智能儀表概述

隨著微電子技術和計算機技術的不斷發(fā)展，引起了儀表結構的根本性變革，以微型計算機(單片機)為主體，將計算機技術和檢測技術有機結合，組成新一代“智能化儀表”，在測量過程自動化、測量數(shù)據(jù)處理及功能多樣化方面與傳統(tǒng)儀表的常規(guī)測量電路相比較，取得了巨大進展。 智能儀表不僅能解決傳統(tǒng)儀表不易或不能解決的問題，還能簡化儀表電路，提高儀表的可靠性，更容易實現(xiàn)高精度、高性能、多功能的目的。隨著科學技術的進一步發(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抄表系統(tǒng)(AMR)，遠程自動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，就能夠實現(xiàn)自動抄表。這樣就不需要工作人員前往現(xiàn)場進行人工抄表，提升了效率，也削減抄表業(yè)務的成本。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。之后雙向通信的遠程操作功能也增加進來，防止非法使用電力/燃氣等，因此智能儀表最初被能源行業(yè)應用和看好。

1、測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響;2、測量管內(nèi)無阻礙流動部件，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、轉換器采用新穎勵磁方式，功耗低、零點穩(wěn)定、精確度高。流量范圍度可達1500：1;5、轉換器可與傳感器組成一體型或分離型;6、轉換器采用16位高性能微處理器，2x16LCD顯示，參數(shù)設定方便，編程可靠;7、流量計為雙向測量系統(tǒng)，內(nèi)裝三個積算器：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、轉換器采用表面安裝技術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，能夠實時測量出靜壓、溫度變化對檢測元件的影響，通過數(shù)據(jù)處理，對非線性進行校正，對滯后及復現(xiàn)性進行補償，使得輸出信號更精確。一般情況，精度為最大量程的±0.1%，數(shù)字信號可達±0.075% [1] (2)功能強智能變送器具有多種復雜的運算功能，依賴內(nèi)部微處理器和存儲器，可以執(zhí)行開方、溫度壓力補償及各種復雜的運算。(3)測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40:1或100:1，遷移量可達1900%和-200%，減少變送器的規(guī)格，增強通用性和互換性，給用戶帶來諸多方便。(4)通信功能強智能變送器均可實現(xiàn)手操器進行操作，既可在現(xiàn)場將手操器插到變送器的相應插孔，也可以在控制室將手操器連接到變送器的信號線上，進行零點及量程的調(diào)校及變更。有的變送器具有模擬量和數(shù)字量兩種輸出方式(如HART協(xié)議)，為實現(xiàn)現(xiàn)場總線通訊奠定了基礎。(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果信息。

(1)智能儀表的智能化程度有待進一步提高智能儀表的智能化程度表征著其應用的廣度和深度，目前的智能儀表還只是處于一個較低水平的初級智能化階段，但某些特殊工藝及應用場合則對儀表的智能化提出了較高的要求，而當前的智能化理論，如：神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、小波理論、混沌理論等已經(jīng)具備潛在的應用基礎，這就意味著我們有必要也有能力結合具體的應用需要下大氣力開發(fā)高級智能化的儀表技術。(2)智能儀表的穩(wěn)定性、可靠性有待長期和持續(xù)的關注儀表運行的穩(wěn)定性、可靠性是用戶首要關心的問題，智能儀表也不例外，隨著智能儀表技術的不斷拓展、新型的智能儀表也將陸續(xù)投放市場，這需要我們始終把握一個原則：每一項智能新技術的應用有待實踐的檢驗，是否用戶有信心和勇氣敢于做“第一個吃螃蟹的人”。這就需要安全性、可靠性技術的并行開發(fā)。(3)智能儀表的潛在功能應用有待最大化目前工業(yè)自動化領域的實際應用尚未將智能儀表的功能發(fā)揮最大化，而更多的只是應用了其總體功能的半數(shù)左右，而這一應用現(xiàn)狀的主要原因是，控制系統(tǒng)的總體架構忽略了諸如現(xiàn)場總線的技術優(yōu)勢，這需要儀表廠商與用戶建立良好的合作伙伴關系，加強長期合作，以短期投資促長期效益，通過建立“智能儀表+現(xiàn)場總線”的控制系統(tǒng)架構，確立優(yōu)化的投資觀念，達成和諧共贏的目標。(4)繼續(xù)加大國內(nèi)智能儀表的開發(fā)投入智能儀表技術及應用還需要經(jīng)歷一個較為漫長的成熟發(fā)展期，而對于國內(nèi)智能儀表技術及產(chǎn)品開發(fā)已經(jīng)面臨著更大的挑戰(zhàn)，這種局面召喚著國內(nèi)儀表行業(yè)共同探討智能儀表的發(fā)展問題，應對激烈的國際競爭市場，擔負儀表產(chǎn)業(yè)的歷史使命，在日益優(yōu)厚的國家及政府扶持政策下，堅持產(chǎn)、學、研的密切結合，繼續(xù)加大國內(nèi)智能儀表的開發(fā)投入。