工业电气自动化仪器仪表的控制分析

摘要绪论1.1论文的选题意义及应用背景目前我国工业发展中重中之重、首要任务仍是怎样能够进一步提高国内的工业电气自动化的整体水平。到目前为止我国的工业电气自动化正处于发展的黄金窗口期，发展速度之迅猛，正在追赶发达国家。由于西方国家发展较早且大型跨国公司实力雄厚，所以与其相比之下我们的实力仍处于比较落后。电气自动化非常重要的要求就是如何控制和使用好仪器仪表，让其发挥真正的监控作用更好的为我们服务，减轻人们的工作压力，提高工作效率。自动化仪表对于现代工业发展来说有着重大的意义，自动化仪表的快速发展标志着现代化工业的进步。对于工业的效率提升、质量的控制以及产值的保证有着极大的推动作用。1.2国内外研究现状分析国外的一些公司在自动化仪器仪表方面，它们在产品精度、智能化、数字化上面源源不断的投入大量的人力物力创新研发，所以他们的控制系统处于世界领先的地位。在一些过程控制类仪表中，例如压力、流量、液位、温度等，外形设计和电路研发制造，适应工业控制要求保证寿命周期内达到误差范围的测量精度，如何降低成本等不停的投入资金和人员。追求极致的控制体验，适应苛刻的工况环境。实现智能化少不了人机对话，国外凭借着先进的工艺和制造技术，使得设备智能化，通讯网络化。温度、压力、流量等仪表的监控都有自己成熟的人机对话平台，实现智能化控制。凭借数倍于竞争对手的客户满意度评价，这些公司在客户服务方面也居于世界领先地位。改革开放以来随着我们经济水平的不断提高，工业自动化发展程度逐渐凸显，自动化程度也越来越高，对仪器仪表的需求和要求与日俱增。中国的仪器仪表发展呈现出百花齐放的趋势。九纯健公司一直在温度领域研究全程冷链监控，致力于疫苗全程监控，食品全程监控，编写人机对话软件，研究智能化监测平台，并且取得一定市场认可。鸿瑞辰星公司结合美国派利斯技术不断研究创新终于突破技术壁垒在压缩机测振动行业得到广大客户一致认可，人机对话平台在状态监测上面凭借智能，全面，可靠的智能化控制，为客户提供了更好的控制体验。深圳特安不甘落后聘请德国高端技术人员重资本投入致力打造国内的罗斯蒙特，要让压力测量摆脱依靠进口产品的制约，让国人有自己的可靠产品，先进的人机对话平台将车间各个设备的压力数据实时收集起来，通过对比，分析等不仅清晰明了的将数据体现在人们的面前，还能分析出最优控制方案。这些公司结合市场发展趋势大力投入资金研发在人机对话上面，受国外高精尖技术冲击影响，结合国内情况，从硬件到软件，从显示到cpu核心部件，以及操作系统都有自己的另一种体现形式。相信在国内快速发展的浪潮下，国外先进技术冲击影响下，我国的仪器仪表控制会紧追先进技术，发展的越来越好。1.3论文的主要工作内容我国各行各业的发展迅速，而在发展的过程中，电气自动化的优势逐渐显现出来，而且它的应用范围也越来越广泛。而现代化电气的优势发挥，也更加需要技术的有效支撑和维护。随着时代的进步，电气自动化仪器仪表控制技术也逐渐被应用到工业自动化的革新和发展当中，而且随着工业自动化水平的不断提高，仪器仪表最为末端感知神经也备受重视。作为神经末梢被整合到了信息网络和电子技术时代不可或缺的一环。它对生产效率得到了有效提升，人们双手解放下来完成更多的工作有着积极的促进作用。从而仪器仪表技术的应用更深层次的提高，向着现代化方向发展和智能化方向迈进提供了强大的推动作用。对于工业自动化的发展来讲，它的主要任务和目标是促进相关电气活动的有效开展，而作为相关应用单位来讲，要保障各项技术措施的科学运用，进而保证生产效率的整体提升，从而为社会的发展提供源源不断的动力。电气仪器仪表技术电气仪器仪表在工业生产上面应用较为广泛，可以有效的提升生产效率控制产品质量，其着不可替代的作用。