電磁流量計(jì)等過程控制儀表技術(shù)的應(yīng)用分析

一、本文概述

　　伴隨著數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，對于石油、化工等生產(chǎn)行業(yè)和相關(guān)科研單位的過程控制技術(shù)和儀表技術(shù)也有了新的突破，過程控制技術(shù)開始向了多目的過程控制、仿真、智能應(yīng)用和遠(yuǎn)程監(jiān)控等方向發(fā)展，當(dāng)前化工行業(yè)對過程過程控制儀表技術(shù)的要求越來越高，因此研究過程工作技術(shù)對我國的科技進(jìn)步具有重大的意義。撰寫此文針對于國內(nèi)外過程儀表技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀作出分析，研究了過程儀表技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，對于過程儀表技術(shù)的未來發(fā)展趨勢作出預(yù)測。過程儀表控制技術(shù)的發(fā)展水平與控制理論、傳感器、數(shù)據(jù)采集和控制算法有關(guān)。儀表過程控制技術(shù)廣泛的應(yīng)用于石油工業(yè)、輕工行業(yè)、化工行業(yè)、電力工業(yè)、紡織工業(yè)、核能工業(yè)等中。過程控制儀表技術(shù)就是指把進(jìn)行控制的軟件和過程控制的數(shù)字電路封裝在一塊，通過儀器控制面板讓用戶進(jìn)行觀察和控制，這樣就為用戶提供了很好的測控功能。

在實(shí)際應(yīng)用中，過程控制就是對一些過程進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整物質(zhì)和能量相互作用。它與其它的控制模式有較大的差別，它是一種閉環(huán)的控制模式。過程控制中會(huì)涉及到諸如電磁流量計(jì)等流量測量儀表，磁翻板液位計(jì)等液位測量儀表，控制部件由電磁閥等設(shè)備進(jìn)行作用，過程控制的特征以下幾個(gè)方面：（1）被調(diào)控的過程控制變量變化較慢，在工作人員員進(jìn)行控制后，在一段時(shí)間內(nèi)它不會(huì)產(chǎn)生較為明顯的反應(yīng)；（2）在過程控制的過程中，所進(jìn)行的調(diào)控經(jīng)常是離散的過程；（3）一些的相關(guān)變量組成了被控過程。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，過程控制就是對生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行監(jiān)控。
　　


二、過程控制儀表技術(shù)研究現(xiàn)狀 
　　由于信息技術(shù)和微加工技術(shù)的快速發(fā)展，使的過程控制儀表技術(shù)取得了較大發(fā)展，特別是采用虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行過程儀表控制的技術(shù)。
　　2.1　國外過程控制儀表技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
　　在西方發(fā)達(dá)國家，過程控制儀表技術(shù)的發(fā)展得到空前發(fā)展，特別是采用虛擬儀器進(jìn)行過程控制儀表的發(fā)展，它的強(qiáng)大功能隨著廣泛應(yīng)用于測控領(lǐng)域，得到了人們的認(rèn)可。一些西方著名的大公司開始應(yīng)用過程控制儀表技術(shù)。例如美國的Gsytems公司，通過采用虛擬儀器技術(shù)來進(jìn)行控制信號(hào)，通過獲得空氣中的壓力數(shù)據(jù)輸出以及改變風(fēng)向的信號(hào)。利用微處理器進(jìn)行運(yùn)算處理過程控制儀表所獲得的數(shù)據(jù)。利用虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行過程控制儀表在工業(yè)控制系統(tǒng)具有非常大的應(yīng)用潛能。通過利用虛擬儀器技術(shù)，過程控制儀表技術(shù)將會(huì)發(fā)展到一個(gè)新的階段，同時(shí)也使得過程控制儀表技術(shù)具有很好的發(fā)展前途。
　　2.2　國內(nèi)過程控制儀表技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
　　我國對過程控制儀表技術(shù)的研究有很大的進(jìn)展，也取得了不少成果，在虛擬儀器技術(shù)方面，由于虛擬儀器具有較強(qiáng)的運(yùn)算能力，可以很好的出來來自監(jiān)控系統(tǒng)的大量信息，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)儀器過程控制的升級(jí)換代，保證過程控制儀表技術(shù)的準(zhǔn)確性和高效性。例如我國研制的采用虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行溫度測試和控制的例子，它要實(shí)現(xiàn)的功能是進(jìn)行周圍環(huán)境溫度的采集和控制。它包含有電路和數(shù)據(jù)采集卡及配套的軟件組成。在它實(shí)際工作的過程中，首先將模擬信號(hào)（溫度信號(hào)）通過傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)（電壓信號(hào)），然后將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行放大和調(diào)理后送入數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)而進(jìn)入上位機(jī)，在上位機(jī)上運(yùn)行的軟件對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過顯示器顯示出來。然后上位機(jī)將指令經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡送入給溫度控制電路，進(jìn)而控制溫度的控制，實(shí)現(xiàn)預(yù)期想要的溫度值。

