自動化儀表在我國工業(yè)中的應用和發(fā)展

盧旭明

隨著現(xiàn)代科技的不斷進步和發(fā)展，自動化水平不斷發(fā)展，各行各業(yè)應用的自動化儀表也在不斷更新。工業(yè)儀表在我國出現(xiàn)較早，剛開始出現(xiàn)時主要運載在冶金、熱能動力、石油煉制以及化工等熱力生產(chǎn)行業(yè)中，所以在當時工業(yè)儀表被稱作是熱工表。最早生產(chǎn)出的工業(yè)儀表主要有液動式以及機械式兩種，而且體積也較大，主要作用是進行檢測記錄與簡單的控制，運用起來極不靈活而且功能較少，不能夠在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮很大的作用。我國工業(yè)儀表經(jīng)歷了由普通儀表、自動化儀表，再到專業(yè)用途儀表的發(fā)展過程，儀表的種類越來越多，儀表的自動化和智能化水平越來越高，智能控制功能也越來越強大，隨著自動化儀表技術的不停發(fā)展，其體積越來越小，功能越來越全，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮的作用也越來越明顯，成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展必不可少的一個重要工具。這些儀表不但能提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，還能為企業(yè)節(jié)能減排；不僅能生出來精良的產(chǎn)品，還能完善產(chǎn)品的質(zhì)量。工業(yè)中的自動化儀表具有抗震動性強、耐高溫與抗粉塵等新特征，能適應企業(yè)復雜的、多變的工業(yè)環(huán)境，還能解決工業(yè)中的控制管理和維修，為企業(yè)管理決策提供技術支持，最終實現(xiàn)企業(yè)贏利的目的。[1]

一、自動化儀表在我國的現(xiàn)狀

自動化儀表中的檢測儀表是生產(chǎn)過程自動化和經(jīng)營管理現(xiàn)代化的基礎。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，檢測儀表起著越來越重要的作用。因為沒有性能好、精確度高、質(zhì)量可靠的儀表檢測到各種相關信息，實現(xiàn)高水平的工業(yè)自動化就成為一句空話。整體上來說，我國工業(yè)中的自動化儀表差異較大，大型企業(yè)擁有雄厚的資金，從國外引進成套或部分先進的自動化儀表，技術水平較高；中型企業(yè)資金狀況不是非常好，采用我國自制的一些自動化儀表。但最近幾年幾乎所有的集團企業(yè)都購進大量的先進設備，提高了企業(yè)的自動化控制水平。這些自動化儀表以包括許多自動化控制系統(tǒng)、涵蓋了PLC技術、現(xiàn)場總結技術和智能控制技術等，但這些技術的完整性仍然不是很好，仍有進一步提升的空間。[2]

二、自動化儀表在我國工業(yè)中的發(fā)展

1.所謂智能控制，就是指系統(tǒng)或設備在無人干預的情況下自動的實現(xiàn)操作。自動化儀表的智能控制就是指通過智能控制器自動實現(xiàn)儀表的數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理。智能化儀表內(nèi)含智能控制器，是一種高科技產(chǎn)品，主要使用了大規(guī)模集成電路技術、微處理器技術、接口通信技術，利用嵌入式軟件協(xié)調(diào)內(nèi)部操作，使儀表具有智能化處理的功能，在完成輸入信號的非線性處理，溫度與壓力的補償，量程刻度標尺的變換，零點的漂移與修正，故障診斷等基礎上，還可完成對工業(yè)過程的控制，使控制系統(tǒng)的危險進一步分散，并使其功能進一步增強。這類產(chǎn)品以數(shù)字輸出形式出現(xiàn)，不但大大提升了儀表性能，而且便于信息溝通，還可通過網(wǎng)絡組成新型的、開放式的過程控制系統(tǒng)。

