儀表自動化應用的發展趨勢探析

李國勇

中海石油有限公司，北京 100010

所謂的儀表自動化指的就是電氣自動化的專業中一個分支，其自身就具備了一定的特殊、重要性。其中儀表和信息的采集之間是緊密相關的，這也是一個十分關鍵的部分。經過對生產過程中的實時監控才可以確保相關設備是否正常運轉。但是由于儀表本來就具備了自動化的特性，因此即使是沒有人操作的情況下也可以進行自動測量和記錄，之后可以根據相關的結果對設備進行控制。除此之外如果生產有需要，還可以將測試的相關數據傳輸到另外一個地方進行數據加工和處理。

工業的自動化設備所使用的儀器儀表是高性能的可以自動控制的，對生產過程測量、顯示都需要通過該儀器儀表，在一定程度上可以實現控制的有效性。通常的自動檢測儀表都是由三大部分構成：一是傳感器，二是變送器，三是顯示器。這三部分只有充分結合起來才可以稱得上是完整的儀表，缺少任何一部分都不行。正是由于自動化的檢測儀對測量的結果較精確、顯示較清晰、操作程序簡單，在工業的生產中廣泛的得到了應用。

1 儀表自動化的測試分類

由于儀表獨特的優點，因此我們生活中許多地方多需要使用儀表。工業生產中，人們將儀表依照測量數據的不同進行分類，主要分為以下幾種：

1）壓力類型的儀表

在工業生產中使用的儀表是壓力形式的，就是進行生產工業時利用高壓來讓材料產生變化以期達到生產的需求標準。最早期使用的是壓力計，將導壓管道和壓力計鏈接起來，通過觀察知道生產過程的各階段壓力變化。因為在生產的過程中可能會產生壓力，但是如果不進行觀測就會導致生產設備的損害，甚至有可能引起工作人員生命安全的危害。依照測試原理還可以將壓力表分為壓力傳送器、壓力傳感器等等，自動化的儀表在測試壓力時就是通過壓力的調節系統將采樣到的信號傳輸到控制芯片去進行數據的處理。

2）溫度類型的儀表

溫度儀表處在自然界的每一個角落，工業生產中更加必不可少。在一定的壓力以及溫度下物質會產生某種反應，以前常用來測量溫度的儀器都是熱電阻。近些年來隨著電子技術的不斷發展，出現了集成度較高的溫控智能系統，使用總線技術將熱電阻的信號傳輸到電腦芯片中，進行采樣信息處理。

3）物位類型的儀表

使用物位儀表就是為了探測原料或者產品液面的位置。通常在輸油管道、忒到電氣工程中都會有所使用。

4）流量、流速類型的儀表

在一般的工業生產過程中，使用流量、流速的儀表頻率是比較高的，這類儀表所測量到的數據是一個在單位時間內經過截面的各種流體質量或者是體積的值，某些時候可能還需要將管道里面的流體所流過的體積以及質量進行累計測量。

壓力儀表的一般工作原理是經過彈簧管壓力或者真空的作用由產生的彈性變形進一步導致管端的位移，這種位移要經過機械的傳動機構才可以進行不斷放大，然后傳遞給特定的指示裝置，此時就可以在分度盤上知道測量值。

2 自動化儀表的應用發展方向

實現儀表的自動化控制首先就是要將現代化的儀表改造成自動化的集成系統，主要分為數據的測量采集、處理、執行。自動化儀表的發展主要是以下3個方面。

2.1 傳感器的運用

作為儀表數據采集的單元，傳感器是一個十分重要的環節，可以說它的發展影響著自動化儀表的發展。如今傳感器的類型層出不窮，其發展方向也是朝著新科技、高集成的方向前進。傳感器的使用材料也是新型的，為傳感器發展給予了一定的物質基礎，同時也為儀表集成化給予了一定的必要條件。

2.2 編程控制器在儀表中的應用

所謂的可編程控制器指的就是將傳感器采集的數據進行研究分析，依照原定程序發出命令。這是利用軟件代替硬件電路的重要手段之一，將原本復雜的電路用軟件編程，簡化了電路結構，儀表體積也變得更小功能也多樣化，測量精度和要求也在不斷提高。

2.3 調節器在儀表中的運用

在80年代，由于微處理器的不斷發展，在儀表中使用的調節器也開始向著智能型的數字形式發展。也正是由于數字式設定以及運算的功能不斷加強使得儀表自動化中的調節器功能大幅度提高，即使是多種制式的信號也可以同時輸入，由PID自主進行整定，在一定程度上使得工藝生產的控制度變得更高，操作程序也變得更加簡單。也真是因為通信的技術不斷地發展，使得遙控以及遙測技術形式的數字調節器有了更加廣闊的運用空間，與此同時調節器的發展也正在走向智能全面化。

除此之外，自動化的檢測儀表在進行壓力表校準時也有一定的應用優勢，由于忒太型的冶金企業所從事的工序都是某些連續性較強的銜接作業，這種情況下比較容易產生一些現場的壓力儀表已經到了檢定時間，但由于不可以停產從而不能從事該項作業。使用自動化的檢測儀表就可以很好地解決這一問題。

3 儀表自動化的發展趨勢

首先一個發展趨勢就是結構口會更加簡潔，目前發展較快的三種儀表就是電磁、科氏、超聲，這三種儀表的共同特點就是機械的結構十分簡潔，它們的管道內沒有轉動件也沒有節流件。

其次就是自動化儀表的功能會更加完善，因為隨著微電子和計算機以及通信技術的不斷飛速發展和創新，自動化儀表的功能也會日益完善，形式多樣。即使是一些機械部分都無法解決的難題，利用電子軟件都可以迎刃而解，比如智能的電磁流量計，許多超聲流量計都可以進行流量測量，同時還可以進行流體的密度、熱能測量等等。

最后就是儀表的安裝程序也會日益變得簡便，同時工業化的自動程度也會不斷提高。插入式的產品之所以會受到用戶歡迎的重要原因之一就是該種類型的產品使用、安裝都及其方便。

4 結論

總而言之，設計出具有新測試策略的儀表不僅要從測試時間降低角度出發，還要重視測試的效率。只有這樣才可以更好的為用戶服務，自動化儀表才會擁有更加廣闊的使用領域。

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