儀表自動(dòng)化應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)探討

王永杰

摘 要：儀表自動(dòng)化是電氣自動(dòng)化中關(guān)鍵的組成部分之一。當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)水平高速發(fā)展，使自動(dòng)化儀器的生產(chǎn)水平不斷提升，現(xiàn)代儀表的應(yīng)用范圍由此不斷擴(kuò)大。信息化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，簡(jiǎn)化了儀表的生產(chǎn)流程，儀表自動(dòng)化應(yīng)用的目標(biāo)在不久的將來(lái)必將實(shí)現(xiàn)。該文就儀表自動(dòng)化應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)和建議展開(kāi)分析，為相關(guān)工作者提供一些參考。

關(guān)鍵詞：儀表自動(dòng)化 發(fā)展趨勢(shì) 建議

中圖分類(lèi)號(hào)：TH86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（c）-0041-02

儀表自動(dòng)化在電氣自動(dòng)化中占有重要的地位，其基本用途是在電氣自動(dòng)化中用于測(cè)量及顯示，為信息的收集做準(zhǔn)備。當(dāng)前環(huán)境下，各領(lǐng)域?qū)χ悄芑降囊笤絹?lái)越高，電氣自動(dòng)化的發(fā)展水平也在不斷攀升，儀表自動(dòng)化的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛。文章首先介紹了自動(dòng)化儀表的概念，然后就儀表自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)展開(kāi)分析。

1 現(xiàn)階段自動(dòng)化儀表的概念

自動(dòng)化儀表也可被稱(chēng)作檢測(cè)控制儀表、工業(yè)儀表。在自動(dòng)化儀表的發(fā)展初期，多被用于熱動(dòng)力、化工和冶煉生產(chǎn)當(dāng)中。原來(lái)儀表基本上均為液動(dòng)式和機(jī)械式儀表，僅有記錄、檢測(cè)與控制的功能。近年來(lái)，才陸續(xù)研制出電子管類(lèi)、電動(dòng)式等新型儀表，且由于集成電路和半導(dǎo)體的應(yīng)用，儀表逐漸走向高精度、小體積的方向，以及將計(jì)算機(jī)技術(shù)融入其中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這樣從真正意義上使儀表自動(dòng)化成為現(xiàn)實(shí)。

2 儀表自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)

儀表自動(dòng)化的基本特點(diǎn)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，免于大規(guī)模的生產(chǎn)，因而能夠節(jié)約生產(chǎn)資金，體現(xiàn)出顯著的穩(wěn)定性。

2.1 存儲(chǔ)職能

傳統(tǒng)儀表所用電路是組合邏輯電路，僅可在特定時(shí)間里記錄簡(jiǎn)單的內(nèi)容，一個(gè)狀態(tài)出現(xiàn)以后，便無(wú)法存儲(chǔ)之前的狀態(tài)，主要是由于其記憶的時(shí)間極短。在引入計(jì)算機(jī)技術(shù)之后，儲(chǔ)存設(shè)備的記錄方式為區(qū)域式記錄，通電之后，可以一直保有之前的記錄，并能記錄其他內(nèi)容。

2.2 可拓展性

由于軟件水平的不斷上升，多方面取代了組合邏輯電路，尤其是自控制電路中運(yùn)用接口芯片的位控特性，編程由此變得極為簡(jiǎn)單，因而軟件置于當(dāng)中，能夠簡(jiǎn)化硬件組成，取代原有的組合邏輯電路。

2.3 設(shè)備具備信息處理功能與計(jì)算機(jī)優(yōu)勢(shì)

設(shè)備中有計(jì)算機(jī)，能夠展開(kāi)一系列復(fù)雜的運(yùn)算，并體現(xiàn)高精準(zhǔn)性，在設(shè)備中能夠展開(kāi)各種運(yùn)行與對(duì)比活動(dòng)。

3 儀表自動(dòng)化應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

儀表自動(dòng)化應(yīng)用的發(fā)展歷經(jīng)多個(gè)時(shí)期，當(dāng)下已從小規(guī)模分散性向集成化大規(guī)模的方向轉(zhuǎn)變。這一發(fā)展趨勢(shì)相對(duì)而言，更適應(yīng)現(xiàn)代化企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)展，且儀表專(zhuān)業(yè)化與模塊化技術(shù)的發(fā)展，令其整合與集成過(guò)程更為簡(jiǎn)便，在此就儀表自動(dòng)化的兩個(gè)顯著的發(fā)展趨勢(shì)予以介紹。

3.1 現(xiàn)代化的DCS已經(jīng)基本上替代原有的儀表盤(pán)控制

當(dāng)前，科技水平越來(lái)越高，企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平隨之持續(xù)提高。信息化管理屬于當(dāng)代許多企業(yè)的關(guān)鍵組成元素之一，原有儀表盤(pán)控制在許多時(shí)候已經(jīng)難以達(dá)到企業(yè)愈發(fā)增多的信息方面的要求?，F(xiàn)階段，大系統(tǒng)綜合化屬于儀表自動(dòng)化應(yīng)用的重要目標(biāo)領(lǐng)域，能夠最大限度上運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)，并運(yùn)用儀表自動(dòng)化控制的方式，對(duì)有關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)展開(kāi)實(shí)時(shí)檢測(cè)和管控，這樣既能提升相關(guān)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率，又有利企業(yè)的高效管理。此外，還能綜合利用生產(chǎn)控制過(guò)程和網(wǎng)絡(luò)通信以及信息化管理等，使企業(yè)可以及時(shí)、準(zhǔn)確地獲悉當(dāng)前發(fā)生的狀況，以求對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)展開(kāi)研究并采取布局。上述集成化與一體化的管理形式，對(duì)于企業(yè)而言，能夠顯著節(jié)約生產(chǎn)資金、減少能源損耗、提升其生產(chǎn)效率，使企業(yè)未來(lái)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利位置。

