论文部分内容阅读
[摘 要]本文就仪表自动化应用发展趋势与应对问题对仪表自动化应用发展趋势从三个方面进行了介绍，并针对发展趋势提出相应的应对措施与建议。
[关键词]自动化应用；发展趋势；分析与应对
中图分类号：TH86 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0152-01
众所周知，仪表作为电气系统测量和显示的仪器，是对信息进行采集的重要工具。随着电气工程行业及电气技术的不断发展，目前仪表自动化技术已经得到了越来越广泛的应用。本文就仪表自动化应用发展趋势与应对问题主要介绍了以下几个方面的内容。
1 仪表自动化应用发展趋势分析
所谓的仪表自动化指的就是电气自动化的专业中一个分支，其自身就具备了一定的特殊、重要性、其中仪表的信息和采集之间是紧密相关的，这也是一个十分关键的部分。经过对生产过程中的实时监控才可以确保相关设备是否正常运转。但是由于仪表本来就具备了自动化的特性，因此即使是没有人操作的情况下也可以进行自动测量和记录，之后可以根据相关的结果对设备进行控制。除此之外如果生产有需要，还可以将测试的相关数据传输到另外一个地方进行数据加工和处理。
工业的自动化设备所使用的仪器仪表是高性能呢过的可以自动控制的，对生产过程测量、显示都需要通过该仪器仪表，在一定程度上可以实现控制的有效性。通常的自动检测仪表都是由三大部分构成：一是传感器，二是变送器，三是显示器。这三部分只有充分结合起来才可以称得上是完整的仪表，缺少任何一部分都不行。正是由于自动化的检测仪对测量的结果较精确、显示较清晰、操作程序简单，在工业的生产中广泛的得到了应用。在经过了不同阶段的发展与进步之后，目前仪表自动化正朝着大规模集成化的方向发展。专业化与模块化使各种仪表得到了整合与集成，这种变化也越来越能适应现代化大规模生产的要求。在此，笔者将其发展趋势归为以下三点：
（1）现代化的DCS 将逐渐代替传统的DCS。随着计算机科学技术的不断发展与企业现代化管理水平的不断提高，目前传统的DCS很大程度上已经不能够适应现代企业信息迅速增加的需求，新型的现代化的DCS 将逐渐取代传统的DCS。近年来，仪表自动化的应用正朝着大系统综合自动化的方向发展。运用计算机集成系统进行生产控制可以实现企业的高效经营管理，实现对生产过程控制的自动化。同时，还能够将生产过程控制、通信网络及信息管理融合为一体，使企业在测量、控制预算管理数据上实现共享，真正实现过程控制、决策、优化与管理的集成化和一体化，真正做到降低生产低成本，减少能源消耗，提高生产效率，使企业不断适应日益变化的市场的需求，提高竞争力。
（2）现场总线及现场总线控制系统的运用将越来越广泛。作为用来连接现场设备与自动化系统的一种全数字化、开放式的通信总线，现场总线是一种多分支结构并能够进行串行双向通信，它可以通过数字通信技术直接延伸到仪表上。通过总线这种方式后，原有的中央DCS系统可以将60%-80%的控制功能转移给现场的智能仪表，这样就形成了一种现场总线控制系统，即FCS。这种系统能够实现测量和控制的一体化，能够真正并彻底地进行分散控制，从而会在很大程度上提高整个控制系统的可靠性，改善系统的调节品质。采用现场总线及现场总线控制系统能够降低生产成本，促进仪表智能化、控制功能分散化以及控制系统的开放化，完全符合工业控制系统技术的发展趋势。
（3）先进的控制软件逐步向标准化、工程化和商品化方向发展。随着计算机控制系统应用的迅速发展，根据现代化的控制理论开发的先进控制软件，目前已经取得了较大的成效。采用先进控制软件能够很好地提高控制系统的控制能力，克服由于系统本身的非线性、时变性、不稳定性以及外部扰动的随机性和不可检测性等带来的一系列的问题或故障。因此，不断引进和采用先进的控制技术与控制理论，使先进的控制软件逐步向标准化、工程化和商品化方向发展，使仪表自动化的发展在控制上越来越趋于稳定、安全可靠。
2 仪表自动化应用发展趋势应对及建议
