1自动化控制仪表的特点和分类

1.1自动化控制仪表的分类。按控制仪表与装置所用能源的不同，可以将其分为电动、气动、液动和混合式等几大类。其中，气动和液动控制仪表和装置发展最早，但电动控制仪表与装置发展异常迅速，现在已经占绝对统治地位。气动控制仪表的特点是：性能稳定，可靠性高，具有本质安全防爆性能，不受电磁场干扰、结构简单、维护方便。在电子技术和计算机技术高度发展的今天，气动控制仪表所占领地虽然已十分狭小，但在一些大型装置的主体设备周围，仍有采用基地式气动控制仪表对单一的工艺参数进行就地单回路调节。尤其是气动执行器，具有安全、可靠及工作平衡等优点。应用仍十分广阔，在许多由电动控制仪表和装置构成的系统中，执行器仍彩气动式的。因此，我国及世界上一些大型自动控制仪表装置生产公司仍在生产气动控制仪表。

电动控制仪表与装置都采用了电子技术，从原理上分，电子控制仪表与装置又可分为两大类：模拟式控制仪表与装置和数字式控制仪表与装置。模拟式控制仪表与装置按结构形式可分为基地式、单元组合式、组件组装式三大类。

1）基地式控制仪表一般结构比较简单，价格低廉，它不仅能够进行控制，同时还可指示、记录。因此适用于小型企业的单机自动控制系统。

2）单元组合式控制仪表应用灵活、通用性强，便于控制仪表的生产、维护及备品库存等。

3）组件组装式控制仪表可由仪表制造厂预先根据用户要求，组装好整套自控系统，再以成套装置形式提供给用户，从而可使自控系统的现场施工、系统安装和调试工作量大大减小，也使维护、检修和系统改组工作大大简化。

1.2自动化控制仪表的特点。数字模拟混合式系统：现场仪表与控制室装置之间通信采用模拟信号4~20mA，数字控制仪表内部的信号处理为数字信号，但输入仍为4~20mA，控制装置之间和控制装置与上位计算机之间采用数字通信技术。例如目前数字控制仪表，DCS系统，PLC系统，FCS系统等。三大控制系统之间的差异：目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交叉。下面就仅以DCS与FCS进行比较。DCS系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。目前在DCS系统中一般使用两类通信手段，即同步的和异步的，同步通信依靠一个时钟信号来调节数据的传输和接收，异步网络采用没有时钟的报告系统。数字通信和模拟信号通信方式比较：简化了硬件结构，提高了装置精度；提高了信号传输精度；传输的信息更加丰富；大大降低了布线的复杂性和费用。

2产业发展国内外主要差距

2.1创新能力方面。

1）拥有技术较少，开发能力弱。在我国对一些仪表的使用上面或者生产上面往往采取的就是单纯引进国外从相关技术，但是在对于技术的理解上面又缺乏投入，导致对于技术的消化情况并不是很好，也就造成了不断的引进，不断的落后，再引进再落后的局面。虽然在这方面我国已经认识到了问题的严重性，并且国内的科研机构也在开发，但是所开发出来的产品在适应性能上面效果并不是很好，而且在核心技术研发上面更是没有取得成果，在产品的效率上面非常低下。所以目前我国相关行业生产的产品主要都是低端的，在高端市场我国缺乏相关的研究。

2）对于产品的创新理念并没有形成。

在研发资金的投入上面，我国与国外相差极大，整体上差距5到10倍，并且在相关工艺上面也没有达到生产要求的先进水准，并且在对于研发技术上并不是相当重视，综合原因导致了我国相关技术的研发远远落后与国外。缺乏创新理念是其中最为主要的一项问题，到目前为止，在我国还没有一家科研机构能够达到与国外相近的水准。其未来发展形势堪忧。

3）外部市场环境对于国产产品的并不有利。现在很多企业对于国产的仪表采取的是怀疑态度，在性能上面并不认可，主要的原因就是由于现在企业对于国内发展的情况不太了解，由于对国产产品质量的不认可，导致害怕出现经济损失就不去使用，这使得即使我国拥有跟国外仪表仪器较量的能力，但是由于市场的不认可，使得我们根本没有机会进行高端市场。

2.2产品化方面。1）缺乏可靠性。同类产品上，国产产品与国外产品在质量的等级上面相差许多，在使用时可靠性能严重不足。

2）整体技术落后。在仪表的所含技术上面，国产产品在精准度上面偏差较大，并且智能化程度低。

3）缺乏有针对性的专用仪器仪表。近年来国外测量控制与仪器仪表的发展趋势是开发仪器仪表与应用对象紧密结合的软硬件产品，最终向用户提供个性化的解决方案。国内缺乏针对流程工业使用对象而开发的与质量、能耗、物耗、环保有关的在线分析、检测仪器仪表，限制了流程工业综合自动化水平的提高。

2.3共性关键技术方面。

1）传感器技术。传感器技术与计算机技术、通信技术并列为信息产业的三大支柱，美、欧、日等都把传感器产业列为重点开发的关键科技领域。我国传感器技术与国外的差距很大，如高精度压力、差压传感器因用量大、技术复杂，成为了工业自动化测控中最为重要的传感器品种，高精度压力、差压传感器目前有硅压阻、硅电容、硅谐振三种原理，由此类传感器为核心部件的高精度压力、差压传感器年市场需求量已超过26万台，但是均被国外企业和外资企业垄断。此外，固态硅传感器技术、光纤传感器技术、生物芯片技术、电化学传感器技术、气体传感器技术、图像传感器技术、多传感器技术等与国外相比也存在较大地差距。

2）精密加工和特殊工艺技术。高档仪器和精密仪表的研制开发取决于精密加工水平，大量高中档品的核心技术涉及专用特殊工艺，我国高中档检测设备与国外的差距很大程度上是精密加工和特殊工艺技术的差距。当前的重点是研究和发展多维精密加工工艺，精密成型工艺，球面、非球面光学元件精密加工工艺，晶体光学元件磨削工艺，特殊光学薄膜设计与制备工艺，精密光栅刻划复制工艺，特殊焊接、黏接、烧结等特殊连接工艺，专用芯片加工技术，MEMS技术等。

3）智能化技术。智能化技术是仪器仪表和测控设备的发展方向。国外产品普遍具有强大的智能化功能，如具有自校准、自检测、自诊断、自适应功能；具有复杂运算和误差修正的数据处理能力；

具有复杂控制，并可灵活改变和扩展功能等。我国仪器仪表和测控设备在智能化方面还有很多工作需要做。

结语：对于现在的工业发展来说，控制仪表占有相当重要的地位，并且随着科学技术的不断发展，在仪表的控制上面也得到了很大程度上的发展，使得它对工业的发展起到了促进的作用。虽然在这方面我国还没有形成一个具有很强科研能力的体系，但是随着我国整体科学技术的发展，在不久的将来我国一定会拥有自主知识产权的仪表控制系统。

摘要：在工业设备中，控制仪表具有着重要的作用，它能够使设备正常运行，并且提供一个安全的保障依据，对于现在大部分设备来说，控制仪表的存在已经是必不可少的了。由此可以看出，对于控制仪表的开发和利用，将能够使我国的工业发展更加快速和完善。现阶段已经生产出来了自动化控制仪表，并在工业设备上面广泛运用，但是在自动化仪表的研发上面我国却没有多少的成果，所以，我们要加大对于自动化仪表的研发，使得我国的工业化进程更加快速。

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