2.設備診斷與維護管理

傳統(tǒng)的工業(yè)自動化儀表對維護或維修檢測是定期維修制度，只能按設備管理方法做預防或預警。下一代自動化儀表應包括設備故障自診斷技術和設備狀態(tài)檢測技術，這種預報維修（狀態(tài)維修）能非常好的維護管理好設備。設備診斷與維護管理相結合的機制能實現(xiàn)自動化儀表的設備故障自檢，能提高設備的使用效率。利用檢測技術、信號處理技術、識別技術和預測技術獲取反映設備故障的真實信息，從中提取能真正反映設備狀態(tài)征兆的特征參數(shù)并通過它識別和估計所處的狀態(tài)，對已被識別出的故障動態(tài)趨勢以及最終達到危險程度的時間和范圍做出估計和評價，為維護決策提供智能控制，最后實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

現(xiàn)場總線已成為全球自動化技術發(fā)展的重要表現(xiàn)形式，它為過程測控儀表的發(fā)展提供了千載難逢的發(fā)展機遇，并為實現(xiàn)進一步的高精度、高穩(wěn)定、高可靠、高適應、低消耗等方面提供了巨大動力和發(fā)展空間。同時，各現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)制造廠家為了使自己的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）能得到應用，紛紛推出與其控制系統(tǒng)配套的具有現(xiàn)場總線功能的測量儀表和調(diào)節(jié)閥，形成了較為完整的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)體系。這些系統(tǒng)的子系統(tǒng)之間獨立性比較明顯，同是各子系統(tǒng)之間又是可集成的。所謂現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)就是指一個全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)，各子系統(tǒng)均采用不同儀表實現(xiàn)人機互動操作。現(xiàn)場總線促進了儀表智能化、傳輸數(shù)字化、系統(tǒng)開放化，是目前國內(nèi)外的一個技術熱點，以現(xiàn)總線控制技術為支撐的自動化控制系統(tǒng)具有精確性好，維護性和擴展性好，子系統(tǒng)之間的集成度高等特點。

4.網(wǎng)絡化

現(xiàn)場總線技術采用計算機數(shù)字化通信技術，使自動控制系統(tǒng)與現(xiàn)場設備加入工廠信息網(wǎng)絡，成為企業(yè)信息網(wǎng)絡底層，可使智能儀表的作用得以充分發(fā)揮。隨著工業(yè)信息網(wǎng)絡技術的發(fā)展，以網(wǎng)絡結構體系為主要特征的新型自動化儀表，即IP智能現(xiàn)場儀表代表了新一代控制網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢。這個嵌入式Internet的控制網(wǎng)絡體系結構的特點是：首先Ethernet貫穿于網(wǎng)絡的各個層次，它使網(wǎng)絡成為透明的，覆蓋整個企業(yè)范圍的應用實體。它實現(xiàn)了真正意義上的辦公自動化與工業(yè)自動化的無縫結合，因而我們稱它為扁平化的工業(yè)控制網(wǎng)絡。其良好的互連性和可擴展性使之成為一種真正意義上的全開放的網(wǎng)絡體系結構，一種真正意義上的大統(tǒng)一。因此，基于嵌入式Internet的控制網(wǎng)絡代表了新一代控制網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢，新一代智能儀表-IP智能現(xiàn)場儀表的應用將越來越廣泛。

結語

數(shù)字技術、信息技術和智能控制技術的飛速發(fā)展，促使自動化儀表相關技術必須進一步技術創(chuàng)新。自動化儀表是信息技術、數(shù)字技術、智能控制技術的高科技結晶。國家提出的以信息化帶動工業(yè)化的方針，對國內(nèi)儀器儀表的發(fā)展無疑是一個大的推動機遇。針對國內(nèi)市場國際化的趨勢，國內(nèi)儀表企業(yè)必須加強跟蹤國際發(fā)達國家儀器儀表的發(fā)展動態(tài)，提高自身的技術創(chuàng)新能力，加強市場開拓力度，增強服務意識。國家對符合工業(yè)IT精尖儀器儀表項目、國家重大裝備的自動化控制系統(tǒng)成套項目、涉及國家安全的國防工業(yè)儀器儀表項目應給予重點扶持。

參考文獻

[1]夏德海用先進的自動化技術改造現(xiàn)有企業(yè)《自動化信息》[J]1999年6期.自動化與儀表期刊[J].

[2]陳磊，牛宏賓.淺談鋼鐵公司自動化儀表控制系統(tǒng)的配置和功能[J].湖北郵電技術，2014.