自动化仪表发展前瞻
摘要:从古代的司南到17～18世纪的简单检流计再到如今的智能化仪表,仪表的发展实现了从质到质的飞跃。经济、科学技术的不断发展必然催生和带动仪表的不断发展变化。
关键词:自动化仪表 智能化 网络化
仪器仪表发展已有悠久的历史。据《韩非子>有度》记载,中国在战国时期已有了利用天然磁铁制成的指南仪器,称为司南。古代的仪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器。17～18世纪,欧洲的一些物理学家开始利用电流与磁场作用力的原理制成简单的检流计;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逐渐得到了发展。19世纪到20世纪,工业革命和现代化大规模生产促进了新学科和新技术的发展,后来又出现了电子计算机和空间技术等,仪器仪表因而也得到迅速的发展。现代仪器仪表已成为测量、控制和实现自动化必不可少的技术工具。
传统的测量仪器主要由3个功能块组成:信号的采集与控制单元、信号的分析与处理单元、结果的表达与输出单元。由于这些功能块基本上是以硬件或固化的软件形式存在,因此传统仪器的设计复杂,灵活性差,给它的发展带来了很大的局限性。90年代以来,在高准确度、高性能、多功能的测量仪器中基本上都采用了微处理器技术。随着以知识经济为特征的信息时代的到来,人们认识仪器仪表的观念又进一步更新。自动化技术不断朝着系统化、柔性化、集成化和智能化方向发展。自动化技术不断提高光电子、自动化控制系统、传统制造等行业的技术水平和市场竞争力,它与光电子、计算机、信息技术的融合和创新,不断创造和形成新的行业经济增长点,同时不断提供新的行业发展的管理战略哲学。自动化技术的不断推进不可避免地推动、引领自动化仪器仪表的发展。从当前的发展形势来看,自动化仪器仪表发展趋势呈以下样态。
第一,控制目标由实现过程工艺参数的稳定运行发展为以最优质量为指标的最优控制。现代仪表的智能化是实现指标最优控制的根本途径。所谓自动化仪表的智能化是指采用大规模集成电路技术、微处理器技术、接口通信技术,利用嵌入式软件协调内部操作,使仪表具有智能化处理的功能,在完成输入信号的非线性处理,零点的漂移与修正,温度与压力的补偿,量程刻度标尺的变换,故障诊断等基础上,还可完成对工业过程的控制,使控制系统的危险进一步分散,并使其功能进一步增强。现场仪表主要有变送器,执行器,在线分析仪表及其它检测仪表等。自动...
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