【摘要】儀表自動化是電氣工程及自動化的一個分支，電氣技術(shù)的不斷發(fā)展也推動了儀表自動化的發(fā)展進度，本文結(jié)合社會生產(chǎn)實際需求闡述了儀表自動化的應(yīng)用，并對儀表自動化的發(fā)展進行了展望，對于我國電氣工程及自動化的發(fā)展奠定了一定的理論基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】儀表;自動化;電氣 ;發(fā)展;展望

1.引言

儀表自動化是電氣工程自動化控制下的一個專業(yè)分支，其有著自己的重要性和特殊性。儀表是電氣系統(tǒng)中信息采集的關(guān)鍵部分。在實際社會生產(chǎn)中只有通過對生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控才能確保工業(yè)設(shè)備的正常運行，儀表自動化就是在無人操作的情況下依靠儀表自動完成相關(guān)生產(chǎn)的測量，記錄并以據(jù)測試結(jié)果對設(shè)備進行控制，并且在某些特殊場合還可以把測試數(shù)據(jù)利用遠距離傳送到異地進行數(shù)據(jù)處理。在設(shè)備要求上，工業(yè)自動化設(shè)備的自動控制需要依賴高性能儀器，儀表對生產(chǎn)過程進行準確的測量和顯示，才能對生產(chǎn)過程實現(xiàn)實時的有效控制。

2.自動化儀表的分類

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，自動化儀表已經(jīng)應(yīng)用于各個行業(yè)各個領(lǐng)域。在工業(yè)化生產(chǎn)中，我們可以按照需要測量的數(shù)據(jù)類型對自動化儀表進行分類，其分類情況如下：

2.1 壓力儀表

在工業(yè)化進程的發(fā)展中，有些生產(chǎn)工藝為了達到生產(chǎn)需求需要讓材料在高壓的情況下發(fā)生變化，在我國最早采用的是導(dǎo)壓管道連接壓力計來觀察生產(chǎn)過程中不同階段的壓力變化。但是在生產(chǎn)過程中也可能產(chǎn)生壓力，如果無法對其有所觀測則可能損壞生產(chǎn)設(shè)備，更嚴重的是可能導(dǎo)致人員的傷亡。按測試原理分類，壓力儀表又可以分為特種壓力儀、壓力傳感器和壓力變送器等，在壓力測試方面，儀表自動化的運用就是通過調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，利用壓力變送器或位移平衡式調(diào)節(jié)器把采樣信號送到DCS或控制芯片中進行數(shù)據(jù)處理。

2.2 溫度儀表

在一定的溫度或者壓力下物質(zhì)會發(fā)生化學(xué)或者物理反應(yīng)，所以在循環(huán)或傳送一些氣相或液相物質(zhì)時必須對其溫度進行監(jiān)控，熱電阻、熱電偶是以前最常用的測溫儀器。近幾年隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了集成度很高的智能溫控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用總線技術(shù)，把熱電隅、熱電阻或其它采溫設(shè)備（例如溫度探頭）的信號輸入到微電腦控制芯片，對采樣信號進行處理。

2.3 物位儀表

在化工生產(chǎn)中經(jīng)常用到物位自動儀表來對原料或產(chǎn)品的液面位置進行測量;在輸油管道中也可以用來測試液面位置;在鐵道電氣化工程接觸網(wǎng)的安裝工程中可以利用激光測距儀來測量接觸網(wǎng)導(dǎo)線的拉出值（導(dǎo)線相對于鐵軌中心線的距離）。由上述可以看出物位儀表在實際生產(chǎn)中的運用是很廣泛的。

2.4 流量流速儀表

流速的定意是單位時間內(nèi)流經(jīng)有效截面的流體質(zhì)量或體積，流量流速儀表是用來測量管道里的流體流過的累計體積或質(zhì)量。這種儀表在工業(yè)生產(chǎn)中除在溫度、壓力儀表之外運用較多的一種儀表。

