工业自动化仪表与自动化控制技术探讨

郭士杰

摘要：工业自动化仪表和自动化控制技术的应用越来越广泛，不仅给各领域的监测和操控带来了便捷，还提高了工业生产等环节的安全性和稳定性。本文将针对工业自动化仪表与自动化控制技术进行研究和探讨，希望能够为相关工作者提供参考。

关键词：自动化;仪表;控制技术

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）02-0011-02

1 工业自动化仪表概述

工业自动化仪表是一种能够在工业生产环节中对各类机械设备进行监测和显示的仪表，在对设备检测的过程中形成数据记录并能够通过自动化控制技术实现自动控制。有助于在工业生产中及时准确掌握生产工艺的全部过程，并结合数據变化进行调节，从而确保工业生产的顺利进行，发挥出降低生产损耗，提高生产质量和生产效率的重要作用[1]。

2 工业自动化仪表性能特点

工业自动化仪表是在科学技术不断发展基础上研发出来的，在逐渐发展的过程中，融入了微电脑技术，使工业自动化仪表从以往的庞大复杂的装置逐渐演变成结构精简、性能可靠的现代化工业仪表。

2.1 程序操控

工业自动化仪表在发展进程中，逐渐用软件编程取代了传统复杂的顺序操控，通过在工业仪表中增加软件设计，利用控制线路、定时系统以及各类功能模块实现自动控制，不仅提高了工业生产自动化程度，也使硬件设施变得更加简化，同时增加了自动化控制的灵敏度，是工业生产更加稳定。

2.2 记忆功能

工业自动化仪表通过时序电路和逻辑电路的配合使用，能够在工业生产的过程中对各类操作和数据进行采集和存储，实现对过程数据的记录功能，从这些自动化仪表的记录中，能够分析出工业机械的运行状态，为数据分析和工程追溯提供基础数据信息。

2.3 计算功能

工业自动化仪表具有较高精度的计算功能，这也是实现精准操控的基础功能。通过工业自动化仪表对数据的采集与设定的运行参数范围进行比较，进而形成自动判断，确定工业机械运行状态，实现自动化仪表的逻辑判断，在此技术上形成自动化控制。

2.4 数据处理

工业自动化仪表能够利用未处理器和相关软件等综合数据处理系统的数据分析、处理功能对相关数据进行监测和校正，达到数据的精准程度，不仅改变了传统人工进行分析的过程，提高工作效率，也为实现动态监测和数据分析提供了可能，进而实现工业生产自动化控制[2]。

3 工业自动化仪表的作用

工业自动化仪表的出现加快了工业自动化进程，不仅带来了生产效率的提高，实现对工业生产过程中的实时监测，也提高了工业生产的稳定性，给产品质量带来了保障。同时，工业制动化仪表能够替代人工进行数据检查和设备操控，降低了工业生产对人力资源的依赖，将地生产中的人工成本，也减少了人为操作带来的失误。

4 工业自动化仪表分类

4.1 温度仪表

工业生产的过程中，介质在生产的不同阶段会在设备和管道等不同部位产生温度的变化。温度仪表能够对工业生产中温度变化进行自动监测，常见的温度仪表包括双金属温度计、玻璃温度计和压力式温度计等，此外，在工业生产中温度开关、热电阻以及光学高温计和辐射高温计也被广泛应用。

4.2 压力仪表

压力仪表主要应用于压力检测和压差监测，根据压力仪表的工作原理，可以将其分成弹性压力计、液柱压力计和传感压力计等，另外还有测量精度较高的活塞式压力计等。在工业生产总，机械式压力仪表使用较为广泛，这种压力仪表所采用的弹性敏感元件具有良好的机械性能，在生产中使用也比较方便[3]。

4.3 流量仪表

流量仪表应用比较广泛，不仅应用与工业生产中，还广泛应用在环保工程，交通运输以及海洋气象观测等领域。我国在流量测量方面发展比较晚，早期的流量测量仪表主要依赖于国外进口，流量仪表包括玻璃流量计、靶式流量计、涡街流量计和质量流量计等。随着科技的不断发展，近年来研发出了超声波流量计等。

