儀表自動化控制系統的應用及發展趨勢

李新增

河北鋼鐵集團邯鋼公司，河北石家莊 056001

1 自動化儀表在冶金生產中的應用

自動化儀表控制系統具有將輸入信號轉換為輸出信號的功能，它是自動化系統中的一個非常重要的組成部分，它在一套設備中的作用就好比人的大腦神經中樞對人產生的作用，它在設備運行中提供的一些數據是監控設備是否正常運轉的重要參數。自動化儀表一般分為溫度儀表、壓力儀表、流量計、校驗儀表等。它廣泛的應用于生產生活和科研開發工作中。它具顯示、記錄、監測、控制等多種重要功能。從它不同的方面，我們可以把它分為五大類：

從用途上來分，可分為檢測儀表、顯示儀表、轉換和傳輸儀表、調節控制儀表、執行器；從組成形式上來分，可分為基地式儀表、單元組合式儀表、組裝式電子綜合控制裝置、集中分散型控制系統；從使用能源來分，可分為氣動儀表、電動儀表和液動儀表；從測量參數來分，可分為壓力儀表、溫度儀表、液位儀表、流量儀表；從使用系統來分，可分為生產系統檢測儀表和安全系統檢測儀表。

2 儀表自動化控制系統在生產中的應用

2.1 自動化儀表在石油生產中的應用

1）溫度檢測儀表。在石油生場設備或管道內，溫度都需要指示控制，一般的溫度范圍為-200℃～1800℃ ，大多數采用接觸式測，而在現場指示的水銀玻璃溫度計多被雙金屬溫度計取代，最常用的是熱電阻、熱電偶。特殊熱電阻有油罐平均溫度計等特殊熱電偶和耐磨熱電偶（如乙烯裂解爐、催化裂化及丙烯腈裝置用高速流動狀態下測量高溫）、表面熱電偶（根據測量物體表面形狀而定）、多點式熱電偶（用在反應器、合成塔、轉化爐等處），防爆熱電偶等。在石油生產過程中的溫度控制中起著至關重要的作用；

2）壓力儀表。因為與安全密切相關，所以壓力儀表在石油生產過程中也非常重要。壓力儀表采用多種原理，可用于高溫介質、脈動介質、粘稠狀、粉狀、易結晶介質的壓力測量，精確度可達0.1 級；

3）可燃氣檢測儀表。大家都知道石油化工產品具有易燃、易爆的特點,可燃性氣體泄漏,會引起爆炸、火災、中毒等重大生產事故。為了保證石油化工產品的生產安全,在生產現場安裝可燃性氣體檢測報警器,可以有效防止可燃氣泄漏而引起的生產事故；

4）孔板，和熱質式流量計在氣體流量當中的應用。孔板利用差壓法測量氣體流量，但是需要溫度和壓力的補償，才能達到精確的測量效果，熱質式流量計不用補償卻能夠更精確的測量氣體的流量。

除了這些常見的儀表，另外石油生產中還用到了其他各類儀表控制系統，儀表自動化控制系統在石油生產中起到了很大的作用。

2.2 自動化儀表控制系統在污水處理中的應用

在城市污水處理上，自動化儀表控制系統越來越多的運用到污水處理過程中。它的益處在于使廠方能夠及時了解污水處理過程的運行狀況、參數的變化等，保證水質，降低成本，提高治理水平，使污水處理廠能長期正常穩定地運行，取得最佳效益。

1）超聲波液位差計可以根據處理水質水量設定工藝值，當前后液位差值大于或等于該工藝值時，可以自動實現對粗、細格柵的連鎖啟停；

2）電磁流量計可以實時測量進水流量并在現場及中心控制室電腦顯示器上顯示預處理進水泵站的液位值，并自動根據該液位值的高低控制進水提升泵的啟停，使提升泵的運行時間保持平衡，并在電腦上顯示出各臺提升泵的啟停狀態。在調節池中設置了pH 計，可以測定瞬時進水pH 值，以反映進水水質是否符合處理要求。進水pH 值的設定要求范圍是4.0 ～9.0，當進水pH 值不在此范圍內時，中控室電腦上會發出聲光警信號，并自動關閉進水閘門，以保證出水水質。

儀表自動化控制系統在城市污水處理過程中的運用相當廣泛，比如溶解氧測定儀，污泥濃度計，泥位計，pH 計、COD測定儀等。自動化控制合理地應用到污水處理工藝過程當中，并且取得了良好的效果。

2.3 自動化儀表控制系統在水力發電中的應用

在水力發電中，自動化儀表控制系統在數據采集和處理上，起到了關鍵性的作用。它再對采集的數據作必要的處理后，存檔到數據庫，讓計算機系統實現畫面顯示，并且完成計算、控制等特定功能。它在電廠的安全運行過程中，也起到了很大的作用，它實時監測各類設備的運行轉臺和參數，在設備發生異常，參數偏離設定值的時候，立即報警，提醒人員處理，同時還將這些數據進行記錄，以便后期處理的時候，能夠查找原因。

3 儀表自動化控制系統的發展前景

3.1 開放式控制系統的發展趨勢

隨著自動化的發展，儀表自動化控制系統的可信軟件已經廣泛運用于生產生活的方方面面。例如在測量，控制生產儀器以及計算機連接控制中，通過各種計算機借口網絡接口，形成一個完整的網絡連接，形成特定的功能、實現過程控制、實時監測、智能化控制。

3.2 智能化方向發展趨勢

科技的發展促使人們對自動化儀表控制系統提出了更高的要求。越來越多的生產要求在自動化儀表控制系統方面實現智能化控制。這樣就要求控制器能夠實現智能的操作和控制，這也是實現智能化最基本的前提。智能化的發展的核心就是現場總線技術，儀表的進一步研發，總線技術起了重大的作用，它對于控制系統的不斷完善和發展，也起到了巨大的促進作用。智能化最主要的就是要將各種技術很好地融合在一起，實現生產操作便捷化。儀表智能化的完善，對于工業的發展起著不可忽視的作用。

3.3 網絡化方向的發展趨勢

隨著網絡的發展和普及，在儀表自動化控制系統上實現計算機數字化網絡化控制，對于自動控制系統與設備之間實現很好的連接，起著關鍵的作用。將生產設備和工廠信息實現網絡連接，信息數據的采集是問題的處理也更加便捷，這樣智能化的儀表控制系統才能更好的發揮自己的作用。網絡化發展，將實現辦公與生產自動化的完美結合。

4 結論

在科技不斷發展的今天，儀表自動化控制系統被廣泛運用到各項生產中，越來越多的自動化智能化儀器介入到生產中，提高了生產效率，降低了故障系數，使生產中的各項過程能夠更安全，更清晰。與此同時，還需要在自動化的基礎上尋求更大的突破，生產控制智能化，網絡化的發展。

[1]胡建華.自動化控制系統中的儀表分類及發展趨勢探析[J].科技促進發展，2012(8).

[2]王景月.關于自動化儀表與控制系統發展趨勢的探討[J].才智，2012(6).