自动化仪表控制系统技术探析

【摘要】随着经济的快速发展，自动化技术在各个领域应用越来越广泛，但是在工作中遇到的问题也是越来越多，本文就从自动化仪表控制系统技术这方面进行探讨。

【关键词】仪表控制；技术

中图分类号：TN830文献标识码： A

一、前言

随着社会科学技术的快速发展，仪表控制系统技术也在不断的完善，为人们的生活带来了很多的便捷，但是也存在一些问题让人们思考，解决问题是刻不容缓的，更能促使社会稳定的不断的发展。

二、自动化仪表控制系统概述

自动化仪表控制系统是一个设备的神经中枢，发挥对设备是否正常运转进行监测的作用，也可以为调整设备的基本技术参数提供参考。自动化仪表主要是由一些自动化元器件组成的，具备十分完善的自动化功能的一种技术工具。它通常同时具备好几种功能，比如测量或者记录、显示、控制以及自动报警等。自动化仪表通常包括：流量、压力、温度等各种仪表、校验仪表的压力、热工、标准等各种校验仪表、还有就是数控、流量等仪表普遍用于石化、冶金、电力、科学研究以及国防等领域的自动化控制。自动化仪表控制系统是工业自动化系统的组成部分之一，自动化仪表发挥了对信息进行转换的作用，可以将输入信号转变为输出信号。信号能够根据时间域或者频率域进行表达，传输的信号能够调制成连续性的模拟量或者是断断续续的数字量模式。

三、自动化仪表控制系统技术研究

1、智能化

从工业自动化仪表的发展趋势看，智能化是其核心部分。所谓智能化表现在其具有多种新功能。在工控方面，过去控制的算法，只能由调节器或DCS 来完成，如今一台智能化的变送器或者执行器，只要植入PID模块，就可以与有关的现场仪表在一起实现自主调节，提高了整个系统的可靠性。

2、高精度化

由于工业生产对成品质量的要求日益提高，国家的政策和法令对节能减排也有更高的要求，因此提高测量仪表与控制系统的精度就被提上了议事日程。例如用于贸易交换计量的科氏质量流量计，精度已达到百分之零点零五，部分气体超声波流量计的准确度已达到百分之零点五，同时新一代的DCS也以此作为一个重要指标。当前一些新建的大型项目，在招标时，对有关产品的精度已提出明确的要求。这既是一个门槛，也是一种对制造厂商的资源的要求。

3、无线化

现场总线本来是一种非常有前途的技术，理应得到迅速的发展和推广，但由于国际标准的过多，影响了推广，例如第一代总线型的现场总线的国际标准已达到10多种，加上第二代的实时工业以太网，其国际标准可能会有20多种，而第三代的总线通信方案又在兴起，而且各大跨国公司和有关组织都在制定各自的标准，目前知道的就有HART、ISA的SP100、IEC、还有艾默生、西门子等一些大公司都在制定各自的标准。标准过多，对用户来讲，实在不是一个好兆头，用户希望能够通过努力，制订出单一的国际的标准。

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，有可能不久将会出现以网络结构体系为主要特征的新型自动化仪表。

5、开放性

现在的测控仪器越来越多采用以Linux、VxWork等嵌入式操作系统为系统软件核心和高性能微处理器为硬件系统核心的嵌入式系统技术，未来的仪器仪表和计算机的联系也将会日趋紧密。Agilent公司表示仪器仪表设备上应当具备计算机的所有接口，使用这样的仪器仪表设备和操作一台简易电脑简直是如出一辙。通过网络形成具有特定功能的测控系统，实现了多种智能化现场测控设备的开放式互连系统。

四、自动化仪表控制系统的发展方向

自动化仪表技术也随着科技的发展而发展，对于仪器仪表有了更高的标准与要求。仪器仪表今后的发展方向是充分运用全新的工作原理以及选择全新的材料和元件，比如运用超声波、X 射线、微波、远红外线、核磁共振成像以及激光等原理，运用不同的半导体敏感元器件、集成光路与电路、光导纤维等等。其最终目标是使得仪器仪表更加小型化，重量更轻、生产成本不断降低以及更加有利于使用和维修等。此外，运用微机使得仪器仪表的性能不断增强，使得仪器仪表的自动化与智能化程度以及处理数据的能力进一步提高。从而实现仪器仪表不但可以供单项使用，并且可以通过标准接口以及数据通道和计算机有效结合，构成不同的测控管理工作的综合系统。

