動(dòng)化功能非常完備的技術(shù)單元組成。它們通常同時(shí)提供多種功能，如測(cè)量和檢測(cè)、指示、控制和自動(dòng)警報(bào)。

1.2 自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)特征

隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和信息時(shí)代的到來，包括數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)在內(nèi)的自動(dòng)化設(shè)備越來越自動(dòng)化。作為工業(yè)自動(dòng)化的先決條件，控制設(shè)備和系統(tǒng)的開發(fā)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(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展，中國(guó)裝備自控設(shè)備系統(tǒng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

1.3 自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)技術(shù)的功能作用

1.3.1 信息計(jì)算與處理功能

自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)中，都會(huì)安裝微型計(jì)算機(jī)，主要用于增加機(jī)器自動(dòng)控制系統(tǒng)的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)處理能力，幫助自動(dòng)控制系統(tǒng)高效地進(jìn)行工作。傳統(tǒng)的儀器控制系統(tǒng)僅將信息和數(shù)據(jù)記錄為文本，但自動(dòng)儀器控制系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)可視化，如將指定時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)顯示為圖像，這樣能夠更加生動(dòng)形象且精準(zhǔn)地展現(xiàn)出設(shè)備每一個(gè)階段的運(yùn)行狀況。

1.3.2 存儲(chǔ)功能

傳統(tǒng)的儀表制造控制系統(tǒng)要求技術(shù)人員在實(shí)際執(zhí)行測(cè)量任務(wù)期間最初記錄某些測(cè)量數(shù)據(jù)，以便準(zhǔn)確反映所使用儀器的具體情況。即便傳統(tǒng)形式的儀表已經(jīng)運(yùn)用了邏輯電路，但它們?nèi)匀挥幸恍┫拗?。例如，只能及時(shí)確定儀表在特定時(shí)間點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)，無法實(shí)時(shí)反映當(dāng)前狀態(tài)。設(shè)備檢查非常簡(jiǎn)單，增加了工作量并引入了人工數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)誤。自動(dòng)化設(shè)備控制技術(shù)可用于實(shí)時(shí)監(jiān)控儀器性能，并將經(jīng)過驗(yàn)證的信息和數(shù)據(jù)記錄在后臺(tái)處理器中，這些信息和數(shù)據(jù)可由后臺(tái)的儀表師單獨(dú)處理，根據(jù)公司的具體需要制作。這個(gè)時(shí)期在整個(gè)運(yùn)行中都有自己的存儲(chǔ)功能，稱為信息數(shù)據(jù)，作為測(cè)量功能和功能高效開發(fā)的基礎(chǔ)。

1.3.3 可拓展功能

自動(dòng)化儀器控制系統(tǒng)功能齊全，需要安裝硬件兼容的應(yīng)用軟件來執(zhí)行數(shù)字處理。由于應(yīng)用軟件本身具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，不需要安裝控制系統(tǒng)的任何外部硬件設(shè)備，而是軟件工程師會(huì)根據(jù)控制系統(tǒng)的具體要求自動(dòng)更新軟件、設(shè)備的功能。此外，自動(dòng)化設(shè)備控制系統(tǒng)具有強(qiáng)大的可視化能力，有助于簡(jiǎn)化軟件開發(fā)，是提高自動(dòng)化設(shè)備效率的重要支撐。

2 自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)技術(shù)

2.1 傳感技術(shù)

設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)采用傳感器技術(shù)，提高了設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)的特定響應(yīng)速度。在設(shè)備控制系統(tǒng)的傳統(tǒng)調(diào)整方式中，傳感器主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)許多物料進(jìn)行調(diào)整，如非線性進(jìn)度延遲，解決了許多自動(dòng)化設(shè)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(biāo)準(zhǔn)，如選擇和制造先進(jìn)的材料和設(shè)備，使換能器創(chuàng)造出穩(wěn)健而實(shí)用的應(yīng)用功能。在有效使用新傳感器后，我們可以集成自動(dòng)設(shè)備控制系統(tǒng)并提供相應(yīng)的技術(shù)支持。

2.2 智能化技術(shù)

自動(dòng)化家電系統(tǒng)的智能顯示有望觸發(fā)多項(xiàng)新功能。傳統(tǒng)的機(jī)器自動(dòng)控制算法只能在控制系統(tǒng)或分布式控制器中工作，而實(shí)現(xiàn)了機(jī)器自動(dòng)控制系統(tǒng)的電梯或智能變送器。智能PID控制模塊可讓獨(dú)立配置相關(guān)設(shè)備，還可以提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性。

2.3 智能化調(diào)節(jié)器的應(yīng)用

對(duì)于PLC，微處理器更為重要。在我國(guó)科技發(fā)展水平普遍提高的背景下，微處理器技術(shù)水平不斷提高，設(shè)備的調(diào)節(jié)器正逐步向智能化方向發(fā)展。自動(dòng)化控制系統(tǒng)的操作模式很大程度上取決于數(shù)字操作模式。要指向系統(tǒng)控制器，需要開始改進(jìn)計(jì)算機(jī)的能力和系統(tǒng)本身的數(shù)字處理能力。引入各種程序信號(hào)的格式，提高自動(dòng)機(jī)器控制系統(tǒng)的效率和透明度。在此背景下，有必要在自動(dòng)化系統(tǒng)中集成智能控制器，使自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)發(fā)揮作用。

