自动化仪表控制系统应用分析

王振中

摘要：在现代技术的推动下，工业生产过程当中自动化仪表设备发挥着越来越重要的作用，为了保证仪表的可靠、稳定的运行，需要依靠有关的控制系统加强对自动化仪表的控制工作，确保其作用能够得到充分发挥，促进工业生产力的发展进步。文章在研究的过程中主要分析了自动化仪表控制系统基本情况，自动化仪表控制系统的特点，以及1§动化仪表控制系统的发展趋势。

关键词：自动化仪表；控制系统；应用；发展趋势

当前，随着智能技术发展的不断深入，自动化仪表控制技术在设备管理当中得到了广泛应用，特别是随着嵌入式计算机的使用改变了当前自动化仪表的设计以及概念，并对控制系统的发展产生了深远的影响。在我国装备工业快速发展的过程当中，自动化仪器仪表以及控制系统作为神经中枢，发挥着重要的推动作用。

1.自动化仪表控制系统概述

1.1自动化仪表控制系统发展概述

在现代技术的推动下，我国制造业发展速度加快，在这一过程中我国对自动化仪表以及控制系统提出了更高的要求，在我国市场需求的推动下，我国自动化仪表控制系统技术得到不断突破并在部分领域达到了世界先进水平。近年来，在世界经济发展当中，自动化仪表在发展中国家得到了广泛的应用，并且保持了较高的增长速度，相对于发展中国家发达国家自动化仪表控制技术的应用增长速度相对比较慢。虽然，近年来我国自动化产品在相关技术的推动下取得巨大的发展，但是，从整体上看和国外发达国家还存在一定差距，尤其是在高技术以及高附加值产品方面。

大型化以及復杂化是现代工业发展的重要趋势。从国外自动化控制系统的发展趋势来看，保证系统的高度可靠性是其重要的发展方向。在具体研究当中，自动化控制系统在原理以及结构设计上的创新，使得现场仪表复杂、容易损毁以及难以进行维修的现状正在逐渐发生改变。相关企业甚至已经明确提出为其产品提供10年的保修期，并目在试用期也不需要维修以及调整产品。同时，随着现场总线技术的快速发展，在具体应用中不仅能够及时发现单个产品出现的故障，同时还可以对整个工程中成千上万的工业自动化控制设备进行监控，可以进行预防性维护，极大地提高系统的可靠性。自动化控制仪器实物如图1所示。

1.2自动化仪表及控制系统发展现状

为了推动我国自动化仪表及控制系统的发展，我国政府对仪表行业的发展提供了大力支持，这样使我国仪表行业在较短的时间内获得了快速的发展，不仅形成比较健全的门类，同时布局也更加合理。目前，在我国政府的支持下，我国已经初步形成了具有一定技术基础和规模的仪表工业基础。同时，在我国培养了一批品牌企业，这极大地提高和扩大了我国自动化仪表以及控制系统的竞争力以及产业规模。随着技术水平的不断提高，当前我国企业已经初步具备了国际市场竞争能力。

在现代技术的推动下，当前系统软件在应用中正在朝着便捷化发展，接口逐渐标准化，产业化方向更加倾向于专业化，并且其网络开放化、规模大型化、功能模块化发展趋势更加明显。当前一些前瞻性的技术已经得到应用，可以及时发现产品出现的故障并迅速进行诊断。新技术、新原理以及新材料的使用也使得现场仪表对复杂工况条件以及环境的适应性得到显著提高，并且耐高温、高压和高压差、强冲刷、强辐射等产品的出现也使绝大部分用户现场检测难题得到解决。无线通信、自适应、自诊断等技术实现的基础都是由于应用了快速发展的高量程比、模块化结构、红外技术。

2.自动化控制系统技术的应用优势分析

2.1存储能力

在自动化仪表控制系统应用之前，之前的仪表控制系统当中，仪表运行的不同时期工作人员需要对仪表运行状态进行记录，这样才能够反映仪表的运行状态的变化情况。即使在仪表控制系统当中使用了组合的逻辑电路以及时序电路，但是，也只能够对某一特定时刻进行记录，工作人员仍旧需要定期监控仪表的运行数据。如此，在工作当中不仅增加了工作人员的工作强度，还会导致记录的数据不完整，难以通过记录的数据准确地反映设备和管道内气压、温度等相关参数的变化情况。但是，在自动化仪表控制系统当中，能够对仪表的各项数据进行实时监控，并将仪器仪表在每阶段的运行数据存入到控制系统中的中央处理器中。之后，可以根据监控需要归档和输出不同阶段的仪表运行数据，这为后期的分析处理以及设备管理工作提供了重要的依据。

