自動(dòng)化儀表（由若干自動(dòng)化元件構成的設備）
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自動(dòng)化儀表
本詞條是多義詞，共2個(gè)義項
由若干自動(dòng)化元件構成的設備
自動(dòng)化儀表，是由若干自動(dòng)化元件構成的，具有較完善功能的自動(dòng)化技術(shù)工具。它一般同時(shí)具有數種功能，如測量、顯示、記錄或測量、控制、報警等。自動(dòng)化儀表本身是一個(gè)系統，又是整個(gè)自動(dòng)化系統中的一個(gè)子系統。自動(dòng)化儀表是一種“信息機器”，其主要功能是信息形式的轉換，將輸入信號轉換成輸出信號。信號可以按時(shí)間域或頻率域表達，信號的傳輸則可調制成連續的模擬量或斷續的數字量形式。
基本信息
| 中文名 | 自動(dòng)化儀表 |
| 別名 | 自動(dòng)化技術(shù)工具 |
| 外文名 | automatic instruments |
| 功能 | 測量、觀(guān)察、計算各種物理量 |
| 說(shuō)明 | 是由若干自動(dòng)化元件構成的 |
簡(jiǎn)介
自動(dòng)化儀表
自動(dòng)化檢測儀表是自控系統中關(guān)鍵的子系統之一。一般的自動(dòng)化檢測儀表主要由三個(gè)部分組成：①傳感器，利用各種信號檢測被測模擬量；②變送器，將傳感器所測量的模擬信號轉變?yōu)? ～ 20mA 的電流信號，并送到可編程序控制器中；③顯示器，將測量結果直觀(guān)地顯示出來(lái)，提供結果。
自動(dòng)化檢測儀表以其測量精確、顯示清晰、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應用，而且自動(dòng)化檢測儀表內部具有與微機的接口，更是自動(dòng)化控制系統重要的部分，被稱(chēng)為自動(dòng)化控制系統的眼睛。自動(dòng)化儀表主要有溫度儀表、壓力儀表、物位儀表、流量?jì)x表及一些過(guò)程分析儀表等。
1、溫度儀表
溫度儀表
2、壓力儀表
3、物料儀表
4、流量?jì)x表
流量?jì)x表
5、在線(xiàn)過(guò)程分析儀
從工藝上看，生產(chǎn)過(guò)程中對溫度、壓力、流量、液位等工藝參數的保證，只是間接保證最終產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的質(zhì)量合格，所以對過(guò)程中物料成分的直接分析和對最終產(chǎn)品的成分分析是非常重要的。
工業(yè)應用
“十二五”期間，我國儀器儀表市場(chǎng)容量很大，應用領(lǐng)域廣闊，但應用領(lǐng)域需求相對集中，應用要求迫切的領(lǐng)域主要有：鋼鐵電力、煤炭化工、石油、醫藥、輕工等產(chǎn)業(yè)部門(mén)。
這些產(chǎn)業(yè)部門(mén)除了有上千項新建工程需要配置大量自動(dòng)化儀表與控制系統外，還有上萬(wàn)個(gè)企業(yè)需要進(jìn)行技術(shù)改造，為此必須替換舊型儀表或零部件需求量極其龐大。
1、環(huán)保儀器儀表
環(huán)保儀器儀表主要用在環(huán)境質(zhì)量監測和污染源監測等方面。針對我國具體國情，環(huán)保主要解決我國水環(huán)境、大氣環(huán)境兩個(gè)戰略性和全局性的大環(huán)境生態(tài)污染問(wèn)題。隨著(zhù)節能降耗、減少排放和低碳經(jīng)濟成為國家長(cháng)期國策。
2、電工儀器儀表
電工儀器儀表
工業(yè)自動(dòng)化儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的主控系統裝置及智能化儀表、特種和專(zhuān)用自動(dòng)化儀表。從市場(chǎng)需求看，我國工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)需求日旺。據中國儀器儀表協(xié)會(huì )預測，到十一五末，工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)需求將超過(guò)1000億元。另隨著(zhù)國家對民生關(guān)注的大大提高，一些與民生相關(guān)的需求也提到日程上來(lái)，也對儀器儀表提出新的要求和市場(chǎng)需求。
結構
分類(lèi)
檢測與過(guò)程控制儀表(通常稱(chēng)自動(dòng)化儀表)分類(lèi)方法很多，根據不同原則可以進(jìn)行相應的分類(lèi)。
