探析儀表自動(dòng)化的應(yīng)用與發(fā)展

1、<p>　　探析儀表自動(dòng)化的應(yīng)用與發(fā)展</p><p>　　摘要：工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的不斷增長都離不開科技的騰飛。而儀表自動(dòng)化就是促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化的重要推動(dòng)力量。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了工業(yè)科技的長足進(jìn)步，而電氣工程技術(shù)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(diǎn)。在電氣系統(tǒng)中，儀表的主要功能是進(jìn)行測量與數(shù)據(jù)顯示。本文主要就是針對探析儀表自動(dòng)化的應(yīng)用與發(fā)展來

2、進(jìn)行分析。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：儀表自動(dòng)化；應(yīng)用；發(fā)展趨勢 </p><p>　　中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　伴隨著科技水平的進(jìn)步，科技革新，我國工業(yè)儀表自動(dòng)化在應(yīng)用上大幅度提高，同時(shí)儀表自動(dòng)化的應(yīng)用也為我們帶來了重大的經(jīng)濟(jì)效益。但是相

3、對于國外先進(jìn)的技術(shù)水平，我國的儀表自動(dòng)化水平還是相對落后的，所以，我們應(yīng)該學(xué)習(xí)外國的先進(jìn)的技術(shù)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(dòng)化，為儀表自動(dòng)化的發(fā)展提供更廣泛的領(lǐng)域。 </p><p>　　1、儀表自動(dòng)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(jìn)行自動(dòng)化控制時(shí)起到了對相關(guān)數(shù)據(jù)的測量作用，同時(shí)對于收集到的電氣系統(tǒng)信息

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

5、說，在儀表中進(jìn)行微電腦裝置的設(shè)置已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了儀表在不斷電情況下的長時(shí)間記憶目標(biāo)。并且可以進(jìn)行記憶狀態(tài)的調(diào)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(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦能浖O(shè)置。讓儀表從復(fù)雜的處理器進(jìn)化到了核心程序系統(tǒng)。由于升級(jí)了原先的硬件中大量控制與定時(shí)電路，讓儀表從繁雜的處理器簡化到了軟件編程設(shè)計(jì)中來。也就讓儀表自

6、動(dòng)化成功地實(shí)現(xiàn)了電子智能化。 </p><p>　　1.3、數(shù)據(jù)處理與計(jì)算功能 </p><p>　　儀表由于引入了微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使得儀表在測量精度上有了很大的提高，同時(shí)微型計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力也讓儀表自動(dòng)化得以完善。 </p><p>　　2、工業(yè)自動(dòng)化儀表的歷史 </p><p>　　工業(yè)自動(dòng)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(dòng)力等持續(xù)熱力生產(chǎn)的過程。當(dāng)時(shí)儀表主要是機(jī)械式或液動(dòng)式的，只起檢測、記錄或一些簡單的連動(dòng)控制。在近代開始出現(xiàn)電動(dòng)式的、電氣機(jī)械式的和電子管類的調(diào)節(jié)儀表；而且因?yàn)榘雽?dǎo)體和集成電路的發(fā)展，儀表的自動(dòng)化就更進(jìn)了一步，開始向小體積、高精度發(fā)展、并實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)結(jié)合作數(shù)據(jù)處理。這從真正意義上實(shí)現(xiàn)了儀表的自動(dòng)化。在七十年代末期，微型計(jì)算機(jī)開始在工業(yè)領(lǐng)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(dòng)化專業(yè)帶到一個(gè)新的高度。儀表自動(dòng)化開始結(jié)合電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)從常規(guī)的儀表形式向數(shù)字式、自動(dòng)化儀表和程序控制器、調(diào)節(jié)器發(fā)展，形成氣電結(jié)合、模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換等技術(shù)結(jié)合的新局面。這是儀表自動(dòng)化的一個(gè)真正新開端，帶動(dòng)了現(xiàn)代化的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展。八十年代到現(xiàn)在，儀表自動(dòng)化開始向大規(guī)模集成化發(fā)展，各類自動(dòng)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(dòng)化儀表模塊進(jìn)行結(jié)合，把生產(chǎn)或建設(shè)工程中的設(shè)備有機(jī)的聯(lián)合起來，