2.2优秀的计算与数据处理能力

在自动化仪表控制系统运行的过程中，通过在其内部嵌入微型计算机，能够有效地提升控制系统的计算以及数据处理能力，从而有助于实现控制系统的数字化管理。同传统的控制系统相比，自动化仪表控制系统能够对仪表运行中的数据进行准确记录，在对记录的数据进行图像化处理之后，可以将仪表在某一时间的运行数据变化情况通过图表的方式形象地展现出来，这样可以在图像上对仪表的运行实际情况进行科学分析。自动化仪表控制系统完善了数据搜集、数据处理和数据分析功能，这样有助于提高设备的维护水平和设备的管理效率，促进生产力提高。

2.3可扩展性良好

自动化仪表控制系统采用软件程序代替了传统复杂的硬件处理器，进而实现了系统的数字化管理，其本身就具有很强的可拓展性，不需要在系统的外部增加额外的硬件设备就能很好地提升系统的性能，而只需要在系统的内部安装相应的应用软件或者是对系统内部的软件进行升级改造，就能够起到拓展系统应用功能的作用。此外，在自动仪表控制系统当中还能够提供可视化操作，这样使程序设计变得更加简单，使软件升级工作也变得更加快捷，而不需要重复编程工作也不需要更改电路，这样有利于在设计的过程中根据仪表的具体情况完成设计，在后期的维护管理当中也可以对系统功能进行有计划的拓展。

3.自动化仪表控制系统发展分析

3.1自动仪表总现场发展趋势

过程控系统自动化的现场设备一般被称为现场仪表。现场仪表主要有变送器、在线分析仪表以及其他监测仪表。现场总线技术的应用，使组件集中和分布式测试变得更加简单。当前，集中测控已经很难满足进行复杂、大范围以及远程测控的需要，因此，需要及时组建可以满足不同现场仪表数据的总线网络，现场总线正是在这种环境下出现的。现场总线是在不同现场仪表和中央控制之间的一种开放的、数字化的、双向多站的通信系统。当前，自动化技术的一个十分重要的表现方式就是现场总线，并为测控仪表的发展提供了重要的机遇。

3.2自动化仪表开放性发展趋势

Windows/CE，Linux等嵌入式操作系统为系统软件核心和高性能微处理硬件系统核心的嵌入式系统技术在测控仪器当中得到了越来越广泛的应用，可以预见随着自动化仪表控制系统的快速发展，未来仪器仪表和计算机之间的联系将会变得更加紧密，Agilent公司就明确指出仪器仪表需要所有计算机的接口，例如打印机接口、USB接口等。测量所得到的数据确保可以通过USB接口存储到移动存储设备当中，这样对仪器仪表设备的操作就像操作一台电脑一样简单。仪器仪表上齐备的接口能够确保其可以与多种现场测控仪表或者是执行器设备进行连接，在过程控制系统主机的支撑下，依托于网络能够形成具有特定功能的测控系统，这样能够有效实现多种智能化现场测控设备的开放式互连系统。

3.3网格化发展趋势

由于现场总线技术使用了计算机数字通信技术，可以让自动化控制系统和现场设备加入到工厂信息网络中，并作这一网络的底层，使智能仪表的作用能够得到有效发挥。当前，网络技术的在工业中应用日益广泛，可以预见为了适应工业的发展，在未来有可能会出现以网络结构体系作为要特征的自动化仪表，也就是IP智能现场仪表，例如基于嵌入式Internet的控制网络结构，其主要特点体现在以下几方面：Ethernet可以贯穿到网络的不同层次中去，并能将其变成透明的，覆盖整个企业的应用实体，它在真正意义上实现办公自动化和工业自动化的无缝衔接，因此，将其看作是扁平化的工业控制网络。由于其具备了良好的互连性以及拓展性，这使其成为一种真正的全开放网络体系结构，实现了真正意义上的大统一。

4.结语

近年来，我国自动化仪表控制系统取得了快速的发展，但是，也必须认识到我国自动化仪表控制系统与国外相比还存在着很大的差距，因此，在我国自动化仪表控制系统发展中需要注重加强对国外技术的吸收和再创造，这样才能促进我国自动化仪表控制系统不断发展和完善，为其在我国工业建设中的应用奠定基础。