探析儀表自動化的應用與發(fā)展

1、<p>　　探析儀表自動化的應用與發(fā)展</p><p>　　摘要：工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟的不斷增長都離不開科技的騰飛。而儀表自動化就是促進工業(yè)生產(chǎn)中電氣自動化的重要推動力量。經(jīng)濟的發(fā)展帶動了工業(yè)科技的長足進步，而電氣工程技術的發(fā)展是其中的重要一環(huán)。儀表作為電氣系統(tǒng)中的必備要素，也成為了完善與提升電氣系統(tǒng)的切入點。在電氣系統(tǒng)中，儀表的主要功能是進行測量與數(shù)據(jù)顯示。本文主要就是針對探析儀表自動化的應用與發(fā)展來

2、進行分析。 </p><p>　　關鍵詞：儀表自動化；應用；發(fā)展趨勢 </p><p>　　中圖分類號：F407文獻標識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　伴隨著科技水平的進步，科技革新，我國工業(yè)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我們帶來了重大的經(jīng)濟效益。但是相

3、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，我們應該學習外國的先進的技術和理論，不斷提高，并且根據(jù)我國工業(yè)生產(chǎn)的具體情況，不斷提高儀表自動化，為儀表自動化的發(fā)展提供更廣泛的領域。 </p><p>　　1、儀表自動化的意義與功能 </p><p>　　作為電氣系統(tǒng)不可或缺的組成部分，儀表在電氣系統(tǒng)進行自動化控制時起到了對相關數(shù)據(jù)的測量作用，同時對于收集到的電氣系統(tǒng)信息

4、也可以進行整合。有利于生產(chǎn)管理人員進行決策。而儀表的自動化則是指無人條件下進行的數(shù)據(jù)測量與處理能力，并且可以對數(shù)據(jù)實行遠距離傳送。所以電氣化系統(tǒng)自動化的提高也帶動了儀表自動化的應用與發(fā)展。以下是儀表自動化的功能介紹： </p><p>　　1.1、記憶儲存功能 </p><p>　　從最初的組合邏輯電路與時序電路類儀表開始，儀表已經(jīng)從當初的瞬時記憶，發(fā)展到了如今的實時記憶、長時記憶。目前來

5、說，在儀表中進行微電腦裝置的設置已經(jīng)實現(xiàn)了儀表在不斷電情況下的長時間記憶目標。并且可以進行記憶狀態(tài)的調整，以方便后期的數(shù)據(jù)處理工作。、 </p><p>　　1.2、拓展延伸功能 </p><p>　　儀表從最初的硬件邏輯電路，轉變?yōu)槿缃竦能浖O置。讓儀表從復雜的處理器進化到了核心程序系統(tǒng)。由于升級了原先的硬件中大量控制與定時電路，讓儀表從繁雜的處理器簡化到了軟件編程設計中來。也就讓儀表自

6、動化成功地實現(xiàn)了電子智能化。 </p><p>　　1.3、數(shù)據(jù)處理與計算功能 </p><p>　　儀表由于引入了微型計算機系統(tǒng)，使得儀表在測量精度上有了很大的提高，同時微型計算機的數(shù)據(jù)處理能力也讓儀表自動化得以完善。 </p><p>　　2、工業(yè)自動化儀表的歷史 </p><p>　　工業(yè)自動化儀表在最早也被稱之為工業(yè)儀表或（工業(yè)過程）

7、檢測控制儀表。在工業(yè)儀表的發(fā)展早期，儀表最早只出現(xiàn)在化工，冶煉，熱動力等持續(xù)熱力生產(chǎn)的過程。當時儀表主要是機械式或液動式的，只起檢測、記錄或一些簡單的連動控制。在近代開始出現(xiàn)電動式的、電氣機械式的和電子管類的調節(jié)儀表；而且因為半導體和集成電路的發(fā)展，儀表的自動化就更進了一步，開始向小體積、高精度發(fā)展、并實現(xiàn)與計算機結合作數(shù)據(jù)處理。這從真正意義上實現(xiàn)了儀表的自動化。在七十年代末期，微型計算機開始在工業(yè)領域中的作用開如突顯，以微處理器為主的