电气仪器仪表是对电子计算机技术应用的一种技术手段，通过控制相关生产参数实现工业自动化生产。自动化仪表在发展过程中，相关功能得到了完善，体现出多样化、具体化、数字化等特点。工业自动化发展过程中如何提高仪表的控制效果，使电气仪表发挥出更大的潜能是必须关注的重点之一。一般来说，电气仪器仪表在应用过程中，涉及的技术手段主要有以下几种：2.1系统集成技术所谓系统集成就是通过线缆和计算机软件技术，将各个独立的单一的硬件系统连接到一起，通过软件计算机技术将各个功能罗列在一起，是得成为一个强大的整体，实现高效便捷合理的管理，从而使得工业系统更加完善，能够完成各项复杂的工作，为人们服务。作为一种新兴的服务方式，系统集成技术是近年来发展趋势最强的行业，有不可估量的前景。对于工业环境要求的产品选型搭配的控制集成，要达到的目标是不但能够很好地适应现场需要而且还能够达到整体性能最优。也就是说所有的元器件传感器等硬件设备和软件合在一起后不但能工作，而且具有成本低廉、效率较高、性能稳定、可扩充性和方便维护的优势。自动化技术的应用领域不仅仅是工业，还有其他行业。自动化是我们生活质量提高的保证，更是企业经营效益的保证。技术是工业生产的保障，如果工业没有技术，企业就难以发展，整个行业也难以向前发展。因此，自动化系统集成技术绝对不能处于落后状态。自动化系统集成控制设备运行，保证设备运行的规范性。在工业行业中，设备运行必须要达到规范性，否则会影响工业的发展，因此自动化技术占据重要作用，大大的提升了设备运行的效率和安全性能，促进企业更好的发展。

2.2传感技术随着信息时代的来临，时代发展大潮澎湃，信息技术也面临更大的挑战，所以科学技术的进步也必将促进信息技术的革命发展。传感技术、通讯技术，计算技术组成现代信息技术。缺少其中任意一个环节都无法完成工作。在工业自动化中信息技术有着举足轻重的作用，信号采集、传输，处理缺一不可。而传感技术即信号采集更是重中之重，好比人体的感官神经，是实现自动化的最前端基础。21世纪人类的生活发生了翻天覆地的变化，国家经济条件不断提高，科学技术水平不断更新，传感技术已经渗透到生活的各个领域当中。作为末梢感知神经在很多领域代替人们检测到各种参数，传感器在工业生产、智能交通领域、军事航天应用、医疗卫生事业、自然天气和灾害的预报等各个方面替代人类感官功能准确高效完成工作。传感技术促进了工业自动化控制的发展，促进了国民生活水平的提高，促进了信息技术的发展，因此传感技术的应用发展和技术研究在很多国家都生根发芽得到重视。2.3智能技术智能技术就是利用先进的计算机技术替代人来完成工作，将人的脑力劳动和双手劳动都解放出来。此技术就好像电脑核心处理器一样，它的性能是不断在提高的，将来发展到分析判断人力远远超过人类。现在智能技术在企业经营管理方面发展的比较好，在工作效率方面是人不能比的，尤其是财务管理方面。随着经济的发展智能技术的推广，该技术在智能教学、科学研究等方面有所建树，最终人类的繁重劳动将被智能化所解放。可以说工业自动化上面有着大范围的应用。早期工厂对大型主机的管理方面一直由人来完成，每隔一段时间现场维护人员就要对主机的轴承温度测量、振动值测量、观察油箱液位高度等等指标。人不可能每时每刻都在观察记录主机工作状态，而且监测的数据是以点记录的可能出现偏差。现在车间引进了智能化管理系统，现场信息采集信号检测全部由传感器来完成，将采集的信号传输到主控室，管理人员通过软件将温度、压力、液位和振动值等数据连续反应到屏幕上。通过智能技术既准确又方便的将各个参数收集起来，让管理者坐在办公室就能时刻掌握主机的运行情况。使生产安全性和高效性大幅度提升。