浅谈自动化仪表控制系统应用及发展趋势

浅谈自动化仪表控制系统应用及发展趋势

柴磊

中韩（武汉）石油化工有限公司430082

摘要：自动化仪表控制系统作为装备系统的神经中枢，对推动国内装备工业可持续发展，促进社会经济快速发展具有重要作用，强化其应用和发展的专项研讨对深化我们认识自动化仪表控制系统产生积极影响。本文在对自动化仪表控制系统的常见应用进行阐述的基础上，对其未来的发展趋势进行了展望。

关键词：自动化仪表；控制系统；应用；发展趋势

在自动化技术迅猛发展的背景下，工业领域中的许多生产设备、生产系统、生产运营模式等都开始加快搭接自动化技术，力求可以进一步提高工业生产操作的效率，降低生产成本，推动工业生产向智能化、自动化方向发展。其中自动化仪表控制系统则是自动化仪表与自动化控制技术有效结合的一个重要产物，在释放传统生产模式劳动力，增加企业生产效益方面具有积极的影响。

一、自动化仪表控制系统的主要应用

1.1数据存储功能的应用

在以往工业生产中所用的仪表控制系统主要采取数字化方式，将设备的各类参数等数据展示给生产人员，而他们则需要记录不同条件下不同时期的相关运行数据，并通过对这些运行数据进行仔细分析来预测和判断仪表控制系统的实际变化情况。由于以往仪表设备的构成主要包括计时电路和逻辑电路两个组成部分，其仅仅只能够在某一时刻才能够对相应的运行数据进行记录。基于该种运行情况，负责仪表控制操作的相关生产人员需要对这些仪表等监控仪器设备进行实时监控，这样会极大地增加工业化生产过程中的人力成本，并且无法实现仪表设备的连续化数据监测和记录功能。由于无法确保仪表记录数据的连续性和完整性，使得生产过程中仪表监测的温度指标、空气压力指标以及机械设备运行指标等相关运行数据无法得到全面反映。而在实际的工业生产过程中如果可以灵活地采用自动化仪表控制系统，那么可以彻底弥补传统仪表应用中存在的上述不足，实现对各种监测数据的连续性、实时性监测与记录存储，同时各类设备运行中的监测数据可以在后台传输给处理器，对比生产人员预先设定的标准来分析和研究监测所得到的数据，这样可以实现对监控数据的自动化处理分析，同时自动化仪表控制系统中存储的各个阶段的仪表运行数据也可以在后续的使用中进行便捷地调用，这样可以极大地简化了生产人员的工作，降低了其工作量，提高了生产工作的效率。

1.2数据处理功能的应用

在应用自动化仪表控制系统过程中，数据处理与计算功能也是比较重要的一个功能。在该系统中嵌有一个微型的计算机，可以实现高效地处理控制系统运行中所产生的各类数据，对这些数据进行准确计算，极大地提升了自动化仪表控制系统的数字化管理水平。相较于传统的仪表控制系统，该种基于自动化控制技术应用的仪表控制系统可以准确地记录与存储各个监测仪表实际运行中所形成的一系列数据，同时可以对这些相关的运行数据开展图像化处理，最终可以将某一时间段内的自动化仪表的实际运行数据以图表的形式加以展现，这样可以更加直观地展现仪表的实际运行变化情况，同时对照这些形象化、直观化仪表运行图像，可以提高数据分析及应用的效果。此外，除了具有上述数据处理功能外，自动化控制系统实际上有效集合了数据搜集、处理、分析和存储等诸多功能为一体，极大地提升了自动化仪表设备的管理与维护质量，也有效地促进了工业生产力的提升。比如，通过借助自动化仪表控制系统的应用，可以通过监测与运用所监测炼化装置中设备的运行速度、气缸热膨胀以及轴向振动等相关数据，实现对炼化装置的运行情况进行科学调整，提升炼化装置应用效率的目标，这对提升工业生产经济效益产生积极影响。

