有關(guān)儀表自動化的總線化與開放化應(yīng)用分析

（天偉化工有限公司，石河子市，832000）王江玉

有關(guān)儀表自動化的總線化與開放化應(yīng)用分析

（天偉化工有限公司，石河子市，832000）王江玉

儀表自動化是現(xiàn)代電氣高度集成和自動化的重要體現(xiàn)，在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中占據(jù)重要地位，同時儀表自動化在很多行業(yè)和領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用，讓制造生產(chǎn)的操作變得更加簡單和準確。通過對自動化儀表類型進行總結(jié)，再對儀表自動化的意義及功能進行分析，對其重要發(fā)展方向進行研究，分別探討了總線化應(yīng)用和開放化應(yīng)用，以期對于儀表自動化的應(yīng)用和發(fā)展，起到一定的促進作用。

儀表自動化；總線化；開放化；

1 自動化儀表類型

眾所周知，自動化儀表大多是傳感器、儀器顯示器以及變送器等組成，對自動化儀表進行分類，根據(jù)測試類型將其分為以下四種：

1.1 流速流向表

這是比較常見的自動化儀表，具體應(yīng)用領(lǐng)域是制造行業(yè)，具體作用是對液態(tài)物質(zhì)的流速、質(zhì)量、數(shù)量、體積進行測量，可以輕易獲取單位時間內(nèi)被測物體的質(zhì)量、體積等數(shù)據(jù)。具體是對單位時間內(nèi)流經(jīng)相應(yīng)的橫截面積流體的質(zhì)量、體積等進行相關(guān)數(shù)據(jù)測量。除此之外，這類儀表還能對管道中一定時間之內(nèi)的流量所占的體積、質(zhì)量等進行數(shù)據(jù)測量。

1.2 物位儀表

物位儀表的具體功能是對測量物品或者是液面位置進行檢測，多用于石油行業(yè)、電氣化工程等。對于生產(chǎn)裝置的位置進行實時記錄和測量，物位儀表在化工生產(chǎn)的應(yīng)用是對對試樣高度進行測量，對輸油管理油面位置進行測量，實現(xiàn)激光測距等。

1.3 溫度儀表

圖1 自動化儀表

在一些生產(chǎn)環(huán)節(jié)會涉及到高溫加熱，一些產(chǎn)品需要對溫度進行控制，避免溫度過高或者過低而出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題，因此溫度儀表得到廣泛應(yīng)用，舉例說明智能控溫系統(tǒng)可以對產(chǎn)品的熱電阻信號進行收集并且傳給計算機。凡事生產(chǎn)過程涉及到溫度控制必須要用到此類儀表，將其應(yīng)用到溫度監(jiān)控的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。研究初期，溫度類儀表主要通過熱電阻和熱電偶對溫度進行控制和監(jiān)測，經(jīng)過長期研究和發(fā)展，智能化電子溫度儀表成為應(yīng)用的主流。整體而言，具有自動化功能的溫度類儀表需要配合總線技術(shù)對采溫裝置數(shù)據(jù)進行收集和處理。首先，通過采溫裝置對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的溫度變化情況進行實時收集，利用總線系統(tǒng)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿㈦娔X控制芯片。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)階段溫度類自動化儀表對采集的溫度度數(shù)范圍也更加廣泛，微電腦芯片的處理系統(tǒng)也不斷豐富其功能，甚至可以對采溫裝置傳輸來的溫度信號進行實時處理，或者是直接報警，從而為操作人員決策提供數(shù)據(jù)支持。

1.4 壓力表

工業(yè)生產(chǎn)過程中需要對壓力進行控制，從而滿足生產(chǎn)需求。電氣儀表從開始時壓力計測量方式逐漸發(fā)展起來，具體工作原理是通過導(dǎo)壓管道和壓力計連接在一起，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)壓力進行觀察和控制，利用壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，把獲取的數(shù)據(jù)信號傳給計算機，又計算機加工處理。這種觀察是以保護生產(chǎn)裝置為前提，避免壓力過高而導(dǎo)致設(shè)備損壞，也避免因為壓力過低而對生產(chǎn)效率產(chǎn)生一定影響。一般而言，壓力類的儀表包括壓力傳感器、壓力變送器等，皆是利用儀表自動化技術(shù)實現(xiàn)對壓力進行實時觀測，具備數(shù)據(jù)傳輸和信息處理的功能。因此，壓力類儀表可以理解為生產(chǎn)過程中的保險系統(tǒng)。

2 儀表自動化的意義及功能

儀表是電氣系統(tǒng)的重要組成部分，儀表在電氣系統(tǒng)自動化控制過程中對數(shù)據(jù)進行測量，對收集到的信息進行整合，從而為生產(chǎn)管理決策提供數(shù)據(jù)支持。儀表自動化的應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)裝置的數(shù)據(jù)測量與處理能力，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)遠距離傳送的功能。具體而言，儀表自動化的功能包括以下幾個方面：

