自動化儀表在我國工業中的應用和發展

盧旭明

隨著現代科技的不斷進步和發展，自動化水平不斷發展，各行各業應用的自動化儀表也在不斷更新。工業儀表在我國出現較早，剛開始出現時主要運載在冶金、熱能動力、石油煉制以及化工等熱力生產行業中，所以在當時工業儀表被稱作是熱工表。最早生產出的工業儀表主要有液動式以及機械式兩種，而且體積也較大，主要作用是進行檢測記錄與簡單的控制，運用起來極不靈活而且功能較少，不能夠在工業生產中發揮很大的作用。我國工業儀表經歷了由普通儀表、自動化儀表，再到專業用途儀表的發展過程，儀表的種類越來越多，儀表的自動化和智能化水平越來越高，智能控制功能也越來越強大，隨著自動化儀表技術的不停發展，其體積越來越小，功能越來越全，在工業生產中發揮的作用也越來越明顯，成為現代工業發展必不可少的一個重要工具。這些儀表不但能提升生產效率和產量，還能為企業節能減排；不僅能生出來精良的產品，還能完善產品的質量。工業中的自動化儀表具有抗震動性強、耐高溫與抗粉塵等新特征，能適應企業復雜的、多變的工業環境，還能解決工業中的控制管理和維修，為企業管理決策提供技術支持，最終實現企業贏利的目的。[1]

一、自動化儀表在我國的現狀

自動化儀表中的檢測儀表是生產過程自動化和經營管理現代化的基礎。隨著工業自動化的發展，檢測儀表起著越來越重要的作用。因為沒有性能好、精確度高、質量可靠的儀表檢測到各種相關信息，實現高水平的工業自動化就成為一句空話。整體上來說，我國工業中的自動化儀表差異較大，大型企業擁有雄厚的資金，從國外引進成套或部分先進的自動化儀表，技術水平較高；中型企業資金狀況不是非常好，采用我國自制的一些自動化儀表。但最近幾年幾乎所有的集團企業都購進大量的先進設備，提高了企業的自動化控制水平。這些自動化儀表以包括許多自動化控制系統、涵蓋了PLC技術、現場總結技術和智能控制技術等，但這些技術的完整性仍然不是很好，仍有進一步提升的空間。[2]

二、自動化儀表在我國工業中的發展

1.所謂智能控制，就是指系統或設備在無人干預的情況下自動的實現操作。自動化儀表的智能控制就是指通過智能控制器自動實現儀表的數據收集，數據存儲和數據處理。智能化儀表內含智能控制器，是一種高科技產品，主要使用了大規模集成電路技術、微處理器技術、接口通信技術，利用嵌入式軟件協調內部操作，使儀表具有智能化處理的功能，在完成輸入信號的非線性處理，溫度與壓力的補償，量程刻度標尺的變換，零點的漂移與修正，故障診斷等基礎上，還可完成對工業過程的控制，使控制系統的危險進一步分散，并使其功能進一步增強。這類產品以數字輸出形式出現，不但大大提升了儀表性能，而且便于信息溝通，還可通過網絡組成新型的、開放式的過程控制系統。

2.設備診斷與維護管理

傳統的工業自動化儀表對維護或維修檢測是定期維修制度，只能按設備管理方法做預防或預警。下一代自動化儀表應包括設備故障自診斷技術和設備狀態檢測技術，這種預報維修（狀態維修）能非常好的維護管理好設備。設備診斷與維護管理相結合的機制能實現自動化儀表的設備故障自檢，能提高設備的使用效率。利用檢測技術、信號處理技術、識別技術和預測技術獲取反映設備故障的真實信息，從中提取能真正反映設備狀態征兆的特征參數并通過它識別和估計所處的狀態，對已被識別出的故障動態趨勢以及最終達到危險程度的時間和范圍做出估計和評價，為維護決策提供智能控制，最后實現企業的經濟效益。

3.現場總線控制系統

現場總線已成為全球自動化技術發展的重要表現形式，它為過程測控儀表的發展提供了千載難逢的發展機遇，并為實現進一步的高精度、高穩定、高可靠、高適應、低消耗等方面提供了巨大動力和發展空間。同時，各現場總線控制系統制造廠家為了使自己的現場總線控制系統（FCS）能得到應用，紛紛推出與其控制系統配套的具有現場總線功能的測量儀表和調節閥，形成了較為完整的現場總線控制系統體系。這些系統的子系統之間獨立性比較明顯，同是各子系統之間又是可集成的。所謂現場總線控制系統就是指一個全分散、全數字化、全開放和可互操作的生產過程自動控制系統，各子系統均采用不同儀表實現人機互動操作。現場總線促進了儀表智能化、傳輸數字化、系統開放化，是目前國內外的一個技術熱點，以現總線控制技術為支撐的自動化控制系統具有精確性好，維護性和擴展性好，子系統之間的集成度高等特點。

4.網絡化

現場總線技術采用計算機數字化通信技術，使自動控制系統與現場設備加入工廠信息網絡，成為企業信息網絡底層，可使智能儀表的作用得以充分發揮。隨著工業信息網絡技術的發展，以網絡結構體系為主要特征的新型自動化儀表，即IP智能現場儀表代表了新一代控制網絡發展的必然趨勢。這個嵌入式Internet的控制網絡體系結構的特點是：首先Ethernet貫穿于網絡的各個層次，它使網絡成為透明的，覆蓋整個企業范圍的應用實體。它實現了真正意義上的辦公自動化與工業自動化的無縫結合，因而我們稱它為扁平化的工業控制網絡。其良好的互連性和可擴展性使之成為一種真正意義上的全開放的網絡體系結構，一種真正意義上的大統一。因此，基于嵌入式Internet的控制網絡代表了新一代控制網絡發展的必然趨勢，新一代智能儀表-IP智能現場儀表的應用將越來越廣泛。

結語

數字技術、信息技術和智能控制技術的飛速發展，促使自動化儀表相關技術必須進一步技術創新。自動化儀表是信息技術、數字技術、智能控制技術的高科技結晶。國家提出的以信息化帶動工業化的方針，對國內儀器儀表的發展無疑是一個大的推動機遇。針對國內市場國際化的趨勢，國內儀表企業必須加強跟蹤國際發達國家儀器儀表的發展動態，提高自身的技術創新能力，加強市場開拓力度，增強服務意識。國家對符合工業IT精尖儀器儀表項目、國家重大裝備的自動化控制系統成套項目、涉及國家安全的國防工業儀器儀表項目應給予重點扶持。

參考文獻

[1]夏德海用先進的自動化技術改造現有企業《自動化信息》[J]1999年6期.自動化與儀表期刊[J].

[2]陳磊，牛宏賓.淺談鋼鐵公司自動化儀表控制系統的配置和功能[J].湖北郵電技術，2014.