自動(dòng)化工業(yè)儀表發(fā)展過程中開放性研究

李韋華

摘要：自動(dòng)化儀表是現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的重要組成部分，自動(dòng)化儀表在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用很廣泛。同時(shí)自動(dòng)化儀表同時(shí)具有復(fù)雜的功能，比如數(shù)字化的顯示，數(shù)據(jù)、溫度、濕度、記錄和報(bào)警等功能。自動(dòng)化儀表也是經(jīng)歷了從無到有的發(fā)展歷程，現(xiàn)代工業(yè)的新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了自動(dòng)化儀表的發(fā)展。本文從儀表的分類，儀表的發(fā)展史，現(xiàn)今儀表的主要類型，哪種儀表應(yīng)用的比較泛分類分條闡述。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化儀表 分類 結(jié)構(gòu) 發(fā)展歷史 趨勢(shì)

一、自動(dòng)化儀表的分類

工業(yè)用的自動(dòng)化儀表具有精確的測(cè)量功能，同時(shí)操作相對(duì)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)等等都能集中體現(xiàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)化儀表和現(xiàn)代電子設(shè)備的完美結(jié)合，是自動(dòng)化儀表變得更加實(shí)用，現(xiàn)在的自動(dòng)化儀表都有電腦插口，自動(dòng)化儀表和電腦的結(jié)合使得儀表的功能更加的便捷和數(shù)字化。信息化在自動(dòng)化儀表中的應(yīng)用必定大大的推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。

1.溫度儀表。溫度儀表通常應(yīng)用到石化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，或者監(jiān)控石化管道內(nèi)部的溫度變化，防止不測(cè)事件的發(fā)生。再有在油罐車對(duì)石油的運(yùn)輸環(huán)節(jié)中溫度儀表也是在監(jiān)控油罐中液體的溫度變化。

2.壓力儀表。壓力表分液柱式、彈性式、活塞式。作為壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)除采用壓力變送器將信號(hào)送至DCS或其它調(diào)節(jié)器外，位移平衡式基地式調(diào)節(jié)器仍常用于現(xiàn)場(chǎng)。

3.物料儀表。物料儀表沒有通用產(chǎn)品，按測(cè)量方式分為直讀式、浮力式、靜壓式、電接觸式、電容式、超聲波式等等，其中雷達(dá)式、磁致伸縮式以及矩陣渦流式液位計(jì)精度高，石化行業(yè)應(yīng)用普及。隨著我國(guó)工業(yè)規(guī)模的加大，這種物料儀表應(yīng)用的越來越廣泛。

4.在線過程分析儀。從工藝上看，生產(chǎn)過程中對(duì)溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的保證，只是間接保證最終產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的質(zhì)量合格，所以對(duì)過程中物料成分的直接分析和對(duì)最終產(chǎn)品的成分分析是非常重要的。

二、自動(dòng)化儀表的構(gòu)造

1.顯示儀表。根據(jù)記錄和指示、模擬與數(shù)字等功能，又可分為記錄儀表和指示儀表、模擬儀表和數(shù)顯儀表，其中記錄儀表又可分為單點(diǎn)記錄和多點(diǎn)記錄（指示亦可以有單點(diǎn)和多點(diǎn)），其中又有在紙記錄或無紙記錄，若是有紙記錄又分筆錄和打印記錄。

2.調(diào)節(jié)儀表。可以分為基地式調(diào)節(jié)儀表和單元組合式調(diào)節(jié)儀表。由于微處理機(jī)引入，又有可編程調(diào)節(jié)器與固定程序調(diào)節(jié)器之分。

3.自動(dòng)化儀表執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)按能源劃分有氣動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)執(zhí)行器和液動(dòng)執(zhí)行器，按結(jié)構(gòu)形式可以分為薄膜式、活塞式（氣缸式）和長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)閥根據(jù)其結(jié)構(gòu)特噗和流量特性不同進(jìn)行分類，按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分通常有直通單座、直通雙座、三通、角形、隔膜、蝶形、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)、套筒（籠式）、閥體分離等，按流量特性分為直線、對(duì)數(shù)（等面分比）、拋物線、快開等。

三、自動(dòng)化工業(yè)儀表的發(fā)展歷史及趨勢(shì)

