隨(sui)著生(sheng)產規模(mo)的(de)不斷(duan)擴大和生產(chan)技術的發展，對(dui)生產過程的自動化水平(ping)提出了越來(lai)越(yue)高的要(yao)求。因(yin)此(ci)，工(gong)業儀(yi)表(biao)也(ye)經(jing)曆了一(yi)個從無到(dao)有，從(cong)簡單(dan)到複(fu)雜，從單一功能(neng)到多(duo)功能的發(fa)展過(guo)程。從最初(chu)隻(zhi)能在現(xian)場(chang)測量(liang)和(he)顯示溫度(如玻璃(li)溫(wen)度計)、壓力(如U型管壓(ya)力(li)表)、流(liu)量(如玻璃轉子流(liu)量計)、液(ye)位(如玻璃管液(ye)位計)的就(jiu)地(di)檢(jian)測(ce)儀表和隻能進(jin)行簡單控製(zhi)的就地調(diao)節器，逐(zhu)漸(jian)向(xiang)遠(yuan)傳、集中(zhong)顯示和遠程控製的方(fang)向發展(zhan)。除(chu)了(le)檢測各種(zhong)參數(shu)的檢測元件和儀表更加(jia)齊(qi)全外(wai)，過程(cheng)控製儀表的發展也是日新月異(yi)，經曆了從qdz、電氣單元組(zu)合(he)儀表、電子集(ji)成(cheng)控製裝置到工業(ye)計算機控製係(xi)統的飛(fei)躍。

工業自(zi)動(dong)化儀表種類(lei)繁(fan)多，從信息(xi)的獲(huo)取、傳輸(shu)、反映和處(chu)理(li)過程來看(kan)，可以分(fen)為五大(da)類。(1)檢測儀器；(2)顯示儀表；(3)控製儀表；(4)執行機構(gou)；(5)集中監控裝(zhuang)置。

(1)測試儀器

在生產過程中，設備和管道(dao)的不同部位(wei)的介質的溫度(du)、壓力、流量、料(liao)位等物(wu)理量都在快(kuai)速變(bian)化，而(er)且總是在變化。測量儀器用於測量上述物理量在每(mei)個(ge)瞬(shun)間的大小。

根據(ju)被(bei)測工藝(yi)參數的不同(tong)，檢測儀器可分為(wei)以下幾種類型。

1.溫度儀表:常(chang)用的溫度測量儀表有玻璃溫度計、雙(shuang)金(jin)屬溫度計、壓力(溫度包(bao))溫度計、溫度開關、熱電偶和熱電阻，以及(ji)輻射高溫計、光學(xue)高溫計、光電比色高溫計等輻(fu)射溫度計。

2.壓力儀表:壓力測量儀表用(yong)於(yu)檢測壓力、真(zhen)空和壓差。按其(qi)工作原(yuan)理可(ke)分為:彈性壓力計(按(an)其彈性(xing)元件可分為彈(dan)簧管(guan)壓力計、隔膜壓力計、膜片壓力計、壓力開關等(deng)。);傳感(gan)壓力表(如電阻式、電容式(shi)、電感式、霍爾壓力表等。);液柱(zhu)壓力計(如U形(xing)管、直(zhi)管和斜管壓力計)；還(hai)有(you)精度很(hen)高的活(huo)塞式壓力表，通常用來校(xiao)準標(biao)準(zhun)壓力表。

3.流量儀表:流量測量儀表有很多種。目(mu)前(qian)應用最(zui)廣泛(fan)的是(shi)節(jie)流裝置及其配套(tao)的差壓流量變送器。常用的節流裝置有孔(kong)板(ban)、噴(pen)嘴(zui)和文丘裏管。其他(ta)常用的流量計還有水(shui)表、轉子流量計、橢(tuo)圓(yuan)齒輪(lun)流量計、靶式流量計、電磁流量計、渦街流量計、阿奴(nu)巴流量計、質(zhi)量流量計等。