1、分布式控制系统的发展方向

分布式控制系统为一种全新的计算机控制系统，它是基于集中式控制系统逐步发展与演变出来的。它是主要由一个过程控制级以及过程监控级所构成的利用通信网络作为其纽带的系统，将现代计算机技术、现代通信技术、现代图形显示技以及现代控制技术即 4C 技术进行综合，其指导思想是集中操作与分散控制与集中操作、分级管理以及配置灵活等。

2、开放性控制系统的发展方向

当前的测控仪器愈来愈多使用嵌入式的操作系统核心软件以及性能非常高的微处理的核心硬件系统的嵌入式系统技术，今后的仪器仪表以及计算机之间的相互联系也会变得更加紧密，安捷伦公司认为仪器仪表等相关设备上都应该具有计算机的全部接口，比如打印接、UBS、局域网网络等各种接口等，测量的结果也应当利用 UBS 接口保存到移动硬盘等可移动存储设备中去，使用该设备就像操作一台计算机一样，接口齐全的话可以将现场的各种测控仪表或者相关执行器设备连接起来，在过程控制系统的主计算机的支持下，利用网络形成具备特定功能的测量与控制系统，从而达到了对多种智能化现场测量与控制设备进行开放式的相互连接。

3、网络化控制系统的发展方向

现场总线技术通过数字化的通信技术，从而使得自动控制系统和现场的相关设备连接到企业的信息网络，当作企业信息网络的底层，可以有效发挥智能仪表的作功能。由于工业信息网络技术的快速发展，在不久的将来可能会产生以网络结构体系为主的全新的自动化仪表，也就是 IP 智能现场仪表，比如建立在以嵌入式互联网为基础的控制网络体系结构，其基本的特点是：Ethernet 将贯穿到网络的每一个层次，从而使得网络变得更加透明，覆盖到企业全部的运用范围从而达到了实质意义上人工办公和工业自动化办公的完美融合，所以可以称之为扁平化的工业信息控制网络，其优良的互连性以及可扩展性使得该系统成为实质意义上的一种完全开放式的网络体系结构，从而实现了实质意义上的大统一。

五、关于自动化仪表控制的建议

1、建立产业风险投资机制,鼓励对产业的风险投资。降低企业税赋, 尤其是增 值税 , 使企业能够 积累较多的 资金用于科技创 新和扩大再生产。允许企业提取上年销售总额10%用于科技开发,计入当年成本, 并能够滚动使用。

2、抓住市场导向, 拓宽领域。在优先发展国民经济支柱产业和重大技术装备急需的仪器仪表的同时,紧紧围绕市场需求,拓宽其服务领域,培养新市场,增强 市场的快速反应能力。

3、在产业技术政策方面,支持关键共性技术的开发；鼓励产品出口，尤其鼓励 高技术含量、高附加值产品出口,与之相应制定鼓励出口的有关政策;明确制定 有利于民族工业发展的采购政策。

4、积极推进新一代基于现场总线技术的智能仪表的开发和产业化,积极发展特种工况要求的执行器与调节器等系列产品的研发,重视冶金、石化、建材、纺 织、造纸、食品等行业所需的各种专用仪表的开发和生产。

5、大力培养人才, 吸引和使用人才要制定相关的政策给予保证, 扶植和发展 一批生产基地和重点企业,支持一批当前国内需求较大、在经济建设和科研工作中具有示范作用的建设项目作为发展的依托工程。

六、结束语

综上所述，就自动化仪表控制系统技术而言，完善的仪表控制系统技术技术给人们的安全带来的保障，但是还是存在一定的问题，所以，相信在以后的日子中，随着科学技术人员不断的努力，会使社会经济的发展更上一层。

参考文献

[1]赵群 张翔 谢素珍 自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势综述 现代制造技术与装备 2007年

[2]王永胜 智能仪表技术及工业自动化应用发展探讨 自动化博览 2008年

[3]吴朋 我国自动化仪表行业现状与发展研究 中国化工装备 2004年