《工业自动化仪表和自动化控制技术的应用》
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摘 要：工业生产中,当前已经开始广泛采用自动化控制技术,完成对于各类设计标准的遵守工作,其中自动化仪表发挥了重要作用.本文研究了工业自动化仪表和自动化控制技术的核心理念和运行特点,分析了这两个工作技术的融合方法,让工业企业的自动化体系能够具备更高的智能性,此外考虑了自动化控制中的数据平台建设形势,实现对于所有工作项目和工作内容的同时管理.
关键词：工业自动化仪表;自动化控制技术;系统建设
中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1671-2064（2020）03-0000-00
0引言
工业自动化仪表经过多年的发展,其已经从原有的被动式数据测量和提交系统转变为主动式的数据测量体系,就实际的作用效果上来看,这一发展思路和发展理念能够更好地和当前建成的自动化控制系统协同运行.此外在自动化技术的使用过程,也要根据该企业的本身特点和在自动化系统升级和建设方面投入的资源合理选择,以提高该系统的运行水平.
1工业自动化仪表和自动化技术的特点
1.1工业自动化仪表特点
工业自动化仪表的特点有两种,一种是针对传统的被动式测量仪表,其在运行过程中根据仪表所处的位置和相关功能,通过对其测量到数据的处理和传递,将这些信息及时性地传递给自动控制系统,以分析当前整个工业化生产运行体系中存在的故障和安全隐患[1].另一种是当前的主动测量仪表,其在运行过程中会通过对于电力设施的合理装配,分析电力系统的使用标准等方法,完成对于各类控制信号的调节、工作模式的分析等功能,从而让该控制仪表可以在后续运行中处于最为高效便捷的运行状态.可以说工业自动化测量儀表是对于各类数据的获取装置,也是对于整个生产过程的控制信号获取和工况自主调整体系.
1.2自动化技术特点
自动化系统的特点分析,可以发现当前已经从原有的单一性以及较高误差管理特点,转变成多线程性性以及高精精度性控制特点.对于主动性控制系统,其当前的作用形式是,一方面采用人工神经网络系统以及人工智能化系统,替代传统的PLC控制系统.就实际的作用效果上来看,新建成的自动控制系统可以同时处理大量的数据,并且总结当前整个系统中存在的缺陷,你完成对于整个系统的合理调整工作.而对于精确性大幅提高的控制和分析系统,需要完成的工作是通过对于各类数据的整理与研究,找到可以针对不同控制区域和系统的调整和优化方案,并研究对于相关工作指标的制定和整理方法,有效提高当前这一系统的实际运行水平,之后发出相应的控制指令,从而让整个系统的运行质量提高.
2工业自动化仪表与自动化控制技术的使用思路
2.1自动化仪表的选择
自动仪表的选择,要根据其运行区域的相关环境特点以及专业化的工作任务,落实专业化的选型工作.对于运行环境较为恶劣,同时无法完成各项专业化工作指标的区域,需要使用的仪表都要考虑其运行的稳定性和环境抵抗能力.对于当前的主动控制仪表和自动化数据测量仪表来说,其在运行过程中会受到多种条件的桎梏,比如专业化线缆的连接强度、相关电子元件的环境抵抗能力等,所以不适合用于环境较为恶劣的空间.而对于需要处于高精度控制状态的系统,运行体系中需要采用这一类型的自动化仪表,其一方面可以完成对各类数据的测量工作,一方面可以根据建成的控制平台,根据相应的控制指令自主化调节自身的运行工况.
2.2自动化技术框架搭建
对于自动化技术的框架建设过程来说,要选择最为清晰合理的设计方案,同时考虑到工业系统对于生产指标和生产构件精度方面的要求,以从中选择误差最小的控制方案,并且该控制方案要具有极高的稳定性.本文认为现有的人工智能技术已经较为完善,可以考虑将该技术纳入到自动化技术的建设框架之内,在具体的搭建过程中,由于已经合理选择了专业化的现代仪表,所以可以把这类仪表视作整个控制平台中的信号获取装置,该装置与RFID技术连接,向控制平台传输数据时,其中包括各类仪表的位置信息和仪表本身测量的信号信息,这两个信息传递给数据分析平台之后,可以总结该区域是否存在缺陷,或者该区域出现安全事故时对于整个控制系统造成的负面影响,借助已经建成的数据分析模型,把相关的控制信号传递该仪表或者其余的控制开关,之后完成对于各类生产参数的自主化调节工作[2].如在某系统的运行过程中,发现液体传输管道中的液体流速为10m/s,虽然在当前的运行过程中,该数值未能造成实质性的系统故障,但是长期处于这一流速状态下会对管道造成不可逆的损伤,则该仪表将这一测量参数传递给分析平台之后,该平台把相应的控制指令传输给整条管道上的专业化被控设备中,而该设备可以完成对于管道中液体流速的合理控制,防止出现严重安全问题.
2.3自动化技术数据分析
自动化技术的数据分析,要根据不同的子系统以及运行状况建成不同的数学模型,之后通过对于专业化素质的计算与整理,分析是否需要发出相应的控制指令.比如某数据控制模型为“A等于ax+by+z（a+b）”,其含义是,A为某节点发生故障的几率,a是导致大范围故障的权重,x为发生几率,b和y的概念同理,而通过后续的研究,认为当这两个节点同时失效,则会对整个系统造成进一步的损害,所以最终建成的这一模型,该计算公式只是出现风险的严重程度,而对于风险的发生几率,则需要和当前整个控制系统中各个设备和系统的运行参数进行直接管理,最终确定了不同风险的风险水平.当所有获取后的信号带入到整个计算公式中,发现风险的发生机率高于50%时,则需要做好对于整个节点的控制工作,需要通过调节上游和下游相关设备运行工况的方法,让该设施能够处于安全稳定的运行状态.
