自动化仪表在我国工业中的应用和发展

卢旭明

随着现代科技的不断进步和发展，自动化水平不断发展，各行各业应用的自动化仪表也在不断更新。工业仪表在我国出现较早，刚开始出现时主要运载在冶金、热能动力、石油炼制以及化工等热力生产行业中，所以在当时工业仪表被称作是热工表。最早生产出的工业仪表主要有液动式以及机械式两种，而且体积也较大，主要作用是进行检测记录与简单的控制，运用起来极不灵活而且功能较少，不能够在工业生产中发挥很大的作用。我国工业仪表经历了由普通仪表、自动化仪表，再到专业用途仪表的发展过程，仪表的种类越来越多，仪表的自动化和智能化水平越来越高，智能控制功能也越来越强大，随着自动化仪表技术的不停发展，其体积越来越小，功能越来越全，在工业生产中发挥的作用也越来越明显，成为现代工业发展必不可少的一个重要工具。这些仪表不但能提升生产效率和产量，还能为企业节能减排；不仅能生出来精良的产品，还能完善产品的质量。工业中的自动化仪表具有抗震动性强、耐高温与抗粉尘等新特征，能适应企业复杂的、多变的工业环境，还能解决工业中的控制管理和维修，为企业管理决策提供技术支持，最终实现企业赢利的目的。[1]

一、自动化仪表在我国的现状

自动化仪表中的检测仪表是生产过程自动化和经营管理现代化的基础。随着工业自动化的发展，检测仪表起着越来越重要的作用。因为没有性能好、精确度高、质量可靠的仪表检测到各种相关信息，实现高水平的工业自动化就成为一句空话。整体上来说，我国工业中的自动化仪表差异较大，大型企业拥有雄厚的资金，从国外引进成套或部分先进的自动化仪表，技术水平较高；中型企业资金状况不是非常好，采用我国自制的一些自动化仪表。但最近几年几乎所有的集团企业都购进大量的先进设备，提高了企业的自动化控制水平。这些自动化仪表以包括许多自动化控制系统、涵盖了PLC技术、现场总结技术和智能控制技术等，但这些技术的完整性仍然不是很好，仍有进一步提升的空间。[2]

二、自动化仪表在我国工业中的发展

1.所谓智能控制，就是指系统或设备在无人干预的情况下自动的实现操作。自动化仪表的智能控制就是指通过智能控制器自动实现仪表的数据收集，数据存储和数据处理。智能化仪表内含智能控制器，是一种高科技产品，主要使用了大规模集成电路技术、微处理器技术、接口通信技术，利用嵌入式软件协调内部操作，使仪表具有智能化处理的功能，在完成输入信号的非线性处理，温度与压力的补偿，量程刻度标尺的变换，零点的漂移与修正，故障诊断等基础上，还可完成对工业过程的控制，使控制系统的危险进一步分散，并使其功能进一步增强。这类产品以数字输出形式出现，不但大大提升了仪表性能，而且便于信息沟通，还可通过网络组成新型的、开放式的过程控制系统。

2.设备诊断与维护管理

传统的工业自动化仪表对维护或维修检测是定期维修制度，只能按设备管理方法做预防或预警。下一代自动化仪表应包括设备故障自诊断技术和设备状态检测技术，这种预报维修（状态维修）能非常好的维护管理好设备。设备诊断与维护管理相结合的机制能实现自动化仪表的设备故障自检，能提高设备的使用效率。利用检测技术、信号处理技术、识别技术和预测技术获取反映设备故障的真实信息，从中提取能真正反映设备状态征兆的特征参数并通过它识别和估计所处的状态，对已被识别出的故障动态趋势以及最终达到危险程度的时间和范围做出估计和评价，为维护决策提供智能控制，最后实现企业的经济效益。

3.现场总线控制系统

现场总线已成为全球自动化技术发展的重要表现形式，它为过程测控仪表的发展提供了千载难逢的发展机遇，并为实现进一步的高精度、高稳定、高可靠、高适应、低消耗等方面提供了巨大动力和发展空间。同时，各现场总线控制系统制造厂家为了使自己的现场总线控制系统（FCS）能得到应用，纷纷推出与其控制系统配套的具有现场总线功能的测量仪表和调节阀，形成了较为完整的现场总线控制系统体系。这些系统的子系统之间独立性比较明显，同是各子系统之间又是可集成的。所谓现场总线控制系统就是指一个全分散、全数字化、全开放和可互操作的生产过程自动控制系统，各子系统均采用不同仪表实现人机互动操作。现场总线促进了仪表智能化、传输数字化、系统开放化，是目前国内外的一个技术热点，以现总线控制技术为支撑的自动化控制系统具有精确性好，维护性和扩展性好，子系统之间的集成度高等特点。

4.网络化

现场总线技术采用计算机数字化通信技术，使自动控制系统与现场设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底层，可使智能仪表的作用得以充分发挥。随着工业信息网络技术的发展，以网络结构体系为主要特征的新型自动化仪表，即IP智能现场仪表代表了新一代控制网络发展的必然趋势。这个嵌入式Internet的控制网络体系结构的特点是：首先Ethernet贯穿于网络的各个层次，它使网络成为透明的，覆盖整个企业范围的应用实体。它实现了真正意义上的办公自动化与工业自动化的无缝结合，因而我们称它为扁平化的工业控制网络。其良好的互连性和可扩展性使之成为一种真正意义上的全开放的网络体系结构，一种真正意义上的大统一。因此，基于嵌入式Internet的控制网络代表了新一代控制网络发展的必然趋势，新一代智能仪表-IP智能现场仪表的应用将越来越广泛。

结语

数字技术、信息技术和智能控制技术的飞速发展，促使自动化仪表相关技术必须进一步技术创新。自动化仪表是信息技术、数字技术、智能控制技术的高科技结晶。国家提出的以信息化带动工业化的方针，对国内仪器仪表的发展无疑是一个大的推动机遇。针对国内市场国际化的趋势，国内仪表企业必须加强跟踪国际发达国家仪器仪表的发展动态，提高自身的技术创新能力，加强市场开拓力度，增强服务意识。国家对符合工业IT精尖仪器仪表项目、国家重大装备的自动化控制系统成套项目、涉及国家安全的国防工业仪器仪表项目应给予重点扶持。

参考文献

[1]夏德海用先进的自动化技术改造现有企业《自动化信息》[J]1999年6期.自动化与仪表期刊[J].

[2]陈磊，牛宏宾.浅谈钢铁公司自动化仪表控制系统的配置和功能[J].湖北邮电技术，2014.