淺析儀表自動化應(yīng)用發(fā)展趨勢及應(yīng)對措施

顏云輝

摘要：隨著電氣工程行業(yè)及電氣技術(shù)的不斷發(fā)展，儀表自動化水平也發(fā)生了翻天覆地的變化。本文就儀表自動化應(yīng)用發(fā)展趨勢與應(yīng)對問題對儀表自動化應(yīng)用發(fā)展趨勢從三個方面進行了介紹，并針對發(fā)展趨勢提出相應(yīng)的應(yīng)對措施與建議。

關(guān)鍵詞：儀表自動化 應(yīng)用發(fā)展趨勢 應(yīng)對措施

前言

我國的儀表自動化還有很大的潛力可挖。大力引進國外的先進經(jīng)驗，提高自身的生產(chǎn)管理的技術(shù)水平，加強科技人才的培養(yǎng)與儲備，根據(jù)我國企業(yè)的實際發(fā)展情況，因地制宜地進行儀表自動化的更新?lián)Q代，重視科技創(chuàng)新與管理創(chuàng)新。只有這樣，才能讓我國企業(yè)在核心競爭力上保持不斷的增長。

1.自動化儀表的測試分類

1.1 壓力儀表

壓力表是最早使用的壓力儀表，其工作原理是通過導(dǎo)壓管道連接壓力計，觀察生產(chǎn)過程各階段的壓力變化情況。壓力表分為壓力傳感器、壓力變送器和特種壓力儀等。在壓力表方面，儀表自動化的作用原理是壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過壓力變送器或者位移平衡式調(diào)節(jié)器把采樣信號送到 DCS 或控制芯片進行數(shù)據(jù)處理。保證在生產(chǎn)的全過程進行觀測，保證壓力不僅可以保證生產(chǎn)同時可以不損壞設(shè)備，保證工作人員的安全。

1.2 溫度儀表

在生產(chǎn)中，溫度是生產(chǎn)的條件之一，因此，在生產(chǎn)中應(yīng)該對溫度進行控制。最早使用的溫度儀表是熱電阻、熱電偶，隨著科技的進步，目前使用的溫度儀表是高集成度智能溫控系統(tǒng)，通過總線技術(shù)，分析處理輸入到電腦控制芯片的熱電阻、熱電隅或其它采溫設(shè)備的信號。

1.3 物位儀表

物位儀表的作用是測量原料或產(chǎn)品的液面位置，測試輸油管道中的液面位置，測量距離等。

1.4 流量流速儀表

物流儀表的功能是測量單位時間內(nèi)流經(jīng)有效截面的流體質(zhì)量或體積是流速；進行管道里的流體流過的累計體積或質(zhì)量測量。

2.儀表自動化應(yīng)用發(fā)展趨勢分析

目前儀表自動化正朝著大規(guī)模集成化的方向發(fā)展。專業(yè)化與模塊化使各種儀表得到了整合與集成，這種變化也越來越能適應(yīng)現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)的要求。

2.1 現(xiàn)代化的DCS將逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DCS

目前傳統(tǒng)的DCS很大程度上已經(jīng)不能夠適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)信息迅速增加的需求，新型的現(xiàn)代化的DCS將逐漸取代傳統(tǒng)的DCS。近年來，儀表自動化的應(yīng)用正朝著大系統(tǒng)綜合自動化的方向發(fā)展。運用計算機集成系統(tǒng)進行生產(chǎn)控制可以實現(xiàn)企業(yè)的高效經(jīng)營管理，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程控制的自動化。同時，還能夠?qū)⑸a(chǎn)過程控制、通信網(wǎng)絡(luò)及信息管理融合為一體，使企業(yè)在測量、控制預(yù)算管理數(shù)據(jù)上實現(xiàn)共享，真正實現(xiàn)過程控制、決策、優(yōu)化與管理的集成化和一一體化，真正做到降低生產(chǎn)低成本，減少能源消耗，提高生產(chǎn)效率，使企業(yè)不斷適應(yīng)日益變化的市場的需求，提高競爭力。

2.2 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

現(xiàn)場總線是一種多分支結(jié)構(gòu)并能夠進行串行雙向通信，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%一80%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(diào)節(jié)品質(zhì)。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(shù)的發(fā)展趨勢。

2.3 先進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

采用先進控制軟件能夠很好地提高控制系統(tǒng)的控制能力，克服由于系統(tǒng)本身的非線性、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的一系列的問題或故障。因此，不斷引進和采用先進的控制技術(shù)與控制理論，使先進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，使儀表自動化的發(fā)展在控制上越來越趨于穩(wěn)定、安全可靠。

3.儀表自動化的發(fā)展趨勢的應(yīng)對措施

3.1 傳感器的應(yīng)用

儀表中采集數(shù)據(jù)的單元式傳感器，是儀表的重要組成部分，自動化的發(fā)展方向由傳感器的發(fā)展引領(lǐng)，傳感器的發(fā)展與儀表自動化的發(fā)展方向有直接關(guān)系。隨著科技的發(fā)展，傳感器的發(fā)展方向是高度集成化、新技術(shù)高度集中。新技術(shù)包括激光技術(shù)，光控技術(shù)，核磁共振技術(shù)等，以及非線性，前饋和滯后等技術(shù)等在傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律中的應(yīng)用，滿足自動化儀表的要求。新材料的發(fā)展為傳感器的材質(zhì)選擇提供了眾多選擇。為儀表的集成化、微型化提供了物質(zhì)條件。

3.2 可編程控制器的應(yīng)用

通常我們通過分析傳感器收集到的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)設(shè)定的程序發(fā)出控制命令，稱之為可編程控制器，即 PLC。在儀表自動化中，可編程控制器的應(yīng)用表現(xiàn)為微處理器的應(yīng)用，即硬件中的邏輯電路由軟件代替，軟件編程控制復(fù)雜電路的復(fù)雜功能代替硬件中控制和定時用的大套電路，達到簡化硬件電路結(jié)構(gòu)的目的，同時使得儀表逐漸集成化、體積小。另外，由于可編程控制器的程序具有可擦寫功能使得儀表自動化的功能多樣化；同時還可以通過軟件改變儀表的測試功能以及數(shù)據(jù)的精度。

3.3 調(diào)節(jié)器的運用

調(diào)節(jié)器的發(fā)展方向是智能化。早在八十年代初期，伴隨著微處理器的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，作為儀表自動化一部分的調(diào)節(jié)器的發(fā)展方向變?yōu)橹悄苄蛿?shù)字式，儀表自動化中調(diào)節(jié)器的功能性大幅度提高的原因包括數(shù)字式的設(shè)定及其運算功能的加強，可同時輸入多種制式信號，PID 自整定，EEPROM 技術(shù)的運用等，同時伴隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，在調(diào)節(jié)器中廣泛應(yīng)用遙控和遙測技術(shù)，使得工業(yè)生產(chǎn)中的可控性提高，同時便于操作。

4.結(jié)束語

總之，隨著信息科學(xué)技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，我國工業(yè)在儀表白動化取得一定的經(jīng)濟效益，但與國外先進的技術(shù)水平相比，仍然還有很大的差距。因此，還要不斷地引進國外先進的理論與技術(shù)，并結(jié)合我國具體國情與工業(yè)應(yīng)用實際，不斷提高儀表自動化水平。

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