工業(yè)自動化儀表的應(yīng)用與展望

王猛（山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司，山東萊蕪，271104）

工業(yè)自動化儀表的應(yīng)用與展望

王猛
（山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司，山東萊蕪，271104）

隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展及工業(yè)化進程的加快，自動化儀表在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并已成為工業(yè)生產(chǎn)制造與檢測的重要工具，而微電子技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)等日新月異的發(fā)展又促使自動化儀表出現(xiàn)深刻變革。文章通過分析工業(yè)自動化儀表的分類及應(yīng)用情況，提出其總線化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化發(fā)展趨勢。

工業(yè)自動化儀表；應(yīng)用；發(fā)展展望

0 引言

目前，工業(yè)自動化儀表包括在線分析儀表、流量儀表、物位儀表、壓力儀表、溫度儀表等多種，在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮了突出作用。近些年來，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、信息處理技術(shù)的發(fā)展，促使自動化儀表出現(xiàn)深刻變革，使工業(yè)自動化儀表更加快速、便捷的獲取準(zhǔn)確、有效、可靠的全方位控制數(shù)據(jù)，從根本上改變了傳統(tǒng)的光、機、電的框架，表現(xiàn)出總線化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化發(fā)展趨勢。

1 工業(yè)自動化儀表的種類與應(yīng)用情況分析

1.1 溫度儀表及其應(yīng)用情況

溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要影響因素，利用溫度儀表檢測和控制生產(chǎn)過程中的溫度有利于保障工業(yè)生產(chǎn)順利完成。溫度儀表主要用于測量與控制生產(chǎn)現(xiàn)場或管道內(nèi)部的溫度，如在石化產(chǎn)業(yè)中，實時監(jiān)測與控制石化現(xiàn)場設(shè)備管道和管道內(nèi)的溫度變化。目前經(jīng)常用到的是非接觸式測量方法，現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了溫度控制的自動化。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，溫度儀表也在日益完善，智能溫控系統(tǒng)的應(yīng)用明顯提升了溫度儀表的智能化水平，也簡化了數(shù)據(jù)采集和信息處理程序，是一種新的溫度測量方式，對于提高儀表的溫度測量時效性與測量準(zhǔn)確度具有重要作用。

1.2 壓力儀表及其應(yīng)用情況

壓力儀表包括分液柱式、彈性式、活塞式三種，主要用于粉狀、高溫、易結(jié)晶等介質(zhì)的壓力測量與調(diào)節(jié)，常規(guī)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)借助于壓力變送器傳輸信號實現(xiàn)現(xiàn)場測量和控制。壓力失控將導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，科學(xué)準(zhǔn)確的監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)中的壓力，是保障工業(yè)生產(chǎn)安全進行的重要技術(shù)工具。在信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷進步的條件下，壓力儀表的應(yīng)用范圍也在不斷擴大，其作用也更加突出。壓力儀表的應(yīng)用對于降低機器設(shè)備的損壞率，預(yù)防與減少工業(yè)安全事故起到了重要作用，保證了生產(chǎn)人員的安全。

1.3 物位儀表及其應(yīng)用情況

從測量方式差異看，物位儀表包括靜壓式、直讀式、浮力式、電容式等，在實際使用時，它并不直接接觸產(chǎn)品，而是通過發(fā)射超聲波的方式檢測與反饋物料產(chǎn)品狀態(tài)，記錄和測量產(chǎn)品位置。如工業(yè)生產(chǎn)中，容器內(nèi)流體的測量就可利用物位儀表，它可準(zhǔn)確測量出容器中所貯藏的液體或固體的容量或重量，在工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要作用。

1.4 流量儀表及其應(yīng)用情況

流量儀表在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用最為普遍，根據(jù)其測量原理差異，又包含了速度法、容積法體積流量儀，直接法、推導(dǎo)法流量儀，以及轉(zhuǎn)子式、速度式、節(jié)流式、容積式等幾種。流量儀表的特點是測量范圍廣，可保證工業(yè)生產(chǎn)過程的穩(wěn)定和優(yōu)化，保障工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，它主要用于檢測與監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)中管道內(nèi)，單位時間內(nèi)流過的液體體積和質(zhì)量，并記錄存儲監(jiān)控結(jié)果，與標(biāo)準(zhǔn)值進行自動比對，如對石油輸出的控制。

