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1自動(dòng)化控制儀表的特點(diǎn)和分類

1.1自動(dòng)化控制儀表的分類。按控制儀表與裝置所用能源的不同，可以將其分為電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)和混合式等幾大類。其中，氣動(dòng)和液動(dòng)控制儀表和裝置發(fā)展最早，但電動(dòng)控制儀表與裝置發(fā)展異常迅速，現(xiàn)在已經(jīng)占絕對(duì)統(tǒng)治地位。氣動(dòng)控制儀表的特點(diǎn)是：性能穩(wěn)定，可靠性高，具有本質(zhì)安全防爆性能，不受電磁場(chǎng)干擾、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。在電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)高度發(fā)展的今天，氣動(dòng)控制儀表所占領(lǐng)地雖然已十分狹小，但在一些大型裝置的主體設(shè)備周圍，仍有采用基地式氣動(dòng)控制儀表對(duì)單一的工藝參數(shù)進(jìn)行就地單回路調(diào)節(jié)。尤其是氣動(dòng)執(zhí)行器，具有安全、可靠及工作平衡等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用仍十分廣闊，在許多由電動(dòng)控制儀表和裝置構(gòu)成的系統(tǒng)中，執(zhí)行器仍彩氣動(dòng)式的。因此，我國(guó)及世界上一些大型自動(dòng)控制儀表裝置生產(chǎn)公司仍在生產(chǎn)氣動(dòng)控制儀表。

電動(dòng)控制儀表與裝置都采用了電子技術(shù)，從原理上分，電子控制儀表與裝置又可分為兩大類：模擬式控制儀表與裝置和數(shù)字式控制儀表與裝置。模擬式控制儀表與裝置按結(jié)構(gòu)形式可分為基地式、單元組合式、組件組裝式三大類。

1）基地式控制儀表一般結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，它不僅能夠進(jìn)行控制，同時(shí)還可指示、記錄。因此適用于小型企業(yè)的單機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

2）單元組合式控制儀表應(yīng)用靈活、通用性強(qiáng)，便于控制儀表的生產(chǎn)、維護(hù)及備品庫(kù)存等。

3）組件組裝式控制儀表可由儀表制造廠預(yù)先根據(jù)用戶要求，組裝好整套自控系統(tǒng)，再以成套裝置形式提供給用戶，從而可使自控系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)施工、系統(tǒng)安裝和調(diào)試工作量大大減小，也使維護(hù)、檢修和系統(tǒng)改組工作大大簡(jiǎn)化。

1.2自動(dòng)化控制儀表的特點(diǎn)。數(shù)字模擬混合式系統(tǒng)：現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室裝置之間通信采用模擬信號(hào)4~20mA，數(shù)字控制儀表內(nèi)部的信號(hào)處理為數(shù)字信號(hào)，但輸入仍為4~20mA，控制裝置之間和控制裝置與上位計(jì)算機(jī)之間采用數(shù)字通信技術(shù)。例如目前數(shù)字控制儀表，DCS系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)，F(xiàn)CS系統(tǒng)等。三大控制系統(tǒng)之間的差異：目前，新型的DCS與新型的PLC，都有向?qū)Ψ娇繑n的趨勢(shì)。新型的DCS已有很強(qiáng)的順序控制功能；而新型的PLC，在處理閉環(huán)控制方面也不差，并且兩者都能組成大型網(wǎng)絡(luò)，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉。下面就僅以DCS與FCS進(jìn)行比較。DCS系統(tǒng)的關(guān)鍵是通信。也可以說數(shù)據(jù)公路是分散控制系統(tǒng)DCS的脊柱。由于它的任務(wù)是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網(wǎng)絡(luò)，因此，數(shù)據(jù)公路自身的設(shè)計(jì)就決定了總體的靈活性和安全性。目前在DCS系統(tǒng)中一般使用兩類通信手段，即同步的和異步的，同步通信依靠一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸和接收，異步網(wǎng)絡(luò)采用沒有時(shí)鐘的報(bào)告系統(tǒng)。數(shù)字通信和模擬信號(hào)通信方式比較：簡(jiǎn)化了硬件結(jié)構(gòu)，提高了裝置精度；提高了信號(hào)傳輸精度；傳輸?shù)男畔⒏迂S富；大大降低了布線的復(fù)雜性和費(fèi)用。

