自動(dòng)化儀表（技術(shù)工具）

自動(dòng)化儀表（技術(shù)工具）技術(shù)工具01設(shè)備簡(jiǎn)介結(jié)構(gòu)設(shè)備性能工業(yè)應(yīng)用發(fā)展歷史發(fā)展趨勢(shì)目錄0305020406基本信息自動(dòng)化儀表，是由若干自動(dòng)化元件構(gòu)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(shù)種功能，如測(cè)量、顯示、記錄或測(cè)量、控制、報(bào)警等。自動(dòng)化儀表本身是一個(gè)系統(tǒng)，又是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。自動(dòng)化儀表是一種“信息機(jī)器”，其主要功能是信息形式的轉(zhuǎn)換，將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)。信號(hào)可以按時(shí)間域或頻率域表達(dá)，信號(hào)的傳輸則可調(diào)制成連續(xù)的模擬量或斷續(xù)的數(shù)字量形式。設(shè)備簡(jiǎn)介設(shè)備簡(jiǎn)介自動(dòng)化儀表自動(dòng)化儀表（英文：automaticinstruments）是用以檢出、測(cè)量、觀察、計(jì)算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設(shè)備。真空檢漏儀、壓力表、測(cè)長(zhǎng)儀、顯微鏡、乘法器等均屬于儀器儀表。廣義來(lái)說(shuō)，儀器儀表也可具有自動(dòng)控制、報(bào)警、信號(hào)傳遞和數(shù)據(jù)處理等功能，例如用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制中的氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表，和電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表，以及集散型儀表控制系統(tǒng)也皆屬于儀器儀表。儀器儀表能改善、擴(kuò)展或補(bǔ)充人的官能。人們用感覺器官去視、聽、嘗、摸外部事物，而顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、聲級(jí)計(jì)、酸度計(jì)、高溫計(jì)等儀器儀表，可以改善和擴(kuò)展人的這些官能；另外，有些儀器儀表如磁強(qiáng)計(jì)、射線計(jì)數(shù)計(jì)等可感受和測(cè)量到人的感覺器官所不能感受到的物理量；還有些儀器儀表可以超過(guò)人的能力去記錄、計(jì)算和計(jì)數(shù)，如高速照相機(jī)、計(jì)算機(jī)等。自動(dòng)化檢測(cè)儀表是自控系統(tǒng)中關(guān)鍵的子系統(tǒng)之一。一般的自動(dòng)化檢測(cè)儀表主要由三個(gè)部分組成：①傳感器，利用各種信號(hào)檢測(cè)被測(cè)模擬量；②變送器，將傳感器所測(cè)量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?～20mA的電流信號(hào)，并送到可編程序控制器中；③顯示器，將測(cè)量結(jié)果直觀地顯示出來(lái)，提供結(jié)果。自動(dòng)化檢測(cè)儀表以其測(cè)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(yīng)用，而且自動(dòng)化檢測(cè)儀表內(nèi)部具有與微機(jī)的接口，更是自動(dòng)化控制系統(tǒng)重要的部分，被稱為自動(dòng)化控制系統(tǒng)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?jī)x表及一些過(guò)程分析儀表等。工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用“十二五”期間，我國(guó)儀器儀表市場(chǎng)容量很大，應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，但應(yīng)用領(lǐng)域需求相對(duì)集中，應(yīng)用要求迫切的領(lǐng)域主要有：鋼鐵電力、煤炭化工、石油、醫(yī)藥、輕工等產(chǎn)業(yè)部門。這些產(chǎn)業(yè)部門除了有上千項(xiàng)新建工程需要配置大量自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)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(jiān)測(cè)和污染源監(jiān)測(cè)等方面。針對(duì)我國(guó)具體國(guó)情，環(huán)保主要解決我國(guó)水環(huán)境、大氣環(huán)境兩個(gè)戰(zhàn)略性和全局性的大環(huán)境生態(tài)污染問(wèn)題。隨著節(jié)能降耗、減少排放和低碳經(jīng)濟(jì)成為國(guó)家長(zhǎng)期國(guó)策。2、電工儀器儀表電工儀器儀表在國(guó)家電網(wǎng)公司提出，要大力推進(jìn)以特高壓電網(wǎng)為龍頭、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、健全智能電網(wǎng)的原則，同時(shí)還明確了電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)是我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分后，智能電網(wǎng)建設(shè)漸進(jìn)式發(fā)展起來(lái)。而電網(wǎng)建設(shè)是全球性行為，是長(zhǎng)期、漸進(jìn)式的剛性市場(chǎng)，為電工儀器儀表行業(yè)的重大發(fā)展機(jī)遇。3、工業(yè)自動(dòng)化儀表工業(yè)自動(dòng)化儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動(dòng)化儀表。結(jié)構(gòu)組成分類結(jié)構(gòu)分類檢測(cè)與過(guò)程控制儀表(通常稱自動(dòng)化儀表)分類方法很多，根據(jù)不同原則可以進(jìn)行相應(yīng)的分類。例如按儀表所使用的能源分類，可以分為氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表和液動(dòng)儀表(很少見)；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(xiàn)場(chǎng)儀表、盤裝儀表和架裝儀表。隨著微處理機(jī)的蓬勃發(fā)展，根據(jù)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(jù)儀表信號(hào)的形式可分為模似儀表和數(shù)字儀表。