三、過程控制儀表技術(shù)發(fā)展研究 
　　過程控制系統(tǒng)是指生產(chǎn)過程的參數(shù)作為被控制量使之接近給定值或保持在給定范圍內(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。過程控制的主要參數(shù)有流量、液位、溫度、壓力、濃度等。通過對過程參數(shù)的控制，可使生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的質(zhì)量提高和能耗減少。一般的過程儀表控制系統(tǒng)通常采用反饋控制的形式，在20世紀(jì)50年代，過程儀表控制技術(shù)主要功能保證生產(chǎn)過程中的一些參數(shù)不變。在70年代，過程儀表控制技術(shù)出現(xiàn)了最優(yōu)化控制和自動(dòng)化調(diào)度的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。在90年代，過程儀表控制技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生更多的功能。
　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，過程控制儀表技術(shù)應(yīng)用于我國的各行各業(yè)中。自改革開放以來，過程儀表控制技術(shù)得到了快速的發(fā)展，在工農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中，我們經(jīng)常會(huì)在生產(chǎn)現(xiàn)場看到象電磁流量計(jì)，超聲波流量計(jì)等用于測量生產(chǎn)流體介質(zhì)的各種類型的流量計(jì)。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)形式的快速發(fā)展，以及大規(guī)模集成電路的研制成功和微處理器的進(jìn)一步發(fā)展，工業(yè)控制機(jī)的可靠性能和性價(jià)比都得到了較大提高。由于工控機(jī)采用更加先進(jìn)的冗余技術(shù)和診斷技術(shù)等措施，使工控機(jī)滿足了現(xiàn)代工業(yè)控制的新要求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在工業(yè)生產(chǎn)控制的過程中，過程儀表控制技術(shù)的發(fā)展來到了一個(gè)新的發(fā)展階段。

四、過程控制儀表技術(shù)發(fā)展趨勢 
　　近年來，過程儀表控制技術(shù)向數(shù)字化和智能化發(fā)展，而且采用模塊化設(shè)計(jì)的思想使得它的精度更高、質(zhì)量更輕和較低的成本，在這個(gè)過程中發(fā)展形成了分散型控制系統(tǒng)、總線式工控機(jī)、可編程控制器和智能儀表控制技術(shù)。其中，智能化控制是過程儀表控制技術(shù)發(fā)展的新方向，現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)時(shí)信號(hào)傳遞的一次劃時(shí)代的變革，實(shí)現(xiàn)過程控制儀表信號(hào)傳遞由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)傳遞。
　　4.1　過程儀表控制的智能化
　　微電子技術(shù)的發(fā)展，使得微處理器體積更小、功能更強(qiáng)以及速度更快，而自控裝置的智能化，通過采用微處理器研發(fā)制造各種形式的智能儀表和功能模塊和其它裝置。微處理器研發(fā)的成功，使得過程控制設(shè)備更加智能化，極大地提高了設(shè)備的性能和可靠性，實(shí)現(xiàn)過程控制設(shè)備質(zhì)的飛躍。過程儀表智能控制具有高精度測量、自動(dòng)校準(zhǔn)能力、自動(dòng)修正能力和自動(dòng)自檢能力，能夠?qū)崿F(xiàn)高級(jí)控制和復(fù)雜系統(tǒng)控制，目前我公司生產(chǎn)的智能型的電磁流量和超聲波流量計(jì)都具有智能糾錯(cuò)功能，保證了儀表在測量過程中的高精度。因此，過程儀表智能控制已成為當(dāng)前過程儀表技術(shù)新的發(fā)展趨勢，過程儀表智能控制儀表將取代傳統(tǒng)儀表。
　　4.2　基于現(xiàn)場總線的過程儀表控制技術(shù)
　　現(xiàn)場總線是近年來迅速發(fā)展起來的一種數(shù)據(jù)總線，它主要用于過程儀表智能控制的信息傳遞。過程儀表智能控制利用現(xiàn)場總線技術(shù)進(jìn)行數(shù)字信息傳遞，使傳遞的信號(hào)傳遞更加安全和可靠，各個(gè)裝置的連接變得非常方便和靈活，采用現(xiàn)場總線技術(shù)構(gòu)成的過程儀表控制，技術(shù)可靠性將大大提高。

五、本文結(jié)語 
　　計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，以及電子技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了過程儀表控制技術(shù)的新發(fā)展，出現(xiàn)了更多的新型自動(dòng)化過程控制儀表裝置。隨著更加先進(jìn)的控制理論和人工智能理論等的發(fā)展，過程控制儀表的發(fā)展也將達(dá)到更高的發(fā)展水平。(本文由潤中儀表科技有限公司整理發(fā)布)