隨著(zhu)生產(chan)規(gui)模(mo)的不斷擴大(da)和(he)生(sheng)產技術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，對生產過程的自動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)提出(chu)了(le)越(yue)來(lai)越高的要(yao)求。因(yin)此(ci)，工業(ye)儀(yi)表也經曆(li)了一個(ge)從無到有(you)，從(cong)簡單(dan)到(dao)複雜(za)，從單一功能到多(duo)功(gong)能的發展過(guo)程(cheng)。從最初隻(zhi)能(neng)在現場測量(liang)和顯示溫(wen)度(du)(如(ru)玻璃(li)溫度計(ji))、壓力(li)(如(ru)U型管壓力(li)表)、流(liu)量(如(ru)玻璃轉子流(liu)量計)、液(ye)位(wei)(如(ru)玻璃管液(ye)位(wei)計)的就地(di)檢測儀表和隻能進(jin)行簡(jian)單控製的就(jiu)地調(diao)節器，逐(zhu)漸(jian)向遠(yuan)傳(chuan)、集中顯(xian)示(shi)和遠程控製的方(fang)向(xiang)發展。除(chu)了檢測各種(zhong)參(can)數的檢測(ce)元件和儀表更(geng)加(jia)齊全外，過程控製儀表的發展也(ye)是(shi)日新(xin)月(yue)異(yi)，經曆了從qdz、電氣單元(yuan)組合儀表、電(dian)子集成(cheng)控製裝置(zhi)到工業計算(suan)機控製係統(tong)的飛(fei)躍(yue)。

工業自動化儀表種類(lei)繁(fan)多，從信息(xi)的獲(huo)取、傳輸(shu)、反(fan)映和處(chu)理(li)過程來看(kan)，可以(yi)分(fen)為五大類。(1)檢測儀器；(2)顯示儀表；(3)控製儀表；(4)執(zhi)行機構；(5)集中(zhong)監控裝置。

(1)測試儀器

在生產過程中，設(she)備和管道的不同(tong)部(bu)位的介(jie)質(zhi)的溫度、壓力、流量、料(liao)位等物(wu)理量都在快速變化，而(er)且(qie)總是在變化。測量儀器用(yong)於(yu)測量上述(shu)物理量在每個瞬間的大小。

根據(ju)被測工(gong)藝(yi)參數(shu)的不同，檢測儀器可(ke)分為(wei)以下(xia)幾(ji)種類型。

1.溫度儀表:常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，以及輻射(she)高溫計、光學(xue)高溫計、光電比色高溫計等(deng)輻射溫度計。

2.壓力儀表:壓力測量儀表用於檢(jian)測壓力、真空和壓差。按(an)其工作(zuo)原(yuan)理可分為:彈性壓力計(按其彈性(xing)元件可分為彈簧(huang)管壓力計、隔膜(mo)壓力計、膜片壓力計、壓力開關等。);傳感壓力表(如電阻(zu)式、電容(rong)式、電感(gan)式(shi)、霍(huo)爾(er)壓力表等。);液柱壓力計(如U形管、直管和斜(xie)管壓力計)；還有精度很高的活塞式壓力表，通(tong)常(chang)用來校準(zhun)標準壓力表。

3.流量儀表:流量測量儀表有很多種。目前應用最(zui)廣泛(fan)的是節流裝(zhuang)置及其(qi)配套的差壓流量變送器。常用的節(jie)流裝置有孔板(ban)、噴嘴和文(wen)丘(qiu)裏管。其他常用的流量計還(hai)有水表、轉(zhuan)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(jie)流量計、阿奴(nu)巴(ba)流量計、質量流量計等。

4.液位計:液位計主要測量某種介質的液位或(huo)兩種比(bi)重(zhong)不(bu)同的液體的界麵以及塔、罐(guan)、槽中固(gu)體(ti)物料的液位。最常見(jian)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(fu)力液位計(如浮球液位計、液位開關、浮筒(tong)液位計、浮筒(tong)液位計、鋼帶(dai)液位計、儲罐(guan)液位稱重儀表等。).固體料位檢測采用電阻液位計、電容液位計、液位開關、重錘檢測液位計、音(yin)叉液位計、超(chao)聲波液位計、放(fang)射性液位計。