調(diào)節(jié)閥根據(jù)其結(jié)構(gòu)特哄和流量特性不同進(jìn)行分類例如變送器具有多種功能，溫度變送器可以劃歸溫度檢測(cè)儀表，差壓變送器可以劃歸流檢測(cè)儀表組成無(wú)紙記錄儀顯示儀表根據(jù)記錄和指示、模擬與數(shù)字等功能，又可分為記錄儀表和指示儀表、模擬儀表和數(shù)顯儀表，其中記錄儀表又可分為單點(diǎn)記錄和多點(diǎn)記錄（指示亦可以有單點(diǎn)和多點(diǎn)），其中又有在紙記錄或無(wú)紙記錄，若是有紙記錄又分筆錄和打印記錄。調(diào)節(jié)儀表可是以分為基地式調(diào)節(jié)儀表和單元組合式調(diào)節(jié)儀表。由于微處理機(jī)引入，又有可編程調(diào)節(jié)器與固定程序調(diào)節(jié)器之分。自動(dòng)化儀表執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)按能源劃分有氣動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)執(zhí)行器和液動(dòng)執(zhí)行器，按結(jié)構(gòu)形式可以分為薄膜式、活塞式（氣缸式）和長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)閥根據(jù)其結(jié)構(gòu)特噗和流量特性不同進(jìn)行分類，按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分通常有直通單座、直通雙座、三通、角形、隔膜、蝶形、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)、套筒（籠式）、閥體分離等，按流量特性分為直線、對(duì)數(shù)（等面分比）、拋物線、快開等。數(shù)據(jù)采集工作站這類分類方法相對(duì)比較合理，儀表覆蓋面也比較廣，但任何一種分類方法均不能將所有儀表分門別類地劃分得井井有序，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(cè)儀表，差壓變送器可以劃歸流量檢測(cè)儀表，壓力變送器可以劃歸壓檢測(cè)儀表，若用兀壓法測(cè)液位可以劃歸物位檢測(cè)儀表，很難確切劃歸哪一類，中外單元組合儀表中的計(jì)算和輔助單元也很難歸并。發(fā)展歷史發(fā)展歷史早期發(fā)展與自動(dòng)化工業(yè)儀表的出現(xiàn)工業(yè)儀表在我國(guó)出現(xiàn)較早，剛開始出現(xiàn)時(shí)主要運(yùn)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(dāng)時(shí)工業(yè)儀表被稱作是熱工表。最早生產(chǎn)出的工業(yè)儀表主要有液動(dòng)式以及機(jī)械式兩種，而且體積也較大，主要作用是進(jìn)行檢測(cè)記錄與簡(jiǎn)單的控制，運(yùn)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(duì)這種工業(yè)儀表進(jìn)行了發(fā)展與優(yōu)化，針對(duì)其不能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的問(wèn)題研制出了氣動(dòng)儀表，這種儀表具備了壓力信號(hào)與遠(yuǎn)程發(fā)送器，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離的檢測(cè)記錄與控制，在這個(gè)基礎(chǔ)上有出現(xiàn)了可調(diào)節(jié)的電子儀表。在二十世紀(jì)五十年代左右，首次出現(xiàn)了電動(dòng)式儀表，它主要是利用各種電子儀器對(duì)工業(yè)儀表進(jìn)行控制。再后來(lái)，集成電路與半導(dǎo)體技術(shù)得到了一定的發(fā)展出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，這才逐漸出現(xiàn)了自動(dòng)化技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，并開始在化工行業(yè)中得到運(yùn)用。自動(dòng)化工業(yè)儀表的真正出現(xiàn)是在二十世紀(jì)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(jié)合，然后通過(guò)組裝的電子設(shè)備進(jìn)行綜合控制，后來(lái)隨著控制技術(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(xiàn)了真正的自動(dòng)化工業(yè)儀表。隨著自動(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(xiàn)代工業(yè)發(fā)展必不可少的一個(gè)重要工具。設(shè)備性能設(shè)備性能衡量?jī)x器儀表性能的主要技術(shù)指標(biāo)有精確度、靈敏度、響應(yīng)時(shí)間等。精確度表示儀表測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量真值的一致程度。儀器儀表的精確度常用精確度等級(jí)來(lái)表示，例如0.1級(jí)、0.2級(jí)、0.5級(jí)、1.0級(jí)、1.5級(jí)等。0.1級(jí)表儀表總的誤差不超過(guò)±0.1%范圍。精確度等級(jí)數(shù)小，說(shuō)明儀表的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小，也就是這種儀表精密。靈敏度表示當(dāng)被測(cè)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(cè)量的最小被測(cè)量。響應(yīng)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(dá)最終穩(wěn)定值的時(shí)間間隔，一般規(guī)定以到達(dá)穩(wěn)定值的95%時(shí)的時(shí)間為準(zhǔn)。此外，還有重復(fù)性、線性度、滯環(huán)、死區(qū)、漂移等性能技術(shù)指標(biāo)。發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(duì)自動(dòng)化儀表的革新產(chǎn)生了深遠(yuǎn)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(duì)象的全方位信息，而且完全突破了傳統(tǒng)的光、機(jī)、電的框架，朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、總線化、開放性的方向發(fā)展。智能化電能質(zhì)量分析儀現(xiàn)代自動(dòng)化儀表的智能化是指采用大規(guī)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(diào)內(nèi)部操作，使儀表具有智能化處理的功能，在完成輸入信號(hào)的非線性處理，溫度與壓力的補(bǔ)償，量程刻度標(biāo)尺的變換，零點(diǎn)的漂移與修正，故障診斷等基礎(chǔ)上，還可完成對(duì)工業(yè)過(guò)程的控制，使控