電磁流量計等過程控制儀表技術的應用分析

一、本文概述

　　伴隨著數(shù)字技術和信息技術的迅猛發(fā)展，對于石油、化工等生產行業(yè)和相關科研單位的過程控制技術和儀表技術也有了新的突破，過程控制技術開始向了多目的過程控制、仿真、智能應用和遠程監(jiān)控等方向發(fā)展，當前化工行業(yè)對過程過程控制儀表技術的要求越來越高，因此研究過程工作技術對我國的科技進步具有重大的意義。撰寫此文針對于國內外過程儀表技術的發(fā)展現(xiàn)狀作出分析，研究了過程儀表技術的應用現(xiàn)狀，對于過程儀表技術的未來發(fā)展趨勢作出預測。過程儀表控制技術的發(fā)展水平與控制理論、傳感器、數(shù)據采集和控制算法有關。儀表過程控制技術廣泛的應用于石油工業(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。過程控制儀表技術就是指把進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行觀察和控制，這樣就為用戶提供了很好的測控功能。

在實際應用中，過程控制就是對一些過程進行監(jiān)控和調整物質和能量相互作用。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。過程控制中會涉及到諸如電磁流量計等流量測量儀表，磁翻板液位計等液位測量儀表，控制部件由電磁閥等設備進行作用，過程控制的特征以下幾個方面：（1）被調控的過程控制變量變化較慢，在工作人員員進行控制后，在一段時間內它不會產生較為明顯的反應；（2）在過程控制的過程中，所進行的調控經常是離散的過程；（3）一些的相關變量組成了被控過程。在實際生產過程中，過程控制就是對生產工藝流程進行監(jiān)控。
　　


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

三、過程控制儀表技術發(fā)展研究 
　　過程控制系統(tǒng)是指生產過程的參數(shù)作為被控制量使之接近給定值或保持在給定范圍內的自動控制系統(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，可使生產過程中產品的質量提高和能耗減少。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50年代，過程儀表控制技術主要功能保證生產過程中的一些參數(shù)不變。在70年代，過程儀表控制技術出現(xiàn)了最優(yōu)化控制和自動化調度的計算機控制系統(tǒng)。在90年代，過程儀表控制技術與信息技術相結合，產生更多的功能。
　　隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，過程控制儀表技術應用于我國的各行各業(yè)中。自改革開放以來，過程儀表控制技術得到了快速的發(fā)展，在工農業(yè)的現(xiàn)代化生產過程中，我們經常會在生產現(xiàn)場看到象電磁流量計，超聲波流量計等用于測量生產流體介質的各種類型的流量計。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產形式的快速發(fā)展，以及大規(guī)模集成電路的研制成功和微處理器的進一步發(fā)展，工業(yè)控制機的可靠性能和性價比都得到了較大提高。由于工控機采用更加先進的冗余技術和診斷技術等措施，使工控機滿足了現(xiàn)代工業(yè)控制的新要求。隨著計算機技術的發(fā)展和應用，在工業(yè)生產控制的過程中，過程儀表控制技術的發(fā)展來到了一個新的發(fā)展階段。

四、過程控制儀表技術發(fā)展趨勢 
　　近年來，過程儀表控制技術向數(shù)字化和智能化發(fā)展，而且采用模塊化設計的思想使得它的精度更高、質量更輕和較低的成本，在這個過程中發(fā)展形成了分散型控制系統(tǒng)、總線式工控機、可編程控制器和智能儀表控制技術。其中，智能化控制是過程儀表控制技術發(fā)展的新方向，現(xiàn)場總線技術的出現(xiàn)時信號傳遞的一次劃時代的變革，實現(xiàn)過程控制儀表信號傳遞由模擬信號轉變?yōu)閿?shù)字信號傳遞。
　　4.1　過程儀表控制的智能化
　　微電子技術的發(fā)展，使得微處理器體積更小、功能更強以及速度更快，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，使得過程控制設備更加智能化，極大地提高了設備的性能和可靠性，實現(xiàn)過程控制設備質的飛躍。過程儀表智能控制具有高精度測量、自動校準能力、自動修正能力和自動自檢能力，能夠實現(xiàn)高級控制和復雜系統(tǒng)控制，目前我公司生產的智能型的電磁流量和超聲波流量計都具有智能糾錯功能，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前過程儀表技術新的發(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
　　現(xiàn)場總線是近年來迅速發(fā)展起來的一種數(shù)據總線，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)場總線技術進行數(shù)字信息傳遞，使傳遞的信號傳遞更加安全和可靠，各個裝置的連接變得非常方便和靈活，采用現(xiàn)場總線技術構成的過程儀表控制，技術可靠性將大大提高。

五、本文結語 
　　計算機技術和信息技術的發(fā)展，以及電子技術和傳感器技術的發(fā)展，帶動了過程儀表控制技術的新發(fā)展，出現(xiàn)了更多的新型自動化過程控制儀表裝置。隨著更加先進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)