工業(yè)自動化儀表與自動化的控制技術(shù)-2019年文檔

工業(yè)自動化儀表與自動化的控制技術(shù)隨著科學技術(shù)的不斷進步，工業(yè)生產(chǎn)中的技術(shù)逐漸向智能化的方向轉(zhuǎn)變。近幾年，工業(yè)自動化儀表、自動化控制方法和自動化控制理論逐漸興起，為自動化生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中普及提供理論支持。隨著自動化技術(shù)在市場上得到廣泛的認可，工業(yè)自動化儀表和自動化控制技術(shù)也逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)的標志。自動化生產(chǎn)為企業(yè)實現(xiàn)高效、高安全、高產(chǎn)能和低能耗生產(chǎn)提供了可能。1工業(yè)自動化儀表1.1自動化儀表的工作原理自動化儀表的工作原理是利用力矩平衡、力平衡和電平衡等平衡知識為基礎。自動化儀表是利用感受部件將在生產(chǎn)現(xiàn)場測得的溫度、流量和壓力等數(shù)據(jù)利用變送器進行轉(zhuǎn)換，之后將電壓值、電流量值和機械量值放大，再同通過變送器將放大的量值發(fā)送給顯示元件，通過測量值與放大量值的對比，來使狀態(tài)平衡。自動化儀表的工作不需要人在現(xiàn)場進行記錄、測量和任務控制等操作，而是能夠自動進行數(shù)據(jù)收集和處理，并把得到的信息發(fā)送回終端，終端在接收數(shù)據(jù)之后會進行自動進行數(shù)據(jù)處理工作。1.2常見的自動化儀表的種類工業(yè)生產(chǎn)中所用到的儀表的種類有很多，其中按照測量的類型來分類，可以將儀表分為測量溫度儀表、測量壓力儀表、測量流量的儀表和測量物理位的儀表。如果按照儀表的功能來分類可以將儀表分為顯示類儀表、執(zhí)行器儀表、計算類儀表和調(diào)節(jié)類儀表等。顯示儀表又可以分為數(shù)字式顯示儀表、圖形式顯示儀表和模擬式顯示儀表。顯示儀表主要用來記錄和顯示被測的參數(shù)，并且在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)異常時，顯示儀表會自動報警，以提示工作人員對生產(chǎn)過程進行調(diào)試和維修。檢測儀表包括了溫度測量儀表、壓力測量儀表、物理測量儀表和流量測量儀表等。檢測儀表是檢測被測值進行大小檢驗的儀表。是具有傳感器或者變速器或者帶有顯示裝置的儀表。檢測裝置檢測出被測變量之后，再通過變送器等裝置將被測變量轉(zhuǎn)換為具有上限和下限的標準信號。執(zhí)行器是由調(diào)節(jié)機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)組成的，在終端的控制元件中占有重要的位置。執(zhí)行器根據(jù)調(diào)節(jié)器提供的控制信號控制設備運行，在工業(yè)生產(chǎn)的系統(tǒng)中，為了調(diào)節(jié)溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)，需從正向同路直接調(diào)節(jié)物料的給定量和節(jié)能量。在設定調(diào)節(jié)器的過程中還會用到設定值發(fā)生器。它是通過設定調(diào)節(jié)類儀表一個時間變量和其他變量之間的信號，然后將被測變量進行控制，當被測變量隨時間呈現(xiàn)規(guī)律性的變化時，就實現(xiàn)了時間控制程序的目的。在控制的過程中還會用到計算儀表，它主要是用來對一個或者對個變量進行數(shù)學運算的一種方法。2工業(yè)自動化控制技術(shù)2.1自動化控制技術(shù)的工作原理自動化控制可以根據(jù)人的參與程度分為全自動化技術(shù)和半自動化技術(shù)。其中全自動化生產(chǎn)過程中的機器、設備可以按照生產(chǎn)計劃進行全自動化或者半自動化運轉(zhuǎn)，工作人員只需根據(jù)生產(chǎn)進度制定控制要求并設定程序，不需要直接參與生產(chǎn)。半自動化控制則需要工作人員通過設備、機械、儀器等設施參與生產(chǎn)過程。自動化技術(shù)能夠使人力從繁重的體力勞動中解脫出來，從而提升了生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，所以自動化控制技術(shù)被廣泛用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和制造業(yè)等各個行業(yè)中。2.2自動化控制的應用自動化控制的應用可以分為過程自動化、機械制造自動化和管理自動化三個方面。其中，過程自動化是指在煉制石油和化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，采用自動化控制技術(shù)從而對粉體和流體的處理過程。過程自動化控制系統(tǒng)一般由檢測儀表、計算機和調(diào)節(jié)器組成，從而實現(xiàn)對加熱爐和精餾塔以及整個工業(yè)生產(chǎn)流程實現(xiàn)最優(yōu)的控制。機械制造自動化將自動控制技術(shù)與機械和電氣技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主要用于處理離散工件。最初，機械制造自動化只是簡單的自動生產(chǎn)線，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，機械制造自動化融入計算機技術(shù)，隨之產(chǎn)生了數(shù)控機床、機器人和自動化倉庫等新型機械制造自動化技術(shù)的應用。此外，也產(chǎn)生了能夠適應于多樣化、較小批量生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)。管理自動化是指對企業(yè)中的財力資源、人力資源、物料資源和生產(chǎn)辦公資源實現(xiàn)自動化控制的管理方式。管理自動化技術(shù)涵蓋多學科的技術(shù)和知識，包通信技術(shù)、電子計算機技術(shù)和控制技術(shù)等，它以信息處理為中心。以多臺能夠處理大量信息并具有高速運行速度的計算機作為支撐，并結(jié)合各種終端設備形成的局部網(wǎng)絡。管理自動化的實現(xiàn)將有效促進企業(yè)的辦公效率。此外，在管理自動化的基礎上研制決策支持系統(tǒng)，能夠為管理層提供科學的備選方案，為企業(yè)科學決策提供有力支持。2.3工業(yè)自動化技術(shù)中存在的問題近幾年，我國的工業(yè)自動化技術(shù)得到了快速的發(fā)展，同時也為我國生產(chǎn)力水平的提高做出了巨大的貢獻。但是，目前我國的自動化控制技術(shù)并不完善，還存在很多問題。首先，我國自動化儀表技術(shù)發(fā)展緩慢，主要表現(xiàn)在資金和市場兩個方面。一方面是由于一些用戶對自動化儀表的價格過于敏感，另一方面是由于當市場上出現(xiàn)儀表的替代品時，大部分用戶會選擇替代品；這使得新儀表的開發(fā)面臨阻礙，導致了我國自動化儀表控制技術(shù)仍處在初級階段。此外，在自動儀表的使用中也存在一些問題，第一，是自動化系統(tǒng)的信息安全問題；第二，是儀表能否可互操作問題；第三，自動化系統(tǒng)中程序與軟件的可靠性問題；第四，是系統(tǒng)故障時診斷信息可靠性問題。通過對自動化控制系統(tǒng)的分析，得出自動化儀表在使用中出現(xiàn)的問題大部分都是由于數(shù)字化和網(wǎng)絡化問題引起的，所以，采用自動化控制系統(tǒng)必須要完善數(shù)字化和網(wǎng)絡化技術(shù)，保證系統(tǒng)能夠有效使用