论文部分内容阅读
[摘要]：仪器仪表在工业领域一直起着很重要的作用，可随着我国社会经济的不断发展，以及产业政策的调整，仪器仪表领域发生了很大的变革，工业领域对仪器仪表的要求越来越高，其向着自动化及智能化发展是必然趋势，本文就自动化仪器仪表在工业领域的应用与发展进行了分析及讨论。
[关键词]：自动化 仪器仪表 工业领域 应用 发展
中图分类号：C931.9 文献标识码：C 文章编号：1009-914X（2012）32- 0559-01
随着后危机时代的到来，世界经济也在复苏，我国对装备产业政策进行了调整，这使得仪器仪表领域也发生了很大的变化，对设备的安全性及自动化要求越来越高，随着水泥产能的过剩及火电领域投资的不断减少，这些行业对仪器仪表的需求将会减少，而低碳经济及节能时代的到来，使得风能及电能等新能源领域对仪器仪表的应用及发展提出了新要求，工业领域设备自动化、生产自动化及智能化成为主要的发展方向。
一、自动化仪器仪表
1.自动化仪器仪表
自动化仪器仪表，由很多自动化元件所构成，通常会具有像显示、记录、控制、测量及报警等功能及自动化技术的工具。自动化仪器仪表自身成为一个系统，同时也是整个自动系统中的子系统，也是信息机器中的一种，能够进行信息形式转换，把输入的信号转为输出信号，其信号可以按照频率域或者时间域进行表达，传输可以用连续模拟量及断续数量的形式进行表示。自动化检测的仪器仪表作为自控系统关键子系统，主要由三部分所组成，变送器、显示器及传感器。传感器是运用各种信号来检测模拟量的；而变送器则是把传感器测量的模拟量信号转变成4-20mA电流信号，同时送到可编程序的控制器中；显示器的作用为把测量结果直观显示出来，以提供结果。它一般具有显示清晰、测量精确及操作简单等优点，并被广泛应用到工业生产领域中。
2.自动化仪器仪表校准系统
自动化仪器仪表校准是个综合控制系统，一般会涉及预热仪器、设置仪器状态、数据测量记录、数据判断及结论，和校准证书与原始记录的自动形成。而自动化仪器仪表的校准系统实现过程为：先把数字多用表及标准源依照要求进行开机预热，并连接硬件设备，当连接完成后，就可以启动计算机，对测试系统物理地址的分配情况进行搜寻，并依据所搜寻的仪器地址，对软件运行给予校准，从而设置出准确地址配件。在初始化模块中，需要设置校准项目，并选择是否进行首次测试，该功能主要是为了对测量数据进行保存，以防止测量数据丢失而重新测试的发生，当中英文语言、校准检定及被测设备名称选择完后，初始设置也就完成了；而数据采集和动态显示模块中的主要功能包含初始化仪器、测量数值、设置仪器状态、动态显示数据、数据位移控制、结果判定及数据保存等，其数据采集过程是模拟人工测量来测量的，动态显示模块中的数据量程、显示位数及上下限等依据测试计量对仪器仪表要求自动生成的；原始记录及证书模块的生成，会给计量员带来较大工作便利，消除人为操作产生的错误，并解放了劳动力。当计量员在相应模块前输入相应仪器信息及校准信息，在选择证书模板，就能够生成相应校准证书及原始记录了。
二、自动化仪器仪表在工业领域的应用
