淺析我國工業(yè)自動化儀表的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

閆國英 燕娟娟

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，自動化儀表慢慢在目前的生產(chǎn)領(lǐng)域扮演重要的角色。特別在工業(yè)領(lǐng)域，自動化儀表得到了廣泛的應(yīng)用。許多生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)備設(shè)施都開始加快引入自動化技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而降低成本。

本文通過介紹工業(yè)自動化儀表的發(fā)展歷史及當(dāng)前現(xiàn)狀，然后分析其發(fā)展趨勢，得出如下結(jié)論：自動化儀表會越來越廣泛的被應(yīng)用在各個領(lǐng)域，同時朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、總線化的趨勢發(fā)展。本文旨在通過分析我國自動化的發(fā)展趨勢，為同業(yè)人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化;儀表;應(yīng)用;發(fā)展趨勢

引言

當(dāng)前自動化技術(shù)飛速發(fā)展，這導(dǎo)致之前依賴人工控制的機(jī)械設(shè)備沒辦法符合生產(chǎn)需要。為了適應(yīng)生產(chǎn)力發(fā)展的需要，自動化儀表慢慢在生產(chǎn)方面普及運(yùn)用。工業(yè)自動化不僅提高了控制精度、質(zhì)量，還更加高效、綠色、安全。

但分析我們目前工業(yè)自動化儀表的發(fā)展現(xiàn)狀，仍然有值得思考的地方，比如創(chuàng)新能力不足、進(jìn)口依賴性較大等。而自動化儀表的發(fā)展是生產(chǎn)力發(fā)展的重要推手，因此分析現(xiàn)狀并找出未來工業(yè)自動化儀表的發(fā)展方向顯得非常重要。

1自動化儀表的簡介

1.1自動化儀表的分類

工業(yè)儀表的種類繁多。根據(jù)儀表組合方式，能夠劃分成基地式儀表、單元組合儀表與綜合控制儀表;根據(jù)儀表安裝方式，能夠劃分成現(xiàn)場儀表、盤裝儀表與架裝儀表;根據(jù)被測量生產(chǎn)過程的參數(shù)分為機(jī)械測量儀表、溫度測量儀表、壓力測量儀表等;根據(jù)儀表動力源劃分，有氣動儀表、電動儀表與液動儀表;由儀表信號的形式劃分成數(shù)字儀表與模擬儀表。伴隨微處理機(jī)的迅速發(fā)展，按儀表是否含有微處理器還劃分成智能儀表和非智能儀表。

1.2工業(yè)自動化儀表的發(fā)展

早期儀表的出現(xiàn)。在國內(nèi)工業(yè)儀表很早就出現(xiàn)了，早期在冶金、石油化工等行業(yè)中運(yùn)用較多。較早制造的工業(yè)儀表分為機(jī)械式與液動式兩類。它們體積較大，用途是檢測記錄和簡單的控制，運(yùn)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。

氣動、電動儀表的出現(xiàn)。伴隨社會的發(fā)展，這類工業(yè)儀表逐漸被優(yōu)化。由于其不能遠(yuǎn)距離控制而研制了氣動儀表，之后在此基礎(chǔ)上又研制出能調(diào)節(jié)的電子儀表。20世紀(jì)50年代初，第一次出現(xiàn)了電動儀表，它是借助電子器件來控制工業(yè)儀表。之后，隨著集成電路和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)了計算機(jī)信息技術(shù)，漸漸有了自動化技術(shù)。

自動化儀表的出現(xiàn)。人們借助一些控制裝置將自動化技術(shù)和工業(yè)儀表有效結(jié)合，之后借助電子設(shè)備進(jìn)行控制。自動化技術(shù)慢慢變成了工業(yè)儀表發(fā)展的重要工具，就有了真正的工業(yè)自動化儀表，而且儀表的體積越來越小，功能越來越強(qiáng)大。

自動化儀表的產(chǎn)業(yè)化。伴隨微電子技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，自動化儀表慢慢想科技化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。這類工業(yè)儀表重點(diǎn)是借助電子控制裝置監(jiān)測現(xiàn)場儀表，進(jìn)而漸漸有了智能化、數(shù)字化的智能型自動化工業(yè)儀表。

2工業(yè)自動化儀表的發(fā)展現(xiàn)狀

最近幾年，我們國家每個領(lǐng)域的技術(shù)迅速發(fā)展，特別是工業(yè)方面，自動化漸漸代替了傳統(tǒng)的人為控制。高精尖科技的普遍運(yùn)用使工業(yè)生產(chǎn)的自動化水平逐漸提高。國內(nèi)儀器儀表市場體量巨大，運(yùn)用領(lǐng)域?qū)拸V，然而卻較為集中，重點(diǎn)是冶金、機(jī)械、能源、輕工等產(chǎn)業(yè)部門。

對比海外前沿產(chǎn)品而言，國內(nèi)自動化儀表起點(diǎn)很低，基礎(chǔ)不是很扎實，和國外差距非常明顯，面對很大的挑戰(zhàn)，系統(tǒng)性矛盾逐漸尖銳。

