自动化仪表的发展历程
自动化与仪器仪表
目录
• 自动化概述 • 仪器仪表概述 • 自动化与仪器仪表的关联 • 自动化与仪器仪表的实际应用案例
01
自动化概述
自动化的定义与特点
定义
自动化是指机器或装置在无人干 预的情况下，按照规定的程序或 指令自动进行操作或控制的过程 。
特点
自动化能够提高生产效、降低 成本、减少人工干预、提高产品 质量和生产安全。
携带和集成到其他系统中。
仪器仪表在自动化中的作用
实现生产过程的监测和控制
仪器仪表能够实时监测生产过程，并将数据反馈给控制系统，实 现对生产过程的精确控制。
提高生产效率和产品质量
仪器仪表能够提供精确的测量数据，帮助企业优化生产过程，提高 生产效率和产品质量。
保障生产安全
仪器仪表可以监测生产过程中的异常情况，及时发出警报，保障生 产安全。
04
自动化与仪器仪表的实际 应用案例
工业自动化中的仪器仪表应用
01
02
03
04
自动化生产线监控
仪器仪表用于实时监测生产线 上各种设备的状态和参数，确
保生产流程的稳定运行。
能源管理
通过仪器仪表对工厂能源使用 进行监测和优化，降低能耗，
提高能源利用效率。
质量检测
仪器仪表用于检测产品各项性 能指标，确保产品质量符合标
环境监测中的自动化与仪器仪表应用
大气监测
仪器仪表用于检测空气中的污染物浓 度，评估空气质量。
水质监测
对饮用水、河流、湖泊等水体的水质 进行实时监测。
噪声监测
对城市或特定区域的噪声污染进行监 测和评估。
土壤监测
检测土壤中的重金属、农药残留等污 染物，评估土壤质量。
自动化仪表
• 自动化仪表概述 • 自动化仪表的工作原理与组成 • 自动化仪表的选型与安装 • 自动化仪表在工业生产中的应用 • 自动化仪表的发展趋势与挑战 • 总结与展望
01
自动化仪表概述
定义与发展历程
定义
自动化仪表是一种能够自动测量、记 录、显示、控制和报警的仪器设备， 广泛应用于工业、能源、环保、交通 等领域。
发展历程
自动化仪表经历了从机械化、电气化 、电子化到智能化的发展历程，随着 计算机技术和网络技术的不断发展， 自动化仪表的智能化程度不断提高。
自动化仪表的分类及应用领域
分类
根据测量原理、被测参数和使用 环境等不同标准，自动化仪表可 分为温度仪表、压力仪表、流量 仪表、物位仪表、分析仪表等。
应用领域
远程监控
借助网络技术，将自动化仪表与远程 监控中心相连，实现对生产现场的远 程实时监测和控制，降低人力成本。
机械设备状态监测与故障诊断
状态监测
通过自动化仪表对机械设备的振 动、温度、电流等参数进行实时
监测，及时发现潜在故障。
故障诊断
利用自动化仪表的数据分析功能 ，对监测到的异常数据进行处理 和分析，准确定位故障原因，为
电动执行机构技术
将控制信号转换为电机的 旋转运动，驱动阀门、风 门等执行机构动作。
气动执行机构技术
将控制信号转换为气源的 压力变化，驱动气动执行 机构动作。
03
自动化仪表的选型与安装
选型原则及注意事项
选型原则 根据测量对象及环境确定仪表类型。
根据测量精度要求选择合适的仪表等级。
选型原则及注意事项
03
常见故障排查及维修策略
检查仪表的输入/输出信号线是否接 好，有无松动或接触不良现象。
自动化仪表基础知识
孔板流量计
质量流量计
流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力，它是科里 奥利在1832年研究水轮机时发现的，简称科氏力。质量流 量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的T型振 管，中部装有驱动线圈，两端装有拾振线圈，变送器提供 的激励电压加到驱动线圈上时，振动管作往复周在振管周 期振动，工业过程的流体介质流经传感器的振动管，就会 上产生科氏力效应，使两根振管扭转振动，安装在振管两 端的拾振线圈将产生相位不同的两组信号，这两个信号差 与流经传感器的流体质量流量成比例关系。计算机解算出 流经振管的质量流量。不同的介质流经传感器时，振管的 主振频率不同，据此解算出介质密度。安装在传感器器振 管上的铂电阻可间接测量介质的温度。
控制系统。
常见的仪表字母含义
F—代表流量 P—代表压力 T—代表温度 L—代表液位
压力仪表
现场压力表 电接点压力表 压力变送器/差压变送器 压力开关
现场压力表
现场压力表，从表盘直径看最常见的有60mm,100mm,150mm 三种规格。 从接口看最常见的有M20X1.5, 1/2NPT, 法兰连接（有法兰尺寸和耐压 等级要求）
过程控制系统的组成
（以控制锅炉水位为例）
眼 检测元件（变送器） 要想实现对汽包水位的控制，首先应随时掌握水位的
变化情况
脑 控制器
控制器将接收到的测量信号与预先规定的水位高度进 行比较。如果两个信号不相等，表明实际水位与规定水位 有偏差，此时控制器将根据偏差的大小向执行器输出一个 控制信号