3.2 現(xiàn)代總線與控制系統(tǒng)的利用率會(huì)越來(lái)越高

現(xiàn)代總線分支眾多，可以使串行雙向通信成為現(xiàn)實(shí)，借助現(xiàn)場(chǎng)總線能夠把設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)相連為通信服務(wù)。此外，由于數(shù)字通信技術(shù)的支持，還可將現(xiàn)代總線和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用發(fā)展到儀表方面?，F(xiàn)場(chǎng)總線能夠把中央DCS系統(tǒng)中多數(shù)控制功能移走，使智能儀表?yè)?dān)負(fù)一些控制職能，兩方共同發(fā)揮作用能夠形成現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，也就是FCS。FCS的測(cè)量與控制職能被很好地聯(lián)系起來(lái)，集成化方式有利于將分散控制變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，從而使系統(tǒng)更為可靠、平穩(wěn)。利用FCS也能起到節(jié)約生產(chǎn)資金的作用，且在某些方面推動(dòng)了儀表智能化、控制功能分散化等的發(fā)展，順應(yīng)時(shí)代趨勢(shì)。

高科技的控制軟件在標(biāo)準(zhǔn)化、工程化與商品化等各方面贏得了很大發(fā)展。現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展水平越來(lái)越高，新型控制理論技術(shù)已經(jīng)能借助計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。高科技控制軟件的應(yīng)用，既能使控制系統(tǒng)的控制水平得到很大提升，又可以解決系統(tǒng)自身隱含的時(shí)變性與不穩(wěn)定性等導(dǎo)致的各種問(wèn)題，因此，要充分利用高科技控制軟件，使之朝著標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化與商業(yè)化的方向發(fā)展，儀表自動(dòng)化方可在控制方面體現(xiàn)得更為平穩(wěn)與可靠。

4 儀表自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)方面的建議

針對(duì)儀表自動(dòng)化應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)以及現(xiàn)代技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用，現(xiàn)就如下3點(diǎn)提出建議。

4.1 運(yùn)用先進(jìn)的傳感器技術(shù)

在儀表中，傳感器的基本作用是收集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)收集組件對(duì)于儀表而言是能夠發(fā)揮作用的最基本組件。所以，傳感器的演變對(duì)儀表自動(dòng)化的發(fā)展有著重大的作用。如今，傳感器技術(shù)正處于持續(xù)更新及發(fā)展階段，這將有利于推動(dòng)儀表自動(dòng)化水平的提升。例如：在對(duì)傳感器予以調(diào)整時(shí)，要采取前饋、滯后等數(shù)學(xué)手段，同時(shí)利用比例、微積分等數(shù)學(xué)知識(shí)，進(jìn)行多手段并用式調(diào)整，這種調(diào)整方式十分適用于相對(duì)復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。此外，由于新型材料的不斷推出，傳感器通過(guò)應(yīng)用更為優(yōu)良的新型材料，使其集成化與靈敏化程度更高，這兩個(gè)方面的改進(jìn)使傳感器具備更加穩(wěn)定的發(fā)展趨勢(shì)。

4.2 加強(qiáng)儀表調(diào)節(jié)器的全面智能化發(fā)展

調(diào)節(jié)器的進(jìn)步與微處理器技術(shù)的提升關(guān)系密切，后者使調(diào)節(jié)器向智能型與數(shù)字型轉(zhuǎn)變的步伐越來(lái)越快?，F(xiàn)階段，數(shù)字式的合理設(shè)置與運(yùn)算水平的持續(xù)進(jìn)步，各類(lèi)信號(hào)輸入手段的施展，均使調(diào)節(jié)器的職能體現(xiàn)的愈發(fā)明顯，更進(jìn)一步推動(dòng)了儀表自動(dòng)化應(yīng)用的進(jìn)步。

4.3 應(yīng)用可編程控制器提升軟、硬件集成能力

可編程控制器的重要職能是將傳感器收集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并處理，按照事先輸入的程序向外下達(dá)控制指令?？删幊炭刂破鞯暮侠磉\(yùn)用能夠使硬件中的一些元件被軟件取代或操控，借助軟件優(yōu)勢(shì)將儀表運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)確性變得更高。

5 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化儀表具有存儲(chǔ)、可拓展性、信息處理功能和計(jì)算機(jī)優(yōu)勢(shì)，這為儀表自動(dòng)化的推廣提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，相關(guān)企業(yè)的工作效率由此提升，經(jīng)濟(jì)效益也得到了提升。然而，與國(guó)際上位于科技前沿的儀表自動(dòng)化應(yīng)用比起來(lái)，我國(guó)儀表自動(dòng)化水平的差距依然不小，因而在日后發(fā)展當(dāng)中，應(yīng)積極地引入有關(guān)先進(jìn)理論與技術(shù)，依據(jù)我國(guó)對(duì)儀表自動(dòng)化的使用情況展開(kāi)技術(shù)革新，不斷推動(dòng)儀表自動(dòng)化的發(fā)展。

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