例如按儀表所使用的能源分類(lèi)，可以分為氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表和液動(dòng)儀表(很少見(jiàn))；按儀表組合形式，可以分為基地式儀表、單元組合儀表和綜合控制裝里；按儀表安裝形式，可以分為現場(chǎng)儀表、盤(pán)裝儀表和架裝儀表。隨著(zhù)微處理機的蓬勃發(fā)展，根據儀表有否引入微處理器又可分為智能儀表與非智能儀表。根據儀表信號的形式可分為模似儀表和數字儀表。
調節閥根據其結構特哄和流量特性不同進(jìn)行分類(lèi)
組成
無(wú)紙記錄儀
自動(dòng)化儀表
這類(lèi)分類(lèi)方法相對比較合理，儀表覆蓋面也比較廣，但任何一種分類(lèi)方法均不能將所有儀表分門(mén)別類(lèi)地劃分得井井有序，它們中間互有滲透，彼此溝通。例如變送器具有多種功能，溫度變送器可以劃歸溫度檢測儀表，差壓變送器可以劃歸流量檢測儀表，壓力變送器可以劃歸壓檢測儀表，若用兀壓法測液位可以劃歸物位檢測儀表，很難確切劃歸哪一類(lèi)，中外單元組合儀表中的計算和輔助單元也很難歸并。
發(fā)展歷史
早期發(fā)展
工業(yè)儀表在我國出現較早，剛開(kāi)始出現時(shí)主要運載在冶金、熱能動(dòng)力、石油煉制以及化工等熱力生產(chǎn)行業(yè)中，所以在當時(shí)工業(yè)儀表被稱(chēng)作是熱工表。最早生產(chǎn)出的工業(yè)儀表主要有液動(dòng)式以及機械式兩種，而且體積也較大，主要作用是進(jìn)行檢測記錄與簡(jiǎn)單的控制，運用起來(lái)極不靈活而且功能較少，不能夠在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮很大的作用。后來(lái)人們對這種工業(yè)儀表進(jìn)行了發(fā)展與優(yōu)化，針對其不能進(jìn)行遠程控制的問(wèn)題研制除了氣動(dòng)儀表，這種儀表具備了壓力信號與遠程發(fā)送器，可以進(jìn)行遠距離的檢測記錄與控制，在這個(gè)基礎上有出現了可調節的電子儀表。在二十世紀五十年代左右，首次出現了電動(dòng)式儀表，它主要是利用各種電子儀器對工業(yè)儀表進(jìn)行控制。再后來(lái)，集成電路與半導體技術(shù)得到了一定的發(fā)展出現了計算機信息技術(shù)，這才逐漸出現了自動(dòng)化技術(shù)，計算機技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，并開(kāi)始在化工行業(yè)中得到運用。
自動(dòng)化工業(yè)儀表的真正出現是在二十世紀的八十年代，人們通過(guò)一種控制裝置把自動(dòng)化技術(shù)與工業(yè)儀表進(jìn)行了有效結合，然后通過(guò)組裝的電子設備進(jìn)行綜合控制，后來(lái)隨著(zhù)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)逐漸成為了工業(yè)儀表發(fā)展的主要工具，也就出現了真正的自動(dòng)化工業(yè)儀表。隨著(zhù)自動(dòng)化儀表技術(shù)的不但發(fā)展，其體積越來(lái)越小，功能越來(lái)越全，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮的作用也越來(lái)越明顯，成為現代工業(yè)發(fā)展必不可少的一個(gè)重要工具。
電子式儀表的出現
在計算機技術(shù)出現之前出現了微電子技術(shù)，這種技術(shù)在自動(dòng)化工業(yè)儀表中得到運用后，使自動(dòng)化工業(yè)儀表逐漸呈現除了科技化與產(chǎn)業(yè)化。這種工業(yè)儀表主要是通過(guò)電子控制器來(lái)實(shí)現對故障的診斷，在電子式自動(dòng)化工業(yè)儀表工作往往會(huì )由于各種電信號信息的不穩定而不能及時(shí)發(fā)現工作中的各種問(wèn)題，存在著(zhù)極大的弊端。人們對這種工業(yè)儀表進(jìn)行更新與發(fā)展后，逐步出現了智能化、數字化的智能型自動(dòng)化工業(yè)儀表，這種智能化的工業(yè)儀表通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò )技術(shù)來(lái)代替人工進(jìn)行工作，初步實(shí)現了工業(yè)儀表的真正意義上的自動(dòng)化。
智能型儀表的出現