4.液位計:液位計主要測量某(mou)種介質的液位或兩種比重(zhong)不同的液體(ti)的界麵以及塔(ta)、罐、槽(cao)中固體物料的液位。最常見的液位計有玻璃管液位計和玻璃板液位計，其他還有差壓液位計和浮力液位計(如浮(fu)球(qiu)液位計、液位開關、浮筒液位計、浮筒液位計、鋼帶(dai)液位計、儲(chu)罐液位稱重儀表等。).固體料位檢測采用電阻(zu)液位計、電容(rong)液位計、液位開關、重錘檢測液位計、音(yin)叉液位計、超(chao)聲(sheng)波液位計、放(fang)射性液位計。

5.成分分析(xi)儀:成分分析(xi)儀用於驗證工藝介質的成分，並確定某些成分(或(huo)某些成分直至所有成分)的含量。按其工作(zuo)原理可分為電化學分析儀(如電導率(lv)儀、工業酸度計、氧化鋯(gao)分析儀等。)、熱分析儀(如熱導(dao)分析儀、熱化學分子式分析儀、紅(hong)外分析儀)、磁(ci)導率分析儀、光(guang)電比(bi)色分析儀、質譜儀、工業氣(qi)相(xiang)色(se)譜儀等。

安裝在線成分分析儀時，一般(ban)需(xu)要對樣(yang)品進行(xing)預(yu)處理，使(shi)樣品的狀態(tai)、溫度、壓力、流量等參數滿足分析儀工作條件的要求。因此，需要配(pei)置(zhi)一些管道係統，包括(kuo)過濾器、除塵(chen)器、幹燥容器、冷卻器、轉子流量計、水封、閥門和管道等。，以(yi)便(bian)對樣品進行一般預處理。對於一些特(te)殊(shu)介(jie)質(如煙(yan)氣汙濁氣體樣品、爐(lu)氣等高溫氣體樣品、重油分析取樣、腐(fu)蝕性組分取(qu)樣、環境檢測取樣等。)，其采樣預處理係統更加完善(shan)。這種成品取樣預處理係統(tong)稱(cheng)為取樣預處理裝置。

此外，一些物理測試(shi)儀器如濕度計、濕度計、密(mi)度計、密(mi)度計、濁度計、粘度計等也常被歸(gui)為成分分析儀器。

6.機械測量儀器:常用的工業機械(xie)測量儀器有測厚儀、熱膨(peng)脹檢測儀、拉(la)力檢測儀、撓(nao)度檢測儀、軸振動、軸位移、轉速檢測裝置、旋(xuan)轉機械稱重裝置(如大型汽輪機壓縮機等。)(如電子皮帶秤、皮帶跑偏(pian)和打滑(hua)檢測裝置、稱重顯示(shi)裝置、稱袋(dai)重裝裝置等。).

(2)顯(xian)示儀表

這類儀表用於指示或記(ji)錄被測參(can)數的瞬時值(zhi)，如比率表、毫伏表等動圈式指(zhi)示器、數字(zi)指示器、電子電位器、電子平衡(heng)電橋(qiao)(電子電位器和平衡電橋也可與(yu)電動調節器或氣動調節器組合)用於指示或記錄(lu)溫度，以及具有流量累計功(gong)能的集成儀表。

(3)控製儀器

控製儀表一方麵接收過程檢測儀表和變送器的測量信號(hao)進行顯示，另一方麵發出(chu)調節信(xin)號控製執行機構(執(zhi)行器和調節閥(fa))的動作，形成閉環控製係統。

