工业自动化仪表概述

工业自动化仪表(industrial process measurement and control instrument)是在工业生产过程中，对工艺参数进行检测、显示、记录或控制的仪表，又称工业仪表对工艺参数进行检测、显示、记录或控制的仪表，或(工业)过程检测控制仪表。 工艺生产过程的检测是了解和控制工业生产的基本手段，只有在任何时刻都能准确地了解工艺过程的全貌，并进行控制，才能保证生产过程顺利，并以高的生产率、小的消耗生产出合格的产品。

原理工业仪表能在无人操作的情况下自动地完成测量、记录和控制的工作。此外，利用工业仪表还可实现信息远距离传送和数据处理。

历史工业仪表最早出现在20世纪30年代，最初只用于化工、石油炼制、热能动力和冶金等连续性的热力生产过程，因此当时称为热工仪表。当时的工业仪表的结构形式主要是机械式或液动式，仪表体积较大，只能实现就地检测、记录和简单的控制。到了30年代末和40年代初，出现了气动仪表，并使用了统一的压力信号，遂有了带远程发送器的仪器。它能在远距离外的二次仪表上重现读数，从而能集中在中心控制室进行检测、记录和控制。50年代又出现电动式的动圈式毫伏计、电子电位差计电气机械式调节器和整套的电子管调节仪表。80年代出现的组装式电子综合控制装置，将仪表和生产自动控制系统有机地结合在了一起。工业仪表的发展促进工业生产的自动化，已成为工业生产中不可缺少的自动化工具。

种类工业仪表虽然种类繁多，但都基于平衡原理，包括力平衡、力矩平衡和电平衡等。仪表的感受部分—传感器将被测参数(如温度、压力、流量等)，经变送器转换成容易放大的测量量(如电压量、电流量和机械量等)，再经过放大。放大后的量值，一部分传入显示部件，一部分经反馈部件与测量量进行比较，以达到平衡的目的。

工业仪表的种类很多，按被测量生产过程的参数区分有温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表、物位测量仪表、机械量测量仪表、流程分析仪器等;工业仪表按其在工业生产过程的功能可分为检测仪表、显示仪表、调节仪表等。检测仪表主要用于检测工业生产过程的参数，如温度、压力、流量、物位和机械量等，有时也带有记录和调节功能;显示仪表将检测仪表的输出信号显示出来以供观察的仪表，与检测仪表、变送器和传感器配套使用，按显示方式不同分为模拟式显示仪表、数字式显示仪表和字符图像显示仪等;调节仪表又称调节器，它的作用是将生产过程中的被测参数与设定参数进行比较，然后按一定调节规律发出调节信号给执行器。调节仪表按调节方式不同分为断续调节器和连续调节器;按结构形式又分为基地式、单元组合式和组装式;按工作能源和介质分为自力式、电动式、气动式和液动式。有的调节仪表也带有检测和显示部分。

执行器又称执行机构，它根据来自调节仪表的调节信号和调节规律，直接调节工业生产过程的输入、输出量。集中控制装置能对分散参数进行集中检测和控制，按预定的程序进行控制或对被测量进行处理。集中控制装置包括巡回检测装置、顺序控制器和数据处理装置等。随着工业生产向综合自动化、大规模方向发展，生产的工艺流程日趋复杂，用仪表检测和控制的范围也越来越扩大。工业仪表总的趋势是向多功能方向发展。仪表检测方面的趋势是研制新型的传感器，使传感器集成化、广泛应用新技术，如核磁共振、激光和相关技术等。在仪表调节方面，除一般的比例、积分、微分调节规律外，人们正在研究前馈、大滞后、非线性、相关和计算值调节等技术，以适应多回路自动化系统的需要。此外数字、字符、图象显示技术的发展，使人与计算机的联系更为方便。以微型计算机为核心的综合控制装置正在进一步发展。