手 执行器
按系统功能---温度控制系统、压力控制系统、位置控制
系统、流量控制系统等；
按系统性能--线性系统和非线性系统、连续系统和离散
系统、定常系统和时变系统；
自动化仪表及其发展概况
机械工业出版社 ，1999 ❖ 侯志林， 《过程控制与自动化仪表》
机械工业出版社 ，2002 ❖ 阳宪惠 《现场总线技术及其应用》
清华大学出版社 ，1999
自动化仪表与过程控制
Y SH X
0.1 自动化仪表及其发展概况
自动化仪表概述
0.1 自动化仪表及其发展概况
自动化仪表与过程控制
Y SH X
0.1 自动化仪表及其发展概况
0.1.3 自动化仪表的发展概况
（1） 基地式仪表（第一代）
安装生产设备现场、只具备简单测控功能
其信号仅在本仪表内起作用，
一般不能传送给别的仪表或系统， 无法与外界沟通信息
操作人员在现场的巡视，了 解生产过程的状况，进行控制
适用于生产规模较小的系统
0.1.1 仪表及计、器、仪、装置
我国是具有悠久历史和文化的国家，古代 劳动人民和学者曾创造过多种计量方法和器具。早 在战国时代，就有了度容积的计量；
衡：为质量的计量。
自动化仪表与过程控制
Y SH X
0.1 自动化仪表及其发展概况
在工程实用方面，对物理量进行“测量”或对某
自动化仪表与过程控制
Y SH X
0.1 自动化仪表及其发展概况
（2）单元组合式仪表（第二代）
DDZ-Ⅱ电动仪表
DDZ-Ⅱ气动仪表
DDZ-Ⅲ电动仪表
按功能划分单元，按 需要组合成复杂控制系统
操作人员可以坐在控
制室纵观生产流程各处的
状况
自动化仪表与过程控制
Y SH X
0.1 自动化仪表及其发展概况
于封闭、专用的解决方案变成了基于公开化、标准化
自动化仪表及其发展概况
自动化仪表作为一类专门的仪表，最早出现于本世纪40年代初，当时由于石油、化工、电力等工业对自动化的需要，出现了将测量、记录、调节仪表组装在一个表壳里的所谓“基地式”自动化仪表。基地式的名称是指它和后来出现的“单元组合式”仪表相比，比较适于在现场作就地检测和调节之用而得来的。仪表的这种结构形式是和当时自动化程度不高、控制分散的状况基本适应的，因而在一段时期内曾获得了普遍的应用。随着大型工业企业的出现，生产向综合自动化和集中控制的方向发展，人们发现基地式仪表的结构不够灵活，不如将仪表按功能划分，制成若干种能独立完成一定职能的标准单元，各单元之间以规定的标准信号相互联系，这样，仪表的精度容易提高。在使用中可以根据需要，选择一定的单元，积木式地把仪表组合起来，构成各种复杂程度不同的自动控制系统。这种积木式的仪表就称为“单元组合式”仪表。显然，将全功能的复杂仪表分解为若干基本单元的做法，无论对仪表制造厂的大量生产，还是对用户的维修选用都是有利的。此外，目前自动化程度较高的大、中型企业，大多使用单元组合式仪表，只在小型企业或分散设备单机控制中，由于基地式仪表结构紧凑，价格便宜，仍有一定的应用。
ห้องสมุดไป่ตู้
自动化仪表除了有上述两种不同的结构形式外，根据能源的种类，还可以分为电动、气动等仪表。其中气动仪表的出现比电动仪表早，而且价格便宜，结构简单，特别对石油化工等易燃易爆的生产现场，具有本质性的安全防爆性能，因而在相当长的一段时间里，一直处于优势地位。但从60年代起，由于电动仪表的晶体管化和集成电路化，控制功能日益完备，在使用低电压、小电流时，可在电路上及结构上采取严密措施，限制进入易燃易爆场所的能量，从而保证在生产现场不会发生足以引起燃烧或爆炸的“危险火花”。这样，限制电动仪表使用的一个主要障碍被扫除，电信号比气压信号在传送和处理上的优越性就能得到充分的发挥。大家知道，气压信号传递速度慢，传输距离短，管线安装不便。相比之下，电信号传输、放大、变换、测量都比气压信号方便得多，特别是电动仪表容易和电子巡回检测装置和工业控制计算机配合使用，实现生产过程的全盘自动化。因此，近年来电动仪表取得了显著的优势。
自动化仪表PPT课件
炼效率和产品质量。
自动化仪表在金属加工中的应用
03
通过自动化仪表对金属加工设备的运行参数进行监控
和调节，确保金属加工精度和质量。
其他行业应用案例
1 2 3
自动化仪表在食品加工中的应用
实现食品加工过程的自动化控制和优化，提高食 品加工效率和质量安全。
选型依据及注意事项
• 经济性：在满足工艺要求的前提下，选择 性价比高的产品。
选型依据及注意事项
01
注意事项
02
了解仪表的性能指标，如测量精度、稳定 性、可靠性等。
03
确认仪表的接口标准、通信协议等是否满 足系统要求。
04
考虑仪表的维护、校准及售后服务等因素 。
安装要求与步骤
01
安装要求
02
安装位置应便于观察、操作和维护。
03
自动化仪表在新能源发电中的应用
通过自动化仪表对风能、太阳能等新能源发电设备的运行参数进行监控
和调节，提高新能源发电的利用率和经济效益。
冶金行业应用案例
自动化仪表在钢铁冶炼中的应用
