工业仪表电气自动化论文

论工业仪表与电气自动化

[摘要]：早在20世纪30年代诞生了工业仪表设备，主要用途

是在化工、石油提炼、热能动力和冶金等行业，在实施生产的过程

中能够实时的检测设备的运行状态，但是其可以使用的范围有限，

随后产生的自动化仪表，最大限度的增加了传统仪表的使用范围，

随着信息时代的到来，仪表的发展也出现了多元化的表现，很多仪

表具备了自己独特的性能。

[关键词]：工业化仪表自动控制技术电气化

中图分类号：tu741 文献标识码：tu 文章编号：1009-914x（2013）01- 0072-01

工业化仪表的功能就是在工业生产过程中，实时的显示各个生

产环节运行状态即设备稳定运行时所对应的参数，行业内又称之为

过程检测控制仪表。工艺整体生产的每个组成部分的检测的目的是

为了了解和管理工业生产，实现实时的掌握工艺生产的每个细节，

加以控制，这样才能有效的保证产品生产的质量，提高生产效率、

降低生产的成本。工业电气工程的自动控制系统需要处理那些问

题？具备哪些功能以及需要建立哪些层次，这是电气工程自动系统

需要解决的问题，在自动控制的系统架构中一般我们可以根据实际

需要设置相应的管理模块，在每个模块设置相应的功能，然后再根

据这样的系统架构去引导和规范后续的系统建设及相关人员设置。

一、电气自动控制技术的优势

在工业电气化工程运行和管理方面，自动控制技术近年来得到

了广泛推广并且在实践中发挥了巨大的作用，与传统的控制技术相比，自动控制技术具有以下优势。

1.快速高效

自动控制技术通过数字信息对相应的设备发出操作指令，指令立即到达且十分精准，发生误操作的几率远远小于传统人工操作。而自动控制技术具有良好的交互性能，可以与控制中心进行信息数据的，进一步保障控制的高速与准确。

2.安全性

电气工程自身具有一定的危险性，它自身存在一定的故障机率，外部环境以及操作人员的误操作等很多因素都会造成电气系统的

障碍或局部瘫痪。而自动控制技术可以随时对整个系统进行监视和控制，能够对发现异常情况，将事故消灭在萌芽状态，大大降低了人员的伤亡几率。

3.监控方式

集中监视方式的优势是运行维护方便，控制站要求的防护度不高，系统设计容易，但是处理器的任务相当繁重，处理速度也会受到一定的影响，但由于电气设备全部进入监控，伴随着监控系统的不断增大，电缆数量会增加，主机的任务量会增加，投资也将加大，而长距离的引入会影响系统的可靠性。而现场总线监控方式不仅具有集中监控方式的所有优点，还可以减少大量系统与监控系统通过通信线连接，可以节约大量的人力和物力，从而有效的降低有效的成本。

二、工业仪表及电气自动化的发展历史

众所周知最早的工业仪表诞生于上个世纪30年代，最开始的用途很简单，就是在工业生产的过程中检测设备产品生产的状态，但是主要是针对热力相关的设备，所以称之为热工仪表。那个时候的仪表主要是以机械式和液动式的结构形式，体积大且只能就地检测和记录，再加上一些十分简单的操作控制。随着工业的发展即30

年代末，出现了气动式的仪表，归一化压力型号，另外产生了可以远程发送信号的仪表，在远距离的工作室实现二次仪表的二次读数后，这样可以远程实现设备的检测与控制。50年代又产生了电动式的动圈毫伏计以及整体的电子管调节仪表。60年代后，随着半导体和集成电路的进一步发展，自动化表变的越来越小、性能越来越优越，可以实现很多复杂的数据计算功能。到70年代，可以说是个技术突飞猛进的过程，尤其微型计算机的投入导致一系列新技术、新产品的层出不穷。80年代至今，很多系统级的电子综合控制装置，最终实现了完整的自动化控制即有机的实现了数据、控制、物理系统三部分的同步控制，现在工业化生产已经不能缺少自动化工具了。

三.新变革

目前自动化控制仪表与系统正进行着全球化的变革，主要表现在自动化仪表的智能化、网络化、总线化以及开发行结构的特点。目前基于大规模集成电路、微处理器芯片、接口通信和嵌入式软件的智能化自动化仪表是仪表发展的主流趋势，这样仪表不仅具备智

能化处理的功能，而且可以实现输入信号的非线性计算、补偿计算温度和压力、不同量程刻度的转换、零点数据漂移恢复、故障诊断以及整个工业生产各环节的控制，这样可以实现控制系统各个环节数据模块化处理，而且根据参数的显示实现一些工艺的优化，这样非常有利于提高产品的质量，而且当前现场总线技术的引入给自动化仪表的发展提供了很好的发展机遇，所谓的总线技术是采用计算机数字化通信技术，建设企业级数据网络底层，这样就可以实现大规模的各种系统的级联控制，更好的发挥自动化仪表的特点。

四.新发展

目前智能化、网络化已经基本在工业化生产的每个部分中存在了，控制器是自动化仪表智能化的开始，这类仪表的主要智能化功能包括可编程单回路的调节器，例如著名的威尔公司的ssc-kmm，横河产的ys-80-slpc等。可编程单回路的核心是以微处理控制器，它的主要作用是输出和接受连续的、标准的模拟电信号，可以为用户实现编程、数字相关操作所对应的装置调节，综合实现回路控制、数字运算、数据通信和逻辑计算等复杂的功能，而且可以利用组态编程设计来实现不同的功能的组合，融入了总线技术的计算机数字化通信使得工厂信息网络加入了自动化控制系统和设备，这样形成的企业信息化网络底层最大限度发挥了智能仪表的作用。随着工业信息化在网络方面应用的步伐加速，在不久的未来将会出现以网络为通信基础的自动化仪表控制系统，实现多功能组合控制，这就意味着将来工作人员只需要坐在计算机面前就可以监控整个生产的

每个步骤，这就是将来被称之为扁平化的相关工业控制的网络。另外，全球都在高举能源节约、降低排放和发展低碳工业的旗帜，而且现在也是国家大力发展的主要方向，自动化控制系统的不断进步为现在这些主流方向的发展起到了推波助流的作用，在这基础上出现了一群如核电、风能、智能电网、高速列车和轨道交通之类的新型产业，因为这些产业和国民经济发展密切相关，所以对他们的可靠性提出了更高的要求即自动化控制系统设计的稳定性提出了更高的要求。自动化系统的发展环节为过程控制层、制造执行层和经营规划层三个关键部分组成的综合自动化控制系，因此企业首先要在各个层次上采用先进的和优化的技术，其次在系统的集成方面要采用优化操作、调度以及优化企业资源规划和经营管理以实现综合化一体化管理，这样才有利于企业达到总体的节能降耗和资源优化，这样才能紧密结合国家科技发展的方向，才能紧密结合人民需求的趋势。工业控制的主体是运用控制理论结合仪器仪表等，在加以网络计算机来实现控制数据和设备运行状态参数的通信，这样可以对工业生产过程实现全程的检测控制、优化调度和管理决策，实现产量的增加、质量的提高、消耗的降低、安全的确保。

五、结语

计算机技术的引入推动了现代自动化仪表技术的智能化、总线化、网络化的发展进程，而且它和工业局域网的融合极大的丰富和发展了自动控制机技术，所以仪表智能化不但改善了仪表本身的性能、改变了仪表控制系统的整体结构，功能也变得越来越完善，相