4.4 物位仪表

物位仪表主要应用于工业生产的材料控制中，对材料液面和粉状材料装载高度进行测量，通常又被成为料位计，根据对物料监测方法的不同，又可以氛围浮力式、直读式、回波反射式、重锤探测式等。物位仪表，将工业生产材料投放和产出量形成数据化，形成对生产材料的监测，成为自动化生产的基础数据来源。

4.5 成分分析仪表

根据成分分析仪应用的不同环节可以分成实验分析仪表和过程分析仪表，其中过程分析仪表能够实现连续的监测，将准确可靠的数据提供给操作者或自动控制系统，形成过程中的质量控制信息。这种仪表能够自动连续采集样本，实现监测前预处理和自动分析，通过远程传输等进行数据输送，在工业自动化生产中具有很高的应用价值。

4.6 机械量仪表

机械量仪表还广泛应用在轧钢、机械故障诊断等方面。机械量仪表利用了物质的几何量和力学量特性，对重力、质量、位移以及速度和机械振动等变量进行测量，并对测量数据加以记录从而实现有效控制。

5 工业自动化仪表控制技术

自动化控制技术具有较高的综合性，是通过自动控制系统实现控制任务的。自动化控制技术能够在无人操控的情况下，采用控制装置按照预定的程序对机械等进行控制，达到工业生产的预期。

5.1 嵌入式微控制器

嵌入式微控制器是基于计算机技术以及电子技术等向融合的基础上而形成的产物。嵌入式温控制器在微控制器的基础上，外加了专用电路和软件，形成了计算机应用系统，进而满足了工业生产对可靠性、功耗和体积等严格的要求，被普遍应用在制造业和汽车、船舶以及航空航天等领域，是具有广阔发展前景的现代技术。

5.2 可编程控制器

可编程控制器（PLC）是以计算机技术作为基础的控制装置，是为工业生产专门设计的数字操作系统。这种装置可以将编写的程序存储在存储器中，进行各种计算和顺序控制，并通过数据传输发出操作指令对各种工业设备进行操控。近年来，PLC技术在不断发展，应用十分广泛，已经应用到了生产和制造的各个领域。

5.3 变频器

变频器将变频技术和微电子技术相结合，对电机工作电源频率进行调解实现电力控制，变频器主要結构包括整流电路、直流中间电路、逆变电路以及控制电路。随着变频器生产和研发技术的不断提高，变频器将向着大容量、体积小、多功能和智能化发展，将逐渐适用于各种工业生产的需求。

5.4 触摸屏

触摸屏是随着计算机技术的发展而逐渐走向成熟的，被普遍应用到人机交互设备中。目前，触摸屏已经呈现出了多元化发展的态势，不仅应用到工业生产中作为主要的输入设备，还应用到了人们的生活中，成为时代发展的重要标志。

5.5 传感器技术

传感器是获取信息的重要方式，传感器与计算机技术和信息通信技术相结合促进了社会自动化和智能化发展。利用传感器能够工业生产中的实时状态进行监测，形成动态信息并进行准确传递，具有性能稳定、数据可靠的优势，被广泛应用在各种测量领域中。

6 结语

工业自动化仪表与自动化控制技术改变了传统工业的生产模式，融入了现代科技元素，不但提高了工业生产的标准化和自动化程度，还降低了生产成本，提高了工业生产效率。加强工业自动化仪表与自动化控制技术应用将促进企业竞争力的提高，推动社会的进步。

参考文献

[1] 王庆国.工业自动化仪表与自动化控制技术[J].装饰装修天地，2017（10）：277.

[2] 李端瑜，甘利刚，高鹏程.工业自动化仪表与自动化控制技术论述[J].通讯世界， 2017（2）：274.

[3] 陈国栋.工业自动化仪表与自动化控制技术探讨[J].科技创新与应用，2017（3）：154.

Discussion on Industrial Automation Instrument and Automation Control Technology

GUO Shi-jie

（Tianjin Wuqing District Construction and Development Center， Tianjin  301700）

Abstract：The application of industrial automation instrumentation and automation control technology is becoming more and more widespread， which not only brings convenience to monitoring and control in various fields， but also improves the safety and stability of industrial production and other links. This article will research and discuss industrial automation instrumentation and automation control technology， hoping to provide reference for related workers.

Key words：automation;instrument;control technology