浅议工业自动化仪表的智能化论文_李洪双

浅议工业自动化仪表的智能化论文_李洪双

黑龙江建龙钢铁有限公司 黑龙江双鸭山 155100

摘要:在工业生产的过程中,要有效的实现其生产自动化,机械自动化仪表的应用是必不可少的,随着各项技术的进步,很多工业自动化仪表已经逐渐实现了智能化,这对于工业自动化生产效率的提高具有积极的作用。本文就对工业自动化仪表的智能化发展现状进行简单介绍,并对其智能化过程中进行简单分析,这对于工业自动化仪表的智能化研究具有积极的作用。

关键词:工业自动化仪表;智能化

1我国工业自动化仪表智能化的策略

仪表智能化指采用超大规模集成电路和微处理器技术,利用嵌入式软件协调内部操作,使仪表具有智能的功能,在完成输入信号的非线性、温度与压力的补偿、量程刻度标尺的变换、零点错误、故障诊断等基础上,还可完成对工业过程的控制,使控制系统的功能进一步分散。

90年代初,仪表行业组织了DDZ-S系列仪表的联合开发,解决了控制仪表的数字化问题。同时,国内有关仪表厂引进了单回路调节器、电容式和扩散硅式变送器、DCS、执行结构等新技术,并开展了国产化工作。“九五”期间,跟踪国际潮流,现场总线智能仪表与系统成为发展的热点。HART智能仪表开发成功;FF智能仪表关键技术突破;Lon智能开展网络产品的开发与应用发展迅速;CAN总线、Profibus总线产品的应用已取得成效。

2仪表的智能化过程

仪表的智能化首先从控制器开始。可编程单回路调节器是这类智能仪表的代表,如山武-霍尼威尔公司SSC系列的KMM(最近有SDC40B);横河公司YS-80系列(最近有YS170)的SLPC等。可编程单回路调节器是以微处理器作为运算控制器的核心,它主要接收和输出标准的、连续的电模拟量信号,可由用户编制程序,组成各种数字式过程调节装置。它将回路控制、数字运算、逻辑运算及通信等多种功能集于一体,通过编制程序,可以实现不同的功能。

3智能仪表的技术特点和它的优势

智能仪表最突出的特点就是它的高精度,它能够精确地测量出静电压和温度等外界干扰对元件的影响,通过一些手段如数据处理等对延时性及其他问题进行补偿,这样就使智能仪表的精度大大提高。

智能仪表里面的装有微处理器和存储器等元器件,这就使得智能仪表的功能大大增加,是智能仪表不但能够处理一些延时性补偿,还能对一些数据进行开方,等多重复杂性的运算。

相对于普通变送器,智能变送器具有大测量范围的特点和优势,一般,智能变送器的测量范围是普通变送器的四到五倍,正是由于这一特点,给诸多用户带来了很多方便,既减少了成本,又增加了通用性和互换性,是用户的首选。

因为智能变送器具有很高的通信能力,因此智能变送器的使用就很简单了,智能变送器既可以用手杆进行操作,也可以 将手杆连接到智能变送器的信号线上,在调整了零点和量程后就可以使用了。而具有模拟量和数字量俩种传送方式的智能变送器更是为现场总线通讯奠定了基础。

之所有智能变送器能在国际市场上占据主导地位,这离不开智能变送器具有自我完善的功能。智能仪表是在电子技术发展的前提下发展起来的,大规模的集成电路的发展把复杂功能积聚在很小的芯片上,这就使变送器上的通信器能够识别出变送器自诊断出的故障信息,这一特点就大大的减小了智能变送器的维修费用。

4工业仪表智能化技术的发展现状

20实际90年代,仪表的智能化特征突出表现出来,主要是:仪表的设计方面受飞速发展的微电子技术影响而有所创新;在此阶段问世的DSP芯片加强了仪表的数字信号处理功能;具有强大数据处理能力的微型机的发展,更是便利了工业仪表的应用。此外大力增强和普及的图像处理功能、得到广泛应用的VXI总线等都彰显出这一时期仪表的智能化特征。

