关于仪表自动化的主要应用思考
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探索争鸣
２ ０ １ ３年 ７期 （ 上）
关于仪表 自动化的主要应用思考
冯 纪恩
（ 河 南煤 气 集 团义 马 气化 厂 河 南 义马 ４ ７ ２ ３ ０ ０）
摘 要 ：作为电气 自 动化 的重要组成部 分。仪表 自 动化的特殊性与重要性不言而喻。 目前 自动化仪表 已经在各行业领域 中得到 了广泛的应用与发展 ，在设备 生 产过程 中， 自 动化仪表都能够记录并加工处理各类数据 ，从而使 生产过 程更为精确 、使用操作更为便 捷。本 文通过对化工 自 动化仪表的介绍 。 进 一步 Ｉ 鹌 述 了仪表 自
一 一
、
现场 的 中央控 制与 智能化 仪表 间应用 的双 向、开放 、多站 、全数字化 的通信 系统 。以 往 经常 采用集 中测 控的方 式来实 现测 控任 务的各种需求 ， 然而随着测控范围、距离等 方面的要 求越来越高 ， 必须构建起能够为各 现场仪 表数据 共享利用 的网络系统 ， 总线技 术正是在这个 背景下得 到应用与发展 的。 目前 ， 现场总线化技术 已经是 自 动化技 术得到全面发展 的重要形式之一 ，同时也为 自动化仪表的发展提供 了关键 的发展平台 ， 使 自动化仪表 朝着高 可靠性 、低能耗、高适 应、高精度、高稳定 的方 向发展成为可能 。 与此同时 。 各总线技术生产企业为 了进一步 完 善总线控制 系统 ， 开发应用 了一系列总线 技 术方面的测试仪表 与调节 阀， 使总线技术 的应用 空间更 为宽广 。 总的来说 ， 应用 总线化技术的化工现场 自动化仪表有着 丰富的功能 ， 利用现场总线 技术互操作性 、开放的特点 ， 能够将现场各 仪表设备 、仪表及控制器相联 ， 构建成为现 场 总线控制系统 ， 进一步使维修费用与安装 成本 降低 。另外 ， 总线技术的 自诊断功能不 但能够检测 出硬件 ，如放大器 、模块等以及 压力传感器 、温度传感 器等 的故 障，而且还 能够检测量程设置错误、环境温差 、压力差 等 问题 。 （ 二 ）开放性应用 目前 所使 用 的多数 自动化 仪表所 采用 的是嵌入式操作系统 ， 如Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 、 Ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ ／ Ｃ Ｅ 等 ，并使用高性能微 处理器来分别作为软 、 硬件系统 核心 ， 在这样 的背景下 。 可以预见 ， 在未来 ，自动化仪表与计算机之间的联 系也 会越来 越开放 与紧密。 如Ｕ Ｓ Ｂ接 口， 打印机 接 口及网络接 口等 ，自动化仪表采集 到的各 类数 据届 时也能 够通过 各类 接 口在 可移动 存 储设备中储存 ， 如此一来 ，自动化仪表在 定程 度上 就可将 其直 接视作 简单 的电脑 操作流程。另外 ，多种接 口 还 能够与执行器 设 备或是测控仪表等相连接 ， 并在主机 的支 持与控制下 ， 通过通信 网络 ，实现智能化测 控设备 的开放式互连 。 三 、仪表 自 动化应用的发展探讨 （ 一） 传感器
动化 的主要应仪表 自 动化 主要应 用 发展趋势
般情 况下 ， 自动化仪 表都 是 由显示 器 、变送器与传感器所组成的。而按 照测试 分 类来看 ，则 主要包 括 四类 自动化仪 表 ： （ １ ）流速流量仪表 ， 作为较为常见 的仪表 ， 流速 流量仪表 在工业 生产领域 中较为多见 ， 主要 是对半 液态或液 态的物体重量 、体积 、 流量 等进行 控制与计算 ， 这类仪表就是 能够 在单 位时 间内测 量流过 流体 体积 与质量 的 仪表 ； （ ２ ） 物位 仪表 ，物位 仪表的主要作 用足 对产品或原料 液面位置 的探测 ，多见 于 电气 工程或是输油管道等 ； （ ３ ） 温度 仪表 ， 在各类 生产 过程 中均会 产生 物质或 压力 的 改变 ， 此时温度就会相应变化 ，目前得 到广 泛应 用的智 能控温 系统 ， 能够利用 总线技术 把采 集的热电阻信 号向计算机输送 ， 再对其 进行 处理加工 ； （ ４ ） 压力仪 表 ，自动化压 力 仪表 就是 通过压 力调 节系统 将收 集 的信 号送 至计算 机并加 以处理 。 