自动化仪表有哪些类型？

　　很多刚接触仪表的人，一看到现场那么多仪表，就容易乱。

　　压力表、温度计、流量计、液位计、调节阀、变送器、PLC、DCS、报警器、分析仪，名字一多，仪表就不知道该怎么归类。

　　其实自动化仪表没有那么复杂。站在现场角度看，它主要就是围绕一件事工作：把工艺参数测出来、传出去、显示出来、控制起来，必要时再报警和保护设备。

　　按功能划分，自动化仪表一般可以分为六大类：现场测量仪表、现场控制仪表、现场执行机构、显示与记录仪表、调节控制仪表、专用测量仪表。

计为自动化仪表应用于工业现场

一、自动化仪表是干什么的

　　自动化仪表不是简单“看数值”的东西。

　　在一套完整控制回路里，测量仪表负责采集现场参数，控制器负责判断和运算，执行机构负责动作，显示记录仪表负责给人看、给系统留数据。比如一个温度控制回路，热电偶或热电阻测温，温度变送器把信号送到PLC或DCS，控制器计算后输出信号，最后由调节阀改变蒸汽、热水或冷却水流量。

　　所以，仪表不是孤立存在的。现场判断故障时，也不能只盯着一个表头看，要把它放到整个控制回路里分析。

二、现场测量仪表

　　现场测量仪表是自动化系统的数据来源。测量不准，后面的显示、记录、控制都会跟着出问题。

　　常见的现场测量仪表主要有液位仪表、压力仪表、温度仪表、流量仪表、气体分析仪表和液体分析仪表。

　　液位仪表用于测量储罐、塔器、反应器、料仓里的液位、料位或界面位置。常见的有磁翻板液位计、浮球液位计、雷达液位计、超声波液位计、电容式液位计、差压液位计和液位开关。

计为JWrada系列雷达液位计

　　压力仪表用于测量管道、容器和设备里的压力、差压或真空度。常见的有压力表、压力变送器、差压变送器、压力传感器和压力开关。压力表多用于现场读数，压力变送器用于信号远传，压力开关常用于报警和联锁。

　　温度仪表用于测量介质温度或设备表面温度。比如双金属温度计、玻璃温度计、热电偶、热电阻、温度变送器、温度开关和红外测温仪等类型。热电偶适合较高温度，热电阻适合中低温测量。

　　流量仪表用于测量气体、液体或蒸汽流量。常见的有电磁流量计、涡街流量计、涡轮流量计、超声波流量计、质量流量计、孔板流量计和转子流量计等类型。选型时要详细核对介质、流量范围、压力温度、黏度、导电性和直管段条件。

　　气体分析仪表用于检测气体成分和浓度，市面上常见的有氧分析仪、可燃气体检测仪、有毒气体检测仪、红外气体分析仪、热导式气体分析仪、激光气体分析仪和气相色谱仪等类型。

　　液体分析仪表用于检测pH、电导率、浊度、浓度、密度、黏度、溶解氧、COD、氨氮等参数。这类仪表维护量相对较大，清洗、标定和取样管路检查不能省。

三、现场控制仪表

　　现场信号处理、信号转换和局部控制主要是由现场控制仪表负责。常见的有气动控制仪表、电动控制仪表和液压控制仪表。

　　气动控制仪表以压缩空气为动力，结构相对简单，在一些防爆场合仍然有使用价值。电动控制仪表使用电信号，接入PLC、DCS和上位机更方便。液压控制仪表输出力大，多用于重载、大推力场合。

　　选用这类仪表时，关键看输入输出信号、控制精度、响应速度、供电条件、防爆等级、现场环境和系统接口。

四、现场执行机构

　　现场执行机构是控制回路最后真正“动手”的部件。

　　控制系统发出指令后，通过执行机构执行指令来调节阀门、挡板、闸门或其他机械结构，来改变流量、压力、液位、温度等工艺状态。

　　常见的执行机构有气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀、切断阀、蝶阀、球阀、闸阀、执行器、阀门定位器和智能阀门定位器。

　　现场维护时，执行机构不能只看“能不能开关”。还要看动作是否平稳，定位是否准确，反馈是否正常，动作时间是否过长，故障位置是否符合工艺要求。

　　很多控制波动，不是控制器参数的问题，而是阀门卡涩、定位器不准、气源压力不稳或执行器动作迟缓造成的。

五、显示与记录仪表

　　显示现场参数、设备状态和报警信息的是显示与记录仪表，还能保存关键数据。

　　常见的有数字显示仪、模拟显示仪、显示控制仪、巡检仪、有纸记录仪、无纸记录仪、触摸屏HMI、操作站终端和声光报警装置。

　　数字显示仪适合单点参数显示。显示控制仪可以带报警和简单控制功能。无纸记录仪适合温度、压力、流量、液位等参数的趋势记录。HMI和操作站则用于画面显示、参数设置、报警查看和设备操作。

　　选型时主要选择输入信号、显示方式、记录周期、存储容量、通信接口、报警输出和断电保护。

六、调节控制仪表

　　调节控制仪表是自动化系统的大脑，主要负责自动调节、逻辑控制、顺序控制和安全保护。

　　现场常见的有PID控制器、单回路调节器、多回路调节器、PLC、DCS、FCS、ESD、SIS和工业计算机。

　　PID控制器常用于温度、压力、流量、液位等连续参数调节。PLC常用于设备启停、顺序控制、联锁保护和开关量处理。DCS适合大型连续生产装置的集中监控和分散控制。SIS和ESD主要用于安全联锁和紧急停车，不能简单当普通控制系统使用。

　　选型时要看控制对象、点数规模、控制方式、通信协议、冗余要求、安全等级、报警管理和后期维护能力。

七、专用测量仪表

　　特殊参数检测、设备状态监测和现场校验主要用专用测量仪表。

　　常见的有轴振动仪、轴位移仪、转速表、称重仪表、测厚仪、信号校验仪、火焰检测器、在线水分仪、在线密度计和设备状态监测仪表。

　　轴振动、轴位移和转速仪表多用于压缩机、汽轮机、风机、泵等旋转设备。称重仪表用于料仓、皮带秤、配料和包装系统。测厚仪用于板材、管道、容器壁厚和涂层厚度检测。火焰检测器常用于锅炉、加热炉和焚烧炉燃烧保护。

　　这类仪表要结合设备类型、测量对象、安装位置、响应速度、输出信号和保护要求一起判断选型。

八、现场选型和使用要点

　　自动化仪表选型，不能只看型号和价格。

　　先确认测量对象，再确认量程、精度、材质、安装方式、供电方式和输出信号。

　　介质有腐蚀性，接液材质要选对。介质温度高，要考虑散热、冷凝、隔离和保护套管。介质容易结晶、堵塞或含杂质，要考虑隔膜、吹扫、冲洗或取样预处理。现场振动大，要考虑支架固定和安装位置。

　　仪表投用后，要定期检查零点、量程、接线、供电、接地、通信、报警输出和联锁状态。

　　现场处理故障时，可以先检查电源，再查信号，再查接线，再查参数设置，最后查传感元件和工艺条件。

总结

　　自动化仪表的分类并不难记，都是根据功能各司其职。

　　比如测量仪表负责采集数据，控制仪表负责信号处理，执行机构负责现场动作，显示记录仪表负责显示和保存，调节控制仪表负责控制和联锁，专用测量仪表负责特殊参数检测。

　　真正到了现场，不要把仪表当成一个孤立设备看。把它放进整个控制回路里，很多问题就容易判断了。