9、以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的規(guī)模效應(yīng)。 </p><p>　　3、儀表自動(dòng)化的應(yīng)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(dá)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(jì)測量方式開始發(fā)展，其工作原理是利用導(dǎo)壓管道來連接壓力計(jì)，以達(dá)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(hù)生產(chǎn)設(shè)備，防止壓力過高損壞設(shè)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(dòng)化來達(dá)到對壓力的實(shí)時(shí)觀測，同時(shí)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(xiǎn)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(yīng)用在

11、需要進(jìn)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(jìn)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。總的來說，具有自動(dòng)化功能的溫度類儀表是以總線技術(shù)來進(jìn)行采溫設(shè)備數(shù)據(jù)收集與處理的。首先由采溫設(shè)備把生產(chǎn)過程中的溫度變化實(shí)時(shí)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(shù)的發(fā)展，目前的溫度類自動(dòng)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(shí)其微電腦芯片的處理系統(tǒng)也可以把采溫設(shè)備

12、傳輸來的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)處理或者報(bào)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(shè)備的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄與測量的儀表為物位類儀表。這類儀表主要應(yīng)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(shè)中應(yīng)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(shí)間內(nèi)流經(jīng)相應(yīng)的橫截面積流體的質(zhì)量和體積來進(jìn)行相關(guān)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(shí)還可以對管道中一定時(shí)間內(nèi)的流量所占的體積與質(zhì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)測量工作。 </p><p>　　4、儀表自動(dòng)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(dòng)化的前提是現(xiàn)代化儀表改成為自動(dòng)化集成系統(tǒng)，其主要任務(wù)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?yàn)殡S著計(jì)算機(jī)技術(shù)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(dǎo)致傳統(tǒng)的DCS遠(yuǎn)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(tái)。儀表自動(dòng)化的應(yīng)用的發(fā)展方向是大系統(tǒng)綜合自動(dòng)化，企業(yè)高效經(jīng)營管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制

15、自動(dòng)化的工具之一是計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)控制，與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)還可以將生產(chǎn)過程控制、通信網(wǎng)絡(luò)及信息管理融為一體，共享企業(yè)中的測量、控制預(yù)算管理數(shù)據(jù)，切實(shí)實(shí)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(shí)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(biāo)，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(yùn)用將越來越廣泛 </p>

16、<p>　　作為用來連接現(xiàn)場設(shè)備與自動(dòng)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(jié)構(gòu)并能夠進(jìn)行串行雙向通信，它可以通過數(shù)字通信技術(shù)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(zhuǎn)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?qū)崿F(xiàn)測量和控制的一體化，能夠真正并徹底地進(jìn)行分散控制，從而會(huì)在很大程度上提高整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性，改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)

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(jìn)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(shù)的發(fā)展趨勢。 </p><p>　　4.3、先進(jìn)的控制軟件逐步向標(biāo)準(zhǔn)化、工程化和商品化方向發(fā)展 </p><p>　　由先進(jìn)的現(xiàn)代化控制理論指導(dǎo)的控制軟件的開發(fā)伴隨著計(jì)算機(jī)控制體系應(yīng)用的高速發(fā)展而發(fā)展，并且取得了重大成效。先進(jìn)的控制軟件隨著先進(jìn)的控制技術(shù)以及控制理論

18、的引入，逐漸發(fā)展成為標(biāo)準(zhǔn)化、工程化以及商品化的集成體，使得儀表自動(dòng)化的發(fā)展越來越穩(wěn)定、可靠、安全，這是由先進(jìn)控制軟件具有諸多優(yōu)點(diǎn)決定的，其優(yōu)點(diǎn)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(shí)變性、不穩(wěn)定性以及外部擾動(dòng)的隨機(jī)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(jié)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(jìn)行采集的重要工具。隨著電氣工程行業(yè)及電氣技術(shù)的不斷發(fā)展，目前儀表自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]司維鵬.儀表自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展趨勢探討[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào),2012,19:263-264. </p><p>　　[2]王威.探析儀表自