控製儀表按信號類型可分為模擬控製儀表和數字控製儀表。

1.模擬(ni)控製儀表包括基本儀表、單元組合儀表(氣動和電動)和組合儀表。

(1)單元組合儀表根(gen)據其在控製係統中的功能分為不同的單元(yuan)。每個單元儀器獨(du)立存(cun)在，可以根據需要任(ren)意(yi)組合成不同的檢測和調整係統。係統組成靈活方便。統一標準信號(也稱為模擬信號)用於單元之(zhi)間的信號傳輸。組合儀表在20世紀50年代和70年代(dai)初被廣(guang)泛使用，它(ta)是一種真正(zheng)分散的儀表，即(ji)使用一種儀表來完(wan)成一種要求的功能。

需要注意的是，單元組合儀表中的傳輸單元儀表(溫度變送(song)器除外)在功能上應該(gai)是一個檢測儀表。

組合儀表按其工作能量可分為qdz和電動組合儀表。

Qdz: qdz是在原有氣動儀表的基礎(chu)上(shang)發展起來的。這類儀器以0.14MPa壓縮(suo)空(kong)氣為工作能量，以0.02 ~ 0.1 MPa壓縮空氣為統一信號。由於其工作能量和信號傳遞(di)都是壓縮空氣，所以氣動單元儀表在煉油(you)化工生產裝置中的應用具(ju)有天(tian)然(ran)的防(fang)爆(bao)效果(guo)。其缺點(dian)是氣動信號傳(chuan)輸距離(li)一般在150m以內，傳輸距(ju)離太(tai)遠時信號傳輸滯後，影響顯示器調節的靈(ling)敏度。Qdz包括以下(xia)單元儀器:

A.傳輸單元(即變送器)包括壓力變送器、差(cha)壓變送器、目標流量變送器、內(nei)置孔板流量變送器、單(雙)法(fa)蘭差壓(液位)變送器、內(外)浮筒(tong)液位變送器、溫度變送器等。

B.顯示單元儀表，如帶狀(zhuang)指示器、條(tiao)形指示器、多針指示器、指示器記錄器、累(lei)加器等。

C.調節單元儀表包括指示調節器、記錄調節器、串(chuan)級(ji)調節器、比例(積(ji)分、微(wei)分)調節器等。

D.計算(suan)單元儀器，如加減(jian)法器、乘除器、比率器等。

E.給定(ding)單元儀器，如設(she)定裝置、時間程序設定裝置等。

F.輔(fu)助裝置儀表，如氣動(Q型)操作器、手動/自動切(qie)換操(cao)作器、高(低(di))值選(xuan)擇器、繼(ji)電器、開關、限製器、比例裝置、負載(zai)分配器、大流量過濾和減壓閥等。

電動組合儀表:電動組合儀表使用DC功率作為其工作能量。這(zhe)種儀器由於其基本電子元件的更新換代，經曆了ⅰ型(電子管電路)、ⅱ型(晶體管電路(lu))和ⅲ型(線性集成電路)三(san)個發展階(jie)段(duan)。目前，I型(xing)和II型已被淘(tao)汰(tai)，不再使用。ⅲ型仍廣泛應用於煉油和化工生產裝置。現在介紹(shao)的電動單元組合儀表僅指III型。ⅲ型電動儀表由DC24V電源供電，安(an)裝在控製室內的各(ge)單元儀表之間的信號傳輸采用DC1 ~ 5V電壓信號，而控製室內的儀表與現場傳輸儀表、調節閥、執行機構之間的電流信號為DC4 ~ 20 mA。為了滿(man)足(zu)不(bu)同的防爆要求，現場安裝的變送器和與之相連的控製室(shi)的輸入輸出單元(安全支(zhi)架(jia)、安全柵(shan))分為防爆型(xing)和本質安全型。另外，由於工業計算機控製技術的發展，近(jin)年來開發了以微處理器為核(he)心的智(zhi)能單元儀表，成為電氣單元儀表的新軍。

電氣單元組合儀表包括以下單元:

A.傳輸單元(即變送器)包括壓力變送器、差壓變送器、目標流量變送器、內置孔板流量變送器、單(雙)法蘭差壓(液位)變送器、內(外)浮筒液位變送器、溫度(溫差)變送器、智能壓力變送器、智能差壓變送器等。