（一）智能型自動(dòng)化工業(yè)儀表的發(fā)展歷史

現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展速度很快，尤其現(xiàn)代信息技術(shù)在自動(dòng)化儀表中的應(yīng)用，自動(dòng)化儀表的發(fā)展越來越有開放性、信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等這些都是自動(dòng)化儀表的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。自動(dòng)化儀表作為工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志現(xiàn)在和計(jì)算機(jī)的銜接，使得自動(dòng)化儀表的應(yīng)用有了跨越式的發(fā)展。自動(dòng)化儀表越來越變得智能化。計(jì)算機(jī)技術(shù)在自動(dòng)化儀表中的應(yīng)用進(jìn)一步推動(dòng)了現(xiàn)代工業(yè)的精細(xì)化發(fā)展。

（二）自動(dòng)化工業(yè)儀表的發(fā)展趨勢(shì)

信息化技術(shù)是開放性的技術(shù)，自動(dòng)化儀表技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)的結(jié)合使得自動(dòng)化儀表也具有了開放性。開放性能讓自動(dòng)化儀表更加的保證其工業(yè)功能的發(fā)揮，同時(shí)還促進(jìn)了還可以推動(dòng)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。信息化的技術(shù)革新必定是下一次產(chǎn)業(yè)革命的推動(dòng)力，現(xiàn)代工業(yè)和自動(dòng)化儀表的銜接使得工業(yè)生產(chǎn)更加高速、更加精確、更能適應(yīng)社會(huì)對(duì)工業(yè)發(fā)展的要求。自動(dòng)化儀表的發(fā)展一定是更加智能化、信息化、更具有開放性的發(fā)展方向。

1.智能化。現(xiàn)代自動(dòng)化儀表的智能化是指采用大規(guī)模集成電路技術(shù)、微處理器技術(shù)、接口通信技術(shù)，利用嵌入式軟件協(xié)調(diào)內(nèi)部操作，使儀表具有智能化處理的功能，在完成輸入信號(hào)的非線性處理，溫度與壓力的補(bǔ)償，量程刻度標(biāo)尺的變換，零點(diǎn)的漂移與修正，故障診斷等基礎(chǔ)上，還可完成對(duì)工業(yè)過程的控制，使控制系統(tǒng)的危險(xiǎn)進(jìn)一步分散，并使其功能進(jìn)一步增強(qiáng)。

2.總線化。過程控制系統(tǒng)自動(dòng)化中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通常稱為現(xiàn)場(chǎng)儀表。現(xiàn)場(chǎng)儀表主要有變送器，執(zhí)行器，在線分析儀表及其它檢測(cè)儀表。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使組建集中和分布式測(cè)試系統(tǒng)變得更為容易。然而集中測(cè)控越來越不能滿足復(fù)雜、遠(yuǎn)程及范圍較大的測(cè)控任務(wù)的需求，必須組建一個(gè)可供各現(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)據(jù)共享的網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）正是在這種情況下出現(xiàn)的。它是一種用于各種現(xiàn)場(chǎng)智能化儀表與中央控制之間的一種開放、全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)總線已成為全球自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的重要表現(xiàn)形式，它為過程測(cè)控儀表的發(fā)展提供了空前的發(fā)展機(jī)遇，并為實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的高精度、高穩(wěn)定、高可靠、高適應(yīng)、低消耗等方面提供了巨大動(dòng)力和發(fā)展空間。它的自診斷不但可以檢測(cè)出壓力超界，環(huán)境溫度過高，量程設(shè)置錯(cuò)誤，而且還能檢測(cè)出壓力傳感器、溫度傳感器以及放大器、模塊等硬件故障。

3.網(wǎng)絡(luò)化。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)采用計(jì)算機(jī)數(shù)字化通信技術(shù)，使自動(dòng)控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備加入工廠信息網(wǎng)絡(luò)，成為企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)底層，可使智能儀表的作用得以充分發(fā)揮。隨著工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展?fàn)畲螅跃W(wǎng)格為主體的新型自動(dòng)化儀表成為了主流。智能儀表一IP智能現(xiàn)場(chǎng)儀表的應(yīng)用將越來越廣泛。

四、結(jié)束語

現(xiàn)代信息化、智能化的發(fā)展，這些技術(shù)在自動(dòng)化儀表中的應(yīng)用能推動(dòng)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。例如高層，超高層建筑，工業(yè)廠房建筑，水壩的修建，控制等。這使得現(xiàn)代工業(yè)越來越具有發(fā)展的動(dòng)力，現(xiàn)代工業(yè)的革新性的發(fā)展終會(huì)把人類從生產(chǎn)線的勞動(dòng)總解放出來。智能化的自動(dòng)化儀表會(huì)在工業(yè)省的各個(gè)領(lǐng)域更加廣泛的應(yīng)用。推動(dòng)技術(shù)的革新，帶來更好的發(fā)展。