3.儀表自動化的發(fā)展趨勢

隨著電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新，目前的自動化儀表必將不能滿足未來的電氣發(fā)展。未來自動化儀表必將向著模塊化、大規(guī)模集成化與專業(yè)化發(fā)展。儀表自動化的前提是將現(xiàn)代化儀表改成自動化集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要任務(wù)是測量、采集、處理、執(zhí)行相關(guān)的數(shù)據(jù)。儀表自動化將向著如下的趨勢發(fā)展：

（1）現(xiàn)代化的DCS必將取締傳統(tǒng)的DCS

之所以現(xiàn)代化的DCS取締傳統(tǒng)的DCS，是因為隨著計算機技術(shù)水平的大幅度提高和發(fā)展，以及現(xiàn)代化企業(yè)管理機制的不斷完善，導(dǎo)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必將逐漸退出歷史的舞臺。儀表自動化必然向著大系統(tǒng)綜合自動化方向發(fā)展。利用計算機集成系統(tǒng)進行生產(chǎn)控制是實現(xiàn)生產(chǎn)控制自動化的工具之一。與此同時，計算機集成系統(tǒng)還可以將通信網(wǎng)絡(luò)、信息管理及生產(chǎn)過程控制融為一體，共同分享企業(yè)中的控制預(yù)算管理、測量數(shù)據(jù)，真正意義上實現(xiàn)以一體化及集成化在過程控制、決策、優(yōu)化與管理中，實現(xiàn)降低生產(chǎn)成本，降低能源消耗，提高生產(chǎn)效率，提高企業(yè)的市場競爭力的目標，保證企業(yè)適應(yīng)日益變化的市場。

（2）應(yīng)該大力發(fā)展現(xiàn)場總線及現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

通信總線的作用是連接自動化系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備的開放式、全數(shù)字化線路?，F(xiàn)場總線的特點是多分支結(jié)構(gòu)，同時可以串行且雙向通信，將數(shù)字通信技術(shù)與儀表直接關(guān)聯(lián)，這樣就可以將中央DCS系統(tǒng)的大部分控制功能傳給現(xiàn)場的智能儀表，構(gòu)成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，也可稱為FCS。FCS系統(tǒng)最大的優(yōu)點是實現(xiàn)測量和控制的一體化，可以實現(xiàn)分散控制，大幅度提高整體控制系統(tǒng)的可靠性，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。與此同時，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線的應(yīng)用能減低生產(chǎn)成品?？刂乒δ芊稚⒒?、控制系統(tǒng)的開放化以及儀表智能化都能得到大力的發(fā)展，這種發(fā)展模式才能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢。

（3）控制軟件向著工程化、商品化和標準化發(fā)展

由先進的現(xiàn)代化控制理論指導(dǎo)的控制軟件的開發(fā)伴隨著計算機控制體系應(yīng)用的高速發(fā)展而發(fā)展，并且取得了重大成效。隨著先進的控制技術(shù)以及控制理論的引入，先進的控制軟件也被開發(fā)出來并逐漸發(fā)展成為工程化、商品化以及標準化的集成體，使得儀表自動化的發(fā)展越來越安全、穩(wěn)定、可靠，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)自身的不穩(wěn)定性、非線性、時變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一定程度的解決。

4.總結(jié)語

隨著科技的不斷進步，我國工業(yè)儀表自動化在應(yīng)用上也得到了大幅度提高，同時儀表自動化的應(yīng)用也為我國工業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。但是相對于國外先進的技術(shù)水平，我國的儀表自動化水平還是相對落后的。所以，我們應(yīng)該學(xué)習(xí)外國的先進的理論和技術(shù)，不斷完善理論基礎(chǔ)，不斷提高科學(xué)技術(shù)，并且根據(jù)我國工業(yè)生產(chǎn)的實際情況，不斷提高儀表自動化水平，不斷開拓儀表自動化的發(fā)展領(lǐng)域。

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作者簡介：劉銳華，男，畢業(yè)于江漢石油學(xué)校儀表自動化專業(yè)，中石化石油工程機械有限公司第四機械廠電控分廠工程師，主要從事電器和電路設(shè)計。