自动化仪器仪表在我国的应用领域是比较集中的，而迫切应用领域有石油、钢铁、煤炭及轻工等产业部门，这些工业领域需要大量的自动化仪器仪表及控制系统，同时还需要仪器仪表的技术改造。随着我国减少排放、节能低耗及低碳经济的要求，环保仪器仪表将会受到更广泛的应用，像自动化仪器在污水的处理里的应用不仅节省了物力及人力，还能够对生产工艺给予及时调整及修正。某污水处理厂的一期工程所设计的一级污水处理为35万m3/d，而二级污水的处理力为15万m3/d，所规划的服务人口是45.3万人，服务范围是40.5km2，所采用的是二级生物处理的工艺活性污泥法，其核心部分的工艺是OOC工艺，先要进行预处理，进入水泵房粗格栅，把污水中较大漂浮物、垃圾去除，并经过多台污水泵把污水提升至细格栅，且去除较小漂浮物；当进入曝气沉砂池后，去除污水油类及砂粒，再进入计量槽对污水处理量进行计量。通过预处理后，污水去除了大约35%有機物，然后进入二级处理，需要先在曝气池进行有机物降解，再把混合液送到二沉池沉淀，并进行泥水分离，把上层澄清液当作清洁水排放，下层污泥一部分回流进曝气池再生利用，另一部分回流到初沉池，并送入污泥浓缩池，进一步浓缩，将污泥压滤脱水，制成干污泥饼。在这一过程中，自动化仪器仪表的应用主要有以下几方面，一是超声波液位计及流量计的应用，在粗格栅及细格栅上均安装了超声波液位计，能够通过格栅前后液位差进行格栅阻塞程度的反映，且传送到可编程序PLC控制器中进行分析计算。水量是污水处理中的重要控制参数，用超声波流量计进行计量分析能够控制整个工艺和提高负荷冲击的能力。二是液位差计的应用，能够实现提升泵自动控制，并在进水泵处安装两台液位计来测量泵井水位，且不断传送到上位机及PLC控制器中，从而进行系统分析。三是曝气池溶解氧的控制应用，经过测量及启动鼓风机，以保证菌群的良好生化能力及节约能耗，这样加强了好氧菌群分解能力，控制了曝气池缺氧段及好氧段，从而提高了污水处理中的除磷脱氮能力，曝气池中污泥浓度控制能够依据精确测量污泥浓度来调整其工艺，有效降低了实验室人员工作强度。四是气体流量计及电磁流量计的应用，能够判断剩余污泥泵及回流污泥泵的工作正常与否，从而解决了潜水泵不能简单判断其工作正常与否的难题。电工仪器仪表在国家电网中的应用及工业自动化仪表的应用等，为了仪器仪表行业发展，对其提出了更高的要求。
三、自动化仪器仪表的发展
随着计算机、网络、集成、纳米及精密机械等技术的迅速发展，对仪器仪表产业的发展起到了很大的推动作用，智能自动化仪器仪表的灵敏度、运行速度及稳定性更好，遥测遥感的的距离更远，检测微损或者无损，成本更低，使用起来也更为方便，还无污染。自动化仪器仪表将会不断朝着智能化、微型化、虚拟化、网络化及多功能化发展，尤其是随着现场总线的应用，为过程控仪表发展提供了很大的转折及机遇，它是用在控制室及现场智能仪器仪表间的全数字化、多站、双向及开放的通信系统，为广大生产商带来了发展契机，使得工业领域的通信技术、计算机技术及控制技术等都得到了进一步的提高，我国是自动化仪器仪表的生产大国，其技术水平也在不断提高，但与发达国家相比，还存在着一定的差距，需要，为了进一步提高我国仪器仪表技术水平，应该在引进吸收国外先进技术的基础上，不断加大科研投入，加强自主研发创新能力，提高我国自动化仪器仪表的生产技术水平，以促进我国工业领域低消耗、低排放、节能及低碳经济的发展。
结束语：
随着现代科技及自动化水平的不断发展，仪器仪表在社会中的地位及作用越来越重要，并被广泛应用在社会各个领域中，为我们的生活、工作及学习带来了极大地方便，在安全的前提下，相信自动化仪器仪表在工业领域将不断向着智能化、网络化、微型化、数字化及人性化的方向发展。
参考文献：
[1]王庭刚.浅析自动化仪表的工业应用与发展[J].才智，2011（04）
[2]薛滔.试析自动化仪器仪表在工业领域的应用与发展[J].科技风，2010（22）