3工业自动化艺术与自动化控制技术的使用方法
3.1自动化仪表的装配
自动化仪表的装配要根据仪表本身特点完成选择工作,对于传统的被动式测量仪表,其在运行过程中只需要将仪表与相关设施进行直接连接即可,通常情况下,这类仪表本身具有极高的环境抵抗能力,可以让这一系统的运行稳定度提高.比如对于某管道流速的测量仪表,其装配过程要把仪表的连接法兰和相关管道进行高强度的连接,而连接之后,把该装置纳入到数据的分析平台之内,并且做好水压的测试工作,可以将整个管道的水压设置为正常运行状态下的1.5倍,并且在十分钟之后测量管道内部的液体压力,当发现压力下降幅度过高时,可确定当前整个管道中存在渗漏问题,检查重点是该仪表和管道的连接法兰处,发现连接处无渗漏点之后才可将检查重点分配到管道本身.
3.2自动化系统的设计
自动化系统的设计过程,要根据选用的控制理论完成专业化的分析工作,从实际的作用效果上来看,自动化系统的设计项目包括相关数学模型的建立和使用、专业化控制模型的输入、专业化控制线缆的搭建,要求所有建设和设计信息都要被纳入到后续的管理系统之内,以提高这一系统的实际运行水平.此外在后续的管理过程,也要研究RFID技术是否能够和这一控制平台进行关联,并且分析选取芯片的运行质量,并做好专业化的数据库编程工作,从而让所有的控制信号都能够有序传导.为了能够提高针对安全问题的处理速度,也要建成人工控制系统,所以在具体的建设过程中也要装配人机交互界面,让所有的工作人员都能够在第一时间发现问题并解决问题.比如在某工业企业的自动化控制系统运行过程,装配的所有仪表都和RFID控制芯片连接,其发送的数据信号对数据分析平台研究之后,把这些信号都纳入到了具体的数据研究模型之内,比如对上文中提及的控制模型,运行过程要将这些信息进行集中化处理,并分析与该装置之间关联的各个被控对象,之后把数据库中的区位性信息,和RFID编程信息之间直接连接,把这一连接信号传递给正确的被控对象内,让其做出相关的调整动作.
3.3自动化系统的数据模块
自动化系统的数据模块建设工作,通常情况下为了降低整个数据平台的工作压力,会采用多个不同的机制完成相应的工作和管理项目,其中最为主要的辅助性设置模块是单片机结构,在该装置的建设中,通常情况下只需要完成较为简单化的任务.比如对于相关信息的对比、仪表传回信号的位置识别等.比如某单片机中设置的程序目的是,检测当前某管道中液体的压力,当发现压力数值超出标准之后,则要把该信号传递给数据连接平台,由平台经过后续的处理工作确定是否需要做出相关的调整,并确定调整方式.其编写的数据对比程序是,设定一个标准值X,而通过仪表获取的管道压力值为Y,而后续完成各类信号对比工作,若X大于Y时,则该单片机不向外发送相应的数据指令,反之则是发送相应的脉冲信号,而在专业化的数据分析平台内,要把这些号纳入到具体的核算体系,核算过程当发现该管道的压力保持状态下能够引发一系列重大安全问题时,则要把获取的控制信息同时传递给多个被控对象,由这些被控对象完成协同性的数据处理工作,而当发现只通过改换一个设备的运行工况即可解决故障,则只需要发出单一性的控制指令.
3.4自动化系统的控制模式
自动化控制模式的建设过程,主要是从系统建设实物的角度出发,实现对于各类数据的管理和运营,无论对于何种自动控制系统,其运行的标准都是数据获取装置、数据管理平台和数据的分析系统.
对于数据获取平台来说,常见的有当前研发的各类自动化仪表以及其余类型的传感器,控制仪表获取的数据指令可以通过通信线缆直接传递给数据平台,比如单片机以及数据控制平台,而该平台经过相关数学模型的加入以及自动控制系统的建设,可以研究该数据当前是否处于安全状态,而控制指令的发送,则要能够被相应的被控对象接纳,该过程中采用的通信系统依靠数据平台自主完成信号传递工作,之后将其传递给被控对象,这些数据的分析方法通常适用于主控平台.而对于子控制平台来说,其在接收到相关控制信号之后,可以采用同时期的数据发送方案,将该信号直接连接给可能被接收的所有被控对象,而其中控制信号的前缀部分是RFID芯片可以识别的指令,当该数据指令和该线路中的相关被控对象处于同时可被识别状态时,则可以把被控信号传递给后续的管理系统,由该系统做好运行工况的自主调整.就实际的工作状态上来看,该方法可以降低整个控制系统的运行难度和占用空间比,提高对于各类控制指令的传输效率.
4结论
综上所述,工业自动化仪表一方面可以完全对于各类参数的有序测量工作,另一方面可以作为一种被控对象使用,自动控制控制系统的建设过程,可以把自动化仪表视作传感器,之后通过对于数据平台的建设以及获取数据的分析来发出相应的控制指令,并且对整个系统中的各个控制对象详细分析,从中得到不同的控制方案,以提高整个系统的运行稳定性和安全性.
参考文献
[1]王帅.自动化仪表与自动化控制技术的应用[J].化工设计通讯,2019,45（7）：96-97.
[2]陈国锋.工业自动化仪表和自动化控制技术探讨[J].科技创新导报,2019,16（19）：5-6.
收稿日期：2020-01-06
作者簡介：刘振兴（1987—）,男,青海格尔木人,本科,工程师,研究方向：工业生产中自动化仪表的应用及升级改造、自动化控制系统（DCS/PLC）的研究应用.
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