自动化仪表控制系统技术发展趋势展望

自动化仪表控制系统技术发展趋势展望

由于科学技术的快速进步以及人工智能的不断发展，自动化仪表控制系统对于设备而言发挥了愈来愈关键的作用，通过使用嵌入式微机使得自动化仪表的结构设计与概念发生了根本改变，对系统的发展也有比深远的影响。利用对自动化仪表的发展进行分析，对于其具有智能化、网络化、总线化以及开放性的基本特点以及发展方向进行讨论。

标签：自动化仪表；计算机控制系统；嵌入式

1自动化仪表控制系统的简要介绍

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。

2自动化仪表的发展

由于计算机技术的快速进步与迅猛发展，自动化仪表也得到了突飞猛进地发展，尤其是在过程自动化的实现、对测量数据进行处理以及系统控制等这些方面获得了长足的进步。进入21世纪之后，部分准确度与性能比较高的以及功能较多的测量仪器均已经嵌入微型处理器。我们国家的自动化仪表已经具备了网络化、智能化、总线化以及开放性等特点，尽管从整体而言和国外先进的技术相比较还存在一定的差距，然而在部分领域也达到领先世界的水平。此外，最近几年以来温度仪表的重大进展是红外热像仪的得到非常广泛地运用。我国制造的低端压力以及带热功能的压力变送器在最近几年也获得快速的发展，品种与规格齐全、价格低廉，在市场上具有很强的竞争力。最近几年以来，控制阀行业也取得了明显地进步，产品的“跑”、“冒”、“滴”、“漏”等问题有了明显的改进，很多产品的质量已经达到国际先进的水平。在控制系统领域的发展也是让人振奋。

3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。

3.1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、现代图形显示技术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。我国生产的DCS系统早已运用于大型超临界火力发电机组的控制系统。

3.2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。

3.3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。

现代先进的智能化的自动化仪表技术的发展不仅使得仪表自身的性能得到提升，对于控制网络的体系结构也产生了重大影响，它不再是只有单一功能固定结构，其适应性不断增强，功能也愈来愈完善，可以肯定的是，新一代的智能化仪器仪表将会在计算机信息网络技术的支撑下获得更加广泛的运用。

参考文献

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