B.顯示單元儀表，如單(雙)針(zhen)指示器、帶狀指示器、單(雙)針報(bao)警(jing)器、單(雙)筆(bi)記錄器、多點指示記錄器、比例(li)(根)累加器等。

C.調節單元儀表包括指示調節器、SPC/DDC後備調節器、多路閥位跟(gen)蹤調節器、特殊功能調節器、積分器、微分器等。

D.計算單元儀器，如加減法器、乘(cheng)除器、平方根等。

E.轉換(huan)單元儀表包括電流信號轉換器、脈衝(chong)/電壓轉換器、頻率/電流轉換器、阻抗轉換器、函(han)數轉換器、電/氣轉換器、氣/電轉換器等。

F.給(gei)定單元儀表有恒流設定器、比率設定器、比率設定器、報警設定器、參數程序設定器、時間程序設定器等。

G.輔助(zhu)裝置儀表，如電動(D型)操作器、DDC操作器、安全支架、安全柵、配電裝置、電壓箱、信號選擇(ze)器、隔離器、逆(ni)變器、提(ti)升器、信號阻尼器、信號逆(ni)變器、信號限製器、變化率選擇器等。

(2)組裝集成控製儀表

它是過程控製儀表發展中的一個新係列(lie)，也稱為裝配式集成控製裝置。它采用組件式結構，可以方便靈活地組成過程控製係統。係統采(cai)用0-10V DC電壓信號係統。還能接收各種氣動信號和電信號(包括電流、電壓、觸點、脈(mai)衝、頻率、代碼(ma)等。)的現場檢測儀器和檢測元件。

組裝的集成控製裝置包括以下儀器和部(bu)件:

A.輸入/輸出組件:輸入(ru)轉換組件、輸出轉換組件、脈衝轉換組件、mV/V轉換組件、P/E轉換組件、集成功率驅動器組件等。

B.信號處理部件:信號緩衝部件、繼電器緩(huan)衝部件、信號產生部件(斜坡產生部件、定時部件等。)、模擬計算組件(乘除組件、根式切割組件、加法組件、函數組件、限幅組件、信號選擇組件等。)、集成組件、報警組件、邏(luo)輯組件。

C.調節組件:PID組件(比例、積分、微分組件)、動態補(bu)償(chang)組件、跟蹤(zong)組件、多輸出接口(kou)組件、聲光控製組件。

D.輔助部件和其他部件:配電部件、信號分配部件、開關部件、給定部件、繼電器部件和監控部件。

E.顯示操作儀器:單(雙)針指示器、單(雙)筆記錄器、三(四)筆記錄器、趨勢記錄器、手動操作器和控製顯示操作器。

(3)基礎型調節儀表

在工業自動化儀表從就地檢測和顯示到集中控製的發展過程中，產生了一種集測量、顯示和調節功能於一體的儀表，99香蕉视频稱之為基(ji)型調節儀表或簡稱基型儀表。例如，帶有氣動調節器的指示和記錄調節器以及一些(xie)具有單一調節功能的就地調節器(如溫度調節器、壓力調節器、壓差調節器和流量調節器)。根據工作能量的不同，調基儀可分為氣動式和電動式。

自力式調節閥也是一種就地調節儀表。因依靠被測介質作為其工作能量而得名，故(gu)又(you)稱直動式調節器。另外，由於與它的調節閥是一體的，所(suo)以自力式調節閥也叫自力式調節閥。常用的自力式調節閥有自力式溫度調節閥、自力式壓力調節閥和自力式流量調節閥。