5.成分分析儀:成分分析(xi)儀用於驗(yan)證工藝介質的成分，並(bing)確(que)定某(mou)些(xie)成分(或某些成分直(zhi)至(zhi)所有成分)的含(han)量。按其工作原理可分為電化學分析儀(如電導(dao)率儀、工業酸(suan)度計、氧化鋯(gao)分析儀等。)、熱分析儀(如熱導分析儀、熱化學分子式分析儀、紅外(wai)分析儀)、磁導率分析儀、光電比色分析儀、質譜儀、工業氣相(xiang)色譜儀等。

安裝在線(xian)成分分析儀時，一般需要對樣品進行(xing)預(yu)處理，使(shi)樣(yang)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，需要配置一(yi)些管道(dao)係(xi)統，包括過濾器、除塵器、幹(gan)燥(zao)容器、冷卻(que)器、轉子流量計、水封(feng)、閥門(men)和管道等。，以便對樣品進行一般(ban)預處理。對於一些特殊(shu)介質(如煙(yan)氣(qi)汙(wu)濁(zhuo)氣體樣品、爐氣等高溫氣體樣品、重油分析取樣、腐(fu)蝕性組(zu)分取(qu)樣、環境檢測取樣等。)，其采(cai)樣預處理係統更加完善。這種成品取樣預處理係統稱(cheng)為取樣預處理裝置。

此外，一些物理測試儀器如濕(shi)度計、濕(shi)度計、密度計、密度計、濁度計、粘(zhan)度計等也常被(bei)歸為成分分析儀器。

6.機械(xie)測量儀器:常用的工業機械(xie)測量儀器有測厚儀、熱膨脹檢測儀、拉(la)力檢測儀、撓度檢測儀、軸(zhou)振(zhen)動、軸位移、轉速檢測裝置、旋轉機械稱重裝置(如大型汽輪機壓縮機等。)(如電子皮帶秤(cheng)、皮帶跑(pao)偏(pian)和打滑檢測裝置、稱重顯示裝置、稱袋重裝裝置等。).

(2)顯示儀表

這(zhe)類儀表用於指示或記(ji)錄(lu)被測參數的瞬(shun)時值，如比率表、毫伏(fu)表等動圈式指示器、數字指(zhi)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)用於指示或記錄溫度，以及具有流量累計功能的集成儀表。

(3)控製儀器

控製儀表一方麵接(jie)收(shou)過程檢測儀表和變送器的測量信號(hao)進行顯示，另一方麵發出調節信號控製執行機構(gou)(執行器和調節閥(fa))的動作，形成閉環(huan)控製係統。

控製儀表按信號類型(xing)可分為模擬(ni)控製儀表和數字控製儀表。

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

(1)單元組合儀表根據其在控製係統中的功能分為不同的單元。每個單元儀器獨立(li)存在，可以根(gen)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(ling)活方便。統一標(biao)準信號(也稱為模擬信號)用於單元之間的信(xin)號傳輸。組合儀表在20世(shi)紀50年代和70年代(dai)初被廣泛使用，它(ta)是一種真正分散(san)的儀表，即使用一種儀表來完(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(溫度變送器除外)在功能上(shang)應該是一個檢測儀表。

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)上發展起來的。這類儀器以0.14MPa壓縮(suo)空氣為工作能量，以0.02 ~ 0.1 MPa壓縮空(kong)氣為統一信號。由於其工作能量和信號傳遞都(dou)是壓縮空氣，所(suo)以氣動單元儀表在煉油化工生產裝置中的應用具有天然(ran)的防爆效果。其缺點是氣動信號傳輸距離一般在150m以內，傳輸距(ju)離太(tai)遠時信號傳輸滯(zhi)後，影響(xiang)顯示器調節的靈敏(min)度。Qdz包括(kuo)以下單元儀器:

A.傳輸單元(即(ji)變送(song)器)包括壓力變送器、差壓變送器、目(mu)標流量變送器、內(nei)置孔(kong)板流量變送器、單(雙)法蘭(lan)差(cha)壓(液位)變送器、內(外)浮筒液位變送器、溫度變送器等。

