自动化仪表发展简介.doc

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1、作者简介卞正岗，北京市自动化系统成套工程公司副总工程师，教授级高级工程师，享受政府津贴。是中国自动化学会科普工作委员会委员。曾从事电动机及励磁、微控电机、电动单元组合仪表、DCS的研制工作，近20年内从事自动化系统工程工作，曾获得中国有色总公司科技进步一等奖。【摘要】文章分三个部分.第一部分讲述DDZ-ILIII型仪表的形成和4-20mADC国际统一信号的使用。第二部分讲过近20年DCS的广泛使用及PA、FA、OA的形成.第三段部分展望新世纪，指出市场对自动化仪表工业的需求和DCS的发展。【关键词】电动单元组合仪表国际统一信号DCSPA（过程自动

2、化）FA（工厂自动化）OA（办公自动化）1.70年代中期以前的发展20世纪，自动化科学技术的建立以及工业的发展，逐渐形成了自动化仪表工业。50年代以前，PID调节已很流行，但集检测、调节、执行功能于一体的基地式仪表仍为主流热工仪表。功能分离、信号传输、中央控制室集中显示操作，这种可应用于多个行业的通用性强的自动化仪表模式还在酝酿之中。60年代，以电子管为基础的DDZ—I型电动单元组合仪表，被以晶体管分立元件为基础的DDZ-II型电动单元组合仪表取代。这是面向石油、化工、冶金、电力、建材等行业，以温度、压力、流量、液位为主要控制参数的整套工业自动化

3、仪表。这个时期由于生产设备的大型化，已经有了中央控制室，基地式仪表的操作方式逐步被取代，但各单元仪表之间的连络信号还不统一，以直流0〜10mA的电流信号应用较广。70年代，一机部组织了DDZ-I11型仪表的统一设计工作。DDZ-III型是在线性集成电路（运算放大器）技术、国际统一信号、本质安全防爆等技术的基础上发展起来的，与此同时，组装式仪表装置也在兴起。60年代末70年代初，国际电工委员会IEC规定了国际统一信号为直流4〜20mA,直流1〜5V为辅助信号。即以4~2（ADC为传输信号，以1〜5VDC为接收信号。这个国际统一信号在当时执行起来,基

4、本没有多大阻力，原因是其技术先进、切实可行，而且原来的制造厂和用户都迫切希望有统一的信号制。DDZ-III型仪表总体设计时，为了顺应500万吨/年原油处理量的大型炼油厂的自控系统的要求，一是系统要求本质安全防爆，二是要考虑现场仪表与中控室距离较远（约500米以内）。在符合国际统一信号的基础上，选用24VDC统一供电和两线制变送器及安全栅的方案。当时线性集成电路和晶体管的水平能做到在24VDC供电条件下，控制室仪表外接导线电阻与两线制变送器内阻或执行器内阻串联，可具有恒流性能。4mA是为了保证两线制变送器放大器工作点必要的供电而设的。在要求防爆的场

5、所，也能够承受24VDC、20mADC或比它稍高的电量，所以能满足上述两项要求。DDZ-III型仪表的差压（压力）变送器，已经采用矢量机构的力平衡式的原理，比原来的位移式变送器机双杠杆力平衡式变话器有较大的进步。DDZ-III型仪表及70年代后期引进的I系列仪表、EK系列仪表同属于模拟仪表的最后一代产品。模拟仪表技术或模拟电路技术的前途要看半导体器件的发展趋势而定，现在ASIC专用电格产品逐步普及，它与数字电路、微处理器技术融合是总的趋势，但模拟电路技术正像模拟量一样，是不会消失的。所以模拟仪表也不会消失，只是它不会再是主流仪表了！这令人想起，我

6、国KC动圈式自动化仪表，虽然原理古老，但现在仍然有生存空间。事实证明，模拟仪表也可求得生存，因为市场需求是多方面的，所以自动化仪表也应多品种。70年代，是自动化仪表工业的成长期，最终形成了上海、西安、重庆、天津、北京、大连儿个基地。除了仪表生产之外，系统成套工程产业也在发展，以系统带单表的发展战略带来了“30万吨乙烯”工程等项目。燕山30万吨乙烯工程就是消化新技术进行国产化，从而使自动化仪表工业受到重视。这时期整装通道式仪表盘技术的发展和组件组装式仪表的出现和批量生产，使用户认可了购买系统和装置的新模式，这比购买单表前进了一大步，随之自动化仪表工

7、业每年产值均较其它行业增长快得多。从晶体管分立元件直至小规模、中规模集成电路沟研制成功了工业控制计算机。计算机外围的AI/O（模拟量输入输出）、DI/O（开关量输入输出）、卡件及DDC（直接数字控制）软件均成为自动化仪表工业的一部分，但是由于危险较集中，可靠性欠缺，只能用于工艺比较简单的装置如常减压炼油装置的控制系统。它在数据采集系统中应用较广，当时称为巡回检测装置。这一阶段为以后发展做了技术准备，即为大规模集成电路出现使自动化仪表工业飞跃发展打下基础。2.近20年的发展70年代中期，大规模集成电路问世，由于其性能价格比较优越,使自动化仪表工业发

8、生了巨大的变化。首先是DCS分散型控制系统的出现，逐步成为大中型设备首选的配套自控系统；其次是PLC可编程序控制器的出现取代了中小规模集