淺析儀表自動化技術及其應用

范文斌(青海油田采油三廠， 青海 海西州 816400)

淺析儀表自動化技術及其應用

范文斌(青海油田采油三廠， 青海 海西州 816400)

本文首先對儀表自動化的發展歷史和分類進行了闡述，然后分析了儀表自動化技術應用在今后的發展趨勢，并對其發展提出了建議。

儀表自動化技術;自動控制;發展建議

儀表自動化是一個分支，屬于電氣自動化專業，儀表自動化因其與信息采集有直接的密切關系，使其自身有較強的重要性和特殊性，是電氣自動化中非常關鍵的一部分，設備的正常運行有賴于對生產過程進行實時性的監控，而由人完成監控的全過程無疑是對人力的一種浪費，難以實現，然而儀表自動化的特性，確保可以在無人操作的情況下自動對生產過程進行測量和記錄，并根據結果進行實時反饋，自動進行相應的調整。還可根據生產需要，對相關的測試數據進行二次加工與處理。在設備方面，工業設備自動化技術的實現都離不開儀器儀表，通過高性能的儀器儀表來對生產過程進行實時測量和控制，從而實現設備的自動化。

1 自動化儀表的相關歷史

工業過程檢測控制儀表是工業自動化儀表的前身。自動化儀表的發展初期，儀表包括兩種，一是機械式；二是液動式，而其功能也比較簡單，只包括記錄、檢測和一些稍簡單的聯動控制，應用領域也僅限于化工、熱動力和冶煉等持續熱力生產的過程。電氣機械式、電子管類、電動式等類型的調節儀表出現于近代，與此同時，隨著集成電路、半導體的不斷發展，儀表自動化的發展方向逐漸邁向小體積、高精度的發展方向，通過人們的不斷研究儀表自動化與計算機實現最大限度的結合，通過計算機實現數據處理，這也就是儀表自動化在真正意義上的開始。微型計算機在工業中的應用顯現于二十世紀七十年代末期，這就將儀表自動化技術的發展帶向一個新的高度。在此之后，電子、計算機等新型技術都開始應用與儀表自動化，這就將儀表自動化從常規模式帶向數字化、自動化儀表調節器發展、程序控制器發展的方向，形成一種電氣結合、模數與數模轉換相結合的新局面，這被認為是儀表自動化的新開端。儀表自動化在八十年代初至今呈現新的發展模式，開始向大規模集成化的方向發展，與此同時，儀表的不同類別越加專業和模塊化，不斷整合自動化儀表的各個模塊，從而適應現代化的大規模生產的需要。

2 自動化儀表的測試分類

現在人類日常生活都能發現自動化儀表的廣泛應用。按測量數據的不同進行分類，在工業生產中，儀表可分為以下幾類：

(1)壓力儀表類 工業生產中常見的一些情況是，一些生產工藝是需要經過變化才能達到生產需要的，例如需要使用高壓讓材料發生變化，對壓力進行測量最早的時候使用的是壓力計，觀察各個階段中對應的壓力變化主要是采用導壓管道連接壓力計來實現。若是對生產過程中產生的壓力不能進行實時觀察，很可能會因為壓力使用不正確造成設備的損害，甚至危害到工作人員的安全。按照測試原理區分，壓力表可分為：壓力傳感器、壓力變送器、特種壓力儀等等。應用壓力測試方面，儀表自動化的應用就是使用壓力調節系統通過壓力變送器或位移平衡式調節器把采樣到的相關信號傳輸NDCS或控制芯片進行相關數據的處理。

(2)流量流速儀表 流量流速儀表測量的數據是單位時間內流經截面的流體質量或體積的值，有時候還要對管道里的流體流過的累計體積或質量進行測量，是在工業生產中運用較多的儀表之一。

(3)溫度儀表類 溫度不僅僅存在于自然中，在工業中也十分重要。物質需要在一定的溫度下進行反應，或者在氣體或液體的傳送過程需要溫度監控，過去常使用熱電偶和熱電阻作為測溫儀器。隨著電子技術的迅猛發展，高集成度的智能溫控系統出現，利用總線技術，輸入熱電阻和熱電隅及其它采溫設備的信號到微電腦的控制芯片中，進一步對信號進行處理。

(4)物位儀表 物位儀表實際應用實例主要有：測量原料或產品頁面位置；測試輸油管道中液面的位置等等。

3 儀表自動化應用的發展方向及建議

儀表自動化的發展要根據儀表發展方向而變化，儀表要實現自動化控制要從系統構造上來說，主要包括測量數據的采集部分傳感器、數據處理可編程控制器、執行功能執行器等等。儀表自動化的發展也應從以下幾方面著手。

(1)傳感器的運用 傳感器是儀表數據的采集部分，是儀表的主要部分，儀表自動化的發展離不開傳感器的發展。新傳感器在飛速發展的當今呈現出集成化、技術化的發展特點，融合了前饋、滯后、非線性等技術，已達到適應復雜的自動化控制系統。

(2)可編程控制器的應用 可編程控制器簡稱PLC，功能主要是分析傳感器采集的數據，并根據系統設置下達指令。微處理器將一些復雜的功能用軟件編程來實現，電路結構得到簡化，儀表也日益集成化、體積不斷縮小，這樣也能同時實現程序擦寫，豐富儀表的功能。

(3)調節器的運用 隨著微型處理器的發展，八十年代初，調節器的發展也呈現智能化、數字化的特點。調節器的功能隨著數字式的設定和運算功能的增強也在逐漸增強，實現多種信號的同時輸入，其他技術的運用也使得工藝控制增強，操作便捷。隨著通信技術的發展，調節器的應用更加廣泛，發展也呈現智能化。

[1]丁向陽，于麗麗.儀表自動化應用發展趨勢及建議[J].價值工程,2011,(21).

[2]陳為金.探析火電廠熱工儀表自動化技術應用[J].科技與企業,2012,(17).

范文斌(1987- )，男，青海西寧人，主要從事自動化儀表工作。