2.1 記憶儲存功能

儀表自動化是從組合邏輯電路和時序電路類儀表開始得以發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷過瞬時記憶而發(fā)展成實時記憶和長時記憶?，F(xiàn)階段儀表中添加微電腦設(shè)備的設(shè)置可以幫助儀表在通電的情況下保持長時間的記憶目標，而且可以隨時進行記憶狀態(tài)的控制和調(diào)整，便于進行后期數(shù)據(jù)處理。

2.2 拓展延伸功能

以前，儀表僅僅具有硬件邏輯電路，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成軟件設(shè)置，使得儀表從相對復(fù)雜繁瑣的處理器，逐漸進化成核心程序系統(tǒng)。因為對以往硬件中大量控制和定時電路進行升級改造，使得儀表摒棄了繁雜的處理器，將其簡化成軟件編程設(shè)計功能。換言之，儀表的擴展延伸功能得益于儀表自動化的電子智能化功能。

2.3 數(shù)據(jù)處理和計算功能

儀表和微型計算機系統(tǒng)的結(jié)合導(dǎo)致儀表在測量精度方面有所提升，微型計算機的數(shù)據(jù)處理能力也大大提升了儀表自動化水平，二者相輔相成。

3 儀表的總線化應(yīng)用

儀表的總線化應(yīng)用指的是過程控制系統(tǒng)和儀表自動化應(yīng)用的結(jié)合，按照各種現(xiàn)場智能化儀表以及中央控制間應(yīng)用，具有高效、數(shù)字化、雙向、開放等特點。過去是采用集中測控呃方式對測控任務(wù)進行管理，隨著測控形式、測控范圍、測控時間以及測控距離的要求逐漸提高，必須要通過現(xiàn)代計算機技術(shù)，建立一個可以為各種現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)資源共享的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就是在這個背景下儀表總線化應(yīng)用得以開發(fā)和應(yīng)用。

現(xiàn)階段，現(xiàn)場總線化技術(shù)成為儀表自動化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，也是儀表自動化技術(shù)的重要發(fā)展方向，使得儀表自動化技術(shù)不斷向高穩(wěn)定、高精度、高適應(yīng)、低能耗的方向發(fā)展。除此之外，儀表總線化技術(shù)生產(chǎn)企業(yè)為了對總線控制系統(tǒng)進行完善，以此而開發(fā)測試儀表和調(diào)解閥，大大完善了總線技術(shù)的應(yīng)用空間。所以，化工現(xiàn)場自動化儀表應(yīng)用總線化技術(shù)在一定程度上豐富了其功能，通過現(xiàn)場總線技術(shù)操作性和開放性的特點，可以把現(xiàn)場各種各樣的自動化儀表及控制器連接在一起，從而形成一套現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，大大降低了維修費用和安裝成本。

4 儀表的開放化應(yīng)用

儀表的開放化應(yīng)用實際上離不開計算機的普及和應(yīng)用，把計算機安裝到自動化儀表的內(nèi)部，完成了計算機軟件與儀表開放性功能相互結(jié)合。現(xiàn)階段，大部分監(jiān)控儀器都是采用硬件軟件相聯(lián)結(jié)的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，硬件是具有較高性能的微處理器，這是設(shè)備的關(guān)鍵；軟件是windows、linux等嵌入式操作系統(tǒng)。隨著技術(shù)的發(fā)展和進步，計算機技術(shù)和儀表技術(shù)逐漸融合，也成為儀表自動化的重要發(fā)展方向。

現(xiàn)階段，儀表具有和普通計算機一樣的USB接口、局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口、打印機接口等，從而提升了儀表開放性，利用USB接口應(yīng)用可以完成對數(shù)據(jù)的測量工作，然后將其導(dǎo)入可移動存儲設(shè)備，這種功能的實現(xiàn)使得儀表設(shè)備更像是計算機一樣容易操作。針對具有諸多接口的儀表設(shè)備來說，甚至能夠同多種現(xiàn)場測試、控制儀表、執(zhí)行器設(shè)備等進行銜接，主機負責過程控制，利用局域網(wǎng)形成具有特殊功能的測控系統(tǒng)，實現(xiàn)了具有智能化、開放化的現(xiàn)場測控設(shè)備和互聯(lián)系統(tǒng)。

5 結(jié)語

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，儀表自動化成為工業(yè)領(lǐng)域最為重要的發(fā)展方向，自動化儀表也得以向精度高、結(jié)構(gòu)精巧、應(yīng)用便捷等功能轉(zhuǎn)變。

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1008-0899（2015）10-0051-03