电气自动化仪表在工业控制系统中的应用与发展

引言

在提高生产效率的同时还解放了生产力，有效节省人力资源，为企业完成成本控制目标提供了更好的助力。本文所研究的自动化控制系统与智能仪器仪表在传统工业生产流程的应用中都分别起到了重要的提升作用，自适应技术通过自我学习及自我优化，完善了故障预警机制，有效提高了仪器仪表在自动化控制技术中的可靠性与稳定性。

1 工业电气自动化仪器仪表介绍

在工业电气自动化领域的核心组件研究中，需要加强对计算机技术、先进通信技术及电子信息技术精髓的深入研究。这些设备在一系列程序操作的驱动下，可以自主执行复杂而精确的任务。同时，自动化仪器仪表的多样性，会使其分类方法呈现出灵活多变的显著特征。根据测量对象，可将其细分为可以开展温度监测的温度计、精确测量流体流量的流量计、承受压力考验的压力表，以及准确定位物理位置的定位仪等，每类仪器都可以满足特定的工业测量需求。若从功能角度出发，可将其划分为直接参与生产流程操控的操作执行类仪表、负责优化生产参数的数据调整类仪表、执行复杂数学运算以辅助决策的计算分析类仪表，以及作为信息展示窗口且能清晰呈现生产现场数据的直观显示类仪表等。

2 电气自动化仪表在工业控制系统中的应用与发展措施

2.1 传感器技术与仪表选型

针对工业生产工艺的多样需求，精选合适的仪器与传感器对于增强生产安全、可靠性及提升效益至关重要。多数工业产品需在高温、高压及高腐蚀性等严苛环境下运作，必须根据不同的化学工艺条件选择耐高温、耐高压和耐腐蚀的传感器，适当的取样率有助于更好地适应工业的要求。化学传感器与仪器的造价是工程可行性与经济效益的关键，因此，在选用自动仪器时应充分考量其性价比，而传感器的维修与标定又是维持其正常工作状态的关键，维修方便的传感器能够缩短停机周期，降低维修费用。

2.2 工业仪器仪表网络控制系统应用

网络控制系统依托互联网优势，将不同仪器设备集成到统一的监控网络中，从而实现仪器仪表的远程监控与集中管理，从而达到智能化控制自动化生产的目标。首先，要把控制系统介入到网络中去，通过网络实现数据信息的调取及分析储存工作，多平台远程呈现工业生产的实际状况，便于企业管理者了解企业的实际生产状况，便于进行企业经营决策的过程中能够得到准确的数据参考。其次，网络控制系统还能提高设备的远程管理效率。物联网模式通过互联多种类仪器仪表，改进传统的控制装置及接线需求，通过互联网管理相关仪器仪表的运作，还能够分工各仪器的管理范围，提高工业生产的效率和质量。最后，网络控制系统接入网络之后，工程师可以通过网络对工业生产情况进行远程实时监控，提高工业生产的受监督强度，保证工业生产的持续性和稳定性。

2.3 基于卷积神经网络模型的故障诊断

EIDM-MEAT 方法的第二步骤引入了基于人工智能的故障诊断技术。该技术以智能传感网络采集的海量监测数据为基础，通过深度学习算法，自动识别和定位电气仪表的各类故障模式。具体来说，该技术采用了一种改进的卷积神经网络（CNN）模型，该模型由多个卷积层、池化层和全连接层组成，可以有效提取数据中的高维特征。在模型训练阶段，首先对原始数据进行预处理，包括异常值剔除、数据归一化等，然后采用数据增强技术如旋转、翻转等，扩充训练样本。接着，使用 Adam 优化器对模型进行迭代训练，并通过早停策略避免过拟合。故障报告随后被发送至调度中心，触发相应的调试操作。通过该技术，电气仪表的常见故障如接线错误、元件损坏、参数漂移等可实现快速、准确的诊

断。

2.4 积极开发并合理使用虚拟器技术

在仪器仪表的设计开发流程中，虚拟器技术为提高仪器仪表的自动化控制效能开辟了全新的途径。目前，许多生产厂家都在积极应对市场需求，对虚拟器技术进行更新迭代，进一步提升仪器仪表的自动化控制效能。通过连续调试与升级程序软件，系统可以持续优化仪器仪表的内部架构，深度挖掘并释放其潜在价值。首先，它可以提高驱动设备的灵活应变能力，保证其高效稳定运行，以适应复杂多变的生产环境，其次，它可以将开发工具融入人机交互体系，凭借智能化技术自动生成驱动代码，简化操作界面，降低用户门槛。最后，引入智能化监测机制，还可以对仪器仪表的运行状态展开实时追踪，用户可以根据生产实际调整仪器仪表的运行模式，实现不同应用场景的无缝切换，进一步提高生产智能化水平。

2.5PLC 技术在电气仪表自动化控制中的应用

要想对各类电子电气设备的运行情况进行智能化监控，相关人员应当立足于整体，调整电磁继电器的性能。尽管电气仪表智能化控制系统在设计和使用的过程中已经处于相对稳定的状态，且获得的数据结果也比较可靠，但在实际的实践环节，一旦 PLC 开关控制出现了数据问题，则会导致前期所设置的程序和参数无法按照预期规定得以开展。这种程序运行过程中出现的特殊情况，会给电气企业造成相应的经济损失。基于这一现实因素，为了能够确保PLC 技术与电气仪表智能化控制程序保持正常且稳定的融合，确保 PLC 技术的作用得到有效发挥，相关部门及人员在应用 PLC 技术时，不仅需要对电气仪表自动化控制的内部程序和结构稳定性进行充分考虑，而且还需要计入元件老化、环境问题等主客观不可控因素的影响作用，应用 PLC 技术强化继电器的操作能力，以远程监控的方式及时反馈各类控制思路，以便能够有效降低电气仪表自动化控制系统的运行成本，在确保其程序正常且自动运行的基础上，对系统的整体性能进行改善和优化。

3 电气仪表的创新发展趋势

电气仪表正经历着一场深刻的技术创新，在集成化、智能化和无线化方面的进展尤为显著。集成化技术的应用使得电气仪表系统更加紧凑、功能更加多样。将多个测量和控制模块集成到一个设备中，不仅能提高系统的可靠性，还能减少现场布线和设备维护的复杂度。因此，集成化的发展正在推动仪表在工业自动化中的广泛应用。同时，智能化的发展使得电气仪表逐步具备了更高的自主决策能力。借助人工智能与机器学习技术，电气仪表可以自动优化自身工作状态，甚至根据实时数据调整控制策略，从而提升控制精度和生产效率。例如，在智能制造领域，电气仪表可以与自动化控制系统协同工作，基于大量数据分析，预测设备故障，并及时进行调整或维修。无线化也是电气仪表的重要发展趋势。

结语

科技的不断进步与工业行业的快速发展，极大地促进了现代工业仪表及自动化技术的应用。在工业生产过程中，过程控制作为核心环节，对于提高生产效率、保障产品质量、优化成本控制及减少安全风险具有不可忽视的重要作用。提高测量的质量和精准度、维护电气仪表设备的性能、延长电气设备装置的使用寿命。

参考文献：

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