B.顯示單元儀表，如帶狀指示器、條形(xing)指示器、多針指示器、指示器記錄器、累加器等。

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、微分)調節器等。

D.計算單元儀器，如加減(jian)法(fa)器、乘除器、比率(lv)器等。

E.給定單元儀器，如設定裝置、時間(jian)程序設定(ding)裝置等。

F.輔助(zhu)裝置儀表，如氣動(Q型)操作器、手動/自(zi)動切(qie)換操(cao)作器、高(低)值(zhi)選(xuan)擇(ze)器、繼(ji)電器、開關、限(xian)製器、比例(li)裝置、負載分配(pei)器、大流量過濾(lv)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。這種儀器由(you)於其基本(ben)電子元件的更新換(huan)代，經曆了ⅰ型(電子管電路(lu))、ⅱ型(晶體管電路)和ⅲ型(線性集成電路)三(san)個發展階段。目前，I型和II型已被淘汰(tai)，不再使用。ⅲ型仍廣泛應用於煉油和化工生產裝置。現在介紹的電動單元組合儀表僅指III型。ⅲ型電動儀表由DC24V電源(yuan)供電，安裝在控製室內的各單元儀表之(zhi)間的信號傳輸采用DC1 ~ 5V電壓信號，而控製室(shi)內的儀表與現場(chang)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)足不同的防爆要求，現場安(an)裝的變送器和與之相連(lian)的控製室的輸入輸出單元(安全(quan)支架、安全柵)分為防爆(bao)型和本質安全型。另(ling)外，由於工業計算機控製技術的發展，近年來開發了以微處理器為核心的智能單元儀表，成為電氣單元儀表的新軍(jun)。

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(zhi)能壓力變送器、智能差壓變送器等。

B.顯示單元儀表，如單(雙)針指示器、帶狀(zhuang)指示器、單(雙)針(zhen)報警(jing)器、單(雙)筆記錄器、多點(dian)指示記錄器、比例(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、乘除器、平方根等。

E.轉換單元儀表包括電流信號轉換器、脈(mai)衝/電壓轉換器、頻率/電流轉換器、阻抗(kang)轉換器、函數轉換器、電/氣轉換器、氣/電轉換器等。

F.給定單元儀表有恒(heng)流設定器、比率設定器、比率設定器、報(bao)警設定器、參數程序設定器、時間程序設定器等。

G.輔(fu)助裝置儀表，如電動(D型)操作器、DDC操作器、安全支(zhi)架(jia)、安全柵、配電裝置、電壓箱(xiang)、信號選擇器、隔(ge)離器、逆變器、提升器、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，也稱為裝配式集(ji)成控製裝置。它采用組件式結(jie)構，可以方便(bian)靈活(huo)地組成過程控製係統。係統采用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(chu)點、脈衝、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件:

A.輸入/輸出組件:輸入(ru)轉換組件、輸出轉換組件、脈衝(chong)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(huan)衝部件、繼電器緩衝部件、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(fu)組件、信號選擇組件等。)、集成組件、報警組件、邏輯組件。

C.調節組件:PID組件(比例、積分、微分組件)、動態補償組件、跟蹤組件、多輸出接口組件、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(jian)控部件。

E.顯示操作儀器:單(雙)針指示器、單(雙)筆(bi)記錄器、三(四)筆(bi)記錄器、趨(qu)勢記錄器、手(shou)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具(ju)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(ji)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(yi)靠(kao)被測介質作為其工作能量而得名，故又(you)稱直動式調節器。另外，由於與它的調節閥是一體的，所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(luo)輯(ji)控製器(PLC)、工業控製機(IPC)、安全控製係統(FSC)等。

20世紀(ji)60年(nian)代，隨著工業生產過程的大型化和複雜化，要求工業自動化控製係統不僅能處理大量數據，還能實(shi)現(xian)先進的操作控製，便於信息交(jiao)流，實現集中顯示操作和先進控製，提高控製精度。單純使用常規模擬儀表不能滿足(zu)上述要求，因此采用計算機控製係統來進一步(bu)提(ti)高生產過程的綜合控製水平。然而，隨著控製功能的高度集中，事(shi)故(gu)風(feng)險(xian)也高度集中。一旦(dan)計算機控製係統發生故障，控製、監視和操作將無法進行，對(dui)生產造成很大影(ying)響，甚至導致(zhi)全球性的重大事故。