隨著(zhù)社會(huì )信息技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化工業(yè)儀表在發(fā)展的過(guò)程中也表現出了開(kāi)放性、總線(xiàn)性、網(wǎng)絡(luò )化以及智能化等特點(diǎn)。自動(dòng)化工業(yè)儀表主要是通過(guò)采用接口通信、微處理器以及集成電路等現代化網(wǎng)絡(luò )技術(shù)來(lái)實(shí)現其智能化的，這些技術(shù)可以利用一些嵌入式軟件對自動(dòng)化工業(yè)儀表的內部操作進(jìn)行協(xié)調，從而使其具備智能化處理能力。在這個(gè)基礎上對各種輸入信號進(jìn)行非線(xiàn)性處理，并通過(guò)壓力與溫度進(jìn)行補償，再通過(guò)故障診斷以及零點(diǎn)的修正與漂移等過(guò)程來(lái)逐步實(shí)現自動(dòng)化工業(yè)儀表的總線(xiàn)控制，這種總線(xiàn)控制式自動(dòng)化工業(yè)儀表是未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的重點(diǎn)?？傊?，未來(lái)自動(dòng)化工業(yè)儀表的發(fā)展離不開(kāi)計算機信息技術(shù)的支持，只有把計算機數字化技術(shù)充分運用到自動(dòng)化工業(yè)儀表中，才能使自動(dòng)化工業(yè)儀表取得進(jìn)一步發(fā)展。
性能
衡量?jì)x器儀表性能的主要技術(shù)指標有精確度、靈敏度、響應時(shí)間等。精確度表示儀表測量結果與被測量真值的一致程度。儀器儀表的精確度常用精確度等級來(lái)表示，例如0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級等。0.1級表儀表總的誤差不超過(guò)±1.0%范圍。精確度等級數小，說(shuō)明儀表的系統誤差和隨機誤差都小，也就是這種儀表精密。靈敏度表示當被測的量有一個(gè)很小的增量時(shí)與此增量引起儀表示值增量之比，它反映儀表能夠測量的最小被測量。響應時(shí)間是指儀表輸入一個(gè)階躍量時(shí)，其輸出由初始值第一次到達最終穩定值的時(shí)間間隔，一般規定以到達穩定值的95%時(shí)的時(shí)間為準。此外，還有重復性、線(xiàn)性度、滯環(huán)、死區、漂移等性能技術(shù)指標。
發(fā)展趨勢
微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等日新月異發(fā)展的新技術(shù)對自動(dòng)化儀表的革新產(chǎn)生了深遠的影響，已成為工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表發(fā)展的新的推動(dòng)力，使工業(yè)自動(dòng)化儀表不僅能夠更高速、更靈敏、更可靠、更簡(jiǎn)捷地獲取對象的全方位信息，而且完全突破了傳統的光、機、電的框架，朝著(zhù)智能化、網(wǎng)絡(luò )化、總線(xiàn)化、開(kāi)放性的方向發(fā)展。
智能化
現代自動(dòng)化儀表的智能化是指采用大規模集成電路技術(shù)、微處理器技術(shù)、接口通信技術(shù)，利用嵌入式軟件協(xié)調內部操作，使儀表具有智能化處理的功能，在完成輸入信號的非線(xiàn)性處理，溫度與壓力的補償，量程刻度標尺的變換，零點(diǎn)的漂移與修正，故障診斷等基礎上，還可完成對工業(yè)過(guò)程的控制，使控制系統的危險進(jìn)一步分散，并使其功能進(jìn)一步增強。這類(lèi)產(chǎn)品以數字輸出形式出現，不但大大提升了儀表性能，而且便于信息溝通，還可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )組成新型的、開(kāi)放式的過(guò)程控制系統。
總線(xiàn)化
過(guò)程控制系統自動(dòng)化中的現場(chǎng)設備通常稱(chēng)為現場(chǎng)儀表?，F場(chǎng)儀表主要有變送器，執行器，在線(xiàn)分析儀表及其它檢測儀表?，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的廣泛應用，使組建集中和分布式測試系統變得更為容易。然而集中測控越來(lái)越不能滿(mǎn)足復雜、遠程及范圍較大的測控任務(wù)的需求，必須組建一個(gè)可供各現場(chǎng)儀表數據共享的網(wǎng)絡(luò )，現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（FCS）正是在這種情況下出現的。它是一種用于各種現場(chǎng)智能化儀表與中央控制之間的一種開(kāi)放、全數字化、雙向、多站的通信系統?，F場(chǎng)總線(xiàn)已成為全球自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的重要表現形式，它為過(guò)程測控儀表的發(fā)展提供了千載難逢的發(fā)展機遇，并為實(shí)現進(jìn)一步的高精度、高穩定、高可靠、高適應、低消耗等方面提供了巨大動(dòng)力和發(fā)展空間。