洛陽(yáng)雙瑞萬(wàn)基鈦業(yè)有限公司 王麗娟 黃燕峰 王少鵬 薛東曉

社會(huì)經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)儀表和自動(dòng)化控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。伴隨著應(yīng)用需求的增加，自動(dòng)化技術(shù)人員需要對(duì)相關(guān)要求進(jìn)行分析，進(jìn)一步提高工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制運(yùn)行質(zhì)量，使其在具體實(shí)踐應(yīng)用中達(dá)到預(yù)期的要求。

自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。從管理來(lái)看，自動(dòng)化控制和儀表自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)建立相應(yīng)的控制體系。對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制性和可操作性很強(qiáng)，因此必須有相應(yīng)的技術(shù)能力，掌握自動(dòng)化原理，結(jié)合不同工業(yè)化類型進(jìn)行，實(shí)施有針對(duì)性的自動(dòng)化控制技術(shù)。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)投入生產(chǎn)。主動(dòng)數(shù)據(jù)測(cè)量對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行編程，進(jìn)行測(cè)量并自動(dòng)傳輸?shù)较到y(tǒng)，提高了系統(tǒng)的整體運(yùn)行功能，更好地協(xié)調(diào)生產(chǎn)過(guò)程，避免數(shù)據(jù)發(fā)生缺口，便于分析異常和跟蹤。

1 工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制概述

自動(dòng)化儀表在工業(yè)運(yùn)行中起著重要的作用，在工業(yè)發(fā)展中，需要測(cè)量的數(shù)據(jù)由自動(dòng)化設(shè)備補(bǔ)充，獲得與工業(yè)設(shè)備相關(guān)的工業(yè)參數(shù)。自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程處理和數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)使用可以有效提高生產(chǎn)效率。自動(dòng)化種類很多，大致可以分為測(cè)試、展示和調(diào)整儀器。檢測(cè)儀器主要用于生產(chǎn)中，檢測(cè)溫度或流量等變化。顯示儀器用于顯示檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，以便工作人員了解設(shè)備問(wèn)題，及時(shí)排除設(shè)備運(yùn)行中的故障。調(diào)整儀器由預(yù)編程序控制，在生產(chǎn)中調(diào)節(jié)生產(chǎn)效率，同時(shí)還能提高生產(chǎn)效率。結(jié)合控制和信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)檢查生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)，根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整和控制，有效地提高整個(gè)生產(chǎn)效率，有助于相關(guān)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的持續(xù)改進(jìn)。目前，自動(dòng)控制大多是半智能的，很多還需要人員來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修正，以此來(lái)保證工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。這在一定程度上影響了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，造成了人力資源的浪費(fèi)。因此，對(duì)于未來(lái)工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展目標(biāo)是向智能化發(fā)展。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全自動(dòng)化，提高工業(yè)生產(chǎn)效率和安全性。

2 工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制特點(diǎn)

2.1 工業(yè)自動(dòng)化儀表特點(diǎn)

基于工業(yè)自動(dòng)化儀表測(cè)量分為傳統(tǒng)被動(dòng)測(cè)量和當(dāng)今應(yīng)用廣泛的主動(dòng)測(cè)量。傳統(tǒng)的被動(dòng)測(cè)量?jī)x表是根據(jù)測(cè)量要求，在相應(yīng)位置建立必要的裝置。通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)整個(gè)操作在問(wèn)題、故障或安全數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。主動(dòng)測(cè)量的特點(diǎn)是可以根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和預(yù)先制定的計(jì)劃測(cè)量數(shù)據(jù)，用它來(lái)分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)。在安裝自動(dòng)化系統(tǒng)前，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)施的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)使用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，使系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行報(bào)警功能。以及對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)整和分析，使控制器在運(yùn)行中處于高效的工作狀態(tài)。自動(dòng)化儀表是獲取整個(gè)生產(chǎn)控制信號(hào)和整合數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，以及生產(chǎn)管理系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

2.2 自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)

隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)逐漸提高，已發(fā)展成為多線程和高精度的功能，可以測(cè)量多個(gè)運(yùn)行信息，同時(shí)測(cè)量精度也得到了提高，基于傳統(tǒng)控制技術(shù)誤差相對(duì)減少。主動(dòng)測(cè)量控制系統(tǒng)采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)。使用新控制系統(tǒng)，通過(guò)過(guò)程效果分析表明，系統(tǒng)應(yīng)用具有一定的廣泛性。自動(dòng)化控制系統(tǒng)同時(shí)處理大量數(shù)據(jù)，并借助程序檢查問(wèn)題，分析系統(tǒng)運(yùn)行缺陷。得到問(wèn)題的原因和改進(jìn)措施，然后根據(jù)要求配置系統(tǒng)。對(duì)于精度提高的控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的收集和檢索，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，減少了數(shù)據(jù)分析誤差。如果要繼續(xù)提高數(shù)據(jù)精度，需要研究系統(tǒng)性能指標(biāo)，制定計(jì)劃組織，提高整個(gè)控制系統(tǒng)性能，從而改進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化控制體系運(yùn)行效率。

3 自動(dòng)化儀表和控制技術(shù)的應(yīng)用作用

使用自動(dòng)化儀表的目標(biāo)是提高工業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)效率。在一定程度上可以節(jié)省人工成本，在生產(chǎn)中更高效安全。在自動(dòng)化儀表使用中，工作人員將主導(dǎo)地位轉(zhuǎn)變?yōu)橹淼匚?，工作人員可以利用機(jī)械自動(dòng)化技能，避免出現(xiàn)人工失誤。自動(dòng)化還可以確保工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的安全性和可靠性。自動(dòng)化儀表使用提高了業(yè)務(wù)運(yùn)作效率，減少了實(shí)際的生產(chǎn)工時(shí)消耗，為企業(yè)節(jié)省了財(cái)力和人力資源。智能化工藝流程越來(lái)越完善，在此背景下，對(duì)智能技術(shù)越來(lái)越嚴(yán)格，自動(dòng)化技術(shù)也是時(shí)代發(fā)展的新技術(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)使用效果，可以為企業(yè)帶來(lái)更大經(jīng)濟(jì)效益。

4 電氣自動(dòng)化儀表與控制技術(shù)

4.1 自動(dòng)化儀表的選擇

自動(dòng)化儀表安裝在操作系統(tǒng)中，在選擇儀表時(shí)，確保適應(yīng)環(huán)境要求，在控制系統(tǒng)中發(fā)揮良好的作用以及專業(yè)化要求。在條件惡劣的安裝環(huán)境，可能會(huì)存在安裝后運(yùn)行穩(wěn)定性差，如果系統(tǒng)能夠穩(wěn)定采集數(shù)據(jù)，并提供測(cè)量數(shù)據(jù)，必須選擇穩(wěn)定性好和能適應(yīng)環(huán)境的儀表，確保所選擇的儀表對(duì)惡劣環(huán)境條件具有更高的耐受性。對(duì)于廣泛使用的主動(dòng)測(cè)量?jī)x表和數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)，其受到多種因素的限制，例如電子元件的環(huán)境耐受性。因此，對(duì)于高精度控制的系統(tǒng)，系統(tǒng)需要自主的測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以獨(dú)立完成數(shù)據(jù)的采集，可以根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的指令，設(shè)置運(yùn)行狀態(tài)并以適應(yīng)自動(dòng)化系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定準(zhǔn)確。提高自動(dòng)化儀表質(zhì)量，確保儀表安裝質(zhì)量要高，同時(shí)還要確保維護(hù)質(zhì)量要高。及時(shí)了解儀表運(yùn)行中存在的錯(cuò)誤，有目的地解決錯(cuò)誤，及時(shí)解決運(yùn)行故障和其他問(wèn)題，確保安全穩(wěn)定運(yùn)行?？梢酝ㄟ^(guò)多種方式提高應(yīng)用質(zhì)量，提高操作員的操作規(guī)程，減少違規(guī)操作數(shù)量，同時(shí)要編寫標(biāo)準(zhǔn)化手冊(cè)和相關(guān)要求工作等。定期進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化控制問(wèn)題，按照型號(hào)對(duì)儀表進(jìn)行檢查。在管理上加強(qiáng)自動(dòng)化質(zhì)量，保證儀表的實(shí)施質(zhì)量。在采購(gòu)中，要加強(qiáng)對(duì)質(zhì)量的評(píng)估，然后選擇符合安裝環(huán)境要求的儀表。在安裝調(diào)試中，對(duì)儀表進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整，以保證促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 智能跟蹤技術(shù)