20世紀70年代以後，隨著大規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(wei)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性。這是因為分布式控製係統根據控製功能或控製區(qu)域(yu)來分配微處理器。每個帶有微處理器的控製站(zhan)可以控製幾個或幾十個回路，幾個控製站組合起來控製整個生產過程，達(da)到分散控製、分散風險的目的。在此基礎上，大量信息通過數據通信電纜送至中央(yang)控製室的以微處理器為基礎的CRT顯示操作站，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續(xu)控製、批量(間歇)控製、順(shun)序控製、數據采集處理和先(xian)進控製，將運行管理與生產過程緊密結合。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(cha)。一旦發現故障(zhang)，它會(hui)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、打(da)印機等外圍(wei)設備組成。

在隨後的發展過程中，集散控製係統的控製通信功能日趨完善和規範(fan)，並根據其控製功能的側(ce)重點，從以回路控製為主(zhu)的集散控製係統DCS中分離出了以順序(xu)控製為主的可編程控製器PLC(Program * * BlelogicController)。PLC最初的目的是取代傳統繼電器組成的繼電器聯(lian)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(xu)、定時、計數和計算等功能，適用於複雜的聯鎖(suo)。PLC的特點是“可編程序”，通過改變程序可以改(gai)變控製方案。其可靠性、靈活性、運行速度和控製方案(an)的複(fu)雜性都是繼電器電路無法比擬的。

PLC的發展非常迅速(su)，增強了模擬控製和計算功能，甚至配備了CRT動態圖(tu)形顯示、數據庫管理、文件生成等功能。而DCS則吸(xi)收了PLC的技術特(te)點，加強(qiang)了批(pi)處理和順序控製的功能。這兩(liang)個功能的滲(shen)透(tou)會縮小DCS和PLC的區別，讓(rang)logo模糊(hu)。隨(sui)著分散控製係統的不斷發展，特別是在小型和微型化係統、智能現場變送器、現場總線標準化、通信網(wang)絡(luo)標準化、DCS和PLC相互(hu)滲透以及係統軟件的進一步完善(shan)等方麵，分散控製係統將(jiang)更加適合各種應用。

現場總(zong)線(FCS)是安裝在生產現場設備和控製室自動控製設備之間的數字化、串行、多點通信數據總線。其基本思(si)想(xiang)是，控製室內的DCS和PLC控製站、智能調節器不再(zai)通過各(ge)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(zong)線的H2高速通道相連，再通過H2/H1交換橋與H1現場總(zong)線相連，從而實現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(ji)控製。第一級包括分布(bu)式控製係統(DCS)、可編(bian)程邏輯控製器(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)於多極控製的第(di)二(er)級。生產管理計算機適(shi)用於多極控製的第三至第五階(jie)段(duan)。

(4)致動器

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(hun)合控製閥四大類。氣動控製閥按其執行機構形式分為隔膜控製閥、活塞(sai)控製閥和長行程控製閥。

(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(xun)回檢測裝置、信號報警裝置、安全檢測裝置、工業電視、遙控裝置和順序控製裝置等。集中監控設備(bei)一般分為以下幾類:

1.安全監控裝置包括可燃(ran)氣體檢測報警裝置、有毒(du)氣體檢測報警裝置、火焰監測器、自動點火(huo)裝置、燃燒(shao)安全保(bao)護(hu)裝置、漏(lou)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(zhao)明、吹掃(sao)、冷卻裝置和電動轉盤)、顯示器和輔助設備(操作器、分配器、補償(chang)器、開關)等組成。

3.遙控裝置接收輸入的變量信號，對信息進行處理，在屏幕上顯示報警，並向控製終端輸出控製信號。

4.信號報警裝置包括閃(shan)光(guang)報警裝置、智能閃光報警裝置、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鎖保護係統、邏輯監控裝置、順序控製裝置和智能順序控製器等。

6.數據采集和巡檢報警裝置包括數據采集裝置和巡檢報警裝置等。

(6)其他(ta)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、屏式)儀表盤、儀表箱、操作台、保溫(保護)箱、電源箱等。

(7)自控材(cai)料

自控用材料是指儀表安裝所需的材料，種類繁多，如壓力管道(無(wu)縫鋼管、不鏽(xiu)鋼管、高壓管)、供氣管道(鍍(du)鋅(xin)鋼管、黃(huang)銅(tong)管)、氣體信號管道(紫(zi)銅管、銅管電纜(lan)、尼(ni)龍管電纜、接線盒)、電氣管道材料(焊(han)接鋼管、鍍(du)鋅(xin)鋼管)、各種管道中的閥門、法蘭及管件、自控用電氣設備材料等。