淺析儀表自動化應用發展趨勢及應對措施

顏云輝

摘要：隨著電氣工程行業及電氣技術的不斷發展，儀表自動化水平也發生了翻天覆地的變化。本文就儀表自動化應用發展趨勢與應對問題對儀表自動化應用發展趨勢從三個方面進行了介紹，并針對發展趨勢提出相應的應對措施與建議。

關鍵詞：儀表自動化 應用發展趨勢 應對措施

前言

我國的儀表自動化還有很大的潛力可挖。大力引進國外的先進經驗，提高自身的生產管理的技術水平，加強科技人才的培養與儲備，根據我國企業的實際發展情況，因地制宜地進行儀表自動化的更新換代，重視科技創新與管理創新。只有這樣，才能讓我國企業在核心競爭力上保持不斷的增長。

1.自動化儀表的測試分類

1.1 壓力儀表

壓力表是最早使用的壓力儀表，其工作原理是通過導壓管道連接壓力計，觀察生產過程各階段的壓力變化情況。壓力表分為壓力傳感器、壓力變送器和特種壓力儀等。在壓力表方面，儀表自動化的作用原理是壓力調節系統通過壓力變送器或者位移平衡式調節器把采樣信號送到 DCS 或控制芯片進行數據處理。保證在生產的全過程進行觀測，保證壓力不僅可以保證生產同時可以不損壞設備，保證工作人員的安全。

1.2 溫度儀表

在生產中，溫度是生產的條件之一，因此，在生產中應該對溫度進行控制。最早使用的溫度儀表是熱電阻、熱電偶，隨著科技的進步，目前使用的溫度儀表是高集成度智能溫控系統，通過總線技術，分析處理輸入到電腦控制芯片的熱電阻、熱電隅或其它采溫設備的信號。

1.3 物位儀表

物位儀表的作用是測量原料或產品的液面位置，測試輸油管道中的液面位置，測量距離等。

1.4 流量流速儀表

物流儀表的功能是測量單位時間內流經有效截面的流體質量或體積是流速；進行管道里的流體流過的累計體積或質量測量。

2.儀表自動化應用發展趨勢分析

目前儀表自動化正朝著大規模集成化的方向發展。專業化與模塊化使各種儀表得到了整合與集成，這種變化也越來越能適應現代化大規模生產的要求。

2.1 現代化的DCS將逐漸代替傳統的DCS

目前傳統的DCS很大程度上已經不能夠適應現代企業信息迅速增加的需求，新型的現代化的DCS將逐漸取代傳統的DCS。近年來，儀表自動化的應用正朝著大系統綜合自動化的方向發展。運用計算機集成系統進行生產控制可以實現企業的高效經營管理，實現對生產過程控制的自動化。同時，還能夠將生產過程控制、通信網絡及信息管理融合為一體，使企業在測量、控制預算管理數據上實現共享，真正實現過程控制、決策、優化與管理的集成化和一一體化，真正做到降低生產低成本，減少能源消耗，提高生產效率，使企業不斷適應日益變化的市場的需求，提高競爭力。

2.2 現場總線及現場總線控制系統的運用將越來越廣泛

現場總線是一種多分支結構并能夠進行串行雙向通信，它可以通過數字通信技術直接延伸到儀表上。通過總線這種方式后，原有的中央DCS系統可以將60%一80%的控制功能轉移給現場的智能儀表，這樣就形成了一種現場總線控制系統，即FCS。這種系統能夠實現測量和控制的一體化，能夠真正并徹底地進行分散控制，從而會在很大程度上提高整個控制系統的可靠性，改善系統的調節品質。采用現場總線及現場總線控制系統能夠降低生產成本，促進儀表智能化、控制功能分散化以及控制系統的開放化，完全符合工業控制系統技術的發展趨勢。

2.3 先進的控制軟件逐步向標準化、工程化和商品化方向發展

采用先進控制軟件能夠很好地提高控制系統的控制能力，克服由于系統本身的非線性、時變性、不穩定性以及外部擾動的隨機性和不可檢測性等帶來的一系列的問題或故障。因此，不斷引進和采用先進的控制技術與控制理論，使先進的控制軟件逐步向標準化、工程化和商品化方向發展，使儀表自動化的發展在控制上越來越趨于穩定、安全可靠。

3.儀表自動化的發展趨勢的應對措施

3.1 傳感器的應用

儀表中采集數據的單元式傳感器，是儀表的重要組成部分，自動化的發展方向由傳感器的發展引領，傳感器的發展與儀表自動化的發展方向有直接關系。隨著科技的發展，傳感器的發展方向是高度集成化、新技術高度集中。新技術包括激光技術，光控技術，核磁共振技術等，以及非線性，前饋和滯后等技術等在傳統的調節規律中的應用，滿足自動化儀表的要求。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。

3.2 可編程控制器的應用

通常我們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。

3.3 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。

4.結束語

總之，隨著信息科學技術的不斷進步與發展，我國工業在儀表白動化取得一定的經濟效益，但與國外先進的技術水平相比，仍然還有很大的差距。因此，還要不斷地引進國外先進的理論與技術，并結合我國具體國情與工業應用實際，不斷提高儀表自動化水平。

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