2.4人机界面技术人机界面（HumanMachineInteraction，简称HMI），又称用户界面或使用者界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。工业中仪器仪表自动化技术的应用更应该加强人机界面的设计与研究，在实际应用过程中应该根据控制对象、情景、使用环境等所有的具体情况，进行适应性选择硬件。那么，根据控制系统对整体控制的要求，设计做好操作页面的上位机控制程序，做好自动化设备生产运行数据的处理和分析，根据需要对数据进行储存和传送。对人机界面的功能进行完善，由此，操作人员在使用自动化设备时才会更加便利，有利于对系统控制对象的调整和控制。人界欸面在传送控制指令后，会通过信号传输通道对执行机构进行操控，从而达到自动化设备的生产要求。同时作为操作人员，一定要做好人机界面的后期维护和升级工作，对历史数据进行备份，有利于以后做更好的统计和研究。电气自动化仪器仪表控制技术随着我国社会经济的发展以及科学技术水平的提升，电气自动化仪表控制技术得到了飞速的发展并且有了更加广泛的应用。如今，随着我国电气自动化仪表控制技术的逐步成熟，它更是在我们日常的生产生活中起着至关重要的作用。因此在其发展过程中，我们需要不断探讨提升电气自动化仪表控制技术的手段，为发展工业自动化提供便利。3.1加强新技术的应用要想电气工程自动化得到最有效利用，它必须采用性能佳、质量好、功能性强的电气设备，同时要想得到应用，也必须要有多种科学和技术作为支撑，但是，要想科学利用相关的技术，我们就必须聘用不同类型的专业技术人才，给予相关的技术方面的支持和指导，还要采用设计能力佳、经验丰富、专业知识强的设计人员进行系统的电气工程自动化设计，我们也需要聘请相关专家，让他们对电气工程自动化设计方案给出建议，以上所有，都必然会导致电气工程自动化应用的人工费增加、成本增加。现在，工业自动化，仪器仪表生产技术要将嵌入式的技术手段和网络技术相结合，还要通过不断研发使新技术在自动化技术中的应用更为深入，而在此过程中量化处理系统功能，这就在一定程度上实现了工业生产的功能。为了更快的提升了生产效率，使计算机技术和工业生产做到有效的融合，我们还需要对芯片进行设计，使嵌入的相关技术更完善，这样，我们就可以为企业创造更多的经济价值。3.2智能化控制技术是什么阻碍了控制系统的发展？在国内，管理体系不完善，元器件各个厂家之间，相关的产品质量之间存在着差异，还有不良竞争，导致他们不关注元件的质量，却只注重于价格，以上所有，都是造成了电气自动化设备的推广应用受到一定的影响的原因。

而随着科学技术的进步，智能化控制技术应用的也越来越广泛，为什么对供应链和原料之间进行了调整，具体原因如下:为了更好的满足客户的需求，使相关的企业更环保性、更节能性、也更高效性，为了实现真正的信息化管理，使企业可以更好的应用计算机技术，实现智能化的生产，使全自动化设备在企业中得以运用，有灵活的生产性，使转换时间减少，这样也就是在未来的发展过程中，为什么一定要对供应链和原料之间进行了调整。3.3开展定期巡回检查随着科学的进步，电气自动化控制系统被应用到各个方面，而什么会影响到电气自动化控制系统呢？例如环境因素、人为因素等等，下面让我们来逐一说明。首先随着自动化程度的提高，我们对工作环境要求也越来越苛刻，环境因素影响着电气自动化的正常使用，例如:机械力和长期对机器的磨损，都会造成设备的损坏。而如果操作人员技术都不熟练，很可能对自己造成损伤，也会造成严重的意外事故，所以即使现在我们需要少数的人员操作，也要保证足够的安全，对此，我们一定要把制度规范化、合理化、科学化、责任到人，让大家人人都有安全的意识，而我们在检修设备的过程中，一定要注意定时、定员，我们要规定对设备具体检修的时间、可分为日、周、月、查看仪表的完好可用的具体情况，根据情况进行检修。