01
通过自动化仪表对高炉、转炉等设备的运行参数进行
实时监控和调节，提高钢铁冶炼的产量和质量。
自动化仪表在有色金属冶炼中的应用
检查连接线路
检查仪表与控制系统之间的连接线路是否松 动、老化或破损，确保信号传输稳定。
更换易损件
根据使用情况，及时更换仪表中的易损件， 如传感器、电极等。
定期保养计划制定与实施
制定保养计划
根据仪表的使用频率、重要性等因素，制定合理 的定期保养计划。
实施保养措施
按照保养计划，对仪表进行定期的检查、清洁、 校准等保养措施。
工业自动化中的自动化仪表与计量技术
是指对各种物理量进行测量、记录、分析和管理的技术，在工业自动化中，计 量技术是实现精确控制和高效生产的重要手段。
工业自动化的发展历程
01
萌芽阶段
工业自动化最早可以追溯到蒸汽机的发明和应用，但真正的工业自动化
萌芽是在20世纪初，随着电气技术和控制理论的发展，人们开始尝试将
各种自动化元件应用到工业生产中。
集成化和微型化
为了满足现代工业生产 的需求，计量技术将趋 向于集成化和微型化， 实现多参数、多功能的 综合测量，同时减小设 备体积和重量，降低成
本和能耗。
无线化和远程化
无线通信技术和物联网 技术的不断发展，使得 计量技术趋向于无线化 和远程化，实现远程数 据采集、传输和处理， 提高了测量的灵活性和
可靠性。
工业自动化中的自动 化仪表与计量技术
目 录
• 工业自动化概述 • 自动化仪表的种类与功能 • 计量技术在工业自动化中的应用 • 自动化仪表与计量技术的发展趋势与展望
01
工业自动化概述
工业自动化的定义与特点
自动化仪表
是指在工业自动化中使用的各种仪表，如压力仪表、温度仪表、流量仪表、物 位仪表等，用于检测和控制系统中的各种参数，保证生产过程的稳定和安全。
04
自动化仪表与计量技术 的发展趋势与展望
自动化仪表的发展趋势
智能化
集成化
随着人工智能和物联网技术的不断发展， 自动化仪表将更加智能化，能够自主完成 更复杂的操作和控制任务。
为了提高生产效率和降低成本，自动化仪 表将趋向于集成化，实现多功能的综合控 制。
无线化
高精度和高可靠性
无线通信技术的广泛应用使得自动化仪表 趋向于无线化，降低了布线成本和难度， 提高了系统的灵活性和可靠性。
过程控制与自动化仪表
过程控制与自动化仪表1. 引言过程控制与自动化仪表是现代工业生产中不可缺少的一部分，它们在监测、控制和优化工业过程中起着重要的作用。
过程控制与自动化仪表技术的应用可以提高工业生产的效率、质量和安全性，减少人力资源的消耗，实现工业自动化。
本文将介绍过程控制与自动化仪表的基本概念、发展历程以及在工业生产中的应用。
同时还会讨论一些常见的过程控制与自动化仪表的类型和工作原理，以及它们在不同行业中的具体应用案例。
2. 过程控制与自动化仪表基本概念过程控制与自动化仪表是指一系列用于监测、控制和调节工业过程的设备和系统。
它们可以通过测量和分析过程变量，控制工艺参数并实现自动化控制。
通过使用合适的传感器、执行器和控制算法，可以实现对工业过程的精密控制和优化。
过程控制与自动化仪表主要由以下几个组成部分构成：•传感器：用于测量各种物理量，如温度、压力、流量等；•控制器：根据传感器测量值和设定值进行逻辑运算，生成控制信号；•执行器：接收控制信号，并执行相应的动作，如开关、阀门等；•监控系统：用于监视和记录工业过程中的各种参数和状态；•人机界面：提供工业过程的可视化显示和人机交互界面。
3. 过程控制与自动化仪表的发展历程过程控制与自动化仪表的发展可以追溯到工业革命时期。
在工业革命之前，工业生产主要依靠人工操作，效率低下且易出错。
随着机械设备和工业化的发展，工业生产越来越复杂，对自动化控制的需求也越来越迫切。
20世纪初，工程师们开始研究和开发过程控制与自动化仪表技术。
最早的控制系统是基于机械和电气设备的。
随着电子技术的发展，电子仪表逐渐取代了机械仪表，实现了对工业过程更加精确的控制。
到了20世纪中叶，随着计算机技术的进一步发展，数字化控制系统开始应用于工业生产。
数字化控制系统通过采集和处理大量数据，实现了对工业过程的智能化控制，并提高了系统的可靠性和稳定性。
近年来，随着互联网和物联网技术的快速发展，过程控制与自动化仪表也越来越趋向于网络化和智能化。
一-DCS的发展历程汇总
一 DCS的发展历程1975年前后，大规模集成电路由4位微处理器发展成8位，在形成单板机产品投入工业应用的同时，自动化仪表行业在原来采用中小规模集成电路而形成的直接数字控制器(DDC）的自控和计算机技术的基础上，结合阴极射线管（CRT)、数据通信技术，开发出了以集中显示操作、分散控制为特征的集散系统，后来逐渐统一称为分散型控制系统（DCS）。
在以后的20多年中，DCS产品虽然在原理上并没有多少突破，但由于技术的进步、外界环境变化和需求的改变，设计思想发展了,共出现了3代DCS产品。