1.5 在線分析儀表及其應(yīng)用情況

在線過程分析儀是自動化管理與控制化工生產(chǎn)與分析過程的重要工具，主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)流水線，可檢測與控制工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的溫度，以及機械設(shè)備的真空壓、油壓、液位等工藝參數(shù)，當(dāng)監(jiān)測到的參數(shù)數(shù)據(jù)與設(shè)定指標(biāo)不符合時，會自動分析各參數(shù)的對比結(jié)果并顯示。

2 工業(yè)自動化儀表的未來發(fā)展趨勢

2.1 總線化趨勢

現(xiàn)場總線作為21世紀(jì)現(xiàn)場控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它在工業(yè)自動化儀表中的應(yīng)用，增強了分散控制的便利性，使自動化儀表與系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用實現(xiàn)了工業(yè)控制由控制室轉(zhuǎn)向現(xiàn)場，其開放性、數(shù)字化和雙向性的特點，推動自動化儀表與系統(tǒng)實現(xiàn)傳輸信號數(shù)字化及智能化。現(xiàn)場總線作為是一種擁有高科技含量的通信系統(tǒng)，為工業(yè)自動化儀表的高精度化和高穩(wěn)定性發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.2 數(shù)字化趨勢

隨著軟件設(shè)計技術(shù)的不斷提升，工業(yè)自動化儀表的數(shù)字化發(fā)展趨勢十分明顯，模擬儀表逐漸被數(shù)字化儀表和系統(tǒng)所取代，退出新建項目主流產(chǎn)品名目。工業(yè)自動化儀表借助于計算機網(wǎng)絡(luò)平臺，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)需求，設(shè)計具有實際應(yīng)用價值的應(yīng)用軟件，大大提高了工業(yè)生產(chǎn)中各項信息的采集、顯示、傳輸和儲存等功能的運行效率，其功能優(yōu)勢較之于傳統(tǒng)工業(yè)自動化儀表十分明顯，特別是在數(shù)據(jù)處理能力等方面。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化趨勢

計算機網(wǎng)絡(luò)的普及，及其與現(xiàn)場總線技術(shù)的有機結(jié)合，推動著工業(yè)自動化儀表不斷網(wǎng)絡(luò)化。信息化時代，工業(yè)自動化儀表的網(wǎng)絡(luò)化是其發(fā)展的必然趨勢，也是其在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用的必然選擇，這一趨勢將帶動工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，深度挖掘工業(yè)自動化儀表在工業(yè)生產(chǎn)與控制領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。同時，這種具備良好擴展性和相互連接性的新型自動化儀表，形成了一個運行有效的開放性網(wǎng)絡(luò)體系，更便于對工業(yè)生產(chǎn)進行管理與控制。

2.4 智能化趨勢

工業(yè)自動化儀表的智能化，是指工業(yè)自動化儀表采用電源轉(zhuǎn)換技術(shù)、Flash存儲器、數(shù)字電位器、嵌入式Internet技術(shù)、軟硬件協(xié)同等先進技術(shù)，通過預(yù)先設(shè)定特定程序，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的調(diào)控和管理，從而快、準(zhǔn)、好地完成工業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的控制與管理。未來，工業(yè)自動化儀表的智能化將為我國工業(yè)化發(fā)展與進步做出突出貢獻。

[1]陳經(jīng)緯. 探析工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊)，2016，(12):194-195.

[2]李定川.我國電氣自動化儀器未來的發(fā)展趨勢與應(yīng)用綜述[J].智慧工廠，2016，(05):51-55+62.

[3]曹慶年，王薛飛，劉晉熙，夏超，侯勝利. 自動化儀表新技術(shù)的應(yīng)用探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，(17):148.

王猛，男，1984年，籍貫山東萊蕪，中級工程師，研究方向工業(yè)自動化與儀表。

Application and future development of industrial automation instrument

Wang Meng
（Shanxin software co., ltd. Laiwu automation branch，Laiwu Shandong，271104）

with the development of market economy and the accelerated process of industrialization, automation instrument has been widely used in the industrial field, and has become an important tool for manufacturing and testing of industrial production, while the development of microelectronics technology, computer network and communication technology change rapidly and make the automation instrument appear profound changes Based on the analysis of the classification and application of industrial automation instruments, this paper puts forward the development trend of bus, network, digitization and intelligence.

industrial automation instrument; application; development prospect