近年来,仪表的智能化检测控制功能得到全面的发展,国内生产和研究出越来越多的智能化测量监控仪表,比如,智能节流式流量计,通过自动进行差压补偿来实现流量的节省;在程序控温方面有较大成就的智能多段温度控制仪;在数字 PID和其他各项复杂控制规律上进行调节的智能式调节器;智能色谱仪能够实现对各种谱图的分析和数据处理等。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在国际上更是有众多智能测量仪,比如产自美国HONEYWELL公司的DSTJ-3000 系列智能变送器、产自美国 RACA-DANA 公司的 9303 型超高电平表、产自美国 FLUKE 公司的超级多功能校准器 5520A、产自美国 FOXBORO 公司的数字化自整定调节器等。上述智能仪表中,智能变送器能够实现差压制状态下的复合测量,自动补偿变送器本体的温度、静压等,具有精准度高的特点。9303 型超高电平表能够使用微处理器减弱甚至消除电阻中电流流经时产生的一定量的热噪声。而超级多功能校准器 5520A更是在内部应用了三个微处理器,具有强大的稳定性及较完善的线性度。最后数字化自整定调节器巧妙的将专家系统技术运用到设计中,使得调节器能够像经验丰富的控制工程师一样随着现场参数的变化自主整定调节器。

5智能仪表的关键技术

网页生成和数据库处理是智能仪表技术的主要构成,本文所使用的数据库处理方法是ADO 技术,运用此方法能够实现数据的访问,并且运用了 ASP 技术对页面生成进行支持。

5.1、ADO数据库访问法

所有网站的运行都是通过后台的数据库支持的。智能仪表技术也不可避免地需要访问和分析对工业自动化系统所收集到的数据和数据库,并且以此作为基础,来自动化生成表格。

5.2、 ASP技术在服务器中的应用

智能仪表技术的实现主要是利用 HTML语言来描绘静态页面,但是描绘数据库中的数据信息则是通过 ASP 技术来完成。ASP 中的内置对象在用户在页面中键入信息方可开始运行;在访问数据库或者是对其中数据进行测算时则是通过 VBScript 语言才能够完成。最后,将 VBScript 和 HTML 结合,使其互相嵌套,最后智能仪表中就会显示组织之后,并且完整的数据信息。

6对于智能仪表技术及其应用未来发展方向的建议

6.1、智能仪表的智能化程度有待进一步提高

智能仪表的智能化程度表征着其应用的广度和深度,目前的智能仪表还只是处于一个较低水平的初级智能化阶段,但某些特殊工艺及应用场合则对仪表的智能化提出了较高的要求,而当前的智能化理论,如:神经网络、遗传算法、小波理论、混沌理论等已经具备潜在的应用基础,这就意味着我们有必要也有能力结合具体的应用需要下大气力开发高级智能化的仪表技术。

6.2、智能仪表的稳定性、可靠性有待长期和持续的关注

仪表运行的稳定性、可靠性是用户首要关心的问题,智能仪表也不例外,随着智能仪表技术的不断拓展、新型的智能仪表也将陆续投放市场,这需要我们始终把握一个原则:每一项智能新技术的应用有待实践的检验,是否用户有信心和勇气敢于做“第一个吃螃蟹的人”。这就需要安全性、可靠性技术的并行开发。

6.3、智能仪表的潜在功能应用有待最大化

目前工业自动化领域的实际应用尚未将智能仪表的功能发挥最大化,而更多的只是应用了其总体功能的半数左右,而这一应用现状的主要原因是,控制系统的总体架构忽略了诸如现场总线的技术优势,这需要仪表厂商与用户建立良好的合作伙伴关系,加强长期合作,以短期投资促长期效益,通过建立“智能仪表+现场总线”的控制系统架构,确立优化的投资观念,达成和谐共赢的目标。

6.4、继续加大国内智能仪表的开发投入

智能仪表技术及应用还需要经历一个较为漫长的成熟发展期,而对于国内智能仪表技术及产品开发已经面临着更大的挑战,这种局面召唤着国内仪表行业共同探讨智能仪表的发展问题,应对激烈的国际竞争市场,担负仪表产业的历史使命,在日益优厚的国家及政府扶持政策下,坚持产、学、研的密切结合,继续加大国内智能仪表的开发投入,积聚力量,赢在明天

7结语

智能化的自动化仪表和系统是由智能制造装备制造出来的,所以自动化工厂、智能制造装备、柔性制造系统、MEMS,3D打印等的智能化与一般工业自动化仪表和系统的智能化是密不可分的,而且更重要。注意了这一点,我国的仪表和系统的智能化才更有希望。

参考文献

[1] 祁少宁.工业自动化仪表的智能化分析[J]. 电子技术与软件工程,2016(11).

[2] 汪卿,周鹏.探讨石油化工工业自动化仪表及系统的发展和现状[J]. 中国石油和化工标准与质量,2012()

论文作者:李洪双

论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期

论文发表时间:2018/10/1

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