8、過程控制系統(tǒng)把儀表自動化專業(yè)帶到一個新的高度。儀表自動化開始結合電力電子技術和計算機技術從常規(guī)的儀表形式向數(shù)字式、自動化儀表和程序控制器、調節(jié)器發(fā)展，形成氣電結合、模數(shù)與數(shù)模轉換等技術結合的新局面。這是儀表自動化的一個真正新開端，帶動了現(xiàn)代化的工業(yè)自動化生產(chǎn)的發(fā)展。八十年代到現(xiàn)在，儀表自動化開始向大規(guī)模集成化發(fā)展，各類自動儀表開始模塊化、專業(yè)化，用組裝式的電子綜控系統(tǒng)把各種自動化儀表模塊進行結合，把生產(chǎn)或建設工程中的設備有機的聯(lián)合起來，

9、以適應現(xiàn)代化生產(chǎn)的規(guī)模效應。 </p><p>　　3、儀表自動化的應用種類 </p><p>　　3.1、壓力類儀表 </p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)中，要通過對于壓力的控制來達到生產(chǎn)的要求，電氣化系統(tǒng)就涉及到了生產(chǎn)中的壓力控制區(qū)域。電氣儀表從最初的壓力計測量方式開始發(fā)展，其工作原理是利用導壓管道來連接壓力計，以達到對生產(chǎn)過程中壓力的觀察與控制。這種樣的觀察是建立

10、在保護生產(chǎn)設備，防止壓力過高損壞設備，也防止壓力過低影響生產(chǎn)效率的目的上的。一般來說，壓力類的儀表有壓力傳感器和壓力變送器等幾種。都是通過儀表自動化來達到對壓力的實時觀測，同時還具備著數(shù)據(jù)傳遞與處理的功能?？梢哉f，壓力類儀表是生產(chǎn)過程中的保險系統(tǒng)。 </p><p>　　3.2、溫度類儀表 </p><p>　　生產(chǎn)過程中所涉及到的溫度控制也屬于電氣類儀表的工作范圍。而溫度類儀表就是應用在

11、需要進行溫度監(jiān)控的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。最初的溫度類儀表是以熱電阻與熱電偶來進行溫度控制與監(jiān)測的，發(fā)展到現(xiàn)在，智能化的電子溫度儀表已經(jīng)在生產(chǎn)中占有了主體地位?？偟膩碚f，具有自動化功能的溫度類儀表是以總線技術來進行采溫設備數(shù)據(jù)收集與處理的。首先由采溫設備把生產(chǎn)過程中的溫度變化實時收集上來，再通過總線系統(tǒng)來傳輸至微電腦控制芯片中。由于電子技術的發(fā)展，目前的溫度類自動化儀表對于所采溫度的度數(shù)范圍已經(jīng)越來越廣，而同時其微電腦芯片的處理系統(tǒng)也可以把采溫設備

12、傳輸來的溫度進行實時處理或者報警，以供操作人員參考。 </p><p>　　3.3、物位類儀表 </p><p>　　對生產(chǎn)設備的位置進行實時記錄與測量的儀表為物位類儀表。這類儀表主要應用于化工生產(chǎn)中對試樣高度的測量；石油生產(chǎn)中對輸油管理油面位置的測量；鐵道建設中應用在電氣化工程的激光測距等。 </p><p>　　3.4、流量流速類儀表 </p>&

