浅析仪表自动化应用发展趋势及应对措施

摘 要：科学技术的进步推动了仪表自动化的发展，并且还在不断发展中，极大地推动了各行业的发展。文章在分析了仪表自动化发展的历史的基础上，又阐明了仪表自动化在应用上的发展趋势及相关的应对措施。希望通过文章的分析，能够为仪表自动化的应用献计献策。

关键词：仪表自动化；应用；措施

众所周知，仪表在许多行业发挥着重要的作用，既可以起到测量和显示的作用，又在信息采集中发挥着不可估量的作用。所以分析仪表自动化的发展趋势及应对措施是很有必要的。

1 综论仪表自动化的发展

1.1 仪表自动化以往的发展历程

科学技术是第一生产力，科技的发展解放和发展了生产力，仪表自动化是伴随着科学技术的发展应运而生的。另一方面，计算机也是其诞生和发展的主要来源，是其发展的不竭动力。仪表自动化在问世之初，由于科学技术的限制，精度系数比较低、体积也比较大，所以只是负责记录一些人工无法观测的数据。随着科学技术的不断进步，自动化仪表向着高性能、高精度、高运转、体积小的方向发展。到后来计算机的发展实现了仪表自动化中的数据处理功能，大大提高了企业在生产上的劳动生产率，为企业创造了良好可观的经济效益。在科技迅速发展的背景下，大规模集成化、模块化、专业化是仪表自动化的前进方向。

1.2 仪表自动化应用发展趋势

仪表自动化伴随着科学技术的发展而发展，并且经历了相对比较长的发展阶段，集约化是其发展方向。专业化和模块化是仪表进行整合和集成的主要途径，并且逐步成为发展的主流，文章综合仪表自动化发展趋势总结如下：（1）传统的集散控制系统将被现代化的所取代。集散控制系统（DCS）是集合计算机、系统控制、通讯和多媒体等多种技术于一体的现代化设备，其自身具有强大的通讯功能。进入现代化发展的快车道，企业管理水平也在发展中前进，传统的集散控制系统在与企业飞速增长的信息速度上已经表现出不相适应的弊端，所以新型的现代化集散控制系统出现是历史发展的必然趋势。现如今，仪表自动化应用已经开始向着综合自动化的方向发展了。计算机集成系统控制生产可以将企业的高效经营管理进行很好地实现。在这个层面上，自动化的生产过程控制也可以实现。为了实现过程控制、决策、优化以及管理的集成化和一体化，降低企业的生产成本，降低能源消耗，提高劳动生产率，适应市场经济的发展需要，从而增强企业的竞争实力，应该结合生产过程控制、通信网络以及信息管理，才能使企业的测量、控制预算管理数据实现资源共享。（2）现场总线及现场总线控制系统的运用范围将愈见广泛。现场设备和自动化系统结合在一起组合而成的线路模式就是通信总线，但是现场总线的结构往往是由多个部分构成，它还是实现通信的双向串行的主要推动力。通过利用数字通信技术，达到与仪表之间进行联系的目的。利用总线的这种原理，控制功能中的大部分都可以转移到智能仪表中，前提在集散控制系统的作用下。所以系统中同时进行的测量和控制充分实现了分散控制，提高了系统的可靠性，改善了系统的调节品质。现场总线以及现场总线控制系统的有效运用在一定程度上降低了企业的生产成本，有效地提高了仪表智能化、控制功能分散化以及控制系统的开放化，并且这样的发展和工业控制系统技术的发展趋势相吻合。（3）标准化、工程化和商品化是先进控制软件的发展方向。计算机控制系统的应用带动了控制软件的发展，可以以现代化的控制理论开发的先进控制软件为根据，实践证明，收到的效果还是令人满意的。先进控制软件可以有效提高系统的控制能力，能够有效解决系统本身的非线性、时变性、不稳定性以及外部扰动的随机性和不可检测性等问题。所以，需要不断研发和引进先进的控制技术与控制理论，走标准化、工程化和商品化的发展道路是先进的控制软件发展的必经之路，这样才能推动仪表自动化安全、可靠、稳定、健康发展。

2 仪表自动化的发展趋势的应对措施

2.1 传感器的应用

在仪表的组成中，采集数据的单元式传感器是其重要的组成部分，传感器的发展引领着自动化的发展方向，传感器的发展直接影响着仪表自动化的发展方向。高度集成化、新技术高度集中是传感器的发展方向。激光技术、光控技术、核磁共振技术和非线性、前馈和滞后等新技术的应用，又在一定程度上促进了自动化仪表的发展。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。

2.2 可编程控制器的应用

一般情况下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。

2.3 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。

3 结束语

总之，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企业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，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。从工业自动化仪表尤其是工业现场仪表的智能化、高精度化、总线化、网络化的发展进程，不难看出计算机技术对现代自动化仪表技术的发展起到了十分积极的促进作用，计算机网络与工业局域网的融合又大大丰富和发展了现代自动控制技术。

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