笔者认为，要实现仪表的自动化控制，可以结合现代化仪表自动化的集成系统构造，从以下三方面着手应对：
（1）采用先进新型的传感器技术。作为仪表对数据的采集单元，传感器是一个重要的组成环节，它的发展关系到仪表自动化技术的发展。今后，传感器对一些新技术的应用将会促进仪表自动化技术的提高。在调节上，传感器将非线性、前馈与滞后等计算调节技术很好地引入到以比例、微积分方式的传统调节规律之中，这在很大程度上适应了多回路的复杂自动化控制系统。同时，在材料运用上，新材料的应用为传感器的发展提供了一定的物质基础，这也为仪表的微型化与集成化发展提供一定的必要条件。
（2）加强仪表调节器全面智能化的发展。伴随着微处理器的不断发展，调节器也逐渐向智能型与数字式方向发展。数字式的科学设定以及运算功能的不断加强使得调节器在自动化仪表中的功能越来越强大，多种制式信号同时输入、PID自动设定及EEPROM技术的使用等，使得工业生产工艺的控制度越来越高，操作越来越简单，全面智能化调节器的发展将会促进仪表自动化应用的发展。
（3）应用可编程控制器，提高软硬件集成度。我们所说的PLC就是可编程控制器，它可以对传感器采集来的数据进行有效分析，并按照设定好的程序发出相应的控制命令。用软件代替传统硬件中的一些逻辑电路，把电路中一些功能较复杂的控制用软件进行编程，取代硬件控制和定时用的大套电路，利用软件的优越性改变仪表测试功能与测试数据上的精度。
3 结语
随着信息科学技术的不断进步与发展，我国工业在仪表自动化的应用上虽然有了很大的提高，并取得一定的经济效益，但与国外先进的技术水平相比，仍然还有很大的差距。因此，还要不断地引进国外先进的理论与技术，并结合我国具体国情与工业应用实际，不断提高仪表自动化水平。
参考文献
[1] 夏德海.工业自动化仪表的发展趋势[J].PROCESS流程工业.2007（3）.
[2] 沈瑜.化工生产控制自动化仪表探究[J].硅谷.2008（9）.
[3] 丁向阳，于丽丽.论仪表自动化应用发展趋势及建议[J].价值工程.2011（21）.
[关键词]自动化应用；发展趋势；分析与应对
中图分类号：TH86 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0152-01
众所周知，仪表作为电气系统测量和显示的仪器，是对信息进行采集的重要工具。随着电气工程行业及电气技术的不断发展，目前仪表自动化技术已经得到了越来越广泛的应用。本文就仪表自动化应用发展趋势与应对问题主要介绍了以下几个方面的内容。
1 仪表自动化应用发展趋势分析
所谓的仪表自动化指的就是电气自动化的专业中一个分支，其自身就具备了一定的特殊、重要性、其中仪表的信息和采集之间是紧密相关的，这也是一个十分关键的部分。经过对生产过程中的实时监控才可以确保相关设备是否正常运转。但是由于仪表本来就具备了自动化的特性，因此即使是没有人操作的情况下也可以进行自动测量和记录，之后可以根据相关的结果对设备进行控制。除此之外如果生产有需要，还可以将测试的相关数据传输到另外一个地方进行数据加工和处理。
工业的自动化设备所使用的仪器仪表是高性能呢过的可以自动控制的，对生产过程测量、显示都需要通过该仪器仪表，在一定程度上可以实现控制的有效性。通常的自动检测仪表都是由三大部分构成：一是传感器，二是变送器，三是显示器。这三部分只有充分结合起来才可以称得上是完整的仪表，缺少任何一部分都不行。正是由于自动化的检测仪对测量的结果较精确、显示较清晰、操作程序简单，在工业的生产中广泛的得到了应用。在经过了不同阶段的发展与进步之后，目前仪表自动化正朝着大规模集成化的方向发展。专业化与模块化使各种仪表得到了整合与集成，这种变化也越来越能适应现代化大规模生产的要求。在此，笔者将其发展趋势归为以下三点：
