淺析儀表自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)對(duì)措施

趙躍華 田雪龍

摘 要：科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了儀表自動(dòng)化的發(fā)展，并且還在不斷發(fā)展中，極大地推動(dòng)了各行業(yè)的發(fā)展。文章在分析了儀表自動(dòng)化發(fā)展的歷史的基礎(chǔ)上，又闡明了儀表自動(dòng)化在應(yīng)用上的發(fā)展趨勢(shì)及相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施。希望通過(guò)文章的分析，能夠?yàn)閮x表自動(dòng)化的應(yīng)用獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞：儀表自動(dòng)化；應(yīng)用；措施

眾所周知，儀表在許多行業(yè)發(fā)揮著重要的作用，既可以起到測(cè)量和顯示的作用，又在信息采集中發(fā)揮著不可估量的作用。所以分析儀表自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)對(duì)措施是很有必要的。

1 綜論儀表自動(dòng)化的發(fā)展

1.1 儀表自動(dòng)化以往的發(fā)展歷程

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科技的發(fā)展解放和發(fā)展了生產(chǎn)力，儀表自動(dòng)化是伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的。另一方面，計(jì)算機(jī)也是其誕生和發(fā)展的主要來(lái)源，是其發(fā)展的不竭動(dòng)力。儀表自動(dòng)化在問(wèn)世之初，由于科學(xué)技術(shù)的限制，精度系數(shù)比較低、體積也比較大，所以只是負(fù)責(zé)記錄一些人工無(wú)法觀測(cè)的數(shù)據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化儀表向著高性能、高精度、高運(yùn)轉(zhuǎn)、體積小的方向發(fā)展。到后來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了儀表自動(dòng)化中的數(shù)據(jù)處理功能，大大提高了企業(yè)在生產(chǎn)上的勞動(dòng)生產(chǎn)率，為企業(yè)創(chuàng)造了良好可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在科技迅速發(fā)展的背景下，大規(guī)模集成化、模塊化、專業(yè)化是儀表自動(dòng)化的前進(jìn)方向。

1.2 儀表自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

儀表自動(dòng)化伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，并且經(jīng)歷了相對(duì)比較長(zhǎng)的發(fā)展階段，集約化是其發(fā)展方向。專業(yè)化和模塊化是儀表進(jìn)行整合和集成的主要途徑，并且逐步成為發(fā)展的主流，文章綜合儀表自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)如下：（1）傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)將被現(xiàn)代化的所取代。集散控制系統(tǒng)（DCS）是集合計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)控制、通訊和多媒體等多種技術(shù)于一體的現(xiàn)代化設(shè)備，其自身具有強(qiáng)大的通訊功能。進(jìn)入現(xiàn)代化發(fā)展的快車道，企業(yè)管理水平也在發(fā)展中前進(jìn)，傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)在與企業(yè)飛速增長(zhǎng)的信息速度上已經(jīng)表現(xiàn)出不相適應(yīng)的弊端，所以新型的現(xiàn)代化集散控制系統(tǒng)出現(xiàn)是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì)。現(xiàn)如今，儀表自動(dòng)化應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)始向著綜合自動(dòng)化的方向發(fā)展了。計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)控制生產(chǎn)可以將企業(yè)的高效經(jīng)營(yíng)管理進(jìn)行很好地實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)層面上，自動(dòng)化的生產(chǎn)過(guò)程控制也可以實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制、決策、優(yōu)化以及管理的集成化和一體化，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，降低能源消耗，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，從而增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，應(yīng)該結(jié)合生產(chǎn)過(guò)程控制、通信網(wǎng)絡(luò)以及信息管理，才能使企業(yè)的測(cè)量、控制預(yù)算管理數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)資源共享。（2）現(xiàn)場(chǎng)總線及現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的運(yùn)用范圍將愈見(jiàn)廣泛?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)合在一起組合而成的線路模式就是通信總線，但是現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)構(gòu)往往是由多個(gè)部分構(gòu)成，它還是實(shí)現(xiàn)通信的雙向串行的主要推動(dòng)力。通過(guò)利用數(shù)字通信技術(shù)，達(dá)到與儀表之間進(jìn)行聯(lián)系的目的。利用總線的這種原理，控制功能中的大部分都可以轉(zhuǎn)移到智能儀表中，前提在集散控制系統(tǒng)的作用下。所以系統(tǒng)中同時(shí)進(jìn)行的測(cè)量和控制充分實(shí)現(xiàn)了分散控制，提高了系統(tǒng)的可靠性，改善了系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)?，F(xiàn)場(chǎng)總線以及現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的有效運(yùn)用在一定程度上降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，有效地提高了儀表智能化、控制功能分散化以及控制系統(tǒng)的開(kāi)放化，并且這樣的發(fā)展和工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)相吻合。（3）標(biāo)準(zhǔn)化、工程化和商品化是先進(jìn)控制軟件的發(fā)展方向。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用帶動(dòng)了控制軟件的發(fā)展，可以以現(xiàn)代化的控制理論開(kāi)發(fā)的先進(jìn)控制軟件為根據(jù)，實(shí)踐證明，收到的效果還是令人滿意的。先進(jìn)控制軟件可以有效提高系統(tǒng)的控制能力，能夠有效解決系統(tǒng)本身的非線性、時(shí)變性、不穩(wěn)定性以及外部擾動(dòng)的隨機(jī)性和不可檢測(cè)性等問(wèn)題。所以，需要不斷研發(fā)和引進(jìn)先進(jìn)的控制技術(shù)與控制理論，走標(biāo)準(zhǔn)化、工程化和商品化的發(fā)展道路是先進(jìn)的控制軟件發(fā)展的必經(jīng)之路，這樣才能推動(dòng)儀表自動(dòng)化安全、可靠、穩(wěn)定、健康發(fā)展。

