对于发展趋势仪表自动化运用进展走势中国

论文导读：
【摘要】作为电气工程自动化的分支之一的仪表自动化，随着科学技术的快速发展，仪表自动化的水平不断提高，并且在社会生产生活中，得到了广泛应用。
【关键词】仪表自动化；应用；发展
作为电气工程自动化控制分支之一的仪表自动化，具有特殊性和重要性。第一，作为电气系统测量以及显示的重要仪器——仪表，是进行信息采集的重要工具之一。第二，只有做到对生产过程实施全过程监控，才可以保证工业设备的正常运行。第三，自动化仪表可以自动完成测量工作，并且记录数据，控制设备，无需人员操作。自动化仪表的测量结果精确、显示清晰、操作简单、人为误差小等优点，在生产生活中应用广泛。

一、仪表自动化的发展历程

仪表自动化的发展历程是伴随着科技发展而产生的，其发展离不开科技的进步，同时与计算机的发展紧密结合。在20世纪40年代，化工仪表自动化问世，其特点是体积大、精度低，主要作用是记录一些人工无法观测的数据例如：气压、温度等。在20世纪60年代，随着集成电路的发展，自动化仪表的发展方向为小体积、高性能、运算速度高、精度提高。同时由于第一台计算机的面世，实现了采用计算机数据处理各种自动化方案。随着新技术在生产中的应用，提高了成产量。20世纪70年代早期，由于科技革命，仪表自动化迅速发展，提高了生产功能。20世纪80年代至今，仪表自动化的发展方向是大规模集成化，模块化、专业化。

二、自动化仪表的测试分类

在人们生活生产的方方面面，仪表发挥着重要作用，仪表分类的依据是需要测量的数据类型。（1）压力仪表。压力表是最早使用源于：普通论文格式范文www.7ctime.com
的压力仪表，其工作原理是通过导压管道连接压力计，观察生产过程各阶段的压力变化情况。压力表分为压力传感器、压力变送器和特种压力仪等。在压力表方面，仪表自动化的作用原理是压力调节系统通过压力变送器或者位移平衡式调节器把采样信号送到DCS或控制芯片进行数据处理。保证在生产的全过程进行观测，保证压力不仅可以保证生产同时可以不损坏设备，保证工作人员的安全。在某些大型冶金单位的工序的作用的连续性强，此时面临着现场的压力仪表已经到了检定时间，但是却不可以停止作业造成的该项作业无法完成的困境，自动化的检测仪表的优势就体现的淋漓尽致。（2）温度仪表。在生产中，温度是生产的条件之一，因此，在生产中应该对温度进行控制。最早使用的温度仪表是热电阻、热电偶，随着科技的进步，目前使用的温度仪表是高集成度智能温控系统，通过总线技术，分析处理输入到电脑控制芯片的热电阻、热电隅或其它采温设备的信号。（3）物位仪表。物位仪表的作用是测量原料或产品的液面位置，测试输油管道中的液面位置，测量距离等。（4）流量流速仪表。物流仪表的功能是测量单位时间内流经有效截面的流体质量或体积是流速；进行管道里的流体流过的累计体积或质量测量。

三、仪表自动化的发展趋势

仪表的发展方向是大规模集成化、专业化与模块化发展。仪表自动化的前提是现代化仪表改成为自动化集成系统，其主要任务是数据的测量采集、处理、执行。（1）传统的DCS逐渐由现代化的DCS代替。传统的DCS逐渐由现代化的DCS所取代，是因为随着计算机技术水平的大幅度发展和提高，以及现代化企业管理水平的大幅提高，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逐渐退出历史的舞台。仪表自动化的应用的发展方向是大系统综合自动化，企业高效经营管理，实现生产控制自动化的工具之一是计算机集成系统进行生产控制，与此同时，计算机集成系统还可以将生产过程控制、通信网络及信息管理融为一体，共享企业中的测量、控制预算管理数据，切实实现集成化以及一体化在过程控制、决策、优化与管理中，实现生产成本降低、能源消耗降低、生产效率提高，企业的市场竞争力提高的目标，保证企业使用日益变化的市场。（2）广泛应用现场总线及现场总线控制系统。通信总线的作用是连接现场设备与自动化系统的全数字化、开放式线路，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DCS系统的大部分控制功能传给现场的智能仪表，实现现场总线控制系统，亦可称为FCS。该系统的优点为：实现测量和控制的一体化，分散控制切实可行，整体控制系统的可靠性大幅度提高，系统的调节品质得到提高。同时现场总线及现场总线控制系统的应用使得生产成品减低，仪表智能化、控制功能分散化以及控制系统的开放化得到大力的发展，这种发展模式是满足工业控制系统技术的发展趋势。（3）控制软件的发展方向标准化、工程化和商品化。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。先进的控制软件随着先进的控制技术以及控制理论的引入，逐渐发展成为标准化、工程化以及商品化的集成体，使得仪表自动化的发展越来越稳定、可靠、安全，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，由系统自身的非线性、时变性、不稳定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完善。

四、仪表自动化的发展趋势的应对措施

（1）传感器的应用。仪表中采集数据的单元式传感器，是仪表的重要组成部分，自动化的发展方向由传感器的发展引领，传感器的发展与仪表自动化的发展方向有直接关系。随着科技的发展，传感器的发展方向是高度集成化、新技术高度集中。新技术包括激光技术，光控技术，核磁共振技术等，以及非线性，前馈和滞后等技术等在传统的调节规律中的应用，满足自动化仪表的要求。新材料的发展为传感器的材质选择提供了众多选择。为仪表的集成化、微型化提供了物质条件。例如：选用以硅为主体的半导体材料制造的光热探测器的灵敏度以及精度都很高。（2）可编程控制器的应用。通常我们通过分析传感器收集到的数据，然后根据设定的程序发出控制命令，称之为可编程控制器，即PLC。在仪表自动化中，可编程控制器的应用表现为微处理器的应用，即硬件中的逻辑电路由软件代替，软件编程控制复杂电路的复杂功能代论文导读：
替硬件中控制和定时用的大套电路，达到简化硬件电路结构的目的，同时使得仪表逐渐集成化、体积小。另外，由于可编程控制器的程序具有可擦写功能使得仪表自动化的功能多样化；同时还可以通过软件改变仪表的测试功能以及数据的精度。（3）调节器的运用。调节器的发展方向是智能化。早在八十年代初期，伴随着微处理器的不断创新和发展，作为仪表自动化一部分的调节器的发展方向变为智能型数字式，仪表自动化中调节器的功能性大幅度提高的原因包括数字式的设定及其运算功能的加强，可同时输入多种制式信号，PID自整定，EEPROM技术的运用等，同时伴随着通信技术的不断发展，在调节器中广泛应用遥控和遥测技术，使得工业生产中的可控性提高，同时便于操作。
五、小结
伴随着科技水平的进步，科技革新，我国工业仪表自动化在应用上大幅度提高，同时仪表自动化的应用也为我们带来了重大的经济效益。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技术和理论，不断提高，并且根据我国工业生产的具体情况，不断提高仪表自动化，为仪表自动化的发展提供更广泛的领域。
参 考 文 献
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