2產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)內(nèi)外主要差距

2.1創(chuàng)新能力方面。

1）擁有技術(shù)較少，開發(fā)能力弱。在我國(guó)對(duì)一些儀表的使用上面或者生產(chǎn)上面往往采取的就是單純引進(jìn)國(guó)外從相關(guān)技術(shù)，但是在對(duì)于技術(shù)的理解上面又缺乏投入，導(dǎo)致對(duì)于技術(shù)的消化情況并不是很好，也就造成了不斷的引進(jìn)，不斷的落后，再引進(jìn)再落后的局面。雖然在這方面我國(guó)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了問題的嚴(yán)重性，并且國(guó)內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)也在開發(fā)，但是所開發(fā)出來的產(chǎn)品在適應(yīng)性能上面效果并不是很好，而且在核心技術(shù)研發(fā)上面更是沒有取得成果，在產(chǎn)品的效率上面非常低下。所以目前我國(guó)相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品主要都是低端的，在高端市場(chǎng)我國(guó)缺乏相關(guān)的研究。

2）對(duì)于產(chǎn)品的創(chuàng)新理念并沒有形成。

在研發(fā)資金的投入上面，我國(guó)與國(guó)外相差極大，整體上差距5到10倍，并且在相關(guān)工藝上面也沒有達(dá)到生產(chǎn)要求的先進(jìn)水準(zhǔn)，并且在對(duì)于研發(fā)技術(shù)上并不是相當(dāng)重視，綜合原因?qū)е铝宋覈?guó)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與國(guó)外。缺乏創(chuàng)新理念是其中最為主要的一項(xiàng)問題，到目前為止，在我國(guó)還沒有一家科研機(jī)構(gòu)能夠達(dá)到與國(guó)外相近的水準(zhǔn)。其未來發(fā)展形勢(shì)堪憂。

3）外部市場(chǎng)環(huán)境對(duì)于國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的并不有利。現(xiàn)在很多企業(yè)對(duì)于國(guó)產(chǎn)的儀表采取的是懷疑態(tài)度，在性能上面并不認(rèn)可，主要的原因就是由于現(xiàn)在企業(yè)對(duì)于國(guó)內(nèi)發(fā)展的情況不太了解，由于對(duì)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的不認(rèn)可，導(dǎo)致害怕出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)損失就不去使用，這使得即使我國(guó)擁有跟國(guó)外儀表儀器較量的能力，但是由于市場(chǎng)的不認(rèn)可，使得我們根本沒有機(jī)會(huì)進(jìn)行高端市場(chǎng)。

2.2產(chǎn)品化方面。1）缺乏可靠性。同類產(chǎn)品上，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品與國(guó)外產(chǎn)品在質(zhì)量的等級(jí)上面相差許多，在使用時(shí)可靠性能嚴(yán)重不足。

2）整體技術(shù)落后。在儀表的所含技術(shù)上面，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品在精準(zhǔn)度上面偏差較大，并且智能化程度低。

3）缺乏有針對(duì)性的專用儀器儀表。近年來國(guó)外測(cè)量控制與儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)是開發(fā)儀器儀表與應(yīng)用對(duì)象緊密結(jié)合的軟硬件產(chǎn)品，最終向用戶提供個(gè)性化的解決方案。國(guó)內(nèi)缺乏針對(duì)流程工業(yè)使用對(duì)象而開發(fā)的與質(zhì)量、能耗、物耗、環(huán)保有關(guān)的在線分析、檢測(cè)儀器儀表，限制了流程工業(yè)綜合自動(dòng)化水平的提高。