[3]赵群，张翔，谢素珍，李辉.自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势综述[J]. 现代制造技术与装备，2008（04）
[关键词]：自动化 仪器仪表 工业领域 应用 发展
中图分类号：C931.9 文献标识码：C 文章编号：1009-914X（2012）32- 0559-01
随着后危机时代的到来，世界经济也在复苏，我国对装备产业政策进行了调整，这使得仪器仪表领域也发生了很大的变化，对设备的安全性及自动化要求越来越高，随着水泥产能的过剩及火电领域投资的不断减少，这些行业对仪器仪表的需求将会减少，而低碳经济及节能时代的到来，使得风能及电能等新能源领域对仪器仪表的应用及发展提出了新要求，工业领域设备自动化、生产自动化及智能化成为主要的发展方向。
一、自动化仪器仪表
1.自动化仪器仪表
自动化仪器仪表，由很多自动化元件所构成，通常会具有像显示、记录、控制、测量及报警等功能及自动化技术的工具。自动化仪器仪表自身成为一个系统，同时也是整个自动系统中的子系统，也是信息机器中的一种，能够进行信息形式转换，把输入的信号转为输出信号，其信号可以按照频率域或者时间域进行表达，传输可以用连续模拟量及断续数量的形式进行表示。自动化检测的仪器仪表作为自控系统关键子系统，主要由三部分所组成，变送器、显示器及传感器。传感器是运用各种信号来检测模拟量的；而变送器则是把传感器测量的模拟量信号转变成4-20mA电流信号，同时送到可编程序的控制器中；显示器的作用为把测量结果直观显示出来，以提供结果。它一般具有显示清晰、测量精确及操作简单等优点，并被广泛应用到工业生产领域中。
2.自动化仪器仪表校准系统
自动化仪器仪表校准是个综合控制系统，一般会涉及预热仪器、设置仪器状态、数据测量记录、数据判断及结论，和校准证书与原始记录的自动形成。而自动化仪器仪表的校准系统实现过程为：先把数字多用表及标准源依照要求进行开机预热，并连接硬件设备，当连接完成后，就可以启动计算机，对测试系统物理地址的分配情况进行搜寻，并依据所搜寻的仪器地址，对软件运行给予校准，从而设置出准确地址配件。在初始化模块中，需要设置校准项目，并选择是否进行首次测试，该功能主要是为了对测量数据进行保存，以防止测量数据丢失而重新测试的发生，当中英文语言、校准检定及被测设备名称选择完后，初始设置也就完成了；而数据采集和动态显示模块中的主要功能包含初始化仪器、测量数值、设置仪器状态、动态显示数据、数据位移控制、结果判定及数据保存等，其数据采集过程是模拟人工测量来测量的，动态显示模块中的数据量程、显示位数及上下限等依据测试计量对仪器仪表要求自动生成的；原始记录及证书模块的生成，会给计量员带来较大工作便利，消除人为操作产生的错误，并解放了劳动力。当计量员在相应模块前输入相应仪器信息及校准信息，在选择证书模板，就能够生成相应校准证书及原始记录了。
二、自动化仪器仪表在工业领域的应用
自动化仪器仪表在我国的应用领域是比较集中的，而迫切应用领域有石油、钢铁、煤炭及轻工等产业部门，这些工业领域需要大量的自动化仪器仪表及控制系统，同时还需要仪器仪表的技术改造。随着我国减少排放、节能低耗及低碳经济的要求，环保仪器仪表将会受到更广泛的应用，像自动化仪器在污水的处理里的应用不仅节省了物力及人力，还能够对生产工艺给予及时调整及修正。