1975年至80年代前期为第一代产品，80年代中期至90年代前期为第二代产品，90年代中期至21世纪初为第三代产品。
3代产品的区别，可从DCS的三大部分,即控制站、操作站和通信网络的发展来判断。
当然，由于产品生命周期是个复杂的问题，加之各DCS生产厂家情况不同、产品换型年代不同及划分产品年代(三四代)的观点也不同，所以这有待进一步商榷。
关于控制站、操作站、通信网络的情况，留待下述几节论述。
现先就应用和市场情况作一分析.70年代中期，过程工业发展很快，但由于设备大型化、工艺流程连续性要求高、要控制的工艺参数增多，而且条件苛刻，要求显示操作集中等，使已经普及的电动单元组合仪表不能完全满足要求，在此情况下，业内厂商经过市场调查,确定开发的DCS产品应以模拟量反馈控制为主,辅以开关量的顺序控制和模拟量开关量混合型的批量控制(针对精细化工等行业的批量生产方式），这们可以覆盖炼油、石化、化工、冶金、电力、轻工及市政工程等大部分行业。
由于当时计算机并不普及,人们已习惯于常规自动化仪表的显示操作，所以开发DCS应强调用户可以不懂计算机就能使用DCS;同时，用户已习惯于在购置系统的同时配置自动化仪表，所以开发DCS还应强调向用户提供整个系统.此外,开发的DCS应做到与中控室的常规仪表具有相同的技术条件，以保证可靠性、安全性。
由此可见,当时DCS是与常规仪表中的二次仪表(控制室仪表）共同分享市场份额的.DCS先与成套设备配套，而后逐步扩大到工艺装置改造上，与此同时,也分成大型DCS 和中小型DCS两类产品,使其性能价格比更具有竞争力。
浅谈仪表自动化应用发展趋势及建议
浅谈仪表自动化应用发展趋势及建议摘要本文以探讨自动化仪表的发展现状为出发点，介绍了自动化仪表的相关概念及其分类，对仪表自动化应用的主要发展趋势进行探讨，分别从改良仪表自动化中使用的传感器技术、不断增进智能仪表调节阀的应用、科学有效的应用可编程序逻辑控制器这三个方面，提出了仪表自动化应用发展的相关建议，并总结了研究仪表自动化应用发展的重要意义，以完成对仪表自动化应用发展趋势及建议的研究。
关键词：仪表自动化应用发展趋势发展建议仪表是电气系统工作运转的体现，电气工程师通过仪表的显示可以准确的把握电气系统的工作运转情况，仪表自动化可以在电气系统出现非正常运转时及时采取安全保障措施，通过自动闭合开关、切断电气回路等确保电气系统的安全性能。
仪表自动化发展进程在很大程度上体现着我国电气系统的安全发展水平，为了更好的提升我国电气系统使用的安全可靠性，就必须对仪表自动化应用发展趋势以及相应发展建议进行研究。
一、自动化仪表的相关概念及其分类仪表的发展初期形式主要为机械式仪表以及液动式仪表，通过相互作用力以及大气压强原理，简单的反应工业系统运转中的工作压强和相关部分的控制功能，随着电子信息技术以及半导体集成电路的不断发展，仪表得到了不断的改善，逐渐走向数学化、信息集成化、生产规模扩大化，呈现出外观尺寸下、电路高度集成、计算精度高等特点。
凭借计算机信息技术的飞速发展，仪表得到了逐步完善和改良，进而逐渐呈现出仪表自动化特征。
七十年代末，微型处理器的出现极大的推进了仪表向数字化、自动化方向发展，自动化仪表通过结合数电、模电的电工电子技术，不断丰富自动化信息处理体系，至今为止，自动化仪表得到了不断的完善和改良，并在自动化、模块化、集成化的发展道路上越走越好。
现有仪表多种多样，且分类标准各不相同，若根据仪表的用途对其进行划分，现今使用的仪表可大致分为以下四类：压力仪表、温度仪表、物位仪表、流量流速仪表。
其中压力仪表（压力变送器，差压变送器）主要是指对工业生产的压力进行测量的仪表，由于工业生产需要一定的压力改变原材料的外貌以及形状，准确掌握这一生产过程中的压力浮动对工业工艺生产具有重要意义，除此之外，还可以确保生产工作过程中工人的人身安全。
自动化仪表基础知识
表结构。
考虑环境因素
02
如环境温度、湿度、腐蚀性、振动等，选择适应环境条件的仪
表。
了解仪表的性能指标
03
如测量范围、精度等级、重复性、稳定性等，确保所选仪表满
足工艺要求。
安装步骤和规范要求
安装步骤 1. 熟悉图纸和资料，了解安装要求和注意事项。 2. 准备工具和材料，检查仪表及附件是否齐全、完好。
应用领域与重要性
应用领域
自动化仪表广泛应用于石油、化工、电力、冶金、制药、造 纸等工业领域，以及环保、水处理、食品加工等民用领域。
重要性
自动化仪表是实现工业自动化和生产过程自动化的重要工具 ，能够提高生产效率、降低能耗和减少环境污染，对于推动 工业转型升级和实现可持续发展具有重要意义。
02
自动化仪表工作原理
数字显示
通过数码管、液晶显示屏 等数字显示器件，将被测 量以数字量的形式显示出 来。
图形显示
通过计算机图形界面或专 用图形显示仪表，将被测 量以图形或曲线的形式显 示出来。
03
自动化仪表主要类型及特 点
温度测量仪表
热电偶温度计
利用热电效应原理测量温 度，具有测量精度高、响 应速度快等特点。