2 儀表自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)的應(yīng)對(duì)措施

2.1 傳感器的應(yīng)用

在儀表的組成中，采集數(shù)據(jù)的單元式傳感器是其重要的組成部分，傳感器的發(fā)展引領(lǐng)著自動(dòng)化的發(fā)展方向，傳感器的發(fā)展直接影響著儀表自動(dòng)化的發(fā)展方向。高度集成化、新技術(shù)高度集中是傳感器的發(fā)展方向。激光技術(shù)、光控技術(shù)、核磁共振技術(shù)和非線性、前饋和滯后等新技術(shù)的應(yīng)用，又在一定程度上促進(jìn)了自動(dòng)化儀表的發(fā)展。新材料的發(fā)展為傳感器的材質(zhì)選擇提供了眾多選擇。為儀表的集成化、微型化提供了物質(zhì)條件。例如：選用以硅為主體的半導(dǎo)體材料制造的光熱探測(cè)器的靈敏度以及精度都很高。

2.2 可編程控制器的應(yīng)用

一般情況下通過(guò)分析傳感器收集到的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)設(shè)定的程序發(fā)出控制命令，稱之為可編程控制器，即PLC。在儀表自動(dòng)化中，可編程控制器的應(yīng)用表現(xiàn)為微處理器的應(yīng)用，即硬件中的邏輯電路由軟件代替，軟件編程控制復(fù)雜電路的復(fù)雜功能代替硬件中控制和定時(shí)用的大套電路，達(dá)到簡(jiǎn)化硬件電路結(jié)構(gòu)的目的，同時(shí)使得儀表逐漸集成化、體積小。另外，由于可編程控制器的程序具有可擦寫功能使得儀表自動(dòng)化的功能多樣化；同時(shí)還可以通過(guò)軟件改變儀表的測(cè)試功能以及數(shù)據(jù)的精度。

2.3 調(diào)節(jié)器的運(yùn)用

調(diào)節(jié)器的發(fā)展方向是智能化。早在八十年代初期，伴隨著微處理器的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，作為儀表自動(dòng)化一部分的調(diào)節(jié)器的發(fā)展方向變?yōu)橹悄苄蛿?shù)字式，儀表自動(dòng)化中調(diào)節(jié)器的功能性大幅度提高的原因包括數(shù)字式的設(shè)定及其運(yùn)算功能的加強(qiáng)，可同時(shí)輸入多種制式信號(hào)，PID自整定，EEPROM技術(shù)的運(yùn)用等，同時(shí)伴隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，在調(diào)節(jié)器中廣泛應(yīng)用遙控和遙測(cè)技術(shù)，使得工業(yè)生產(chǎn)中的可控性提高，同時(shí)便于操作。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，伴隨著科技水平的進(jìn)步，科技革新，我國(guó)工業(yè)儀表自動(dòng)化在應(yīng)用上大幅度提高，同時(shí)儀表自動(dòng)化的應(yīng)用也為企業(yè)帶來(lái)了重大的經(jīng)濟(jì)效益。但是相對(duì)于國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)水平，我國(guó)的儀表自動(dòng)化水平還是相對(duì)落后的，所以，應(yīng)該學(xué)習(xí)外國(guó)的先進(jìn)的技術(shù)和理論，不斷提高，并且根據(jù)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的具體情況，不斷提高儀表自動(dòng)化，為儀表自動(dòng)化的發(fā)展提供更廣泛的領(lǐng)域。從工業(yè)自動(dòng)化儀表尤其是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)儀表的智能化、高精度化、總線化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展進(jìn)程，不難看出計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)代自動(dòng)化儀表技術(shù)的發(fā)展起到了十分積極的促進(jìn)作用，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)局域網(wǎng)的融合又大大豐富和發(fā)展了現(xiàn)代自動(dòng)控制技術(shù)。

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