

工控指的是工業(yè)自動(dòng)化控制,主要利用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實(shí)現(xiàn)。即是工業(yè)控制(Factory control),或者是工廠自動(dòng)化控制(Factory Automation control)。主要是指使用計(jì)算機(jī)技術(shù),微電子技術(shù),電氣手段,使工廠的生產(chǎn)和制造過程更加自動(dòng)化、效率化、精確化,并具有可控性及可視性。工控儀表是指在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域里使用的那些儀器儀表。
儀器儀表分為如下各類:
自動(dòng)化儀表、電工儀器儀表、分析儀器、試驗(yàn)儀器、光學(xué)儀器、實(shí)驗(yàn)室儀器、測(cè)繪儀器、傳感器、儀表功能材料、現(xiàn)場(chǎng)總線裝置。
自動(dòng)化儀表按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分為五大類,分別是:
檢測(cè)儀表、顯示和控制儀表、執(zhí)行器、集中監(jiān)測(cè)與控制裝置、自控其他設(shè)備和安裝輔助材料
自動(dòng)化儀表按功能、用途分為十二類,分別是:
溫度儀表、壓力儀表、流量?jī)x表、煤氣表、水表、物位儀表、機(jī)械量?jī)x表、顯示儀表、過程控制儀表、執(zhí)行器、自控系統(tǒng)成套裝置、儀表模具。
檢測(cè)儀表按照所測(cè)量工藝參數(shù)的不同,可分為如下幾種:
1.溫度儀表:
常用的溫度測(cè)量?jī)x表有玻璃溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)、壓力式(溫包)溫度計(jì)、溫度開關(guān)、熱電偶、熱電阻,還有輻射高溫計(jì)及光學(xué)高溫計(jì)、光電比色高溫計(jì)等輻射式溫度計(jì)。
2.壓力儀表:
壓力測(cè)量?jī)x表用于檢測(cè)壓力、真空和壓差。根據(jù)其工作原理可分為:彈性式壓力計(jì)(按其彈性元件又分為彈簧管壓力計(jì)、膜片壓力計(jì)、膜盒壓力計(jì)、壓力開關(guān)等);傳感式壓力計(jì)(如電阻式、電容式、電感式、霍爾式壓力計(jì)等);液柱式壓力計(jì)(如U形管、直管、傾斜管壓力計(jì));還有精度較高通常用于校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)壓力表的活塞式壓力計(jì)。
3.流量?jī)x表:
流量測(cè)量?jī)x表品種繁多,目前應(yīng)用最為廣泛的是由節(jié)流裝置和與其配套的差壓流量變送器。常用的節(jié)流裝置有孔板、噴嘴和文丘里管。其他常用的流量?jī)x表還有水表、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)、靶式流量計(jì)、電磁流量計(jì)、旋渦流量計(jì)、阿鈕巴流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)等。
4.物位儀表:
物位儀表主要測(cè)量塔器和槽、罐類容器內(nèi)某種介質(zhì)的液位或兩種不同比重液體的界面及固體物料的料位。液位計(jì)中最為常見的是玻璃管液位計(jì)、玻璃板液位計(jì),其他還有差壓式液位計(jì)和浮力式液位計(jì)(如浮球液位計(jì)、液位開關(guān)、浮筒液位計(jì)、浮標(biāo)液位計(jì)、鋼帶液位計(jì)、儲(chǔ)罐液位稱重儀等)。用于固體物料料位檢測(cè)的有電阻式料位計(jì)、電容式料位計(jì)、物位開關(guān)、重錘探測(cè)物位計(jì)、音叉料位計(jì)、超聲波物位計(jì)、放射性料位計(jì)等。
5.成分分析儀表:
成分分析儀表用于檢定工藝介質(zhì)的成分及測(cè)定某種組分(或某些組分直至全組分)的含量。按其工作原理可分為電化學(xué)式分析儀(如電導(dǎo)儀、工業(yè)酸度計(jì)、氧化鋯分析儀等),熱學(xué)式分析儀(如熱導(dǎo)式分析儀、熱化學(xué)式分析儀、紅外線分析儀)及磁導(dǎo)式分析儀、光電比色分析儀、質(zhì)譜儀、工業(yè)氣相色譜儀等。
在安裝在線成分分析儀表時(shí),一般都需要對(duì)所取的樣品進(jìn)行預(yù)處理,使樣品的狀態(tài)、溫度、壓力、流量等參數(shù)符合分析儀表工作條件的要求,因此需要配置一些由過濾器、除塵器、干燥容器、冷卻器、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、水封和閥門及管路等組成的管路系統(tǒng),以對(duì)樣品進(jìn)行一般性預(yù)處理。
對(duì)于一些特殊介質(zhì)(如煙道氣臟氣樣、爐氣等高溫氣樣、重油分析取樣、腐蝕性組分取樣及環(huán)境檢測(cè)取樣等),其取樣預(yù)處理系統(tǒng)則更為完善,這類成品形式的取樣預(yù)處理系統(tǒng)稱為取樣預(yù)處理裝置。另外,還有一些物性檢測(cè)儀表如水分計(jì)、濕度計(jì)、密度計(jì)、濃度計(jì)、濁度計(jì)、粘度計(jì)等也往往劃歸成分分析儀表。
6.機(jī)械量?jī)x表:
工業(yè)上常用的機(jī)械量?jī)x表有測(cè)厚儀、熱膨脹檢測(cè)儀、張力檢測(cè)儀、撓度檢測(cè)儀以及用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械(如大型蒸汽透平壓縮機(jī)等)的軸振動(dòng)、軸位移、轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置和稱重裝置(如電子皮帶秤,皮帶跑偏、打滑檢測(cè)裝置,稱重顯示儀,稱重裝袋裝置等)。