2.3共性關(guān)鍵技術(shù)方面。

1）傳感器技術(shù)。傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)并列為信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱，美、歐、日等都把傳感器產(chǎn)業(yè)列為重點(diǎn)開發(fā)的關(guān)鍵科技領(lǐng)域。我國(guó)傳感器技術(shù)與國(guó)外的差距很大，如高精度壓力、差壓傳感器因用量大、技術(shù)復(fù)雜，成為了工業(yè)自動(dòng)化測(cè)控中最為重要的傳感器品種，高精度壓力、差壓傳感器目前有硅壓阻、硅電容、硅諧振三種原理，由此類傳感器為核心部件的高精度壓力、差壓傳感器年市場(chǎng)需求量已超過26萬臺(tái)，但是均被國(guó)外企業(yè)和外資企業(yè)壟斷。此外，固態(tài)硅傳感器技術(shù)、光纖傳感器技術(shù)、生物芯片技術(shù)、電化學(xué)傳感器技術(shù)、氣體傳感器技術(shù)、圖像傳感器技術(shù)、多傳感器技術(shù)等與國(guó)外相比也存在較大地差距。

2）精密加工和特殊工藝技術(shù)。高檔儀器和精密儀表的研制開發(fā)取決于精密加工水平，大量高中檔品的核心技術(shù)涉及專用特殊工藝，我國(guó)高中檔檢測(cè)設(shè)備與國(guó)外的差距很大程度上是精密加工和特殊工藝技術(shù)的差距。當(dāng)前的重點(diǎn)是研究和發(fā)展多維精密加工工藝，精密成型工藝，球面、非球面光學(xué)元件精密加工工藝，晶體光學(xué)元件磨削工藝，特殊光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)與制備工藝，精密光柵刻劃復(fù)制工藝，特殊焊接、黏接、燒結(jié)等特殊連接工藝，專用芯片加工技術(shù)，MEMS技術(shù)等。

3）智能化技術(shù)。智能化技術(shù)是儀器儀表和測(cè)控設(shè)備的發(fā)展方向。國(guó)外產(chǎn)品普遍具有強(qiáng)大的智能化功能，如具有自校準(zhǔn)、自檢測(cè)、自診斷、自適應(yīng)功能；具有復(fù)雜運(yùn)算和誤差修正的數(shù)據(jù)處理能力；

具有復(fù)雜控制，并可靈活改變和擴(kuò)展功能等。我國(guó)儀器儀表和測(cè)控設(shè)備在智能化方面還有很多工作需要做。

結(jié)語(yǔ)：對(duì)于現(xiàn)在的工業(yè)發(fā)展來說，控制儀表占有相當(dāng)重要的地位，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在儀表的控制上面也得到了很大程度上的發(fā)展，使得它對(duì)工業(yè)的發(fā)展起到了促進(jìn)的作用。雖然在這方面我國(guó)還沒有形成一個(gè)具有很強(qiáng)科研能力的體系，但是隨著我國(guó)整體科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在不久的將來我國(guó)一定會(huì)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的儀表控制系統(tǒng)。

摘要：在工業(yè)設(shè)備中，控制儀表具有著重要的作用，它能夠使設(shè)備正常運(yùn)行，并且提供一個(gè)安全的保障依據(jù)，對(duì)于現(xiàn)在大部分設(shè)備來說，控制儀表的存在已經(jīng)是必不可少的了。由此可以看出，對(duì)于控制儀表的開發(fā)和利用，將能夠使我國(guó)的工業(yè)發(fā)展更加快速和完善?，F(xiàn)階段已經(jīng)生產(chǎn)出來了自動(dòng)化控制儀表，并在工業(yè)設(shè)備上面廣泛運(yùn)用，但是在自動(dòng)化儀表的研發(fā)上面我國(guó)卻沒有多少的成果，所以，我們要加大對(duì)于自動(dòng)化儀表的研發(fā)，使得我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程更加快速。

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