电磁流量计等过程控制仪表技术的应用分析

一、本文概述

　　伴随着数字技术和信息技术的迅猛发展，对于石油、化工等生产行业和相关科研单位的过程控制技术和仪表技术也有了新的突破，过程控制技术开始向了多目的过程控制、仿真、智能应用和远程监控等方向发展，当前化工行业对过程过程控制仪表技术的要求越来越高，因此研究过程工作技术对我国的科技进步具有重大的意义。撰写此文针对于国内外过程仪表技术的发展现状作出分析，研究了过程仪表技术的应用现状，对于过程仪表技术的未来发展趋势作出预测。过程仪表控制技术的发展水平与控制理论、传感器、数据采集和控制算法有关。仪表过程控制技术广泛的应用于石油工业、轻工行业、化工行业、电力工业、纺织工业、核能工业等中。过程控制仪表技术就是指把进行控制的软件和过程控制的数字电路封装在一块，通过仪器控制面板让用户进行观察和控制，这样就为用户提供了很好的测控功能。

在实际应用中，过程控制就是对一些过程进行监控和调整物质和能量相互作用。它与其它的控制模式有较大的差别，它是一种闭环的控制模式。过程控制中会涉及到诸如电磁流量计等流量测量仪表，磁翻板液位计等液位测量仪表，控制部件由电磁阀等设备进行作用，过程控制的特征以下几个方面：（1）被调控的过程控制变量变化较慢，在工作人员员进行控制后，在一段时间内它不会产生较为明显的反应；（2）在过程控制的过程中，所进行的调控经常是离散的过程；（3）一些的相关变量组成了被控过程。在实际生产过程中，过程控制就是对生产工艺流程进行监控。
　　


二、过程控制仪表技术研究现状 
　　由于信息技术和微加工技术的快速发展，使的过程控制仪表技术取得了较大发展，特别是采用虚拟仪器技术进行过程仪表控制的技术。
　　2.1　国外过程控制仪表技术发展现状
　　在西方发达国家，过程控制仪表技术的发展得到空前发展，特别是采用虚拟仪器进行过程控制仪表的发展，它的强大功能随着广泛应用于测控领域，得到了人们的认可。一些西方著名的大公司开始应用过程控制仪表技术。例如美国的Gsytems公司，通过采用虚拟仪器技术来进行控制信号，通过获得空气中的压力数据输出以及改变风向的信号。利用微处理器进行运算处理过程控制仪表所获得的数据。利用虚拟仪器技术进行过程控制仪表在工业控制系统具有非常大的应用潜能。通过利用虚拟仪器技术，过程控制仪表技术将会发展到一个新的阶段，同时也使得过程控制仪表技术具有很好的发展前途。
　　2.2　国内过程控制仪表技术发展现状
　　我国对过程控制仪表技术的研究有很大的进展，也取得了不少成果，在虚拟仪器技术方面，由于虚拟仪器具有较强的运算能力，可以很好的出来来自监控系统的大量信息，实现传统仪器过程控制的升级换代，保证过程控制仪表技术的准确性和高效性。例如我国研制的采用虚拟仪器技术进行温度测试和控制的例子，它要实现的功能是进行周围环境温度的采集和控制。它包含有电路和数据采集卡及配套的软件组成。在它实际工作的过程中，首先将模拟信号（温度信号）通过传感器转变为数字信号（电压信号），然后将数字信号进行放大和调理后送入数据采集卡进而进入上位机，在上位机上运行的软件对获得的数据进行处理，通过显示器显示出来。然后上位机将指令经数据采集卡送入给温度控制电路，进而控制温度的控制，实现预期想要的温度值。
 
三、过程控制仪表技术发展研究 
　　过程控制系统是指生产过程的参数作为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。过程控制的主要参数有流量、液位、温度、压力、浓度等。通过对过程参数的控制，可使生产过程中产品的质量提高和能耗减少。一般的过程仪表控制系统通常采用反馈控制的形式，在20世纪50年代，过程仪表控制技术主要功能保证生产过程中的一些参数不变。在70年代，过程仪表控制技术出现了最优化控制和自动化调度的计算机控制系统。在90年代，过程仪表控制技术与信息技术相结合，产生更多的功能。
　　随着现代科学技术的不断发展，过程控制仪表技术应用于我国的各行各业中。自改革开放以来，过程仪表控制技术得到了快速的发展，在工农业的现代化生产过程中，我们经常会在生产现场看到象电磁流量计，超声波流量计等用于测量生产流体介质的各种类型的流量计。随着现代工业生产形式的快速发展，以及大规模集成电路的研制成功和微处理器的进一步发展，工业控制机的可靠性能和性价比都得到了较大提高。由于工控机采用更加先进的冗余技术和诊断技术等措施，使工控机满足了现代工业控制的新要求。随着计算机技术的发展和应用，在工业生产控制的过程中，过程仪表控制技术的发展来到了一个新的发展阶段。
 
四、过程控制仪表技术发展趋势 
　　近年来，过程仪表控制技术向数字化和智能化发展，而且采用模块化设计的思想使得它的精度更高、质量更轻和较低的成本，在这个过程中发展形成了分散型控制系统、总线式工控机、可编程控制器和智能仪表控制技术。其中，智能化控制是过程仪表控制技术发展的新方向，现场总线技术的出现时信号传递的一次划时代的变革，实现过程控制仪表信号传递由模拟信号转变为数字信号传递。
　　4.1　过程仪表控制的智能化
　　微电子技术的发展，使得微处理器体积更小、功能更强以及速度更快，而自控装置的智能化，通过采用微处理器研发制造各种形式的智能仪表和功能模块和其它装置。微处理器研发的成功，使得过程控制设备更加智能化，极大地提高了设备的性能和可靠性，实现过程控制设备质的飞跃。过程仪表智能控制具有高精度测量、自动校准能力、自动修正能力和自动自检能力，能够实现高级控制和复杂系统控制，目前我公司生产的智能型的电磁流量和超声波流量计都具有智能纠错功能，保证了仪表在测量过程中的高精度。因此，过程仪表智能控制已成为当前过程仪表技术新的发展趋势，过程仪表智能控制仪表将取代传统仪表。
　　4.2　基于现场总线的过程仪表控制技术
　　现场总线是近年来迅速发展起来的一种数据总线，它主要用于过程仪表智能控制的信息传递。过程仪表智能控制利用现场总线技术进行数字信息传递，使传递的信号传递更加安全和可靠，各个装置的连接变得非常方便和灵活，采用现场总线技术构成的过程仪表控制，技术可靠性将大大提高。
 
五、本文结语 
　　计算机技术和信息技术的发展，以及电子技术和传感器技术的发展，带动了过程仪表控制技术的新发展，出现了更多的新型自动化过程控制仪表装置。随着更加先进的控制理论和人工智能理论等的发展，过程控制仪表的发展也将达到更高的发展水平