工業自動化儀表

工業自動化儀表

工業自動化儀表工業自動化儀表(industrial process measurement and control instrument)是在工業生產過程中,對工藝參數進行檢測、顯示、記錄或控制的儀表,又稱工業儀表或(工業)過程檢測控制儀表。

簡介

工業自動化儀表工業自動化儀表

工藝生產過程檢測是了解和控制工業生產的基本手段,只有在任何時刻都能準確地了解工藝過程的全貌,並進行控制,才能保證生產過程順利,並以高的生產率、小的消耗生產出合格的產品。

工業儀表能在無人操作的情況下自動地完成測量、記錄和控制的工作。此外,利用工業儀表還可實現信息遠距離傳送和數據處理。

歷史

工業自動化儀表工業自動化儀表

工業儀表最早出現在20世紀30年代,最初只用於化工、石油煉製、熱能動力和冶金等連續性的熱力生產過程,因此當時稱為熱工儀表。當時的工業儀表的結構形式主要是機械式或液動式,儀表體積較大,只能實現就地檢測、記錄和簡單的控制。

到了30年代末和40年代初,出現了氣動儀表,並使用了統一的壓力信號,遂有了帶遠程傳送器的儀器。它能在遠距離外的二次儀表上重現讀數,從而能集中在中心控制室進行檢測、記錄和控制。50年代又出現電動式的動圈式毫伏計、電子電位差計電氣機械式調節器和整套的電子管調節儀表。

80年代出現的組裝式電子綜合控制裝置,將儀表和生產自動控制系統有機地結合在了一起。工業儀表的發展促進工業生產的自動化,已成為工業生產中不可缺少的自動化工具。  

原理

工業儀表雖然種類繁多,但都基於平衡原理,包括力平衡力矩平衡電平衡等。儀表的感受部分—感測器將被測參數(如溫度、壓力、流量等),經變送器轉換成容易放大的測量量(如電壓量、電流量和機械量等),再經過放大。放大後的量值,一部分傳入顯示部件,一部分經反饋部件與測量量進行比較,以達到平衡的目的。

分類

工業儀表的種類很多,按被測量生產過程的參數區分有溫度測量儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表、物位測量儀表、機械量測量儀表、流程分析儀器等;工業儀表按其在工業生產過程的功能可分為檢測儀表、顯示儀表、調節儀表等。

檢測儀表主要用於檢測工業生產過程的參數,如溫度、壓力、流量、物位和機械量等,有時也帶有記錄和調節功能。

顯示儀表將檢測儀表的輸出信號顯示出來以供觀察的儀表,與檢測儀表、變送器和感測器配套使用,按顯示方式不同分為模擬式顯示儀表、數字式顯示儀表和字元圖像顯示儀等。

顯示儀表顯示儀表

調節儀表又稱調節器,它的作用是將生產過程中的被測參數與設定參數進行比較,然後按一定調節規律發出調節信號給執行器。調節儀表按調節方式不同分為斷續調節器連續調節器;按結構形式又分為基地式單元組合式組裝式;按工作能源介質分為自力式電動式氣動式液動式。有的調節儀表也帶有檢測和顯示部分。

執行器又稱執行機構,它根據來自調節儀表的調節信號和調節規律,直接調節工業生產過程的輸入、輸出量。

集中控制裝置包括巡迴檢測裝置、順序控制器和數據處理裝置等。集中控制裝置能對分散參數進行集中檢測和控制,按預定的程式進行控制或對被測量進行處理。

發展方向

隨著工業生產向綜合自動化大規模方向發展,生產的工藝流程日趨複雜,用儀表檢測和控制的範圍也越來越擴大。工業儀表總的趨勢是向多功能方向發展。

儀表檢測方面的趨勢是研製新型的感測器,使感測器集成化、廣泛套用新技術,如核磁共振、雷射和相關技術等。在儀表調節方面,除一般的比例、積分、微分調節規律外,人們正在研究前饋、大滯後、非線性、相關和計算值調節等技術,以適應多迴路自動化系統的需要。

此外數字、字元、圖象顯示技術的發展,使人與計算機的聯繫更為方便。以微型計算機為核心的綜合控制裝置正在進一步發展。

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