13、lt;p>　　通過對于單位時間內流經(jīng)相應的橫截面積流體的質量和體積來進行相關數(shù)據(jù)測量工作的儀表為流量流速類儀表。這類儀表同時還可以對管道中一定時間內的流量所占的體積與質量進行數(shù)據(jù)測量工作。 </p><p>　　4、儀表自動化的發(fā)展趨勢 </p><p>　　儀表的發(fā)展方向是大規(guī)模集成化、專業(yè)化與模塊化發(fā)展。儀表自動化的前提是現(xiàn)代化儀表改成為自動化集成系統(tǒng)，其主要任務是數(shù)據(jù)的測量采集

14、、處理、執(zhí)行。 </p><p>　　4.1、傳統(tǒng)的DCS逐漸由現(xiàn)代化的DCS代替 </p><p>　　傳統(tǒng)的DCS逐漸由現(xiàn)代化的DCS所取代，是因為隨著計算機技術水平的大幅度發(fā)展和提高，以及現(xiàn)代化企業(yè)管理水平的大幅提高，導致傳統(tǒng)的DCS遠不能滿足現(xiàn)代企業(yè)信息迅速增加的需求，因此，傳統(tǒng)的DCS逐漸退出歷史的舞臺。儀表自動化的應用的發(fā)展方向是大系統(tǒng)綜合自動化，企業(yè)高效經(jīng)營管理，實現(xiàn)生產(chǎn)控制

15、自動化的工具之一是計算機集成系統(tǒng)進行生產(chǎn)控制，與此同時，計算機集成系統(tǒng)還可以將生產(chǎn)過程控制、通信網(wǎng)絡及信息管理融為一體，共享企業(yè)中的測量、控制預算管理數(shù)據(jù)，切實實現(xiàn)集成化以及一體化在過程控制、決策、優(yōu)化與管理中，實現(xiàn)生產(chǎn)成本降低、能源消耗降低、生產(chǎn)效率提高，企業(yè)的市場競爭力提高的目標，保證企業(yè)使用日益變化的市場。 </p><p>　　4.2、現(xiàn)場總線及現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的運用將越來越廣泛 </p>

16、<p>　　作為用來連接現(xiàn)場設備與自動化系統(tǒng)的一種全數(shù)字化、開放式的通信總線，現(xiàn)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(shù)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(tǒng)可以將60%~80%的控制功能轉移給現(xiàn)場的智能儀表，這樣就形成了一種現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，即FCS。這種系統(tǒng)能夠實現(xiàn)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(tǒng)的可靠性，改善系統(tǒng)的調節(jié)品質

17、。采用現(xiàn)場總線及現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)能夠降低生產(chǎn)成本，促進儀表智能化、控制功能分散化以及控制系統(tǒng)的開放化，完全符合工業(yè)控制系統(tǒng)技術的發(fā)展趨勢。 </p><p>　　4.3、先進的控制軟件逐步向標準化、工程化和商品化方向發(fā)展 </p><p>　　由先進的現(xiàn)代化控制理論指導的控制軟件的開發(fā)伴隨著計算機控制體系應用的高速發(fā)展而發(fā)展，并且取得了重大成效。先進的控制軟件隨著先進的控制技術以及控制理論

18、的引入，逐漸發(fā)展成為標準化、工程化以及商品化的集成體，使得儀表自動化的發(fā)展越來越穩(wěn)定、可靠、安全，這是由先進控制軟件具有諸多優(yōu)點決定的，其優(yōu)點具體表現(xiàn)為控制系統(tǒng)的控制能力大幅度提高，由系統(tǒng)自身的非線性、時變性、不穩(wěn)定性以及外部擾動的隨機性和不可檢測性等帶來各種問題以及故障得到完善。 </p><p><b>　　結束語 </b></p><p>　　眾所周知，儀表作為

19、電氣系統(tǒng)測量和顯示的儀器，是對信息進行采集的重要工具。隨著電氣工程行業(yè)及電氣技術的不斷發(fā)展，目前儀表自動化技術已經(jīng)得到了越來越廣泛的應用。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]司維鵬.儀表自動化應用發(fā)展趨勢探討[J].企業(yè)導報,2012,19:263-264. </p><p>　　[2]王威.探析儀表自