热电阻温度计
信号调理
将连续变化的模拟量（如电压、电流）转 换为数字量，以便进行数字处理和分析。
将离散的数字量转换为模拟量，以便进行 显示、记录或控制等操作。
对输入信号进行放大、滤波、隔离等处理 ，以满足后续电路的要求。
显示原理
01
02
03
模拟显示
通过指针式仪表、记录仪 等模拟显示器件，将被测 量以模拟量的形式显示出 来。
自动化仪表基础知识
目录
自动化仪表的应用与发展研究
自动化仪表的应用与发展研究随着现代化工业的蓬勃发展，自动化仪表在工业生产和控制过程中得到越来越广泛的应用。
自动化仪表作为现代工业生产的重要组成部分，在生产过程中起着非常关键的作用，它可以实现对生产过程的精确调控和控制，大大提高了工业生产的效率和质量。
在现代工业生产中，自动化仪表广泛应用于各种生产领域，如化工、石油、电力、冶金等，可以满足不同行业不同的生产需求。
下面我们以化工行业为例，介绍自动化仪表的应用。
化工行业中，自动化仪表主要包括流量计、压力变送器、温度变送器、液位计、PH计、电导率计等，这些仪器具有实时采集、处理、反馈控制等作用，可以完成化工生产自动化控制的多种任务。
流量计可以检测和控制化工生产中的液体和气体流量；温度变送器和液位计可以控制化工生产中的温度和液位；电导率计和PH计可以实时检测化工生产中的质量参数。
所有这些自动化仪表都是对化工生产控制的重要保障，可以让生产过程更加精确、快速和高效。
自动化仪表的发展始于20世纪60年代，其发展历程主要经历了初步形成、发展壮大、技术革新三个阶段。
在自动化仪表初步形成阶段，主要应用于电力、石油、化工等行业，作为自动化生产的基础设施之一，为现代化工业的发展打下了基础。
在自动化仪表发展壮大阶段，以数字化和智能化为主要特征，自动化仪表技术向着模块化、标准化、网络化方向发展，并应用于更广泛的行业和领域。
随着各大科技公司的进一步发展，自动化仪表的应用范围也逐渐扩大。
在自动化仪表技术革新阶段，以虚拟化为主要特征，自动化仪表的管理、控制、维护和服务都在数字化和智能化基础上，不断实现集成化和自动化，让各行各业的生产和管理更加高效、精准和便捷。
总的来说，自动化仪表技术的发展是顺应现代产业的需要，它的应用和发展对于现代化工业的生产、质量和效益都具有十分重要的意义。
2024版自动化仪表与过程控制培训教材
01
反馈控制原理
将被控变量的测量值与设定值进 行比较，根据偏差进行调节，使
被控变量稳定在设定值附近。
02
前馈控制原理
根据扰动量的大小和方向，提前 对系统进行调节，以减小或消除
扰动对被控变量的影响。
03
过程控制方法
包括PID控制、模糊控制、神经 网络控制等，根据被控对象的特 点和控制要求选择合适的控制方
制定维护保养计划表
将维护保养内容按照周期进行排列， 形成计划表，方便执行和检查。
明确维护保养内容
包括仪表的清洁、润滑、紧固、调整 以及防腐等。
常见故障类型及诊断方法
01
仪表无指示或指示异常
检查电源、信号线路、传感器 等是否正常，判断是否为仪表
内部故障。
02
仪表控制失灵
检查控制阀门、执行器等是否 正常，判断是否为控制系统故
自动化仪表与过程控制培训教 材
目录
• 自动化仪表概述 • 过程控制基本原理 • 自动化仪表选型与安装 • 过程控制系统设计与实施 • 自动化仪表维护与故障排除
目录
• 过程控制系统优化与升级 • 培训教材编写与使用方法
01
自动化仪表概述
自动化仪表定义与分类
01
自动化仪表定义
02
自动化仪表分类
自动化仪表是一种能够自动完成测量、控制、显示、记录等功能的设 备，广泛应用于各种工业自动化领域。
性能评估模型构建
03
基于数据分析，构建性能评估模型，对系统性能进行量化评估。
优化策略制定及实施效果评估
1 2
瓶颈分析 针对系统性能瓶颈，进行深入剖析，找出制约因 素。
优化方案制定 根据瓶颈分析结果，制定针对性的优化方案。
自动化仪表发展前瞻
薛艳 林 （ 张家口 市冶金物 质服务中 心）
摘要 ： 古代的司南到 １ 从 ７—１ ８世纪 的简 单检流计再到如今 的智能化 仪 可 由 用 户 编 制 程序 ， 成 各 种 数 字 式 过 程 调 节 装 置 。 它 将 回 路 控 制 、 组
表 ， 表 的发 展 实现 了从 质 到 质 的 飞跃 。 济 、 学 技 术 的 不 断发 展 必然 催 生 数字运算、逻辑运 算及通信 等多种功能集于一体 ，通过 编制组态程 仪 经 科 和 带 动 仪 表 的不 断 发 展 变化 。 序 ， 以实 现 不 同 的功 能 。 可 关键词 ： 自动 化 仪 表 智 能 化 网 络 化 第二， 控制 方法 由模拟 的反馈控 制发展为数字 式的开环预测控 仪器仪表发展 已有悠久 的历史。据《 韩非子 ・ 有度》 记载 ， 中国在 制 由传 统 的手动定 值调节器 、 Ｉ ＰＤ调节器 以及各种顺 序控制 装置 ，