而作为管理者，一定要严格把关，根据规章制度，做好检查，一旦发现问题，定要及时处理，确保设备可以安全正常的运行，避免差错发生，那么如何做好定员呢？我们一定要将工作，责任到人，专人管理，如遇到任何问题，专人负责，避免责任混乱，相互推脱的情况发生。3.4做好仪表生命周期控制工作智能化是自动化控制技术的主要表现形式，而根据形式不同，我们又将自动化控制技术分为全智能化和半智能化。全由机械设备自动完成，不需要工作人员进行干预的，而工作人员要做的就是在所有工作开始之前，设置和调控生产过程，制定相关的流程。而所有的仪表就好似人的生命一般，都有生命的限度，如果使用超过此限度，就会容易出现问题，如果我们操作得当，维护合理，就会使设备的生命周期延长，反之，缩短它的生命周期，而在仪表之初，我们对设备的使用寿命也做过一定预期，但也不是绝对的，所有设备的使用年限，也是根据具体的使用程度作为标准，根据实际情况而定。而我们为了使设备的使用寿命增加，我们着手从二个方面出发：1、首先，我们一定要有足够的专业知识储备，一定对仪表的内部结构充分的了解，还有设备处于的外部环境，我们一定做好数据的统计分析，以便我们可以制定针对仪表故障的处理对策。2、我们一定要做好运行设备状态参数的登记记录，使维护设备管理时，我们有依据可参考。

仪器仪表的控制过程的创新策略随着中国计算机技术、电子技术、通信技术以及传感技术的发展，电气工程自动化技术呈现出良好的发展前景。鉴于电气工程自动化技术的发展是多方面的，该技术的发展水平需要多项技术的支撑，中国的科技水平已经将电气工程推向了自动化技术的发展轨道。面对这样良好的发展契机，就要不断地创新，并将技术创新与社会环境需求相结合，特别是目前正面临着能源危机问题，大力发展电气工程自动化，研究仪器仪表控制过程中的创新策略，促进工业自动化技术的进一步发展。4.1完善理论体系随着时代的进步，电气自动化仪器仪表控制技术也逐渐被应用到工业自动化的革新和发展当中，而且随着工业自动化水平的不断提高，仪器仪表最为末端感知神经也备受重视。作为神经末梢被整合到了信息网络和电子技术时代不可或缺的一环。它对生产效率的大幅度提升和人们双手解放下来完成更多的工作有着积极的促进作用。从而仪器仪表技术的应用更深层次的提高，向着现代化方向发展和智能化方向迈进提供了强大的推动作用。在实际工业生产的过程中，电气自动化仪器仪表的控制实际上是具备智能化和自动化的相关特征的，在其应用的过程中具有很高的技术要求。要针对电气自动化仪器仪表的控制进行理论体系的完善，从而能够保证工业生产的顺利开展。相关研发人员要根据我国现阶段的发展形势，对工业电气自动化仪器仪表的控制目标进行有效明确，不断完善我国科学技术的发展体系，进一步促进我国工业的生产，这样才能够让我国工业电气自动化仪器仪表的控制发挥更大的作用。4.2严格管理由于电气自动化控制系统的应用变得更加发广泛，其工作环境也更加复杂，而环境因素对电气自动化设备的正常运行也产生了极大的影响。例如长期的震动以及机械力的作用，会造成设备的磨损甚至损坏。而人为因素的影响也对设备造成极大的威胁。尽管随着自动化程度的提升，目前仅仅需要少量的人员进行操作，但是如果操作人员技术不熟练，很可能对设备造成损伤甚至酿成事故。对于工业生产的企业来讲，对于自动化仪器仪表要进行严格的管理和控制。从需求调研、仪表设备采购、安装调试等阶段都需要严格检查，在安装的过程中也应该让专业的人员进行安装，合理安装仪表桥架、槽板、仪表管线，需进行模拟试压和系统联调。