中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院（电控室） 吉林省吉林市 132002
摘要：21世纪的社会是信息社会，信息在当今社会的价值无可替代，然而，在各行各业发展中，也离不开工业时代广泛应用的自动化装置。特别是近年来，随着工业产业发展以及科学技术不断创新，越来越多的生产线离不开自动化装置，并且对自动化装置的需求越来越明确。本文介绍了控制规律的内涵，分析了自动化装置研发技术发展历程，并结合自动化装置在当前阶段的现状，浅析了自动化装置的未来发展方向，为从事自动化装置研发与应用的工作人员提供参考。
关键词：自动化装置；控制规律；发展历程；未来方向预测
一、控制规律的内涵
控制器存在两个信号，分别是输出信号和输入信号，控制规律就是这两个信号之间的关系[1]。控制器具有多种形式，主要包括微程序、组合逻辑和CPU三种，控制器可以以一种预定规律改变主电路或控制电路的接线或电阻值，通过这种方式达到控制自动化装置的工作状态的目的，包括装置的启动、调速、制动和反向等。控制规律有三种，分别是比例规律、积分规律以及微分规律[2]。
控制规律是在日常工作中对工作情况的总结，与控制器和控制系统是不同的概念，不同的控制规律适用于不同的生产线，不能随意混用，更不能把控制规律任意更改适应新的自动化装置。控制规律在自动化装置的控制系统中非常重要，直接影响着自动化装置的运行状态，一旦控制规律在不合适的情景下投入使用，可能会引发自动化装置的控制过程出现漏洞，造成生产事故[3]。在选用控制规律时，一方面要结合工作经验进行总结，了解控制规律的特点及重要参数等，另一方面要配合控制规律，科学合理的选择控制器。
二、自动化装置对产业影响与作用
在工业生产中，自动化装置是计算机科学、信息技术、自动控制技术结合的一种机械研究领域，是指机械或装置能够在没有人工干预的情况下，根据预先设定的程序或命令，机械或装置可以自动开始投入生产[4]。
现阶段，我国的自动化装置被广泛应用在各行各业，特别是在机械的设计制造、使用技巧、产品开发、机械运行管理以及机械的经营销售的工作人员具有重要意义。自动化装置高度的数据准确性，使得产品生产的质量有了保障，能够降低企业的运营成本，提高生产效率，为企业获得更多的利益，帮助企业在行业中更加具有竞争力[5]。
自动化装置在生产中更加科学、合理、准确，减少劳动力的使用，但是与此同时，自动化装置也会在一定程度上对就业情况产生负面影响。自动化装置在投入生产工艺中使用后，由于不再需要过多的人力从事生产劳动，仅需要控制人员进行操作，这就使得企业的雇佣需求下降，这是行业逐渐向高新技术产业转变的必然结果[6]。
自动化装置在越来越多的生产中得到关注并进行研究、推广和应用，提高了自动化产业的科技性，对资源也是一种保护，有助于企业完善运营体制，加快产业创新化的进程。
三、基于控制规律的自动化装置研究体会
1.自动控制器的分类
自动化装置的实现主要是在自动控制器的基础上实现的，自动控制器可以分为单机控制器和虚拟控制器。单机控制器仅仅能够接收1-2信号，因此适用于操作简单的自动化装置；虚拟控制器要借助计算机技实现，利用计算机编程语言实现对自动化装置的控制。
2.几种基于控制规律的控制器控制实现
（1）模拟型控制器
模拟型自动控制器技术具有结构简单、实现便捷的特点，但是不适合大型自动化装置的控制中。基于控制规律的模拟型控制器，主要是利用运算放大器将控制规律赋予自动化装置进而实现装置的功能，实现对装置的控制。模拟型控制器对称性好、漂移小、稳定性高，但是在实际生产中对人工的依赖性较大，由于运算放大器只可以实现简单的控制规律，因此，这种模拟型控制器可以在小厂家的生产线上使用。
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（2）智能化数字控制器