战 国 时期 已有 了利 用 天 然 磁 铁 制 成 的指 南 仪 器 ， 为 司 南 。 代 的 仪 发展 为 以 微 型 机 构 成 的 数 字 调 节 器 和 自适 应 调 节 器 。 着 工 业 信 息 称 古 随 器 在 很 长 的历 史 时 期 中 多属 用 以定 向 、计 时或 供 度 量 衡 用 的简 单 仪 网 络 技 术 的发 展 ， 器 仪 表 必 将 出现 以 网 络 结 构 体 系 为 主 要 特 征 的 仪 器 。１ ７～１ 纪 ， ８世 欧洲 的 一 些 物理 学 家开 始 利 用 电流 与 磁 场 作 用 力 新型 自动化 仪表 ， ｌ 能 现场 仪表 ， 特 点是 ， 即 Ｐ智 其 首先 ｉ ｅｎ ｔ贯 ｎ ｒｅ ｔ 的原 理 制 成 简 单 的检 流 计 ； 用 光 学 透 镜 制 成 的 望 远 镜 ， 利 奠定 了 电学 穿 于 网络 的 各 个 层 次 ， 使 网 络 成 为 透 明 的 ， 盖 整 个 企 业 范 围 的 它 覆 和 光 学仪 器 的基 础 ；其 它一 些 用 于 测 量 和 观 察 的各 种 仪 器 也 逐 渐 得 应 用 实 体 ，一 定 程 度 上 实 现 了 办 公 自动 化 与 工 业 自动 化 的 无 缝 结 到了发展 。 ９世纪 到 ２ １ Ｏ世纪 ， 工业革命和 现代 化大规模 生产促进 了 合 ， 被称之 为扁 平化的工业控 制网络。其 良好的互连性 和可扩展性
01-自控仪表(概述)
1.1 自动控制系统的概念与构成
1.1.1 自动控制系统的概念
1.1 自动控制系统的概念与构成
1.1.1 自动控制系统的概念
过程参数及其监测: 过程参数及其监测:
要及时了解生产过程的运行状态，就需要从正在 运行的生产过程中快速、准确、连续地检测能反 映生产过程的特征量的值，即从过程中提取过程 参数，提取过程参数的过程，就是过程参数的实 时监测。
70年代计算机控制在自动控制系统中应用 70年代计算机控制在自动控制系统中应用
70年代计算机控制在自动控制系统中应用 70年代计算机控制在自动控制系统中应用
世界上第一台全晶体管计算机
自动控制技术发展的历程
以半导体元件技术为主的发展阶段 以引入计算机技术为标志的发展阶段 以引入计算机网络技术为标志的发展阶段 以引入智能控制技术为标志的发展阶段
二、自动化仪表的发展历程
模拟仪表 数字仪表 智能仪表（微电脑）
三、当前自动控制系统发展的一些主要特点
先进控制技术成为发展主流 过程优化受到普遍关注 国际统一标准的开放式系统 综合自动化系统（集控制理论、计算机技术、网络技术）
1. 自动控制基础知识
1. 自动控制基础知识
1.1自动控制系统的概念与构成 自动控制系统的概念与构成
21世纪现代控制理论、 21世纪现代控制理论、计算机及其网络技术广泛应用 世纪现代控制理论
21世纪现代控制理论、 21世纪现代控制理论、计算机及其网络技术广泛应用 世纪现代控制理论
21世纪现代控制理论、 21世纪现代控制理论、计算机及其网络技术广泛应用 世纪现代控制理论
自动化及仪表发展概述 一、自动控制系统及仪表的发展
1.1 自动控制系统的概念与构成
1.1.1 自动控制系统的概念
自动化仪表的应用及发展前景
电控学院自动化仪表的应用及发展院（系）：电气与控制工程学院专业班级：姓名：学号：指导教师：2013年5月15日目录1 自动化仪表发展历史 (3)2 自动化仪表的发展现状 (3)3 自动化仪表的应用 (4)4 自动化仪表的发展趋势 (4)5 结束语 (4)前言自动化仪表广泛应用于装备、改造传统产业的工艺流程的测量和控制，是现代化大型重点成套装备的重要组成部分，是信息化带动工业化的重要纽带。
目前，在我国电力、石油、冶金、化工、建材、轻工等工业领域的企业新建和改造过程中，除工艺流程和工艺设备外，企业更重视自动化仪表和控制系统，以增加产品品种，提高产品质量，降低成本，获取更多利润。
而且企业要安全地生产，达到国家对环保的要求，需要用新的检测技术，功能更强的控制方法来控制生产过程，对系统的可靠性、精确度、乃至操作和维护以及节省投资方面提出了更高的要求。
因此企业用户需要了解国际上新的检测技术和控制系统的发展状况及其新产品在应用方面的经验；而仪表制造厂则必须研究、开发与生产适销对路的产品，并要在改造现有企业方面提供系统集成解决方案。
1 自动化仪表发展历史自动化仪表是源自于仪表的不断发展而来的，而且根据历史研究表明仪表的发展在全世界的范围来说是非常悠久的。
而现代仪表的雏形诞生于十七世纪中叶的欧洲，当时的一些欧洲物理学家已经运用电流与磁场的相互作用产生的物理原理来制造出比较简单原始的仪表检流计；其他的一些科学家利用光学透镜制成的望远镜，奠定了电学和光学仪器的基础。
其它一些用于测量和观察的各种仪器也遂逐渐得到了发展。