在日后使用的过程中，要对仪器仪表的运行情况进行实时分析，如果发现比较陈旧的仪器仪表应及时的更新和换代，从而能够让仪器仪表的应用得到更高的价值。4.3应该加大科技研发资金投入力度，重视技术创新全球化进程日益加快，我们与其他国家的技术沟通也变得更加密切。现如今，在电气自动化技术方面竞争也越发激烈，这就鞭策着我们大踏步向前。随着时代飞速发展，科学技术日新月异，电气自动化也逐渐走入大众视野，受到社会各阶层的关注。但目前我国电气自动化技术与西方发达国家之间仍存在着一定距离。所以，既然处在一个科技强则国家强的时代，就需要我们大胆创新，锐意进取。而我国其他各行各业的发展迅速，而在发展过程中，电气自动化的发展优势慢慢凸显出来，且它的应用范围也越来越广泛。创新是国家富强壮大和民族进步发展不可缺少的因素。而这些因素来源于高素质的专业技术人才，有人才才会有希望，才有民族进步企业振兴国家发展的强大动力。有了高科技的人才便可以利用先进的科研设备不断研发新的技术新的设备。另外人才的培养和先进科研设备的引进都离不开资金的支持，这些都是为以后铺路，所以，所以应该准备好强大的资金支持来保证人才的可持续发展，从而保证科学研发的正常开展。仪器仪表是实现工业自动化不可缺少的一部分，是自动化的信息采集机构。而传感器就好比人的末梢神经，感知外界的变化，传感器是仪表的敏感元器件。因此仪器仪表有着不可或缺的影响。而工业自动化需要采集的信号很多，因此传感器类型就会很多，需要的科技含量就会很高。从需要到研发，从要求到精细化，哪一个都离不开充足的资金支持，研发资金的中端直接影响到技术的研发，设备的升级换代，从而实现精准控制实现自动化就是一句空话。因此要重视创新并且要加大资金投入。4.4加强工业自动化系统开发平台建设在我国经济持续稳定发展，人民生活水平不断提高的过程中对高科技技术的应用应该加大重视，并且真正落到实处，真正应用到工艺技术产品中，以此提升工业企业的经济效益，长远来看，这也有利于提升整体社会的生产力。只有大量的资金技术投入才能保证仪表技术在工业领域的应用为前提对工业自动化仪表控制进行的研究。开发平台的建设能够使自动化仪表相关技术的研发取得更好的效果，能够科学规律的按部就班进行，这对于工业自动化控制系统的设计有着不可估量的作用。采用开发平台有许多益处，如下，首先开发平台可以开发出满足工业现场需要的匹配系统，这对于仪表的工况测试和现场调试都起到一定的促进作用。还有可以有效减少设备的损耗率，最大程度的发挥出控制设备的使用价值，极大程度的满足工业生产现场控制的真实需求。还可以根据控制系统的特点和生产车间的具体要求，采取统一的方式把控制程序下载到DCS，PLC等上位机平台中。

致谢总结与展望5.1总结随着我国社会经济的发展以及科学技术水平的提升，电气自动化控制技术得到了飞速的发展并且有了更加广泛的应用。如今，随着我国电气自动化控制技术的逐步成熟，它更是在我们日常的生产生活中起着至关重要的作用。因此，在后续的发展过程中，我们需要不断推进对电气自动化控制系统的应用研究，提升电气自动化控制系统的应用水平，从而更好地为社会提供便利。在我国经济不断发展，人民生活水平不断提升的过程中，应当需要加强对高科技技术的应用，并真正应用到工业技术产品中，从而更好的提升工业企业的经济效益，客观上也有利于提升整体社会的生产力。对工业自动化仪表控制进行研究是侧重于对于这一技术的应用为前提的，这需要大量的技术投入才能实现。改革开放以来我国经济快速的发展也促使仪器仪表迎来一个快速发展的窗口期。仪表从模拟向数字化变革，不断向着智能化探索，它的综合性能不断提高，随着现场条件要求越来越高，适应性也不断提高。