工業(yè)自動化儀表與控制技術研究
時間:2022-05-29 04:14:18
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檢測儀表是指能夠檢出被測變量大小數(shù)值的儀表,可以是變送器、傳感器或是同時帶有檢測裝置和顯示裝置的儀表。變送器是通過檢測裝置檢出被測變量后,再把被測變量轉換成標準信號。標準信號是指信號的變化范圍上限和下限都是標準化取值。根據(jù)所測對象的不同,檢測儀表或變送器又可分為流量測量儀表,溫度測量儀表,物位測量儀表、溫度類變送器、壓力類變送器等。
顯示儀表是指用來顯示和記錄被測參數(shù)值,或者對生產(chǎn)中的異常狀態(tài)作出低報或高報,以提示操作人員隨時對生產(chǎn)過程進行監(jiān)督和判斷。顯示儀表的種類按照顯示方式進行劃分,可以分為數(shù)字式顯示儀表、模擬式顯示儀表、圖形顯示儀表三種。
調節(jié)儀表即控制儀表也叫調節(jié)器,是通過預設定控制程序來對被控變量進行自動控制的儀表,可以在閉環(huán)控制進行應用。根據(jù)控制作用不同來劃分,調節(jié)器可以分為微分類、比例積分類、比例積分微分類調節(jié)器等。
執(zhí)行器是用于終端控制的一個重要元件,它依據(jù)調節(jié)器給出的控制信號,在工業(yè)控制系統(tǒng)中,從正向通路中直接調節(jié)能量或物料的給定量,以實現(xiàn)溫度、壓力、流量、液位等工藝過程的參數(shù)調節(jié)。執(zhí)行器由執(zhí)行機構、調節(jié)機構兩部分組成。調節(jié)閥是工藝過程控制用得最多的,它是一種根據(jù)上位機給出的控制信號來調整管道管路的口徑,實現(xiàn)控制管道內流量的執(zhí)行器。
計算儀表用于對一個或多個輸入變量進行數(shù)學的各種運算。按輸入與輸出變量間的運算關系進行劃分,計算儀表可分為加法器類、乘法器類、開方器類等。設定值發(fā)生器是給定單元,它給調節(jié)類儀表一個以時間或其它變量為函數(shù)的信號,設定被控量的預設值。如果這個預設值隨著時間有規(guī)律的變化,應能達到用時間程序控制的目的。信號轉換器簡稱轉換器能夠將一種信號轉換成另一種信號(一般為標準信號)。例如,將電信號轉換成標準氣信號的轉換器稱為電一氣轉換器,反之則稱為氣一電轉換器。
工業(yè)儀表早期又稱為熱工儀表,在20世紀30年代中出現(xiàn),在化工業(yè)、石油煉制業(yè)、熱能動力業(yè)和冶金業(yè)等連續(xù)性的熱力方面的生產(chǎn)過程,主要有機械式、液動式兩種結構形式。這個時期的儀表體積頗大,主要用于實現(xiàn)最簡單的包括就地檢測、記錄和控制。30年代末至40年代初時期,氣動類儀表出現(xiàn),和壓力信號實現(xiàn)統(tǒng)一,接著帶遠程的發(fā)送器類儀表出現(xiàn)。這類儀表實現(xiàn)了在遠距離的二次類儀表上進行讀數(shù)重現(xiàn),把包括檢測、記錄和控制的一系列操作在中心控制室進行。到50年代,電氣機械類調節(jié)器、電子類電位差計、電動類動圈式毫伏計以及整套的電子管類調節(jié)儀表出現(xiàn)。到80年代,組裝電子類綜合控制裝置出現(xiàn),將工業(yè)儀表和現(xiàn)代化的自動控制系統(tǒng)有機結合在一起。工業(yè)儀表的快速發(fā)展促進著工業(yè)生產(chǎn)自動化不斷向前發(fā)展,工業(yè)儀表、現(xiàn)代自動化技術成為了工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的部份。
自動化控制技術
自動化控制技術是指在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等領域中,機械、電氣一體集成自動化控制的技術和理論。
1自動化控制原理自動化控制有半自動與全自動化,例如:機器、設備可以按照生產(chǎn)規(guī)劃,進行全自動化或半自動運轉;全自動化控制,人只需要作為全自動化控制的操作員,根據(jù)生產(chǎn)進度確定控制的要求和程序,不用直接參與生產(chǎn)過程;半自動化控制需要人力通過設施、設備、機械、儀器或手工參與生產(chǎn)過程。自動化控制技術廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等方面。采用自動化控制可以讓人從繁重的體力勞動、部分簡單的腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解脫,更能極大地提高勞動生產(chǎn)率,節(jié)省為力物力財力資源,為企業(yè)創(chuàng)造更多的財富。因此,自動化控制是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等現(xiàn)代化的重要條件和顯著標志。
2自動化控制的應用
過程自動化在石油煉制和化工生產(chǎn)企業(yè),采用自動化控制實現(xiàn)流體、粉體的化學處理過程。一般是由檢測儀表、調節(jié)器以及計算機三塊來組成整個過程控制的系統(tǒng),對加熱爐和精餾塔及整個工業(yè)生產(chǎn)流程實現(xiàn)最優(yōu)控制。反饋控制、前饋控制、最優(yōu)控制是最常用到的控制模式。
機械制造自動化機械、電氣與自動控制相結合便鑄就了機械制造自動化,主要在處理離散工件中應用。在最早期,機械制造自動化是非常簡單的自動生產(chǎn)線,只是采用機械或電氣器件的單機自動化。進入20世紀60年代以后,隨著計算機應用的廣泛普及,數(shù)控機床、機器人、加工中心、計算機輔助設計及制造、自動化倉庫等便隨之出現(xiàn)。用于適應多樣品種、較小批量生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)隨之產(chǎn)生。而自動化車間則是采用計算機和生產(chǎn)制造系統(tǒng)集成起來的的工廠自動化控制系統(tǒng),它是以柔性制造生產(chǎn)系統(tǒng)為基礎,同時在信息管理和生產(chǎn)管理中同步實現(xiàn)了自動化。
管理自動化對企業(yè)單位的人力資源、財力資源、物的資源以及生產(chǎn)和辦公的管理實現(xiàn)自動化控制,就是管理自動化。它是一門綜合性技術,是以信息處理為中心,并應用了電子計算機、通信系統(tǒng)與控制等學科。通常它需要采用多臺具有高速運行速度,并能處理大量信息能力的計算機以及各種終端共同組成的局部網(wǎng)絡?,F(xiàn)代管理自動化中,已在管理信息系統(tǒng)的基礎上研制出了決策支持系統(tǒng),可以為決策提供備選方案,成為高層管理人員的好助手。
結語
通過上面論述表明,自動化提高就等于生產(chǎn)力的提升,它在前期增大投資費用,但在后期長時間的正常運轉后,極大的實現(xiàn)能源的節(jié)約,人力的節(jié)省。它的特點明顯,取得的效益也會遠遠大于前期的投資。過程控制系統(tǒng)在我國各行各業(yè)已經(jīng)有了十分廣泛的應用,并且技術也在日趨成熟。隨著市場競爭的日益激烈,工業(yè)生產(chǎn)的質量和功能也在發(fā)展,生產(chǎn)工藝變得更為復雜,為滿足更高的要求,工業(yè)自動化儀表及自動化控制技術的作用將會越來越重要,終會成為現(xiàn)在企業(yè)中不可或缺的部份。
作者:秦海珊單位:廣西華銀鋁業(yè)有限公司