智能監(jiān)控是自動(dòng)化儀表代表性的功能之一，可以實(shí)時(shí)跟蹤、記錄信息，完成運(yùn)行信息的收集和匯總。借助紅外傳感器實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備的檢測(cè)和信息傳輸。當(dāng)儀表打開(kāi)時(shí)，傳感器會(huì)發(fā)出紅外探測(cè)信號(hào)。當(dāng)?shù)竭_(dá)接收端時(shí)，將信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)，執(zhí)行監(jiān)控任務(wù)。在信號(hào)傳輸中，如果信號(hào)傳輸被擋住，單片機(jī)會(huì)無(wú)法完成信號(hào)接收而停止工作，并向基站發(fā)出報(bào)警信號(hào)。基于對(duì)信號(hào)的操作，完成相關(guān)問(wèn)題的驗(yàn)證和處理。監(jiān)控技術(shù)的使用，提高了自動(dòng)化控制質(zhì)量，減輕了操作人員的負(fù)擔(dān)。

4.3 自動(dòng)控制和保護(hù)功能

設(shè)備在運(yùn)行中，標(biāo)稱電壓都比較高，如果在運(yùn)行中處理不當(dāng)容易造成事故。由于電流開(kāi)關(guān)量較大，系統(tǒng)必須起到保護(hù)作用，使主開(kāi)關(guān)和系統(tǒng)控制更安全。系統(tǒng)可以完善任務(wù)的優(yōu)化配置，進(jìn)而保證科學(xué)傳播，提高業(yè)務(wù)運(yùn)作完成效率。如果設(shè)備出現(xiàn)故障，控制系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)故障，并按照要求執(zhí)行設(shè)定的保護(hù)動(dòng)作，防止事故的發(fā)生。自動(dòng)化系統(tǒng)的更新高于其他系統(tǒng)，需要加大控制技術(shù)研發(fā)，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的控制技術(shù)，以滿足控制要求，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性能力。

4.4 自動(dòng)化技術(shù)框架

在進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇最合理的方案，設(shè)計(jì)方案要考慮所處環(huán)境、性能、精度要求和生產(chǎn)細(xì)節(jié)等，這些都是自動(dòng)化儀表與控制影響因素，確保儀表有最小的誤差?；诂F(xiàn)代化人工智能技術(shù)的完備，將人工智能技術(shù)納入自動(dòng)化技術(shù)，選擇智能工具。儀表是智能控制系統(tǒng)中收集數(shù)據(jù)和接收信號(hào)的裝置，結(jié)合RFID射頻識(shí)別，將數(shù)據(jù)傳輸至平臺(tái)。數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破脚_(tái)，可以判斷控制區(qū)域異常數(shù)據(jù)，是否有問(wèn)題，是否存在安全問(wèn)題。借助創(chuàng)建的數(shù)據(jù)分析模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的配置。通過(guò)系統(tǒng)將此數(shù)據(jù)傳輸至自動(dòng)化控制系統(tǒng)，根據(jù)在系統(tǒng)中的工藝參數(shù)將數(shù)據(jù)值傳輸至被控設(shè)備，設(shè)備進(jìn)行合理的調(diào)整，確保符合生產(chǎn)要求[1]。

4.5 數(shù)據(jù)分析自動(dòng)化技術(shù)

在分析自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)子系統(tǒng)要求，建立數(shù)學(xué)模型，借助專業(yè)的分析來(lái)確定是否要進(jìn)行排序。數(shù)據(jù)模型時(shí)應(yīng)考慮特定控制點(diǎn)發(fā)生故障的概率，引起大規(guī)模故障的概率和程度。經(jīng)過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的研究，多個(gè)自動(dòng)化部件同時(shí)發(fā)生故障會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成更大的破壞，因此采用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重性和概率，需要綜合考慮運(yùn)行狀況、系統(tǒng)穩(wěn)定性、運(yùn)行參數(shù)的合理性和偏差的可能性，確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。當(dāng)接收信號(hào)都縮小且風(fēng)險(xiǎn)概率超過(guò)50%時(shí)，對(duì)整個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，確保生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