智能化数字控制器已经被广泛应用到自动化装置的研发中，智能化数字控制器主要是利用大规模集成电路技术、接口通信技术以及微处理器技术，通过计算机编程语言将控制规律融入其中进而实现对自动化装置的控制，智能化数字控制器使得仪表具有智能化处理功能，便于控制器与自动化装置之间的信号输入与输出。
智能化数字控制器由于可以通过编程实现对自动化装置的控制，因此在制造自动化装置的过程中，可以根据不同的需求进行调试，而且，应用在智能化数字控制器中的程序语言通常比较简单，增加和调试控制规律比较便捷。基于智能化数字控制器的自动化装置主要有液晶显示屏、报警装置、控制装置等部分组成。液晶显示屏可以将控制规律中的运算实时显示在屏幕上，便于操作人员掌握装置运转的状态；报警装置可以根据程序对自动化装置监控的各项参数大小判定运转是否正常，是否需要报警；控制装置可以根据预设的控制规律对装置进行信号输入与输出。
（3）一体化控制器
在设置自动化装置控制规律的过程中，需要考虑到信号的输入与输出问题，大型装置的控制规律设置还要考虑到信号的数量问题。一体化控制器可以很好地实现多信号的控制规律，利用特定传感器控制多个信号的输入与输出。
3.自动化装置未来发展趋势预测
自动化装置的发展不能脱离市场独立进行研究，要从社会发展、市场需求的角度综合进行分析。
在选择自动化装置的过程中，用户通常会选择具有高新技术的装置，因此在设计的过程中，必须要选择具有快速应变能力的编程语言，同时辅以高新技术提高自动化装置的科技性。
现阶段，我国自动化装置市场的产品类型具有多样性的特点，因此，在设计的过程中，有必要对自动化装置的结构及种类进行区分与整合，生产工艺也要顺应时代发展。可以在设计自动化装置的过程中，利用柔性自动化系统增加自动化装置的高级性和灵活性。
现在，虚拟制造技术和仿真技术已经是自动化领域的热门研究方向，因此，在进行自动化装置设计时，可以将虚拟技术和仿真技术应用到其中。一方面在仿真的过程中可以提高自动化装置的模拟技术，另一方面，在自动化装置进入市场前可以利用仿真技术提前做市场调查。
在设计自动化装置的过程中，在保证自动化装置质量的同时，也要考虑自动化装置的生产成本，是否会对生态环境产生影响。
四、总结
自动化装置在各行各业的生产线上都有着广泛的应用，工业的发展离不开自动化装置产品和技术的升级。近年来，我国的工业产业发展速度虽然逐渐放缓，但是自动化装置研发技术在不断寻求突破，并且随着自动化装置投入使用，使用者对自动化装置的功能需求和定位越来越清晰。控制规律是一个信息输入与输出的重要技术，在自动化装置研发中发挥重要价值，本文介绍了控制规律的内涵，分析了我国自动化装置的发展，在自动化装置应用情况分析的基础上，分析了我国自动化装置的未来发展方向，为从事自动化装置研发与应用的工作人员提供参考。
参考文献
[1]赵静.基于规则的仿人控制算法液位控制系统设计与研究[J].工业仪表与自动化装置，2016（1）：46-48.
[2]罗炳军，陈健，樊亚妮.基于运动控制器的开放式运动控制系统研究与应用[J].工业仪表与自动化装置，2006，2006（3）：10-11.
[3]丁忠军.非氧化物陶瓷材料微波烧结自动化装置的研究[D].武汉理工大学，2005.
[4]刘光，孙凤池，苑晶，等.无线传感器车载自动投放装置及控制[J].自动化与仪表，2009，24（9）：36-40.
[5]缪谦.大型设备吊装装置自动控制系统的开发及应用[J].工业仪表与自动化装置，2001（5）：31-34.
[6]程启明，王勇浩.基于小波神经网络的控制方法及其应用研究[J].工业仪表与自动化装置，2004（5）：6-9.
论文作者:佟钢
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/3/1
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