信息技術革命是當代工程技術發展的最重要的趨勢,信息工業的要素包括信息的獲取,存取,傳輸和利用,而信息的獲取正是靠儀器儀表來實現的.儀器儀表作為信息工業的源頭,是以電腦和微處理器的技術為核心技術,以計算機,網絡,系統,通信,圖像顯示,自動控制理論為共性關鍵技術基礎.這些信息技術應用到儀器儀表中,促成儀器儀表產品升級為智能儀器儀表,發展成為信息工業領域中一大系列產品群體.
一:現代智能儀表的技術內涵現代智能儀器的生產和飛速發展是與計算機技術,網絡通信技術和測量傳感器技術以及集成電路制造技術的飛速發展分不開的.計算機技術,網絡通信技術和測量傳感器技術的迅速發展,推動著工業自動化儀表和工業自動化控制系統的技術革命.這種變革的成果將導致產生新一代的現場總線智能儀表和現場控制系統,它將成為21世紀初期儀器儀表工業的主體.1.傳感器技術.傳感器技術是保證智能儀表測量控制系統準確可靠的前提.目前,隨著集成電路制造技術和材料科學的發展,傳感器正向小型化,低功耗,網絡化的方向發展,準確性和穩定性也有了很大的提高.其中,網絡傳感器技術是備受世界關注的新興科技領域,在新的世紀里必將引起一場技術革命.2.測量儀表技術.測量儀表在計算機控制系統出現以后,近幾十年來,其核心一般采用各類單片機.這種方法使用的導線多,現場安裝及調試的工作量大,投資高,傳輸精度和抗干擾能力較低,不便維護.主控室的工作人員無法了解現場儀表的實際情況,不能對其進行參數調整和故障診斷,所以處于最底層的模擬變送器和執行機構成了計算機控制系統中最薄弱的環節.近年來,隨著通訊和網絡技術的飛速發展,以及61158國際標準的形成,現場總線技術應運而生,該技術雖然剛剛興起,但卻代表著智能儀器儀表的發展方向,勢必成為智能儀器儀表的主流.目前,許多廠家都在努力改進其產品的通訊與開放性,但其固有特點決定了其產品的落后.而則范圍小一些,盡管現代的已不僅僅是邏輯控制,但其模擬量控制測點容量小,價格高,一般仍然應用于開關量和邏輯控制為主的場合,但由于有些支持現場總線,其前景要較常規好一些.
二:現代現場總線技術勢必成為智能儀器儀表的主流現場總線技術及其特點.現場總線技術是在8年代后期發展起來的一種先進的現場工業控制技術,它綜合了數字通信技術,計算機技術,自動控制技術,網絡技術和智能儀表等多種技術手段,從根本上突破了傳統的"點對點"式的模擬信號或數字——模擬信號控制的局限性,構成一種全分散,全數字化,智表的李淑霞能,雙向,瓦連,多變量,多接點的通信與控制系統.現場總線則是連接智能現場設備和自動化系統的數字式,雙向傳輸,多分支結構的通信網絡,其基礎是智能儀表.把傳統的的控制功能進一步下放到現場智能儀表,由現場智能儀表完成數據采集,數據處理,控制運算和數據輸出等功能.現場儀表的數據(包括采集的數據和診斷數據)通過現場總線傳到控制室的控制設備上,控制室的控制設備用來監視各個現場儀表的運行狀態,保存各智能儀表上傳的數據,同時完成少量現場儀表無法完成的高級控制功能.另外,還可通過網關和企業的上級管理網絡相連,以便企業管理者掌握第一一手資料,為決策提供依據.所以現場總線有以下突出特點:(1)開放性.現場總線控制系統()采用公開化的通信協議,遵守同一通信標準的不同廠商的設備之間可以互連及實現信息交換.(2)互操作性.互操作性是指不同廠商的控制設備不僅可以互相通信,而且可以統一組態,實現統一的控制策略和"即插即用",不同廠商的性能相同的設備可以互換.(3)靈活的網絡拓撲結構.現場總線控制系統可以根據復雜的現場情況組成不同的網絡拓撲結構.(4)系統結構的高度分散性.現場設備本身屬于智能化儀器,具有獨立自動控制的基本功能,從而從根本上改變了的集中與分散相結合的體系結構,形成了一種全新的分布式控制系統,實現了控制功能的徹底分散,提高了控制系統的可靠性,簡化了控制系統的結構.(5)現場設備的高度智能化.傳統的使用相對集中的控制站,其控制站由單元和輸入/輸出單元組成.現場總線控制系統則將的控制站功能徹底分散到現場控制設備,僅靠現場總線設備就可以實現自動控制的基本功能,如數據采集與補償,運算和控制,設備自校驗和自診斷等功能.系統的操作員可以在控制室實現遠程監控,設定或調整現場設備的運行參數,還能借助現場設備的自診斷功能對故障進行定位和診斷.(6)對環境的高度適應性.現場總線是專為工業現場設計的,它可以使用雙絞線,同軸電纜,光纜,電力線和無線的方式來傳送數據,具有很強的抗干擾能力.常用的數據傳輸線是廉價的雙絞線,并允許現場設備利用數據線進行供電,還能滿足本質安全防暴要求,由于現場總線的諸多優點,所以近十年來出現了多種有影響的現場總線.,智能儀表不僅具有精度高,可自診斷等優點,而且具有控制功能,必將取代傳統的4模擬儀表.連接現場智能儀表的現場總線是一種開放式,數字化,多接點的雙向傳輸串行數據通路,它是計算機技術,自動控制技術和通信技術相結合的產物,結合豐富的軟硬件資源,既克服了傳統控制系統的缺點,由極大地提高了控制系統的靈活性和效率,形成了一種全新的控制系統,開創了自動控制的新紀元,成為自動控制發展的必然趨勢。