5 加強(qiáng)自動(dòng)化應(yīng)用的措施

5.1 自動(dòng)化儀表裝配質(zhì)量控制

在安裝自動(dòng)化儀表中，需要分析系統(tǒng)性能特點(diǎn)、收集數(shù)據(jù)的方法和環(huán)境要求等，這些都將對(duì)儀表設(shè)計(jì)和安裝有較大的影響。綜合考慮自動(dòng)化儀表。對(duì)于傳統(tǒng)的儀表，只需要將設(shè)備連接好即可。但是對(duì)于自動(dòng)化儀表，受其所在工作環(huán)境的影響，應(yīng)根據(jù)環(huán)境腐蝕性液體的耐受性進(jìn)行合理的分析，增加數(shù)據(jù)監(jiān)控的穩(wěn)定性。對(duì)于安裝液體管道流量監(jiān)測(cè)裝置，連接法蘭應(yīng)與高強(qiáng)度管道連接，以保證連接的嚴(yán)密性。對(duì)于設(shè)備收集的數(shù)據(jù)，信息錄入到數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。對(duì)于水壓測(cè)試，會(huì)增加測(cè)試壓力。將水壓設(shè)置為正常狀態(tài)，比液體流速快1.5倍，以便在連續(xù)流動(dòng)后，測(cè)量液體中的水壓。如果管道壓力下降過(guò)低，說(shuō)明管道存在泄漏，密封性差。檢查儀表和管道的法蘭連接，檢查其他部分，確保沒(méi)有泄漏，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就需要立刻修復(fù)?？傊_保自動(dòng)化儀表使用不會(huì)對(duì)管道及其他工業(yè)設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生不利影響或安全隱患。

5.2 自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)要考慮到整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的控制理論，對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_(tái)，如何下達(dá)指令和設(shè)置參數(shù)，這需要專業(yè)的分析。從實(shí)際效果來(lái)看，自動(dòng)化系統(tǒng)包括安裝和使用數(shù)學(xué)模型、控制專用模型的安裝調(diào)試、控制設(shè)計(jì)等。要求所有的設(shè)計(jì)信息都包含在管理系統(tǒng)中，以提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)整體的運(yùn)行性能。此外，對(duì)于完成自動(dòng)化系統(tǒng)并不意味著所有工作就完成了，還要注意使用和管理，考察技術(shù)能否很好地應(yīng)用關(guān)聯(lián)。分析系統(tǒng)的控制平臺(tái)和芯片質(zhì)量。做好數(shù)據(jù)編程，使所有數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行反應(yīng)采集，并傳輸至管理系統(tǒng)。確保系統(tǒng)按照通用編程評(píng)估和自整定獲取數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建正確的運(yùn)行數(shù)據(jù)。依靠編程系統(tǒng)控制，以及手動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)提高處理速度起著重要的作用。

5.3 自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)模塊

在構(gòu)建數(shù)據(jù)模塊時(shí)，將整個(gè)系統(tǒng)劃分為較小的系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)都安裝單獨(dú)的數(shù)據(jù)模塊，以便每個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)。將這些模塊集成，以完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集和分析，可以降低了系統(tǒng)數(shù)據(jù)運(yùn)行壓力。工業(yè)企業(yè)使用的配置模塊是單片機(jī)結(jié)構(gòu)，單片機(jī)主要用于完成數(shù)據(jù)采集，通常執(zhí)行簡(jiǎn)單的任務(wù)。對(duì)于一些特定的單片機(jī)設(shè)定要求是確定管道流體壓力，當(dāng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，將數(shù)據(jù)傳輸至分析平臺(tái)。壓力值在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)時(shí)，不傳輸信號(hào)。將標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)值和管道內(nèi)讀取內(nèi)流體壓力值進(jìn)行比較，完成進(jìn)一步的比對(duì)工作。對(duì)于數(shù)據(jù)分析平臺(tái)來(lái)說(shuō)，信號(hào)必須在數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中采集。系統(tǒng)需要有完整的核算程序，對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算后，確認(rèn)安全問(wèn)題。如果對(duì)系統(tǒng)安全造成影響，信號(hào)被傳送到控制單元進(jìn)行協(xié)調(diào)處理。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文闡述了工業(yè)自動(dòng)化儀表與控制技術(shù)的概念及其特點(diǎn)，分析了在實(shí)際生產(chǎn)中的作用，并提出了技術(shù)應(yīng)用和實(shí)施措施。在工業(yè)生產(chǎn)中，智能技術(shù)已成為大勢(shì)所趨，不僅保證了工業(yè)生產(chǎn)的智能化和安全性，通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，全面提高了工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量。為工業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)行控制節(jié)省時(shí)間和成本，同時(shí)確保了生產(chǎn)的安全性，解決了傳統(tǒng)人工控制存在的人為差錯(cuò)，為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。由于自動(dòng)化儀表與控制技術(shù)的精確工作流程，相關(guān)的操作人員必須具備儀表自動(dòng)化和控制技術(shù)方面的知識(shí)技能。工業(yè)生產(chǎn)要想實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)控制，必須投入大量的設(shè)備和成本。當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)達(dá)到全自動(dòng)化后，將會(huì)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也能夠促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。