2.4 高精度化

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，對(duì)控制系統(tǒng)和儀表的節(jié)能減排戰(zhàn)略舉措的開發(fā)和實(shí)施也提出了更高的要求。另外，在一些大型項(xiàng)目建設(shè)前，應(yīng)填寫設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)申請(qǐng)表，以保證設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。在大型項(xiàng)目中可以使用僅需要精度的精度級(jí)別。

2.5 可編程控制器的應(yīng)用

隨著社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)的不斷變化，自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)也要逐步向高度集成化方向發(fā)展，這就要對(duì)可編程控制器進(jìn)行應(yīng)用，以此來集成硬件和軟件，也可以用軟件來替換一部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的邏輯電路硬件。然而，這略微增加了復(fù)雜邏輯的硬件成本。但是，如果程序運(yùn)行正常，更換硬件可能會(huì)解決問題。它不僅可以優(yōu)化復(fù)雜的設(shè)備控制程序，還可以自動(dòng)、全面地執(zhí)行儀器控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破鞯氖褂迷试S通過更新軟件來擴(kuò)展儀器的功能，同時(shí)有效地改進(jìn)儀器的自動(dòng)化系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)監(jiān)控器的準(zhǔn)確性以滿足儀器要求。

2.6 無線化

現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)是一種主要用于控制設(shè)備之間的數(shù)字通信和業(yè)務(wù)計(jì)量的網(wǎng)絡(luò)。它專門從事通信、傳感器和各種控制和監(jiān)控設(shè)備的管理，這個(gè)過程可以稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。現(xiàn)場(chǎng)總線是一項(xiàng)潛力巨大的技術(shù)，被認(rèn)為在企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但是，由于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，數(shù)量眾多，在現(xiàn)場(chǎng)總線廣告過程中受到一定的限制。因此，必須為現(xiàn)場(chǎng)總線迅速制定一套統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

3 自動(dòng)化儀表的維護(hù)

3.1 保證儀表選型合理

在現(xiàn)代自動(dòng)化儀表的制造過程中，自動(dòng)化儀表工藝和設(shè)備的管理過程變得越來越復(fù)雜。而自動(dòng)化設(shè)備作為生產(chǎn)設(shè)施之一，需要執(zhí)行各種功能，也需要將數(shù)據(jù)集中在各種工序和設(shè)施中。因此，要想做好自動(dòng)化設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作，合理選擇自動(dòng)化設(shè)備就顯得尤為重要。

（1）需要相關(guān)人員能夠了解各類自動(dòng)化設(shè)備的制造工藝、測(cè)量能力和工作細(xì)節(jié)。這為后期自動(dòng)化設(shè)備的選擇奠定了良好的基礎(chǔ)。

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

（3）需要相關(guān)人員對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行良好評(píng)估，在保證掌握各類設(shè)備的技術(shù)原理、規(guī)格和操作工作的基礎(chǔ)上來選擇自動(dòng)化設(shè)備，通過這種方式可以準(zhǔn)確提高自動(dòng)化設(shè)備的安全性、實(shí)用性、耐用性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)，這對(duì)于后期設(shè)備的高效使用來說，是一個(gè)非常重要的前提。

3.2 做好正確的安裝防護(hù)

如果沒有對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行正確的安裝和保護(hù)措施和管理，就會(huì)直接影響自動(dòng)化設(shè)備的功能、效率和后續(xù)維護(hù)的質(zhì)量，這要求在設(shè)備的安裝過程，必須保證安裝人員的專業(yè)素質(zhì)和能力，也需要保證所有步驟和安裝過程都必須嚴(yán)格按照安裝說明書和安裝程序進(jìn)行，只有這樣才能保證設(shè)備的高效安裝，也能讓安裝人員在安裝過程中正確識(shí)別到自動(dòng)化設(shè)備存在的問題，并加以解決。除此之外，對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的維護(hù)也非常重要，這要求相關(guān)人員能夠及時(shí)對(duì)設(shè)備的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于存在質(zhì)量問題的設(shè)備，檢測(cè)人員需要將問題及時(shí)反饋，進(jìn)而確保自動(dòng)化儀器設(shè)備能夠符合安裝需求。