同時(shí)，各現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統制造廠(chǎng)家為了使自己的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（FCS）能得到應用，紛紛推出與其控制系統配套的具有現場(chǎng)總線(xiàn)功能的測量?jì)x表和調節閥，形成了較為完整的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統體系?？偠灾?，總線(xiàn)化現場(chǎng)儀表功能豐富，在FC S中，幾乎不存在單一功能的現場(chǎng)儀表。如橫河川儀生產(chǎn)的EJA系列FF現場(chǎng)總線(xiàn)壓力變送器，具有2個(gè)相互獨立的AI（模入）功能模塊，分別計算差壓和靜壓。它的自診斷不但可以檢測出壓力超界，環(huán)境溫度過(guò)高，量程設置錯誤，而且還能檢測出壓力傳感器、溫度傳感器以及放大器、模塊等硬件故障。
溫度傳感器
網(wǎng)絡(luò )化
現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)采用計算機數字化通信技術(shù)，使自動(dòng)控制系統與現場(chǎng)設備加入工廠(chǎng)信息網(wǎng)絡(luò )，成為企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò )底層，可使智能儀表的作用得以充分發(fā)揮。隨著(zhù)工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，以網(wǎng)絡(luò )結構體系為主要特征的新型自動(dòng)化儀表，即IP智能現場(chǎng)儀表代表了新一代控制網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的必然趨勢。圖1顯示了基于嵌入式Internet的控制網(wǎng)絡(luò )體系結構。其特點(diǎn)是：首先Ethernet貫穿于網(wǎng)絡(luò )的各個(gè)層次，它使網(wǎng)絡(luò )成為透明的，覆蓋整個(gè)企業(yè)范圍的應用實(shí)體。它實(shí)現了真正意義上的辦公自動(dòng)化與工業(yè)自動(dòng)化的無(wú)縫結合，因而我們稱(chēng)它為扁平化的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )。其良好的互連性和可擴展性使之成為一種真正意義上的全開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )體系結構，一種真正意義上的大統一。因此，基于嵌入式Internet的控制網(wǎng)絡(luò )代表了新一代控制網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的必然趨勢，新一代智能儀表—IP智能現場(chǎng)儀表的應用將越來(lái)越廣泛。
開(kāi)放性
測控儀器越來(lái)越多采用以Windows/CE、Linux、VxWorks等嵌入式操作系統為系統軟件核心和高性能微處理器為硬件系統核心的嵌入式系統技術(shù)，未來(lái)的儀器儀表和計算機的聯(lián)系也將會(huì )日趨緊密，Agilent公司表示儀器儀表設備上應當具備計算機的所有接口，如USB接口、打印機接口、局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )接口等，測量的數據也應通過(guò)USB接口存儲在可移動(dòng)存儲設備中，使用這樣的儀器儀表設備和操作一臺簡(jiǎn)易電腦簡(jiǎn)直是如出一轍。齊備的接口可連接多種現場(chǎng)測控儀表或執行器設備，在過(guò)程控制系統主機的支持下，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )形成具有特定功能的測控系統，實(shí)現了多種智能化現場(chǎng)測控設備的開(kāi)放式互連系統。
現代工業(yè)企業(yè)中的控制系統將向著(zhù)智能化、總線(xiàn)化、網(wǎng)絡(luò )化、一體化的方向發(fā)展。自動(dòng)智能化儀表越來(lái)越廣泛的應用在各個(gè)領(lǐng)域。高度發(fā)展的現代自動(dòng)控制技術(shù)在各行各業(yè)中的運用，必然帶來(lái)更高、更好得到發(fā)展。
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
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