2.數字控製儀器

數字控製儀表包括分布式控製係統(DCS)、可編程邏輯控製器(PLC)、工業控製機(IPC)、安全控製係統(FSC)等。

20世(shi)紀(ji)60年(nian)代，隨著(zhu)工業生產過程的大型化和複雜(za)化，要求工業自動化控製係統不僅能處理大量數據，還能實現先進的操作控製，便於信息交流，實現集中顯示操作和先(xian)進控製，提高控製精度。單純(chun)使用常規模擬儀表不能滿足上述要求，因此采用計算機控製係統來進一步(bu)提高生產過程的綜(zong)合控製水平。然而，隨著控製功能的高度集中，事(shi)故風險(xian)也高度集中。一旦計算機控製係統發生故障，控製、監(jian)視和操作將(jiang)無(wu)法進行，對生產造(zao)成很大影響，甚至(zhi)導致全球性的重大事故。

20世紀70年代以後，隨著大規(gui)模集成電路的出現和微處理器的誕生，在控製技術、顯示技術、計算機技術和通信技術進一步發展的基礎上，發展了一種以微處理器和微型計算機為基礎的新型過程控製係統，如DCS(分布(bu)式控製係統(DistributedControlSystem (DCS))。分散控製係統繼承了常規模擬儀表和計算機控製係統的優(you)點，在集中顯示操作和集中管理的基礎上，分散了控製權(quan)力，進一步提高了控製係統的安全性和可靠(kao)性。這是因為分布(bu)式控製係統根據控製功能或控製區域來分配微處理器。每個帶有微處理器的控製站可以控製幾個或幾(ji)十(shi)個回(hui)路，幾個控製站組合起來控製整個生產過程，達(da)到分散(san)控製、分散風險的目的。在此基礎上，大量信息通(tong)過數據通信電纜(lan)送至中央控製室的以微處理器為基礎的CRT顯示操作站(zhan)，集中顯示或記錄信息。同時配合上位機(過程管理計算機和生產管理計算機)對生產過程實施(shi)集中監控和管理。

集散控製係統可以實現連(lian)續控製、批量(間(jian)歇(xie))控製、順(shun)序控製、數據采集處理和先進控製，將運行管理與生產過程緊密結(jie)合。集散控製係統還具有自診斷功能，可以對係統的硬件和軟(ruan)件進行檢查。一旦(dan)發現故障，它會發出聲光報警並顯示故障位置。

分散控製係統一般由現場控製站、CRT顯示操作站、通信網絡(luo)、打印機等外圍設備組成。

在隨後(hou)的發展過程中，集散控製係統的控製通信功能日趨完善和規範(fan)，並(bing)根據其控製功能的側(ce)重點，從以回路控製為主的集散控製係統DCS中分離出了以順序控製為主(zhu)的可編程控製器PLC(Program * * BlelogicController)。PLC最初的目的是取代傳統繼電器組成的繼電器聯鎖報警係統。它的輸入/輸出信號都是開關信號。它采用軟件編程的方法執行邏輯、順序、定時、計數和計算等功能，適(shi)用於複雜的聯鎖(suo)。PLC的特點是“可編程序(xu)”，通過改變程序可以改(gai)變控製方案。其可靠性、靈活性、運(yun)行速度和控製方案(an)的複雜性都(dou)是繼電器電路無法比擬的。

PLC的發展非(fei)常迅(xun)速，增強(qiang)了模擬控製和計算功能，甚至配備了CRT動態圖形顯示、數據庫(ku)管理、文(wen)件生成等功能。而DCS則(ze)吸收(shou)了PLC的技(ji)術特點，加強了批(pi)處理和順序控製的功能。這兩個功能的滲(shen)透(tou)會縮小DCS和PLC的區別，讓logo模糊。隨著分散控製係統的不斷發展，特別(bie)是在小型和微型化係統、智能現場變送器、現場總(zong)線標準化、通信網(wang)絡標準化、DCS和PLC相互滲透以及係統軟件的進一步完善等方麵，分散控製係統將更(geng)加適合各種應(ying)用。

