仪器仪表中自动化控制及其应用

摘 要：随着计算机技术的发展，仪器仪表也向自动化方向发展。目前随着制造业的快速发展，人们对仪器的需求越来越大，仪器的应用也越来越广泛。本文主要介绍了仪器仪表技术方面的自动控制概况，对其应用领域作了简单的阐述，并分析了自动仪表应用中存在的一些问题。

关键词：仪器仪表；自动化控制；应用

随着科学技术的发展和人工智能在许多领域的应用，仪器的自动化控制变得越来越重要。因此，仪器仪表的自动控制对设备的要求越来越高。仪器的自动控制系统对设备来说是非常重要的，可以监测设备的正常运行，也可以为调整设备的基本技术参数提供一定的参考。

1 自动化仪表方面的概况

仪器仪表行业涉及基础科学、应用科学等领。例如：环境保护监测部门对大气、水、土壤等仪器的检测和分析；农牧渔业部门用于食品中有害成分检测分析的仪器仪表；生物技术部门用于基因和药品综合分析的仪器，以及所使用的工业控制仪器，在工业和航空制造业等领域，一般来说，仪器仪表是现代科学技术的基础，是应用科学领域的核心技术之一，仪器仪表是相关产业发展的支柱或工具，也是相关产业发展的有力保障。

自动测量仪是自动控制系统中的关键子系统之一。一般的自动测量仪主要由三部分组成：①传感器，利用各种信号检测被测模拟量；②变送器，将传感器测量的模拟信号可以转换为4-20 mA的电流信号，并送到可编程序控制器中；③显示器，将测量结果直观地显示出来，提供结果。自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到广泛应用，而且自动化检测仪表内部具有与微机的接口，更是自动化控制系统重要的部分，被称为自动化控制系统的眼睛。自动化仪表主要有温度仪表、压力仪表、物位仪表、流量仪表及一些过程分析仪表等。

1.1 温度仪表

石油化工现场设备或管道的介质温度通常需要指示和控制，最常用的是热电阻、热电偶。特殊热电阻有油罐平均温度计等；特殊热电偶具有耐磨热电偶、表面热电偶、多点热电偶、防爆热电偶等.

1.2 压力仪表

压力计分为液体柱式、弹性式、活塞式。作为压力调节系统除采用压力变送器将信号送至 DCS 或其它调节器外，位移平衡式 基地式调节器仍常用于现场检测。

1.3 物料仪表

物料仪表没有通用产品，按测量方式可分为直读型、浮力型、静压式、电接触型、电容式、超声波型等，其中雷达式、磁致伸缩型和矩阵涡流式液位计具有较高的精度，在石化行业得到广泛应用和普及。

1.4 流量仪表

流量，不是一般的流速，是单位时间内流经有效截面流体的体积和质量，另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量。

1.5 在线过程分析仪

从技术角度看，生产过程中温度、压力、流量、液位等技术参数的保证，只是对最终产品或中间产品质量的间接保证。因此，直接分析材料组分和最终产品组分是非常重要的。

2 仪器仪表的自动化及其控制的应用

近10年来，作为自动化仪表技术发展的一个重要领域，现场总线技术的发展虽然取得了令人瞩目的成就，但其应用仍处于取代模拟传输线的阶段。

2.1 环保仪器仪表

环境保护仪器仪表主要用于环境质量监测和污染源監测。从我国的具体国情出发，环境保护主要解决我国水环境和大气环境两个战略性和全局性的环境污染问题。随着节能降耗、减排和低碳经济已成为一项长期的国家政策。

2.2 电工仪器仪表

国家电网公司提出大力推进以特高压电网为主导，各级电网协调发展、完善智能电网的原则。同时，电力用户信息采集系统的建设显然是我国智能电网建设的重要组成部分，智能电网建设也在逐步发展。而电网建设是全球性行为是一个长期、渐进和僵化的市场，这对电工仪表行业的发展是一个很好的机遇。

2.3 工业自动化仪表

工业自动化仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种以及专用自动化仪表。但是基于现场总线技术的网络化控制和分布式智能技术，到目前无论在理论上还是在实践上都未出现显著突破：而现场总线的速度瓶颈是在复杂控制和快速响应方面有时还不如传统仪表：持续多年的现场总线之争至今在制造商中没有赢家，又使用户普通感觉厌倦，极大地消耗了各企业发展的资源。国际上反映自动化仪表产品动向的几个重要窗口：以 ISAEXPO、Miconix等为代表的国际仪表展览，以Readers Choice Award（读者选择奖）为代表的奖项。从近3年的读者选择奖看，获奖产品变化不多。自动化仪表今年发展的重点在仪表的应用方面。这种发展趋势的变化是很自然的，数字化、智能化仪表和系统经过近10年的发展，在应用方面积累了一些问题，智能仪表设计的许多创新功能也未得到充分的应用。主要问题有以下几点：①智能仪器仪表在运行时可以与控制系统互动的以及如何互动；②智能仪器仪表提供了远比模拟仪表多的信息以及如何充分利用这些信息；③许多智能仪器仪表的互操作问题；④仪器仪表系统故障诊断和故障诊断信息互操作问题等。

3 结语

目前，仪器仪表的自动控制技术在不断发展，这不仅提高了自身的性能，而且其功能也不再单一固定，其适应性和功能都在不断增强和完善，其应用领域也更加广泛。

参考文献：

[1]刘春林.自动化仪表控制系统的应用发展[J].民营科技，2011（1）.

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