智能儀表概述

隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，引起了儀表結(jié)構(gòu)的根本性變革，以微型計(jì)算機(jī)(單片機(jī))為主體，將計(jì)算機(jī)技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，組成新一代“智能化儀表”，在測(cè)量過程自動(dòng)化、測(cè)量數(shù)據(jù)處理及功能多樣化方面與傳統(tǒng)儀表的常規(guī)測(cè)量電路相比較，取得了巨大進(jìn)展。 智能儀表不僅能解決傳統(tǒng)儀表不易或不能解決的問題，還能簡(jiǎn)化儀表電路，提高儀表的可靠性，更容易實(shí)現(xiàn)高精度、高性能、多功能的目的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，儀表的智能化程度將越來越高。智能儀表，不但能完成多種物理量的精確顯示，同時(shí)可以帶變送輸出、繼電器控制輸出、通訊、數(shù)據(jù)保持等多種功能。 智能儀表和智能傳感器一般是用在現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，這種儀表和傳感器內(nèi)部嵌入的有通訊模塊和控制模塊，可以完成數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通訊功能。

最初的智能儀表被稱為自動(dòng)抄表系統(tǒng)(AMR)，遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表也成為了智能儀表最基本的功能。利用智能儀表的紅外線等通信功能，就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)抄表。這樣就不需要工作人員前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工抄表，提升了效率，也削減抄表業(yè)務(wù)的成本。此外，還能夠減少人為因素造成的失誤，抄表精度得到提升，也使得收益得到提升。之后雙向通信的遠(yuǎn)程操作功能也增加進(jìn)來，防止非法使用電力/燃?xì)獾?，因此智能儀表最初被能源行業(yè)應(yīng)用和看好。

1、測(cè)量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響;2、測(cè)量管內(nèi)無阻礙流動(dòng)部件，無壓損，直管段要求較低;3、系列公稱通徑DN15～DN3000。傳感器襯里和電極材料有多種選擇;4、轉(zhuǎn)換器采用新穎勵(lì)磁方式，功耗低、零點(diǎn)穩(wěn)定、精確度高。流量范圍度可達(dá)1500：1;5、轉(zhuǎn)換器可與傳感器組成一體型或分離型;6、轉(zhuǎn)換器采用16位高性能微處理器，2x16LCD顯示，參數(shù)設(shè)定方便，編程可靠;7、流量計(jì)為雙向測(cè)量系統(tǒng)，內(nèi)裝三個(gè)積算器：正向總量、反向總量及差值總量;可顯示.莊、反流量，并具有多種輸出：電流、脈沖、數(shù)字通訊、HART;8、轉(zhuǎn)換器采用表面安裝技術(shù)SMT，具有自檢和自診斷功能。

(1)精度高智能變送器具有較高的精度。利用內(nèi)裝的微處理器，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量出靜壓、溫度變化對(duì)檢測(cè)元件的影響，通過數(shù)據(jù)處理，對(duì)非線性進(jìn)行校正，對(duì)滯后及復(fù)現(xiàn)性進(jìn)行補(bǔ)償，使得輸出信號(hào)更精確。一般情況，精度為最大量程的±0.1%，數(shù)字信號(hào)可達(dá)±0.075% [1] (2)功能強(qiáng)智能變送器具有多種復(fù)雜的運(yùn)算功能，依賴內(nèi)部微處理器和存儲(chǔ)器，可以執(zhí)行開方、溫度壓力補(bǔ)償及各種復(fù)雜的運(yùn)算。(3)測(cè)量范圍寬普通變送器的量程比最大為10:1，而智能變送器可達(dá)40:1或100:1，遷移量可達(dá)1900%和-200%，減少變送器的規(guī)格，增強(qiáng)通用性和互換性，給用戶帶來諸多方便。(4)通信功能強(qiáng)智能變送器均可實(shí)現(xiàn)手操器進(jìn)行操作，既可在現(xiàn)場(chǎng)將手操器插到變送器的相應(yīng)插孔，也可以在控制室將手操器連接到變送器的信號(hào)線上，進(jìn)行零點(diǎn)及量程的調(diào)校及變更。有的變送器具有模擬量和數(shù)字量?jī)煞N輸出方式(如HART協(xié)議)，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊奠定了基礎(chǔ)。(5)完善的自診斷功能通過通信器可以查出變送器自診斷的故障結(jié)果信息。

(1)智能儀表的智能化程度有待進(jìn)一步提高智能儀表的智能化程度表征著其應(yīng)用的廣度和深度，目前的智能儀表還只是處于一個(gè)較低水平的初級(jí)智能化階段，但某些特殊工藝及應(yīng)用場(chǎng)合則對(duì)儀表的智能化提出了較高的要求，而當(dāng)前的智能化理論，如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、小波理論、混沌理論等已經(jīng)具備潛在的應(yīng)用基礎(chǔ)，這就意味著我們有必要也有能力結(jié)合具體的應(yīng)用需要下大氣力開發(fā)高級(jí)智能化的儀表技術(shù)。(2)智能儀表的穩(wěn)定性、可靠性有待長(zhǎng)期和持續(xù)的關(guān)注儀表運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性是用戶首要關(guān)心的問題，智能儀表也不例外，隨著智能儀表技術(shù)的不斷拓展、新型的智能儀表也將陸續(xù)投放市場(chǎng)，這需要我們始終把握一個(gè)原則：每一項(xiàng)智能新技術(shù)的應(yīng)用有待實(shí)踐的檢驗(yàn)，是否用戶有信心和勇氣敢于做“第一個(gè)吃螃蟹的人”。這就需要安全性、可靠性技術(shù)的并行開發(fā)。(3)智能儀表的潛在功能應(yīng)用有待最大化目前工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用尚未將智能儀表的功能發(fā)揮最大化，而更多的只是應(yīng)用了其總體功能的半數(shù)左右，而這一應(yīng)用現(xiàn)狀的主要原因是，控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)忽略了諸如現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這需要儀表廠商與用戶建立良好的合作伙伴關(guān)系，加強(qiáng)長(zhǎng)期合作，以短期投資促長(zhǎng)期效益，通過建立“智能儀表+現(xiàn)場(chǎng)總線”的控制系統(tǒng)架構(gòu)，確立優(yōu)化的投資觀念，達(dá)成和諧共贏的目標(biāo)。(4)繼續(xù)加大國(guó)內(nèi)智能儀表的開發(fā)投入智能儀表技術(shù)及應(yīng)用還需要經(jīng)歷一個(gè)較為漫長(zhǎng)的成熟發(fā)展期，而對(duì)于國(guó)內(nèi)智能儀表技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)已經(jīng)面臨著更大的挑戰(zhàn)，這種局面召喚著國(guó)內(nèi)儀表行業(yè)共同探討智能儀表的發(fā)展問題，應(yīng)對(duì)激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，擔(dān)負(fù)儀表產(chǎn)業(yè)的歷史使命，在日益優(yōu)厚的國(guó)家及政府扶持政策下，堅(jiān)持產(chǎn)、學(xué)、研的密切結(jié)合，繼續(xù)加大國(guó)內(nèi)智能儀表的開發(fā)投入。