1.3可扩展性功能的应用

在自动化仪表控制系统中，以往流程复杂的硬件处理器被更加先进的自动化软件程序所取代，极大地增强了自动化仪表控制系统的数字化管理水平，使得其可拓展性功能比较突出，即自动化仪表控制系统不需要额外地在外部添加有关的硬件设备即可实现对系统的功能进行不断拓展的目标，这样就可以增加了系统实际运行的可靠性与稳定性。此外，自动化仪表控制系统的应用中还可以实现可视化操作的目标，极大地简化了系统运行中的程序设计，增加了系统软件升级工作的便捷性、高效性，尤其是对电路进行更改的过程中不再需要进行重复编程的操作，这样就可以实现结合仪表实际运行情况完成自动化仪表控制系统功能的拓展等再设计工作，同时在后续的仪表控制系统维护管理中可以结合实际的运行管理需求等，有计划性地拓展控制系统的运行功能，最终可以最大化自动化仪表控制系统应用价值的应用目标。

二、自动化仪表控制系统的未来发展趋势

2.1总现场发展趋势

现场仪表实际上就是指过程控系统自动化中各种现场设备的统称，如在线分析仪表、变送器以及其他有关的监测仪表等。在工业生产中应用现场总线技术的条件下，可以使组间分布式测试和组件集中分布式测试工作环节得到简化处理。但是现阶段的集中测控已经无法满足远程测控、大范围测控以及其他复杂测控等需求，所以为了进一步提升整体的现场仪表使用质量，就需要加快构建可以满足不同现场仪表数据的总线网络，这种发展形势促使现场总线得以诞生与快速发展。所谓的现场总线，主要是指在不同中央控制与现场仪表之间所形成的一种双向多站、数字化、开放性的通信系统。随着自动化技术的发展，其发展的一个重要表现就是现场总线，这可以为测控仪表的发展提供一个良好的发展条件，这对提升自动化仪表控制系统的应用效率产生积极影响。

2.2开发性发展趋势

作为自动化仪表控制系统的软件核心，Linux、Windows/CE等一些嵌入式操作系统的运行情况会对其正常使用功能的发挥产生重要影响，同时配合嵌入式系统技术在高性能的微处理器硬件系统中的有效引入，促使测控仪器中的嵌入式技术得到了广泛应用。可以预见，随着未来自动化仪表控制系统的进一步发展，计算机和仪器仪表之间形成的联系性和密切性会更加显著，如Agilent公司就在生产仪器仪表的过程中支出未来的相关仪表等设备需要配备完备的计算机接口，如USB接口、打印机接口等等，其中测量所得的仪表数据可以基于USB接口的合理应用存储于移动存储设备当中，这样就可以像操作电脑一样便捷地操作自动化仪表设备的各项功能。此外，通过配备完备的开放性仪表设备接口，可以使仪表控制系统与执行器设备或多种现场测控仪表之间进行有效连接，配合过程控制系统主机的应用，可以基于先进的网络实现一些具有开放性功能的测控系统，从而可以有效地利用多种智能化现场测控系统实现开放式互连系统的构建。

2.3网格化发展趋势

鉴于现场总线技术中有效地应用了数字通信技术和计算机技术等先进技术，可以在工厂信息网络中的底层网络中有效地引入现场设备和自动化控制系统，这样就可以有效地发挥智能仪表的实际功能。当下工业中网络技术的应用范围比较广，未来随着工业化产业的发展，自动化仪表控制系统中也会更多地以网络结构体系为核心，具体就是IP智能现场仪表系统。比如，通过利用嵌入式网络的控制网络结构，可以构成扁平化的工业控制网络，这样可以实现无缝衔接工业自动化和办公自动化，同时由于其具有拓展性和互联性等特性，有效地构成了一种全开放网络体系结构，这对提升自动化仪表控制系统的应用效果会产生积极影响。

综上所述，自动化仪表控制系统的功能众多，涵盖了数据存储、数据处理、可拓展性等诸多功能，提升了现场生产运行管理的有效性。随着未来自动化仪表控制系统的发展，其会侧重总现场、开放性与网格化等发展趋势，力求可以为国内工业建设中自动化仪表控制系统的应用奠定坚实基础。

参考文献：

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