儀器儀表是信息的源頭,是人類獲取有關(guān)自然界知識(shí)、認(rèn)識(shí)世界的重要工具。信息高速公路作為信息社會(huì)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),奠定了它在人與自然的邏輯關(guān)系中的橋梁和紐帶的地位。測(cè)試儀器位于信息高速公路與自然之間的環(huán)域,是信息高速公路中信息的重要來源。
縱觀儀器技術(shù)的發(fā)展,其歷經(jīng)了的主要階段有:模擬儀器、數(shù)字儀器、智能儀器和虛擬儀器。
一,模擬儀器:20世紀(jì)50年代以前,電測(cè)量技術(shù)主要是模擬測(cè)量,此類儀器的基本結(jié)構(gòu)是電磁機(jī)械式,主要是借助指針來顯示測(cè)量結(jié)果。
二,數(shù)字儀器:20世紀(jì)50年代,數(shù)字技術(shù)的引入和集成電路的出現(xiàn),使電測(cè)儀器由模擬式逐漸演化為數(shù)字式。
其特點(diǎn)是將模擬信號(hào)測(cè)量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)測(cè)量,并以數(shù)字方式輸出最終結(jié)果,適用于快速響應(yīng)和較高準(zhǔn)確度的測(cè)量。這類儀器目前相當(dāng)普及,如數(shù)字電壓表、數(shù)字頻率計(jì)等。
三,智能儀器:出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代,是現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它是含有微計(jì)算機(jī)或微處理器的測(cè)試儀器,測(cè)量結(jié)果具有存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷及自動(dòng)操作、自動(dòng)控制等功能,即具有一定智能作用,故將其稱之為“智能儀器”。
智能儀器將傳統(tǒng)數(shù)字儀器中控制環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)采集與處理、自調(diào)零、自校準(zhǔn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)量程等功能改由微處理器完成,從而提高測(cè)量精度和速度。
四,虛擬儀器:這一概念早在20世紀(jì)70年代就已提出,但真正得以實(shí)現(xiàn)則是在PCI、GPIB、VXI、PXI等總線標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)之后才變?yōu)榭赡?,并隨著卡式儀器、VXI總線儀器、PXI總線儀器等的推出而得到迅速發(fā)展。
虛擬儀器是在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上通過增加相關(guān)硬件和軟件構(gòu)建而成的、具有可視化界面的儀器。
虛擬儀器是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與儀器技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物,軟件在儀器的開發(fā)和使用的全過程中起著至關(guān)重要的作用,可以說沒有了軟件就沒有虛擬儀器。它基于“軟件就是儀器”的思想,利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能,真正實(shí)現(xiàn)由用戶自己設(shè)計(jì)和定義滿足自己特殊要求的儀器。
至今,儀器儀表的應(yīng)用范圍已經(jīng)非常廣泛,并正從化學(xué)成分分析、物理量檢測(cè)、機(jī)械量測(cè)量、天文地理觀測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制、產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)控等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域,進(jìn)一步向生物醫(yī)學(xué)、生物工程、生態(tài)環(huán)境等非傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大。同時(shí),隨著新世紀(jì)高分子化學(xué)、分子生物學(xué)、生命科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、材料學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制等高新科技與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,儀器儀表的應(yīng)用領(lǐng)域還將獲得更為迅速的的拓展。現(xiàn)代科技的進(jìn)步,使儀器儀表的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣闊,越來越深入。這一切,無疑為儀器儀表的進(jìn)一步發(fā)展提供了強(qiáng)大動(dòng)力,并展示了光明的前景。