淺析儀表自動化應用發展趨勢及應對措施

趙躍華 田雪龍

摘 要：科學技術的進步推動了儀表自動化的發展，并且還在不斷發展中，極大地推動了各行業的發展。文章在分析了儀表自動化發展的歷史的基礎上，又闡明了儀表自動化在應用上的發展趨勢及相關的應對措施。希望通過文章的分析，能夠為儀表自動化的應用獻計獻策。

關鍵詞：儀表自動化；應用；措施

眾所周知，儀表在許多行業發揮著重要的作用，既可以起到測量和顯示的作用，又在信息采集中發揮著不可估量的作用。所以分析儀表自動化的發展趨勢及應對措施是很有必要的。

1 綜論儀表自動化的發展

1.1 儀表自動化以往的發展歷程

科學技術是第一生產力，科技的發展解放和發展了生產力，儀表自動化是伴隨著科學技術的發展應運而生的。另一方面，計算機也是其誕生和發展的主要來源，是其發展的不竭動力。儀表自動化在問世之初，由于科學技術的限制，精度系數比較低、體積也比較大，所以只是負責記錄一些人工無法觀測的數據。隨著科學技術的不斷進步，自動化儀表向著高性能、高精度、高運轉、體積小的方向發展。到后來計算機的發展實現了儀表自動化中的數據處理功能，大大提高了企業在生產上的勞動生產率，為企業創造了良好可觀的經濟效益。在科技迅速發展的背景下，大規模集成化、模塊化、專業化是儀表自動化的前進方向。

1.2 儀表自動化應用發展趨勢

儀表自動化伴隨著科學技術的發展而發展，并且經歷了相對比較長的發展階段，集約化是其發展方向。專業化和模塊化是儀表進行整合和集成的主要途徑，并且逐步成為發展的主流，文章綜合儀表自動化發展趨勢總結如下：（1）傳統的集散控制系統將被現代化的所取代。集散控制系統（DCS）是集合計算機、系統控制、通訊和多媒體等多種技術于一體的現代化設備，其自身具有強大的通訊功能。進入現代化發展的快車道，企業管理水平也在發展中前進，傳統的集散控制系統在與企業飛速增長的信息速度上已經表現出不相適應的弊端，所以新型的現代化集散控制系統出現是歷史發展的必然趨勢。現如今，儀表自動化應用已經開始向著綜合自動化的方向發展了。計算機集成系統控制生產可以將企業的高效經營管理進行很好地實現。在這個層面上，自動化的生產過程控制也可以實現。為了實現過程控制、決策、優化以及管理的集成化和一體化，降低企業的生產成本，降低能源消耗，提高勞動生產率，適應市場經濟的發展需要，從而增強企業的競爭實力，應該結合生產過程控制、通信網絡以及信息管理，才能使企業的測量、控制預算管理數據實現資源共享。（2）現場總線及現場總線控制系統的運用范圍將愈見廣泛。現場設備和自動化系統結合在一起組合而成的線路模式就是通信總線，但是現場總線的結構往往是由多個部分構成，它還是實現通信的雙向串行的主要推動力。通過利用數字通信技術，達到與儀表之間進行聯系的目的。利用總線的這種原理，控制功能中的大部分都可以轉移到智能儀表中，前提在集散控制系統的作用下。所以系統中同時進行的測量和控制充分實現了分散控制，提高了系統的可靠性，改善了系統的調節品質。現場總線以及現場總線控制系統的有效運用在一定程度上降低了企業的生產成本，有效地提高了儀表智能化、控制功能分散化以及控制系統的開放化，并且這樣的發展和工業控制系統技術的發展趨勢相吻合。（3）標準化、工程化和商品化是先進控制軟件的發展方向。計算機控制系統的應用帶動了控制軟件的發展，可以以現代化的控制理論開發的先進控制軟件為根據，實踐證明，收到的效果還是令人滿意的。先進控制軟件可以有效提高系統的控制能力，能夠有效解決系統本身的非線性、時變性、不穩定性以及外部擾動的隨機性和不可檢測性等問題。所以，需要不斷研發和引進先進的控制技術與控制理論，走標準化、工程化和商品化的發展道路是先進的控制軟件發展的必經之路，這樣才能推動儀表自動化安全、可靠、穩定、健康發展。

2 儀表自動化的發展趨勢的應對措施

2.1 傳感器的應用

在儀表的組成中，采集數據的單元式傳感器是其重要的組成部分，傳感器的發展引領著自動化的發展方向，傳感器的發展直接影響著儀表自動化的發展方向。高度集成化、新技術高度集中是傳感器的發展方向。激光技術、光控技術、核磁共振技術和非線性、前饋和滯后等新技術的應用，又在一定程度上促進了自動化儀表的發展。新材料的發展為傳感器的材質選擇提供了眾多選擇。為儀表的集成化、微型化提供了物質條件。例如：選用以硅為主體的半導體材料制造的光熱探測器的靈敏度以及精度都很高。

2.2 可編程控制器的應用

一般情況下通過分析傳感器收集到的數據，然后根據設定的程序發出控制命令，稱之為可編程控制器，即PLC。在儀表自動化中，可編程控制器的應用表現為微處理器的應用，即硬件中的邏輯電路由軟件代替，軟件編程控制復雜電路的復雜功能代替硬件中控制和定時用的大套電路，達到簡化硬件電路結構的目的，同時使得儀表逐漸集成化、體積小。另外，由于可編程控制器的程序具有可擦寫功能使得儀表自動化的功能多樣化；同時還可以通過軟件改變儀表的測試功能以及數據的精度。

2.3 調節器的運用

調節器的發展方向是智能化。早在八十年代初期，伴隨著微處理器的不斷創新和發展，作為儀表自動化一部分的調節器的發展方向變為智能型數字式，儀表自動化中調節器的功能性大幅度提高的原因包括數字式的設定及其運算功能的加強，可同時輸入多種制式信號，PID自整定，EEPROM技術的運用等，同時伴隨著通信技術的不斷發展，在調節器中廣泛應用遙控和遙測技術，使得工業生產中的可控性提高，同時便于操作。

3 結束語

總之，伴隨著科技水平的進步，科技革新，我國工業儀表自動化在應用上大幅度提高，同時儀表自動化的應用也為企業帶來了重大的經濟效益。但是相對于國外先進的技術水平，我國的儀表自動化水平還是相對落后的，所以，應該學習外國的先進的技術和理論，不斷提高，并且根據我國工業生產的具體情況，不斷提高儀表自動化，為儀表自動化的發展提供更廣泛的領域。從工業自動化儀表尤其是工業現場儀表的智能化、高精度化、總線化、網絡化的發展進程，不難看出計算機技術對現代自動化儀表技術的發展起到了十分積極的促進作用，計算機網絡與工業局域網的融合又大大豐富和發展了現代自動控制技術。

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