仪表自动化的总线化及开放化应用

摘要：仪表自动化是现代电气高度集成和自动化的重要体现，在现代工业发展中占据重要地位，同时仪表自动化在很多行业和领域取得广泛应用，让制造生产的操作变得更加简单和准确。通过对自动化仪表类型进行总结，再对仪表自动化的意义及功能进行分析，对其重要发展方向进行研究，分别探讨了总线化应用和开放化应用，以期对于仪表自动化的应用和发展，起到一定的促进作用。

关键词：仪表自动化；总线化；开放化；

中图分类号：TH86文献标识码：B文章编号：1008-0899（2015）10-0051-03

1自动化仪表类型

众所周知，自动化仪表大多是传感器、仪器显示器以及变送器等组成，对自动化仪表进行分类，根据测试类型将其分为以下四种：

1.1流速流向表

这是比较常见的自动化仪表，具体应用领域是制造行业，具体作用是对液态物质的流速、质量、数量、体积进行测量，可以轻易获取单位时间内被测物体的质量、体积等数据。具体是对单位时间内流经相应的横截面积流体的质量、体积等进行相关数据测量。除此之外，这类仪表还能对管道中一定时间之内的流量所占的体积、质量等进行数据测量。

1.2物位仪表

物位仪表的具体功能是对测量物品或者是液面位置进行检测，多用于石油行业、电气化工程等。对于生产装置的位置进行实时记录和测量，物位仪表在化工生产的应用是对对试样高度进行测量，对输油管理油面位置进行测量，实现激光测距等。

1.3温度仪表

在一些生产环节会涉及到高温加热，一些产品需要对温度进行控制，避免温度过高或者过低而出现产品质量问题，因此温度仪表得到广泛应用，举例说明智能控温系统可以对产品的热电阻信号进行收集并且传给计算机。凡事生产过程涉及到温度控制必须要用到此类仪表，将其应用到温度监控的生产环节中。研究初期，温度类仪表主要通过热电阻和热电偶对温度进行控制和监测，经过长期研究和发展，智能化电子温度仪表成为应用的主流。整体而言，具有自动化功能的温度类仪表需要配合总线技术对采温装置数据进行收集和处理。首先，通过采温装置对生产环节的温度变化情况进行实时收集，利用总线系统把数据传输到微电脑控制芯片。随着电子技术的快速发展，现阶段温度类自动化仪表对采集的温度度数范围也更加广泛，微电脑芯片的处理系统也不断丰富其功能，甚至可以对采温装置传输来的温度信号进行实时处理，或者是直接报警，从而为操作人员决策提供数据支持。

1.4压力表

工业生产过程中需要对压力进行控制，从而满足生产需求。电气仪表从开始时压力计测量方式逐渐发展起来，具体工作原理是通过导压管道和压力计连接在一起，从而实现对生产环节压力进行观察和控制，利用压力调节系统，把获取的数据信号传给计算机，又计算机加工处理。这种观察是以保护生产装置为前提，避免压力过高而导致设备损坏，也避免因为压力过低而对生产效率产生一定影响。一般而言，压力类的仪表包括压力传感器、压力变送器等，皆是利用仪表自动化技术实现对压力进行实时观测，具备数据传输和信息处理的功能。因此，压力类仪表可以理解为生产过程中的保险系统。

2仪表自动化的意义及功能

仪表是电气系统的重要组成部分，仪表在电气系统自动化控制过程中对数据进行测量，对收集到的信息进行整合，从而为生产管理决策提供数据支持。仪表自动化的应用大大提高了生产装置的数据测量与处理能力，实现了数据远距离传送的功能。具体而言，仪表自动化的功能包括以下几个方面：

2.1记忆储存功能

仪表自动化是从组合逻辑电路和时序电路类仪表开始得以发展，到现在已经经历过瞬时记忆而发展成实时记忆和长时记忆。现阶段仪表中添加微电脑设备的设置可以帮助仪表在通电的情况下保持长时间的记忆目标，而且可以随时进行记忆状态的控制和调整，便于进行后期数据处理。

2.2拓展延伸功能

以前，仪表仅仅具有硬件逻辑电路，到现在已经发展成软件设置，使得仪表从相对复杂繁琐的处理器，逐渐进化成核心程序系统。因为对以往硬件中大量控制和定时电路进行升级改造，使得仪表摒弃了繁杂的处理器，将其简化成软件编程设计功能。换言之，仪表的扩展延伸功能得益于仪表自动化的电子智能化功能。

2.3数据处理和计算功能

仪表和微型计算机系统的结合导致仪表在测量精度方面有所提升，微型计算机的数据处理能力也大大提升了仪表自动化水平，二者相辅相成。

3仪表的总线化应用

仪表的总线化应用指的是过程控制系统和仪表自动化应用的结合，按照各种现场智能化仪表以及中央控制间应用，具有高效、数字化、双向、开放等特点。过去是采用集中测控呃方式对测控任务进行管理，随着测控形式、测控范围、测控时间以及测控距离的要求逐渐提高，必须要通过现代计算机技术，建立一个可以为各种现场观测数据资源共享的网络系统，就是在这个背景下仪表总线化应用得以开发和应用。现阶段，现场总线化技术成为仪表自动化技术的关键技术，也是仪表自动化技术的重要发展方向，使得仪表自动化技术不断向高稳定、高精度、高适应、低能耗的方向发展。除此之外，仪表总线化技术生产企业为了对总线控制系统进行完善，以此而开发测试仪表和调解阀，大大完善了总线技术的应用空间。所以，化工现场自动化仪表应用总线化技术在一定程度上丰富了其功能，通过现场总线技术操作性和开放性的特点，可以把现场各种各样的自动化仪表及控制器连接在一起，从而形成一套现场总线控制系统，大大降低了维修费用和安装成本。

4仪表的开放化应用

仪表的开放化应用实际上离不开计算机的普及和应用，把计算机安装到自动化仪表的内部，完成了计算机软件与仪表开放相互结合。现阶段，大部分监控仪器都是采用硬件软件相联结的嵌入式系统技术，硬件是具有较高性能的微处理器，这是设备的关键；软件是windows、linux等嵌入式操作系统。随着技术的发展和进步，计算机技术和仪表技术逐渐融合，也成为仪表自动化的重要发展方向。现阶段，仪表具有和普通计算机一样的USB接口、局域网网络接口、打印机接口等，从而提升了仪表开放性，利用USB接口应用可以完成对数据的测量工作，然后将其导入可移动存储设备，这种功能的实现使得仪表设备更像是计算机一样容易操作。针对具有诸多接口的仪表设备来说，甚至能够同多种现场测试、控制仪表、执行器设备等进行衔接，主机负责过程控制，利用局域网形成具有特殊功能的测控系统，实现了具有智能化、开放化的现场测控设备和互联系统。

5结语

随着科学技术的发展，仪表自动化成为工业领域最为重要的发展方向，自动化仪表也得以向精度高、结构精巧、应用便捷等功能转变。

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作者：王江玉 单位：天伟化工有限公司