而到了十九世纪至二十世纪时，由于工业革命和现代化大规模生产的迅速发展促进了新科学技术的发展，到后来又出现了电子计算机相关技术等，仪器仪表因而也得到迅速的发展。
现代自动化仪表已成为测量、控制和实现自动化必不可少的技术工具。
2 自动化仪表的发展现状我国仪器仪表行业总体的技术水平与国际水平相差l0到15年,少数产品接近或达到了国际水平。
浅议化工仪表及自动化的发展情况
浅议化工仪表及自动化的发展情况发表时间：2018-11-02T16:00:02.793Z 来源：《防护工程》2018年第18期作者：华红莹黄超[导读] 所以化工仪表对于化工生产具有重要意义，在当前普遍推行自动化的背景下，化工自动化仪表的应用范围越来越广，这也在很大程度上提升了化工生产的效率和质量，本文介绍了化工仪表自动化的种类及其用途，还阐述了化工仪表的发现历程及自动化仪表的功能，供相关工作人员参考。
华红莹黄超新疆美克化工股份有限公司 841000摘要:化工生产工程离不开仪表的应用，使用仪表是为了保证生产产品的质量和生产过程的安全，所以化工仪表对于化工生产具有重要意义，在当前普遍推行自动化的背景下，化工自动化仪表的应用范围越来越广，这也在很大程度上提升了化工生产的效率和质量，本文介绍了化工仪表自动化的种类及其用途，还阐述了化工仪表的发现历程及自动化仪表的功能，供相关工作人员参考。
关键词:化工仪表;自动化;发展引言：随着科学技术的发展，计算机技术的应用越来越普遍，计算机技术与化工技术相融合就生产出了自动化的化工仪器，自动化化工仪器的应用促进了化工企业的飞速发展，提高了化工企业的生产质量和效率，目前来看，自动化化工仪器的应用已经越来越普遍，广泛应用于化工生产的各个领域，现代化工产业的发展离不开自动化化工仪器的使用，所以研究自动化化工仪器对于整个行业的发展来说具有重要的应用价值。
1化工仪表的分类及用途化工仪表的分类多种多样，可以根据不同用途进行分类，也可以根据不同原则进行分类。
例如根据化工仪表使用的不同电源进行分类可以分为以下几类：电动仪表、气动仪表、液化仪表；根据仪表的安装可以分为以下几类：现场仪表、架装仪表、盘装仪表；根据组合形式可以分为以下几类：单元组合仪表、综合组合仪表、基地式仪表；根据仪表是否引入微处理器可以分为非自动化仪表和自动化仪表；根据仪表的信号形式可以分为数字化仪表和模拟仪表。
根据用途来分类可以分为压力检测仪表、温度检测仪表、流量检测仪表和物位检测仪表。
自动化仪表在化工行业的发展
自动化仪表在化工行业的发展一、前言在我国工业领域中，使用各项机械设备较多的行业主要是化工工业，要想使这些机械设备在应用中体现其高精准度以及更进一步的自动化运转，科技研究人员渐渐地在研究开发工作的过程中引入了自动化仪表。
而作为主要行业的化工行业的自动化仪表的发展和应用，使自动化仪表技术所具有的优势得到了发挥，同时也推动了行业的进一步发展和完善，应用功能方面也取得了重大突破。
二、自动化仪表发展历程概述现阶段，化工工业中的仪器仪表设备的应用，在精准度以及操作繁复性方面都有了明显的提高，而自动化仪表则是针对这种情况而研发出的一项新的自动化技术，这项技术既是自动化整体系统中的一个重要部分，同时也是由传感器、变送器以及显示器等若干元件组成的完整独立的系统，能够辅助仪器仪表完成高度自动化。
自动化仪表具有量测、显示、记录、控制以及报警等功能，大致是在二十世纪四十年代开始在化工行业中使用。
到六十年代中后期，随着半导体及集成电路的出现，仪表的体积逐步缩小而性能则日渐提升，并且开始逐步和计算机进行技术结合。
七十年代以后，得到了迅猛发展，并出现了诸多的相关技术产品，比如，过程控制仪表（ 19 7 5 年）、智能仪表、数字仪表、气动仪表、模拟仪表等。
我国对于自动化仪表的应用，则是在新中国成立之后，我国的仪表产业才逐渐发展起来，到五、六十年代，统一气压信号仪表以及直流信号仪表的应用才开始出现，且逐步地达到了对仪表的集中控制，其仪表的可靠性、精准度亦稳步上升，而仪表体积则逐步缩小。
六十年代之后，化工行业对于自动化仪表的应用才在半导体以及集成电路技术的推动下，实现了高性能、小体积的发展，并开始运用计算机对数据进行自动化的处理与计算。
三、化工行业中自动化仪表性能优势与技术突破随着我国科技力量的逐步强大，我国化工自动化仪表采用先进的微电脑芯片与综合技术，使其体积逐渐缩小的同时也提高了仪表运行的稳定性与抗干扰能力，有利于实现事半功倍的分析、控制效果。
仪表技术发展历史
仪表技术发展历史引言：仪表技术是指用于测量、控制、监测和显示各种物理量的设备和技术手段。
随着科学技术的不断进步，仪表技术也在不断发展和完善。
本文将从仪表技术的起源、发展和应用方面进行探讨。
一、仪表技术的起源仪表技术的起源可以追溯到古代。
早在公元前3000年左右，古埃及人就开始使用简单的仪器来测量时间、长度和角度。
而我国古代的测量仪器和技术也有着悠久的历史。
例如，古代的天文仪器如日晷、罗盘等，以及农业生产中使用的磨盘、秤等，都是古代仪表技术的典型代表。
