探討自動化儀表控制系統的應用

吳桂松(海油發展油建設計研發中心 天津 塘沽 300452)

引言

隨著科學技術和電子計算機的不斷發展，人工智能在各個行業領域都得到了長足進步。從國內外眾多的機械設備來看，自動化儀表控制在其中的應用越來越多。自動化儀表控制系統是眾多設備的中樞系統，對設備正常運轉起到監測作用，當設備不能夠正常運轉時，自動化儀表能夠顯示其異常情況，提醒相關人員盡早進行解決，在監測的同時還能夠為調整設備的主要參數做出參考[1]。自動化儀表，是由若干個自動化元件構成的，各種研究表明，其自動化技術程度較高，相對其它普通儀表來說功能更為完善。自動化儀表，一般都具有測量、顯示、記錄、控制、報警等多種功能，其主要功能是進行信息形式的裝換，把輸入信號轉變為輸出信號。其表達方式可以按照時間域或者頻率域，傳輸方式可以分成連續的模擬量和斷續的數字量兩種。自動化儀表有多種，主要有溫度儀表、物料儀表、壓力儀表、流量儀表、在線過程分析儀、數控儀表多種。流量其中儀表儀表被廣泛運用與化工、冶金、石油等行業的自動化控制過程中。

一、行業發展現狀

工業儀表在我國出現較早，那時的工業儀表體積較大，功能不全，運用起來不靈活，不能夠在工業生產領域中廣泛進行使用。后來對工業儀表進行優化和改良，研制出了氣動儀表，這種儀表由于增加了壓力信號和遠程發送器，所以可以進行較遠距離的監測和控制，基于此，隨后，可調節的電子儀表開始出現。20世紀七、八十年代，集成電路、半導體和計算機信息技術得到了一定的發展，自動化儀表開始在化工行業中得到運用。隨著經濟全球化體制的形成和科學技術的不斷發展，我國出現了一大批優秀的軟件開發以及系統集成技術研究的科研公司、機構，再加上頻繁和國外進行技術交流，使得我國自控應用技術得到了快速發展。雖然在自控應用技術方面取得的成就可圈可點，但是仍然存在著由于技術欠缺等原因，造成我國自控系統很難進入大型工程，大型工程使用的自控儀器被外國控制甚至壟斷的問題。

二、自動化儀表控制系統發展特點

儀器儀表經過近幾十年的發展，已經在智能化、網絡化等方面取得了顯著的進步，一些高端的儀器儀表已經開始和微處理器有機結合，雖然和國外的自動化儀表控制系統相比，還是有些差距，但是在某些領域在全世界范圍內還是處于遙遙領先的水平。近年來，儀器儀表在工業上應用速度擴展的有紅外熱像儀，其他品種的儀表也迅速崛起發展，有些儀表的質量甚至已經達到了國外主流產的水平，總體來說，呈現百花齊放的姿態。

三、自動化儀表系統的發展方向

伴隨著科學技術和電子信息化技術的不斷發展，自動化儀表技術也得到了長足的發展。科學技術的進步，使得生產出了許多新材料、元器件和探索出了更為先進的工作原理，并把這些東西成功運用到儀器儀表的研發中，其元器件包括有超聲波、紅外線、超導、射線、繼承電路、光導纖維等。這些高科技元器件和先進工作原理的使用，使得儀器儀表的體積更小，重量也相對減輕不少，生成成本也得到降低，維修起來也更為方便。電動化儀表系統另外一個發展趨勢是與電子計算機相結合，大大地提高了儀器儀表的自動化程度處理數據的能力，使儀器儀表的綜合性能得到了提升，滿足了工業生產行業更高的需求。

1.分布式控制系統的發展趨勢

分布式控制系統的英文全稱是Distributedcontrolsystem，簡稱DCS，又稱為集散控制系統。在計算機控制系統發展演變中，分布式控制系統是一種新的控制系統，它是從集中式控制系統演變而來的，是通過運用計算機技術對工業生產過程進行監測、管理和分散控制的綜合性網絡系統[2]。第一套分布式控制系統是由美國推出的，經過近幾十年的發展，分布式控制系統的運用已經綜合了計算機技術（Computer）、顯示(CRT)技術、通信(Communication)技術和控制(Control)等先進技術，其特點是集中管理和分散控制。分布控制系統近幾年來在我國大型工程上都有得到東城應用，例如2007年11月，國智深公司與江蘇諫壁簽訂了1000MW超臨界機自動化控制項目。從分布式控制系統的綜合運用情況來看，其正呈穩步前進的趨勢。

2.開放性控制系統的發展趨勢

開放性操作系統一般具有可互操作性、可移植性、可互補性的特點，一般采用的多是嵌入式系統技術，其中包括高性能微處理器嵌入系統和以Windows/CE、Linux、VxWorks為核心的嵌入系統[3]。儀器設備現在的開發正朝微型計算機方向發展，有的公司已經提出在設計儀器儀表時，應該把安裝USB接口，打印機接口、局域網網絡接口等因素考慮其中，這樣就可以通過數據線連接其他的測控儀表或者執行器設備，實現全程信息化轉化監控設備的開放式互連系統。

3.網絡化控制系統的發展趨勢

科學技術和計算機的進步使得網絡信息技術得到空前迅猛發展，網絡信息技術開始與智能測控技術相結合，在自動控制系統和工業生產設備中引入信息網絡，在公司建立企業信息網絡底層，這樣一來，就能夠使得智能儀表的作用盡可能得得到充分利用。在不久的將來，甚至會出現I P智能現場儀表，真正實現公司人員辦公自動化和工業生產自動化的完美結合。

結語

儀器儀表走過這漫長的幾十個念頭，隨著科學技術的不斷發展，自動化儀表和互聯網開始完美結合，其功能性和適應性與越來越強大。自動化儀表的運用，有效的減少了企業的生產成本和生產效率，充分體現出了科學發展的理念。相信在不遠的將來，新一代的智能化儀器儀表能夠更好的促進我國社會主義經濟建設進程。

[1]趙群、張翔、謝素珍等.自動化儀表與控制系統的現狀與發展趨勢綜述[J].現代制造技術與裝備.2008,5(8):12-14.

[2]高海平.自動化儀表調節閥故障分析與對策研究.2009.8(12):57-60.

[3]陳軍、劉國明、蔣德華.石油化工自動化儀表的淺析.2010.12(8):25=30.