仪表自动化的运用及发展趋势

【摘要】仪表自动化是电气工程及自动化的一个分支，电气技术的不断发展也推动了仪表自动化的发展进度，本文结合社会生产实际需求阐述了仪表自动化的应用，并对仪表自动化的发展进行了展望，对于我国电气工程及自动化的发展奠定了一定的理论基础。

【关键词】仪表;自动化;电气 ;发展;展望

1.引言

仪表自动化是电气工程自动化控制下的一个专业分支，其有着自己的重要性和特殊性。仪表是电气系统中信息采集的关键部分。在实际社会生产中只有通过对生产过程的实时监控才能确保工业设备的正常运行，仪表自动化就是在无人操作的情况下依靠仪表自动完成相关生产的测量，记录并以据测试结果对设备进行控制，并且在某些特殊场合还可以把测试数据利用远距离传送到异地进行数据处理。在设备要求上，工业自动化设备的自动控制需要依赖高性能仪器，仪表对生产过程进行准确的测量和显示，才能对生产过程实现实时的有效控制。

2.自动化仪表的分类

随着我国经济的不断发展，自动化仪表已经应用于各个行业各个领域。在工业化生产中，我们可以按照需要测量的数据类型对自动化仪表进行分类，其分类情况如下：

2.1 压力仪表

在工业化进程的发展中，有些生产工艺为了达到生产需求需要让材料在高压的情况下发生变化，在我国最早采用的是导压管道连接压力计来观察生产过程中不同阶段的压力变化。但是在生产过程中也可能产生压力，如果无法对其有所观测则可能损坏生产设备，更严重的是可能导致人员的伤亡。按测试原理分类，压力仪表又可以分为特种压力仪、压力传感器和压力变送器等，在压力测试方面，仪表自动化的运用就是通过调节压力调节系统，利用压力变送器或位移平衡式调节器把采样信号送到DCS或控制芯片中进行数据处理。

2.2 温度仪表

在一定的温度或者压力下物质会发生化学或者物理反应，所以在循环或传送一些气相或液相物质时必须对其温度进行监控，热电阻、热电偶是以前最常用的测温仪器。近几年随着电子技术的不断发展，出现了集成度很高的智能温控系统。该系统采用总线技术，把热电隅、热电阻或其它采温设备（例如温度探头）的信号输入到微电脑控制芯片，对采样信号进行处理。

2.3 物位仪表

在化工生产中经常用到物位自动仪表来对原料或产品的液面位置进行测量;在输油管道中也可以用来测试液面位置;在铁道电气化工程接触网的安装工程中可以利用激光测距仪来测量接触网导线的拉出值（导线相对于铁轨中心线的距离）。由上述可以看出物位仪表在实际生产中的运用是很广泛的。

2.4 流量流速仪表

流速的定意是单位时间内流经有效截面的流体质量或体积，流量流速仪表是用来测量管道里的流体流过的累计体积或质量。这种仪表在工业生产中除在温度、压力仪表之外运用较多的一种仪表。

3.仪表自动化的发展趋势

随着电子技术的不断创新，目前的自动化仪表必将不能满足未来的电气发展。未来自动化仪表必将向着模块化、大规模集成化与专业化发展。仪表自动化的前提是将现代化仪表改成自动化集成系统，该系统的主要任务是测量、采集、处理、执行相关的数据。仪表自动化将向着如下的趋势发展：

（1）现代化的DCS必将取缔传统的DCS

之所以现代化的DCS取缔传统的DCS，是因为随着计算机技术水平的大幅度提高和发展，以及现代化企业管理机制的不断完善，导致传统的DCS远不能满足现代企业信息迅速增加的需求。因此，传统的DCS必将逐渐退出历史的舞台。仪表自动化必然向着大系统综合自动化方向发展。利用计算机集成系统进行生产控制是实现生产控制自动化的工具之一。与此同时，计算机集成系统还可以将通信网络、信息管理及生产过程控制融为一体，共同分享企业中的控制预算管理、测量数据，真正意义上实现以一体化及集成化在过程控制、决策、优化与管理中，实现降低生产成本，降低能源消耗，提高生产效率，提高企业的市场竞争力的目标，保证企业适应日益变化的市场。

（2）应该大力发展现场总线及现场总线控制系统

通信总线的作用是连接自动化系统与现场设备的开放式、全数字化线路。现场总线的特点是多分支结构，同时可以串行且双向通信，将数字通信技术与仪表直接关联，这样就可以将中央DCS系统的大部分控制功能传给现场的智能仪表，构成现场总线控制系统，也可称为FCS。FCS系统最大的优点是实现测量和控制的一体化，可以实现分散控制，大幅度提高整体控制系统的可靠性，提高系统的调节品质。与此同时，现场总线控制系统及现场总线的应用能减低生产成品。控制功能分散化、控制系统的开放化以及仪表智能化都能得到大力的发展，这种发展模式才能满足工业控制系统技术的发展趋势。

（3）控制软件向着工程化、商品化和标准化发展

由先进的现代化控制理论指导的控制软件的开发伴随着计算机控制体系应用的高速发展而发展，并且取得了重大成效。随着先进的控制技术以及控制理论的引入，先进的控制软件也被开发出来并逐渐发展成为工程化、商品化以及标准化的集成体，使得仪表自动化的发展越来越安全、稳定、可靠，这是由先进控制软件具有诸多优点决定的，其优点具体表现为控制系统的控制能力大幅度提高，由系统自身的不稳定性、非线性、时变性以及外部扰动的随机性和不可检测性等带来各种问题以及故障得到一定程度的解决。

4.总结语

随着科技的不断进步，我国工业仪表自动化在应用上也得到了大幅度提高，同时仪表自动化的应用也为我国工业带来了巨大的经济效益。但是相对于国外先进的技术水平，我国的仪表自动化水平还是相对落后的。所以，我们应该学习外国的先进的理论和技术，不断完善理论基础，不断提高科学技术，并且根据我国工业生产的实际情况，不断提高仪表自动化水平，不断开拓仪表自动化的发展领域。

参考文献

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作者简介：刘锐华，男，毕业于江汉石油学校仪表自动化专业，中石化石油工程机械有限公司第四机械厂电控分厂工程师，主要从事电器和电路设计。

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