二、仪表技术的发展1. 机械仪表时代机械仪表是仪表技术发展的第一个阶段。
19世纪末20世纪初，随着工业化的推进，机械仪表逐渐应用于工业生产中。
例如，温度计、压力计、流量计等机械仪表的出现，极大地提高了工业生产的精度和效率。
2. 电子仪表时代电子仪表的出现标志着仪表技术的新时代的到来。
20世纪50年代，随着电子技术的飞速发展，电子仪表逐渐取代了机械仪表。
电子仪表具有测量精度高、反应速度快、自动化程度高等优点。
在工业、军事、科研等领域，电子仪表被广泛应用。
3. 数字化仪表时代数字化仪表是仪表技术的又一重要发展阶段。
20世纪70年代，随着计算机技术的飞速发展，数字化仪表逐渐兴起。
数字化仪表通过将传感器采集的模拟信号转换成数字信号，并通过数字处理进行测量和控制，大大提高了测量精度和稳定性。
4. 智能化仪表时代智能化仪表是仪表技术发展的最新阶段。
随着人工智能和物联网技术的发展，智能化仪表逐渐兴起。
智能化仪表不仅具备传统仪表的测量和控制功能，还能进行数据分析、故障诊断和远程监测等。
智能化仪表的出现，将进一步提高工业生产的智能化水平。
三、仪表技术的应用仪表技术在各个领域都有广泛应用。
在工业生产中，仪表技术被广泛用于生产过程的监测和控制，提高了生产效率和质量。
在医疗领域，仪表技术被用于医学诊断和治疗，为医生提供了准确的数据支持。
在环境监测中，仪表技术被用于监测大气污染、水质污染等环境指标，保护环境安全。
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自动化仪表的发展历程
未来几年间，我国仪器仪表仪器仪表将重点围绕以下方面发展：工业自动化仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变，5年内数字仪表比例达到60％以上；推进具有自主版权的自动化软件的商品化。
电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。
到2005年，中低档电工仪器仪表国内市场占有率要达到95％；到2010年，高中档电工仪器仪表国内市场占有率达到80％。
科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。
产品以技术含量较高的中档产品为主，到2005年在总产值中占50％～60％。
环保仪器仪表重点发展大气环境、水环境的环保监测仪器仪表、取样系统和环境监测自动化控制系统产品，到2005年技术水平达到20世纪90年代后期国际先进水平，国内市场占有率达到50％～60％，到2010年国内市场占有率达
到70％以上。
仪器仪表仪器仪表元器件“十五”及2010年前，尽快开发出一批适销对路、
市场效果好的产品，品种占有率达到70％～80％，高档产品市场占有率达60％以上；通过科技攻关、新品开发，使产品质量水平达到国际20世纪90年代末
水平，部分产品接近国外同类产品先进水平。
<BR> 信息技术电测仪器主要发展电测仪器软件化、智能化技术，总线式自动测试技术，综合自动化测试系统，新型元器件测量技术及测试仪器，在线测试技术，信息产业产品测试技术，多媒体测量技术以及相应测试仪器，用电监控管理技术等。
另外，还有医疗仪器、尖端测量仪器。
现代仪器仪表的发展趋势
近十多年来，国际仪器仪表发展极为迅速，其主要防腐液位计趋势是:数字技术的出现把模拟仪器的精度、分辨率与测量速度提高了几个数量级，为实现侧试自动化下了良好的基础;计算机的引人.使仪器的功能发生了质的变化，从个别参量的测量转变成测量整个系统的特征参数.从单纯的接收、显示转变为控制、分析、处理、计算与显示输出，从用单个仪器进行测量转变成用测量系统进行测量;计算机技术在仪器仪表中的进一步渗透，使电子仪器在传统的时域与频域之外，又出现了数据域测试;仪器仪表与测量科学技术突破性进展又使仪器仪表智能化程度得到提高;DSP芯片的大量问世，使浮球液位计仪器仪表数字信号处理功能大大加强;微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力和图像处理功能;现场总线技术的迅速发展，提供了一种用于各种现场自动化设备与其控制系统的网络通信技术，并使Internet和Intranet技术也进人控制领域。
现代仪器仪表产品将向着计算机化、网络化、智能化、多功能化的方l句发展，跨学科的综合设计、高精尖的制造技术使它能更高速、更灵敏、更nI靠、史简捷地获取被分析、检测、控制对象的全方位信息。
而更高程度的智能化应包括理解、推理、判断与分析等一系列功能，是数值、逻辑与知识结合分析的结果，智能化的标志是知识的表达与应用。
嵌入式系统是未来真正实现光、机、电、算(计算机)一体化，自动化的结构，走向更名副其实的智能系统(带有自诊断、自控、自调、自行判断决策等高智能功能)的基本保证。