進(jìn)口依賴性大。國外產(chǎn)品占據(jù)高端儀表市場份額較大，大型儀器大多的進(jìn)口的。通過苦心研發(fā)，我國的記錄類儀表等高端產(chǎn)品漸漸占有更多的市場份額，但是核心高精尖技術(shù)方面還是明顯不足，部分元件同樣是進(jìn)口產(chǎn)品。

缺少創(chuàng)新能力。在國內(nèi)工業(yè)自動化儀表發(fā)展中，缺少創(chuàng)新性。由外國引進(jìn)一套系統(tǒng)，然而并未進(jìn)行充分研究，同樣沒有變成自主性的科研成果。公司科研部門也缺少必要的創(chuàng)新性。從某種層面來講，即使我國自動化產(chǎn)業(yè)及其科技已獲取一些突破，然而還要走很長的路才能達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

政府缺少鼓勵政策。自動化儀表能夠有效促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會的飛速發(fā)展，但是政府并未對此行業(yè)發(fā)布較好的鼓勵措施，公司研發(fā)的主動性不高。取而代之的是，企業(yè)往往由于對國產(chǎn)儀表不太熟悉，對其穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性沒有足夠的信心，從而更多的傾向于采用進(jìn)口產(chǎn)品。

3自動化儀表控制系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢

微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)等技術(shù)發(fā)展迅速，促進(jìn)了自動化儀表的發(fā)展更新，是自動化儀表發(fā)展的動力。最終使儀表儀器運(yùn)行速度更高，反應(yīng)更為靈敏，工作更為平穩(wěn)，能夠獲得全面的信息，同時向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、總線化的方向發(fā)展。

3.1智能化發(fā)展趨勢

自動化儀表的智能化是指采用大規(guī)模集成電路技術(shù)、微處理器技術(shù)、接口通信技術(shù)，借助一些軟件完成內(nèi)部操作，最終完成智能化處理。它不但能夠進(jìn)行溫壓的補(bǔ)償，而且還能進(jìn)行零點(diǎn)的修正，此外還可以進(jìn)行故障診斷等。在進(jìn)行工業(yè)過程控制時，能夠降低工作人員的操作風(fēng)險。它最終輸出的是數(shù)字，在很大程度上不僅提高了儀表性能，還方便信息交流，同時便于遠(yuǎn)程控制。

3.2網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢

伴隨工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，新型自動化儀表成為下一代控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢。這種儀表的重要特點(diǎn)就是具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，具代表性的就是IP智能現(xiàn)場儀表。例如，借助網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠建立工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，因此能夠自然銜接辦公自動化與工業(yè)自動化。同時，由于其具有拓展性和互聯(lián)性等特性，有效地構(gòu)成了一種全開放網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，這對提升自動化儀表控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果會產(chǎn)生積極影響。因此，新一代智能儀表—IP智能現(xiàn)場儀表的運(yùn)用會更加普遍。

3.3總線化發(fā)展趨勢

現(xiàn)場總線是指在中央控制和現(xiàn)場儀表之間連接產(chǎn)生的雙向多站、數(shù)字化、開放性的通信系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場設(shè)備一般稱作現(xiàn)場儀表。其重點(diǎn)包含在線分析儀表、變送器、執(zhí)行器等?，F(xiàn)場總線技術(shù)的運(yùn)用越來越普遍，更方便組建測試系統(tǒng)。但是現(xiàn)階段的集中測控已經(jīng)無法滿足遠(yuǎn)程測控的需要，更不能滿足大范圍測控的需要。所以，一定要組建可以共享數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）正好可以滿足這種需求。它已然成為當(dāng)前自動化技術(shù)發(fā)展最主要的呈現(xiàn)方式。它不但更好地推動了過程測控儀表的發(fā)展，而且促進(jìn)自動化儀表朝著高精尖的方向發(fā)展。此外，為了讓自家的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)更加長效，各生產(chǎn)商也在生產(chǎn)和控制系統(tǒng)匹配的測量儀表、調(diào)節(jié)閥。因此，當(dāng)前的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)發(fā)展的比較完善。

總之，隨著未來自動化儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展，工業(yè)自動化儀表會越來越廣泛的被應(yīng)用在各個領(lǐng)域，同時朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、總線化的趨勢發(fā)展。自動化儀表在各個行業(yè)的應(yīng)用，必然帶來自動化控制技術(shù)的更高、更好得到發(fā)展，為國內(nèi)工業(yè)建設(shè)中自動化儀表控制系統(tǒng)的應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ)。

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作者簡介：閆國英;男;1986年1月;籍貫：內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市;學(xué)歷：本科;現(xiàn)任職稱：助理工程師;研究方向：自動化儀表。

第二作者：燕娟娟;女;1984年10月;籍貫：河南省焦作市;學(xué)歷：本科;現(xiàn)任職稱：助理工程師;研究方向：自動化儀表。