現場總線(FCS)是安裝在生產現場設備和控製室自動控製設備(bei)之間的數字化、串行、多點通信數據總線。其基本(ben)思(si)想是，控製室內的DCS和PLC控製站、智能調節器不再(zai)通過各自的輸入輸出(I/O)通道與現場儀表(如變送器、調節閥、開關等)相連，隻需通過各自的串行接口與現場總線的H2高速(su)通道相連，再通過H2/H1交(jiao)換橋與H1現場總線相連，從而實(shi)現H1和H2現場儀表之間的通信，對生產過程進行監控和檢測。

由(you)於現場總線最底(di)層的現場設備(現場設備和現場儀表)的通信網絡集成了現場控製和現場通信的功能，現場總線通信網絡的節點為智能變送器(包括溫度、壓力、流量、料位、過程分析儀等。)和智能執行器。

工業計算機按其控製和管理功能分為基礎自動化控製裝置和管理計算機，其中基礎自動化裝置為多極控製。第一級包括分布式控製係統(DCS)、可編程邏輯(ji)控製器(PLC)、直接數字控製裝置(DDC)和現場總線控製係統(FCS)。過程管理計算機是基礎自動化裝置的上位機，屬(shu)於多極(ji)控製的第(di)二(er)級。生產管理計算機適用於多極控製的第三至第五(wu)階段。

(4)致(zhi)動器

執行器又稱控製閥，由執行器和閥門組成。根據執行機構的動力源，分為氣動控製閥、電動控製閥、液壓控製閥和混合控製閥四(si)大類。氣動控製閥按其執行機構形式分為隔(ge)膜控製閥、活塞(sai)控製閥和長(zhang)行程控製閥。

(5)集中監控裝置

集中檢測裝置是用檢測元件或檢測器集中顯示被測變量或報警接點信號的裝置；集中控製裝置是根據設定的程序控製一係列測量變量信號到致動器的裝置。集中監控裝置包括各種數據采集裝置、巡回檢測裝置、信號報警裝置、安全檢測裝置、工業電視(shi)、遙控裝置和順序控製裝置等。集中監控設備一般分為以下幾類:

1.安全監控裝置包括可燃氣體檢測報警裝置、有毒氣體檢測報警裝置、火(huo)焰監測器、自動點火裝置、燃燒安全保護裝置、漏油檢測裝置和高阻檢測裝置等。

2.工業電視由攝(she)像機及其附(fu)屬設備(照明(ming)、吹掃、冷(leng)卻(que)裝置和電動轉盤)、顯示器和輔助設備(操作器、分配器、補償器、開關)等組成。

3.遙(yao)控裝置接收輸入的變量信號，對信息進行處理，在屏幕(mu)上顯示報警，並向控製終(zhong)端(duan)輸出控製信號。

4.信號報警裝置包括閃光報警裝置、智能閃(shan)光報警裝置、中繼線路報警係統等各種類型的信號報警裝置。

5.順序控製裝置包括繼電聯(lian)鎖保(bao)護(hu)係統、邏輯監控裝置、順序控製裝置和智能順序控製器等。

6.數據采集和巡(xun)檢報警裝置包括數據采集裝置和巡檢報警裝置等。

(6)其他設備的自動控製

這類設備主要包括各種(通道式、櫃(gui)式、框架式、屏(ping)式)儀表盤、儀表箱(xiang)、操作台、保溫(保護)箱、電源(yuan)箱等。

(7)自控材料

自控用材(cai)料是指儀表安裝所需的材料，種類繁多，如壓力管道(無縫鋼管、不鏽(xiu)鋼管、高壓管)、供氣管道(鍍(du)鋅(xin)鋼管、黃銅(tong)管)、氣體信號管道(紫銅管、銅管電纜、尼(ni)龍(long)管電纜、接線盒(he))、電氣管道材料(焊接鋼管、鍍(du)鋅(xin)鋼管)、各種管道中的閥門(men)、法蘭(lan)及管件、自控用電氣設備材料等。