（1）现代化的DCS 将逐渐代替传统的DCS。随着计算机科学技术的不断发展与企业现代化管理水平的不断提高，目前传统的DCS很大程度上已经不能够适应现代企业信息迅速增加的需求，新型的现代化的DCS 将逐渐取代传统的DCS。近年来，仪表自动化的应用正朝着大系统综合自动化的方向发展。运用计算机集成系统进行生产控制可以实现企业的高效经营管理，实现对生产过程控制的自动化。同时，还能够将生产过程控制、通信网络及信息管理融合为一体，使企业在测量、控制预算管理数据上实现共享，真正实现过程控制、决策、优化与管理的集成化和一体化，真正做到降低生产低成本，减少能源消耗，提高生产效率，使企业不断适应日益变化的市场的需求，提高竞争力。
（2）现场总线及现场总线控制系统的运用将越来越广泛。作为用来连接现场设备与自动化系统的一种全数字化、开放式的通信总线，现场总线是一种多分支结构并能够进行串行双向通信，它可以通过数字通信技术直接延伸到仪表上。通过总线这种方式后，原有的中央DCS系统可以将60%-80%的控制功能转移给现场的智能仪表，这样就形成了一种现场总线控制系统，即FCS。这种系统能够实现测量和控制的一体化，能够真正并彻底地进行分散控制，从而会在很大程度上提高整个控制系统的可靠性，改善系统的调节品质。采用现场总线及现场总线控制系统能够降低生产成本，促进仪表智能化、控制功能分散化以及控制系统的开放化，完全符合工业控制系统技术的发展趋势。
（3）先进的控制软件逐步向标准化、工程化和商品化方向发展。随着计算机控制系统应用的迅速发展，根据现代化的控制理论开发的先进控制软件，目前已经取得了较大的成效。采用先进控制软件能够很好地提高控制系统的控制能力，克服由于系统本身的非线性、时变性、不稳定性以及外部扰动的随机性和不可检测性等带来的一系列的问题或故障。因此，不断引进和采用先进的控制技术与控制理论，使先进的控制软件逐步向标准化、工程化和商品化方向发展，使仪表自动化的发展在控制上越来越趋于稳定、安全可靠。
2 仪表自动化应用发展趋势应对及建议
笔者认为，要实现仪表的自动化控制，可以结合现代化仪表自动化的集成系统构造，从以下三方面着手应对：
（1）采用先进新型的传感器技术。作为仪表对数据的采集单元，传感器是一个重要的组成环节，它的发展关系到仪表自动化技术的发展。今后，传感器对一些新技术的应用将会促进仪表自动化技术的提高。在调节上，传感器将非线性、前馈与滞后等计算调节技术很好地引入到以比例、微积分方式的传统调节规律之中，这在很大程度上适应了多回路的复杂自动化控制系统。同时，在材料运用上，新材料的应用为传感器的发展提供了一定的物质基础，这也为仪表的微型化与集成化发展提供一定的必要条件。
（2）加强仪表调节器全面智能化的发展。伴随着微处理器的不断发展，调节器也逐渐向智能型与数字式方向发展。数字式的科学设定以及运算功能的不断加强使得调节器在自动化仪表中的功能越来越强大，多种制式信号同时输入、PID自动设定及EEPROM技术的使用等，使得工业生产工艺的控制度越来越高，操作越来越简单，全面智能化调节器的发展将会促进仪表自动化应用的发展。
（3）应用可编程控制器，提高软硬件集成度。我们所说的PLC就是可编程控制器，它可以对传感器采集来的数据进行有效分析，并按照设定好的程序发出相应的控制命令。用软件代替传统硬件中的一些逻辑电路，把电路中一些功能较复杂的控制用软件进行编程，取代硬件控制和定时用的大套电路，利用软件的优越性改变仪表测试功能与测试数据上的精度。
3 结语
随着信息科学技术的不断进步与发展，我国工业在仪表自动化的应用上虽然有了很大的提高，并取得一定的经济效益，但与国外先进的技术水平相比，仍然还有很大的差距。因此，还要不断地引进国外先进的理论与技术，并结合我国具体国情与工业应用实际，不断提高仪表自动化水平。
参考文献
[1] 夏德海.工业自动化仪表的发展趋势[J].PROCESS流程工业.2007（3）.
[2] 沈瑜.化工生产控制自动化仪表探究[J].硅谷.2008（9）.
[3] 丁向阳，于丽丽.论仪表自动化应用发展趋势及建议[J].价值工程.2011（21）.