化工仪表 自动化概述 自 动化化工仪表有着多种分类方法 ， 如 按信号形式来 区分 ，则包 括数字仪表、模拟 仪表等 ；如按安装形式来 区分 ， 包括架装仪 表 、盘装仪表 、现场仪表 等 ； 如按使用能源 来 区分 ，包括电动仪表、液动仪表与气动仪 表等 。 化工 自动 化仪 表 的主要优 势 就在于 充 分利 用 了计 算机 技术 的可编 程性 与运算 功 能 ，同时将 可靠性 提高、体积减小 ，并使生 产成本有效降低。 １ ． 传统使用的化工仪表所采用 的是 时序 电路 与逻辑 电路组 合的方式 ， 也就是只能在 某时间记录一部分 简单的状 态 ， 如发生下一 状态 ， 前一状态就无法追溯 。而引入计算 机 技术 的 自动 化仪 表则能 够很 好地解 决这 个 问题 ， 计算机的随机储存属时间段记忆而非 瞬时记 忆 ，因此只要保持通 电，就能够实 现 记忆 的保存 ，同时记录大量状态信息 ， 再 对 其加工 处理 。 ２ ． 化 工 自动化仪表在一定程度上省去 了 大量逻 辑电路 ， 如利 用抽象运 算程序替代处 理器 电路等 。 尤 其是将 接口芯片位控特点应 用于控制 电路 中时 ， 就 能实现对复杂功能进 行控制 ，而相应的软件编程则较为简便。如 果想 以硬件实现 ， 就 必须添加 大量定 时与控 制 电路 ，因此化工 自 动化仪表使仪表 的结构
一
准确精巧 ，同时其功能也更 为丰富与强 大。
（ 三 ）调节器 随着微处理器的快速发展 ， 各 类 自动化
２ ０ １ ３年 ７期 （ 上）
关于仪表 自动化的主要应用思考
冯 纪恩
（ 河 南煤 气 集 团义 马 气化 厂 河 南 义马 ４ ７ ２ ３ ０ ０）
摘 要 ：作为电气 自 动化 的重要组成部 分。仪表 自 动化的特殊性与重要性不言而喻。 目前 自动化仪表 已经在各行业领域 中得到 了广泛的应用与发展 ，在设备 生 产过程 中， 自 动化仪表都能够记录并加工处理各类数据 ，从而使 生产过 程更为精确 、使用操作更为便 捷。本 文通过对化工 自 动化仪表的介绍 。 进 一步 Ｉ 鹌 述 了仪表 自
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现场 的 中央控 制与 智能化 仪表 间应用 的双 向、开放 、多站 、全数字化 的通信 系统 。以 往 经常 采用集 中测 控的方 式来实 现测 控任 务的各种需求 ， 然而随着测控范围、距离等 方面的要 求越来越高 ， 必须构建起能够为各 现场仪 表数据 共享利用 的网络系统 ， 总线技 术正是在这个 背景下得 到应用与发展 的。 目前 ， 现场总线化技术 已经是 自 动化技 术得到全面发展 的重要形式之一 ，同时也为 自动化仪表的发展提供 了关键 的发展平台 ， 使 自动化仪表 朝着高 可靠性 、低能耗、高适 应、高精度、高稳定 的方 向发展成为可能 。 与此同时 。 各总线技术生产企业为 了进一步 完 善总线控制 系统 ， 开发应用 了一系列总线 技 术方面的测试仪表 与调节 阀， 使总线技术 的应用 空间更 为宽广 。 总的来说 ， 应用 总线化技术的化工现场 自动化仪表有着 丰富的功能 ， 利用现场总线 技术互操作性 、开放的特点 ， 能够将现场各 仪表设备 、仪表及控制器相联 ， 构建成为现 场 总线控制系统 ， 进一步使维修费用与安装 成本 降低 。另外 ， 总线技术的 自诊断功能不 但能够检测 出硬件 ，如放大器 、模块等以及 压力传感器 、温度传感 器等 的故 障，而且还 能够检测量程设置错误、环境温差 、压力差 等 问题 。 （ 二 ）开放性应用 目前 所使 用 的多数 自动化 仪表所 采用 的是嵌入式操作系统 ， 如Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 、 Ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ ／ Ｃ Ｅ 等 ，并使用高性能微 处理器来分别作为软 、 硬件系统 核心 ， 在这样 的背景下 。 可以预见 ， 在未来 ，自动化仪表与计算机之间的联 系也 会越来 越开放 与紧密。 如Ｕ Ｓ Ｂ接 口， 打印机 接 口及网络接 口等 ，自动化仪表采集 到的各 类数 据届 时也能 够通过 各类 接 口在 可移动 存 储设备中储存 ， 如此一来 ，自动化仪表在 定程 度上 就可将 其直 接视作 简单 的电脑 操作流程。另外 ，多种接 口 还 能够与执行器 设 备或是测控仪表等相连接 ， 并在主机 的支 持与控制下 ， 通过通信 网络 ，实现智能化测 控设备 的开放式互连 。 三 、仪表 自 动化应用的发展探讨 （ 一） 传感器
动化 的主要应仪表 自 动化 主要应 用 发展趋势
般情 况下 ， 自动化仪 表都 是 由显示 器 、变送器与传感器所组成的。而按 照测试 分 类来看 ，则 主要包 括 四类 自动化仪 表 ： （ １ ）流速流量仪表 ， 作为较为常见 的仪表 ， 流速 流量仪表 在工业 生产领域 中较为多见 ， 主要 是对半 液态或液 态的物体重量 、体积 、 流量 等进行 控制与计算 ， 这类仪表就是 能够 在单 位时 间内测 量流过 流体 体积 与质量 的 仪表 ； （ ２ ） 物位 仪表 ，物位 仪表的主要作 用足 对产品或原料 液面位置 的探测 ，多见 于 电气 工程或是输油管道等 ； （ ３ ） 温度 仪表 ， 在各类 生产 过程 中均会 产生 物质或 压力 的 改变 ， 此时温度就会相应变化 ，目前得 到广 泛应 用的智 能控温 系统 ， 能够利用 总线技术 把采 集的热电阻信 号向计算机输送 ， 再对其 进行 处理加工 ； （ ４ ） 压力仪 表 ，自动化压 力 仪表 就是 通过压 力调 节系统 将收 集 的信 号送 至计算 机并加 以处理 。 化工仪表 自动化概述 自 动化化工仪表有着多种分类方法 ， 如 按信号形式来 区分 ，则包 括数字仪表、模拟 仪表等 ；如按安装形式来 区分 ， 包括架装仪 表 、盘装仪表 、现场仪表 等 ； 如按使用能源 来 区分 ，包括电动仪表、液动仪表与气动仪 表等 。 化工 自动 化仪 表 的主要优 势 就在于 充 分利 用 了计 算机 技术 的可编 程性 与运算 功 能 ，同时将 可靠性 提高、体积减小 ，并使生 产成本有效降低。 １ ． 传统使用的化工仪表所采用 的是 时序 电路 与逻辑 电路组 合的方式 ， 也就是只能在 某时间记录一部分 简单的状 态 ， 如发生下一 状态 ， 前一状态就无法追溯 。而引入计算 机 技术 的 自动 化仪 表则能 够很 好地解 决这 个 问题 ， 计算机的随机储存属时间段记忆而非 瞬时记 忆 ，因此只要保持通 电，就能够实 现 记忆 的保存 ，同时记录大量状态信息 ， 再 对 其加工 处理 。 ２ ． 化 工 自动化仪表在一定程度上省去 了 大量逻 辑电路 ， 如利 用抽象运 算程序替代处 理器 电路等 。 尤 其是将 接口芯片位控特点应 用于控制 电路 中时 ， 就 能实现对复杂功能进 行控制 ，而相应的软件编程则较为简便。如 果想 以硬件实现 ， 就 必须添加 大量定 时与控 制 电路 ，因此化工 自 动化仪表使仪表 的结构
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准确精巧 ，同时其功能也更 为丰富与强 大。
（ 三 ）调节器 随着微处理器的快速发展 ， 各 类 自动化