3.3 制定科學(xué)合理的使用和維護(hù)制度

在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中使用自動(dòng)化設(shè)備是一個(gè)復(fù)雜的過程。雖然我國(guó)在自動(dòng)化儀表方面的科學(xué)論證大大增加了自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)用性和壽命。但是如果從根據(jù)工廠設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況和設(shè)備的使用情況來說，還是需要相關(guān)人員能夠制定科學(xué)、可接受的操作要求，對(duì)操作和維護(hù)設(shè)備的員工進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，進(jìn)而加強(qiáng)自動(dòng)化儀器的高效管理。在這方面，對(duì)于設(shè)備管理人員來說，需要保證能夠正確操作自動(dòng)化儀表，維護(hù)人員需要及時(shí)對(duì)自動(dòng)化儀表進(jìn)行合理的維護(hù)和更換，避免因個(gè)人操作錯(cuò)誤或者維護(hù)不恰當(dāng)而對(duì)儀表造成不必要的損壞。當(dāng)然，除了科學(xué)和合理使用自動(dòng)化設(shè)備外，還需要額外的監(jiān)控和維護(hù)系統(tǒng)來根據(jù)使用環(huán)境、使用期限、使用頻率和使用條件設(shè)計(jì)科學(xué)的、可接受的管理體系，進(jìn)而促進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備在實(shí)踐生產(chǎn)過程中的高效運(yùn)行。

4 自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

4.1 分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

分布式控制系統(tǒng)是在中央控制系統(tǒng)的一致設(shè)計(jì)和開發(fā)基礎(chǔ)上的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它本質(zhì)上是一個(gè)以通信網(wǎng)絡(luò)為通信通道，由控制層和過程監(jiān)控層組成的系統(tǒng)。它包括最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)、最新的通信技術(shù)、最新的圖形顯示技術(shù)和4C技術(shù)等最新的控制技術(shù)。指導(dǎo)思想是集中作業(yè)和分散控制，作業(yè)層次集中控制，靈活配置。中國(guó)的DCS系統(tǒng)長(zhǎng)期以來一直用于大型超臨界熱電偶的控制系統(tǒng)。

4.2 智能化控制系統(tǒng)

智能機(jī)器控制系統(tǒng)主要利用機(jī)器智能來代替人工，這也是中國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的具體愿景。智能設(shè)備包括多種形式的先進(jìn)技術(shù)，可提高系統(tǒng)的靈活性和可用性。自動(dòng)控制裝置的智能化功能主要體現(xiàn)在各種形式的先進(jìn)技術(shù)上，如集成電路或大規(guī)模集成電路、接口通信技術(shù)、集成軟件應(yīng)用的微假肢技術(shù)等。利用內(nèi)部運(yùn)算對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行非線性處理后，調(diào)整各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)，達(dá)到診斷、優(yōu)化系統(tǒng)及其穩(wěn)定的目的。

4.3 開放性控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

現(xiàn)代儀器儀表和控制設(shè)備越來越多地使用嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核軟件和使用機(jī)載系統(tǒng)的高質(zhì)量微處理器內(nèi)核系統(tǒng)。設(shè)備與計(jì)算機(jī)的關(guān)系將更加緊密，認(rèn)為所有相關(guān)儀器，如儀器和儀表都需要具有多個(gè)接口的完整計(jì)算機(jī)接口。打印連接、USB LAN 等測(cè)量結(jié)果應(yīng)存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備上。通過USB接口的移動(dòng)硬盤，這就像使用這個(gè)設(shè)備來啟動(dòng)你的電腦。接口完成后可以將各種測(cè)控設(shè)備或相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備添加到站點(diǎn)中。以上位機(jī)過程控制系統(tǒng)為支撐，利用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建具有特定功能的測(cè)控系統(tǒng)，提供各種智能工具與檢測(cè)測(cè)量之間的開放式通訊。

4.4 網(wǎng)絡(luò)式控制系統(tǒng)

現(xiàn)代社會(huì)，我國(guó)不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的覆蓋面非常廣，信息的交流為其奠定了基礎(chǔ)。通過在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)中引入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和智能測(cè)控技術(shù)復(fù)雜結(jié)合，形成真正的信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)可以執(zhí)行各種功能和功能，提高生產(chǎn)效率。工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品管理，在這種發(fā)展趨勢(shì)下，有助于實(shí)現(xiàn)人的辦公自動(dòng)化與產(chǎn)品自動(dòng)化的有效結(jié)合，更方便高效的數(shù)據(jù)分發(fā)和處理。

4.5 自動(dòng)化儀表的總線化發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主要是過程控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)單元。同時(shí)，該領(lǐng)域的設(shè)備主要由連接的探測(cè)器、互聯(lián)網(wǎng)分析儀、發(fā)射器和執(zhí)行器組成。盡管此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線更常用，但開發(fā)集中式和分布式測(cè)試系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單。因此，一維一控?zé)o法滿足大型、復(fù)雜、遠(yuǎn)程項(xiàng)目的需求。在這種情況下，需要主動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)可以訪問您站點(diǎn)上所有設(shè)備數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)，這就是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷。

5 結(jié)束語

隨著科技進(jìn)步的廣泛性和信息化水平，傳統(tǒng)的測(cè)量格式已不能滿足中國(guó)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需求。提高產(chǎn)品使用效率，需要提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)的技術(shù)水平，優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用結(jié)構(gòu)。同時(shí)需要不斷完善自控系統(tǒng)的技術(shù)功能，降低成本，提高智能化生產(chǎn)質(zhì)量。

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