工業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值,或者對生產中的異常狀態作出低報或高報,以提示操作人員隨時對生產過程進行監督和判斷。顯示儀表的種類按照顯示方式進行劃分,可以分為數字式顯示儀表、模擬式顯示儀表、圖形顯示儀表三種。
調節儀表即控制儀表也叫調節器,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,可以在閉環控制進行應用。根據控制作用不同來劃分,調節器可以分為微分類、比例積分類、比例積分微分類調節器等。
執行器是用于終端控制的一個重要元件,它依據調節器給出的控制信號,在工業控制系統中,從正向通路中直接調節能量或物料的給定量,以實現溫度、壓力、流量、液位等工藝過程的參數調節。執行器由執行機構、調節機構兩部分組成。調節閥是工藝過程控制用得最多的,它是一種根據上位機給出的控制信號來調整管道管路的口徑,實現控制管道內流量的執行器。
計算儀表用于對一個或多個輸入變量進行數學的各種運算。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。設定值發生器是給定單元,它給調節類儀表一個以時間或其它變量為函數的信號,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。
工業儀表早期又稱為熱工儀表,在20世紀30年代中出現,在化工業、石油煉制業、熱能動力業和冶金業等連續性的熱力方面的生產過程,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,和壓力信號實現統一,接著帶遠程的發送器類儀表出現。這類儀表實現了在遠距離的二次類儀表上進行讀數重現,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儀表出現。到80年代,組裝電子類綜合控制裝置出現,將工業儀表和現代化的自動控制系統有機結合在一起。工業儀表的快速發展促進著工業生產自動化不斷向前發展,工業儀表、現代自動化技術成為了工業生產中不可或缺的部份。
自動化控制技術
自動化控制技術是指在現代工業、農業、制造業等領域中,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、設備可以按照生產規劃,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,根據生產進度確定控制的要求和程序,不用直接參與生產過程;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過程。自動化控制技術廣泛用于工業、農業、制造業等方面。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、危險的工作環境中解脫,更能極大地提高勞動生產率,節省為力物力財力資源,為企業創造更多的財富。因此,自動化控制是工業、農業、制造業等現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企業,采用自動化控制實現流體、粉體的化學處理過程。一般是由檢測儀表、調節器以及計算機三塊來組成整個過程控制的系統,對加熱爐和精餾塔及整個工業生產流程實現最優控制。反饋控制、前饋控制、最優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。用于適應多樣品種、較小批量生產的柔性生產制造系統隨之產生。而自動化車間則是采用計算機和生產制造系統集成起來的的工廠自動化控制系統,它是以柔性制造生產系統為基礎,同時在信息管理和生產管理中同步實現了自動化。
管理自動化對企業單位的人力資源、財力資源、物的資源以及生產和辦公的管理實現自動化控制,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絡。現代管理自動化中,已在管理信息系統的基礎上研制出了決策支持系統,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,極大的實現能源的節約,人力的節省。它的特點明顯,取得的效益也會遠遠大于前期的投資。過程控制系統在我國各行各業已經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,工業生產的質量和功能也在發展,生產工藝變得更為復雜,為滿足更高的要求,工業自動化儀表及自動化控制技術的作用將會越來越重要,終會成為現在企業中不可或缺的部份。
作者:秦海珊單位:廣西華銀鋁業有限公司
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