某污水处理厂的一期工程所设计的一级污水处理为35万m3/d，而二级污水的处理力为15万m3/d，所规划的服务人口是45.3万人，服务范围是40.5km2，所采用的是二级生物处理的工艺活性污泥法，其核心部分的工艺是OOC工艺，先要进行预处理，进入水泵房粗格栅，把污水中较大漂浮物、垃圾去除，并经过多台污水泵把污水提升至细格栅，且去除较小漂浮物；当进入曝气沉砂池后，去除污水油类及砂粒，再进入计量槽对污水处理量进行计量。通过预处理后，污水去除了大约35%有機物，然后进入二级处理，需要先在曝气池进行有机物降解，再把混合液送到二沉池沉淀，并进行泥水分离，把上层澄清液当作清洁水排放，下层污泥一部分回流进曝气池再生利用，另一部分回流到初沉池，并送入污泥浓缩池，进一步浓缩，将污泥压滤脱水，制成干污泥饼。在这一过程中，自动化仪器仪表的应用主要有以下几方面，一是超声波液位计及流量计的应用，在粗格栅及细格栅上均安装了超声波液位计，能够通过格栅前后液位差进行格栅阻塞程度的反映，且传送到可编程序PLC控制器中进行分析计算。水量是污水处理中的重要控制参数，用超声波流量计进行计量分析能够控制整个工艺和提高负荷冲击的能力。二是液位差计的应用，能够实现提升泵自动控制，并在进水泵处安装两台液位计来测量泵井水位，且不断传送到上位机及PLC控制器中，从而进行系统分析。三是曝气池溶解氧的控制应用，经过测量及启动鼓风机，以保证菌群的良好生化能力及节约能耗，这样加强了好氧菌群分解能力，控制了曝气池缺氧段及好氧段，从而提高了污水处理中的除磷脱氮能力，曝气池中污泥浓度控制能够依据精确测量污泥浓度来调整其工艺，有效降低了实验室人员工作强度。四是气体流量计及电磁流量计的应用，能够判断剩余污泥泵及回流污泥泵的工作正常与否，从而解决了潜水泵不能简单判断其工作正常与否的难题。电工仪器仪表在国家电网中的应用及工业自动化仪表的应用等，为了仪器仪表行业发展，对其提出了更高的要求。
三、自动化仪器仪表的发展
随着计算机、网络、集成、纳米及精密机械等技术的迅速发展，对仪器仪表产业的发展起到了很大的推动作用，智能自动化仪器仪表的灵敏度、运行速度及稳定性更好，遥测遥感的的距离更远，检测微损或者无损，成本更低，使用起来也更为方便，还无污染。自动化仪器仪表将会不断朝着智能化、微型化、虚拟化、网络化及多功能化发展，尤其是随着现场总线的应用，为过程控仪表发展提供了很大的转折及机遇，它是用在控制室及现场智能仪器仪表间的全数字化、多站、双向及开放的通信系统，为广大生产商带来了发展契机，使得工业领域的通信技术、计算机技术及控制技术等都得到了进一步的提高，我国是自动化仪器仪表的生产大国，其技术水平也在不断提高，但与发达国家相比，还存在着一定的差距，需要，为了进一步提高我国仪器仪表技术水平，应该在引进吸收国外先进技术的基础上，不断加大科研投入，加强自主研发创新能力，提高我国自动化仪器仪表的生产技术水平，以促进我国工业领域低消耗、低排放、节能及低碳经济的发展。
结束语：
随着现代科技及自动化水平的不断发展，仪器仪表在社会中的地位及作用越来越重要，并被广泛应用在社会各个领域中，为我们的生活、工作及学习带来了极大地方便，在安全的前提下，相信自动化仪器仪表在工业领域将不断向着智能化、网络化、微型化、数字化及人性化的方向发展。
参考文献：
[1]王庭刚.浅析自动化仪表的工业应用与发展[J].才智，2011（04）
[2]薛滔.试析自动化仪器仪表在工业领域的应用与发展[J].科技风，2010（22）
[3]赵群，张翔，谢素珍，李辉.自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势综述[J]. 现代制造技术与装备，2008（04）