自動化儀表與控制系統的應用

劉兆華

摘 要：在工業化水平的發展下，自動化儀表與控制系統的技術水平也得到顯著的改善，成為工業設備的核心，對于工業的發展做出了重要的貢獻。本文主要針對自動化儀表與控制系統結構、應用等進行分析。

關鍵詞：自動化儀表；控制系統；應用

隨著我國工業的發展和計算機技術的提高，自動化儀表在工業中的應用越來越廣泛。自動化儀表主要用于測量、觀察和計算各種物理量、物理成分，也可以具有自動控制、報警和信息的傳遞與處理等功能。自動化儀表控制系統也逐漸發展成為工業設備的核心部分，它對系統的發展起著關鍵性的作用。本文針對自動化儀表的發展特點和今后的發展方向做出了詳細地分析。

一、自動化儀表的發展特點

二十世紀七十年的微處理器的問世，帶動了計算機技術的迅猛發展，同時也促進了儀器儀表產業的技術變革，儀器儀表實現了過程自動化和數據自動處理。到了二十世紀九十年代，微處理器技術廣泛應用到了測量儀器上，使得測量儀器具有了高準確度、高性能和多功能的特性。當今是一個以知識經濟為特征的信息時代人們對自動化儀表的認識越來越多，這就使得它更廣泛地應用到了社會生產當中，也使得它朝著智能化、網絡化、總線化和開放性的方向發展。

二、智能測控儀表的系統結構

測控儀表是一個基于CAN總線的系統結構，它主要是接收上位機的命令，按照命令采集數據控制生產設備運行，而它的上位機只負責對測控系統進行監控和管理。這些任務準確、及時的完成可以借助計算機這一功能強大的機器。

三、智能測控儀表的接口設計

CAN總線屬于穿行數據通信接口，它有效把物理層和數據鏈路層的功能集成在一起，準確完成了對傳輸數據的成幀處理。在CAN控制器之后Philips公司又研制出了SJA1000系列的產品，此產品與PCA82C200在軟硬件上均能夠相互兼容，并且又增加了許多新功能，使得測控儀表性能更加優良，更適合于對系統優化、診斷和維護要求較高的場合。SJA1000的功能主要體現在接口管理邏輯、發送緩沖器、驗收濾波器等方面。

四、計算機控制系統

（一）計算機控制系統的基本框架

隨著電器自動化技術的迅速發展，自動化控制有效引用了計算機的精確運算和準確判斷，以及記憶功能，使得自動化控制進入了計算機時代。通過計算機的處理把反饋值的二進制形式轉變成數字量，基本過程是，計算機接收給定值和反饋量，通過微處理器中的控制器部分向各部件發出命令，然后運算器部件就對兩者的偏差值進行計算，最后經過數字模擬信號轉換器完成數據的轉換。從此過程看出只要改變了計算機的程序就能夠有效改變控制規律了。

（二）計算機控制系統的組成

計算機控制系統主要由計算機和工業對象兩個部分，計算機系統包含硬件系統和軟件系統兩部分。計算機的硬件系統又分為主機和外部設備，計算機軟件系統是工業生產所需要的控制程序以及計算機的管理程序。

計算機硬件分為主機、接口電路和外設幾個部分，根據具體地實際需要，可以對計算機硬件進行擴充。在工業自動化儀表中，控制器對于實現儀表的智能化和自動化有著重要的作用。可編程單回調節技術是智能測控儀表的核心部件，而現場總結技術產品也成為典型代表，這一部件生產技術已經跟國外的先進技術相差不遠，在我國市場上占有三分之一的天下，這就有效推動了我國自動化儀表的發展，也促使我國的工業過程控制朝著數字化、智能化和網絡化方向發展。

五、自動化儀表的總線發展趨勢

過程控制系統自動化的現場設備就是我們通常所說的現場儀表，它主要分為變送器和執行器、在線分析儀表幾種類型。此技術有效實現了組件集中和分布式測試功能。但是目前快速發展的工業使得遠程控制需求加大，這就促使了現場儀表的產生。現場儀表能夠實現各種智能化儀表和中央控制的開放化、數字化、雙向的通信過程。目前現場總線成為世界自動化技術發展的重要方向，也為過程測控儀表的發展提供了發展機遇，并且促使了測控儀向高精度、高可靠性和低耗能方向發展。

六、自動化儀表的網絡化發展趨勢

現場總線技術主要是通過計算機技術實現的自動控制功能和工廠信息化，這位企業的信息化打下了堅實的基礎，也使智能儀表充分發揮出了應有的作用。

隨著世界網絡技術的發展，工業網絡化也成為工業生產的總趨勢，在不久的將來一定會實現網絡結構體系的自動化儀表。這就真正實現了人辦公自動化和工業生產自動化的銜接。

總之，現代自動化儀表的智能化技術對于儀表性能的提升起到了積極促進的作用，同時也加促著網絡技術的發展，并且智能化儀表在計算機網絡技術的支持下會更廣泛地應用到工業生產的各個領域。

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