不仅仅应用到生产中，也扩展到了生活各个方面中，不断解放人们的双手，给人们带来了极大的便利。总之，国家综合国力不断发展，电气自动化仪表发展更新也要紧跟时代发展的步伐，不断向着智能化、网络化发展，为人类做出贡献为宗旨。不断地创新实践，不断地应用于工业领域当中。对于提高我国科学技术整体水平，促进经济转型升级，提高自主创新能力都具有十分重要的意义。新控制技术的不断应用，必将有效地提高生产效率，减轻工作人员的劳动强度，为企业创造更多的经济效益。5.2展望我国仪器仪表未来十年的发展将是一个大有作为的十年，仪表制造企业应该根据国家的战略发展紧跟国家政策，适时调整企业战略发展，要根据市场潮流提升自身竞争力。在国家经济快速发展下，仪表制造企业要实现自动化、智能化、精益化、绿色化，同时要借助国家先进的制作工艺、智能制造、智能信息技术。我认为未来我国自动化仪表发展将分两步走。首先，突破制造材料的制约。国产仪表质量差的原因之一就是使用的材料性能低。要想制造出高质量的仪表首先要有好的材料。目前国产仪表元器件普遍采购进口元器件，进口元器件价格低廉并且性能稳定。国产材料粗糙而且品质低下难以生产出好的元器件，直接影响到成品的质量。我国目前有很多材料研究实验室，大量科研人员在研究可靠性高的材料，国家对材料研发也很重视。用不了多久工业传感器就能使用上高科技含量国产材料生产元器件。其次，突破国外技术垄断。科技的发展不能指望别人的施舍，要自己奋发图强。第一，要发展关键基础零部件、元器件及通用部件:重点发展高可靠性力敏、磁敏等传感器，新型复合、光纤、MEMS、生物传感器。有了高性能的传感器我们就能采集到更微妙的数据变化，就能拥有更为敏感的触觉，传感器采集到的信息更加准确，精度会更高。高性能的传感器为仪表精密化发展奠定了基础。第二，要提升仪器仪表设备的精益化，增加精密智能仪器仪表：重点发展高精度、高稳定性、智能化压力、流量、物位、成份仪表与高可靠执行器等。我相信在这十年里面我国的自动化仪表得到快速的发展，部分企业和研究机构将会作出表率，我们国家制造的仪器仪表在精度、稳定性、使用寿命、可靠性等方面大幅度提高。我们的仪表不仅会占领大部分国内市场，中国人使用中国制造的设备。那时候我们还会有大批仪表出口到国外，为我国赢得国际上的认可。致谢本论文是在赵小国老师的细细指导下完成的。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不禁使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处事的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在老师的指导新完成的，倾注了导师大量的心血。在此谨向导师表示崇高的敬意和感谢!

本论文的顺利完成，离不开各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在此感谢张颖、孙芳、李萍萍老师的指导和帮助;感谢朝阳区自主图书馆朋友的支持和帮助;感谢对给予转载和引用权的资料、图片、文献、研究思想和设想的所有者;在此表示深深的感谢，没有他们的帮助和支持是没有办法完成我的论文的。最后，感谢所有关心我、帮助过我的老师、同学和朋友!西安交通大学网络教育学院论文参考文献参考文献[1]赵群、张翔、谢素珍等.自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势综述[J].现代制造技术与装备，2008，5（8）：12-14.

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