仪表自动化应用的发展趋势探析

【摘要】仪表自动化是电气工程及其自动化的一个分支，在电气技术突飞猛进的今天，仪表自动化技术也有了日新月异的变化，文章从实际生产中自动化需求来探讨仪表自动化的发展。

【关键词】仪表自动化 应用 发展趋势

仪表自动化作为电气工程自动化控制下的一个专业门类，有自己的重要性和特殊性。仪表作为电气系统的测量，是信息采集的关键部份，要保证工业设备的正常工作，只能通过对生产过程的实时监控才能做到。仪表因为自动化功能所以具备在无人操作的情况下自动完测量，记录并以据测试结果对设备进行控制，并且如果生产需要还可以把测试数据利用远距离传送到异地进行数据处理。在设备上，工业自动化设备的自动控制更是要依赖高性能仪器、仪表对生产过程进行测量和显示，才能对生产过程实现实时的有效控制。

现在工业使用的仪表都是自动化仪表设备，在生产过程中可以记录数据并且对数据进行加工处理。一般的自动仪表设备都是由三个部分组成的：传感器、变送器和显示器，这几个部分缺一不可。目前的自动化仪表检测仪被广泛的使用，因为它的精确度高、使用不复杂、显示清晰。

一、自动化仪表的应用发展方向

实现仪表的自动化控制首先就是要将现代化的仪表改造成自动化的集成系统，主要分为数据的测量采集、处理、执行。自动化仪表的发展主要是以下3个方面。

1、传感器的运用

作为仪表数据采集的单元，传感器是一个十分重要的环节，可以说它的发展影响着自动化仪表的发展。如今传感器的类型层出不穷，其发展方向也是朝着新科技、高集成的方向前进。传感器的使用材料也是新型的，为传感器发展给予了一定的物质基础，同时也为仪表集成化给予了一定的必要条件。

2、编程控制器在仪表中的应用

所谓的可编程控制器指的就是将传感器采集的数据进行研究分析，依照原定程序发出命令。这是利用软件代替硬件电路的重要手段之一，将原本复杂的电路用软件编程，简化了电路结构，仪表体积也变得更小功能也多样化，测量精度和要求也在不断提高。

3、调节器在仪表中的运用

在80年代，由于微处理器的不断发展，在仪表中使用的调节器也开始向着智能型的数字形式发展。也正是由于数字式设定以及运算的功能不断加强使得仪表自动化中的调节器功能大幅度提高，即使是多种制式的信号也可以同时输入，由PID自主进行整定，

在一定程度上使得工艺生产的控制度变得更高，操作程序也变得更加简单。也真是因为通信的技术不断地发展，使得遥控以及遥测技术形式的数字调节器有了更加广阔的运用空间，与此同时调节器的发展也正在走向智能全面化。

除此之外，自动化的检测仪表在进行压力表校准时也有一定的应用优势，由于忒太型的冶金企业所从事的工序都是某些连续性较强的衔接作业，这种情况下比较容易产生一些现场的压力仪表已经到了检定时间，但由于不可以停产从而不能从事该项作业。使用自动化的检测仪表就可以很好地解决这一问题。

二、仪表自动化发展趋势分析

在经过了不同阶段的发展与进步之后，目前仪表自动化正朝着大规模集成化的方向发展。专业化与模块化使各种仪表得到了整合与集成，这种变化也越来越能适应现代化大规模生产的要求。在此，笔者将其发展趋势归为以下三点：

1、现代化的DCS将逐渐代替传统的DCS

随着计算机科学技术的不断发展与企业现代化管理水平的不断提高，目前传统的DCS很大程度上已经不能够适应现代企业信息迅速增加的需求，新型的现代化的DCS将逐渐取代传统的DCS。近年来，仪表自动化的应用正朝着大系统综合自动化的方向发展。运用计算机集成系统进行生产控制可以实现企业的高效经营管理，实现对生产过程控制的自动化。同时，还能够将生产过程控制、通信网络及信息管理融合为一体，使企业在测量、控制预算管理数据上实现共享，真正实现过程控制、决策、优化与管理的集成化和一体化，真正做到降低生产低成本，减少能源消耗，提高生产效率，使企业不断适应日益变化的市场的需求，提高竞争力。

2、现场总线及现场总线控制系统的运用将越来越广泛

作为用来连接现场设备与自动化系统的一种全数字化、开放式的通信总线，现场总线是一种多分支结构并能够进行串行双向通信，它可以通过数字通信技术直接延伸到仪表上。通过总线这种方式后，原有的中央DCS系统可以将60%-80%的控制功能转移给现场的智能仪表，这样就形成了一种现场总线控制系统，即FCS。这种系统能够实现测量和控制的一体化，能够真正并彻底地进行分散控制，从而会在很大程度上提高整个控制系统的可靠性，改善系统的调节品质。采用现场总线及现场总线控制系统能够降低生产成本，促进仪表智能化、控制功能分散化以及控制系统的开放化，完全符合工业控制系统技术的发展趋势。

3、先进的控制软件逐步向标准化、工程化和商品化方向发展

随着计算机控制系统应用的迅速发展，根据现代化的控制理论开发的先进控制软件，目前已经取得了较大的成效。采用先进控制软件能够很好地提高控制系统的控制能力，克服由于系统本身的非线性、时变性、不稳定性以及外部扰动的随机性和不可检测性等带来的一系列的问题或故障。因此，不断引进和采用先进的控制技术与控制理论，使先进的控制软件逐步向标准化、工程化和商品化方向发展，使仪表自动化的发展在控制上越来越趋于稳定、安全可靠。

三、仪表自动化应用发展趋势应对及建议

笔者认为，要实现仪表的自动化控制，可以结合现代化仪表自动化的集成系统构造，从以下三方面着手应对：

1、采用先进新型的传感器技术

作为仪表对数据的采集单元，传感器是一个重要的组成环节，它的发展关系到仪表自动化技术的发展。今后，传感器对一些新技术的应用将会促进仪表自动化技术的提高。在调节上，传感器将非线性、前馈与滞后等计算调节技术很好地引入到以比例、微积分方式的传统调节规律之中，这在很大程度上适应了多回路的复杂自动化控制系统。同时，在材料运用上，新材料的应用为传感器的发展提供了一定的物质基础，这也为仪表的微型化与集成化发展提供一定的必要条件。

2、加强仪表调节器全面智能化的发展

伴随着微处理器的不断发展，调节器也逐渐向智能型与数字式方向发展。数字式的科学设定以及运算功能的不断加强使得调节器在自动化仪表中的功能越来越强大，多种制式信号同时输入、PID自动设定及EEPROM技术的使用等，使得工业生产工艺的控制度越来越高，操作越来越简单，全面智能化调节器的发展将会促进仪表自动化应用的发展。

3、应用可编程控制器，提高软硬件集成度

我们所说的PLC就是可编程控制器，它可以对传感器采集来的数据进行有效分析，并按照设定好的程序发出相应的控制命令。用软件代替传统硬件中的一些逻辑电路，把电路中一些功能较复杂的控制用软件进行编程，取代硬件控制和定时用的大套电路，利用软件的优越性改变仪表测试功能与测试数据上的精度。

结束语

总之，仪表的发展是向着更加简洁、更加精确、功能更加多样化的方向发展，与计算机、软件、微电子和通信技术相结合，开发出功能更加强大的仪表设备是未来总的发展方向，这样也是让仪表设备的使用范围更加宽阔的发展方向。

参考文献

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[3] 王景月. 关于自动化仪表与控制系统发展趋势的探讨[J]. 才智. 2012（06）

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