1 第一章 自动化仪表的组成和工作原理 一、 概述 自动化仪表包括过程变量检测与变送、显示和控制等自动化控制系统中使用的各种仪表单元和系统，其中包括工业企业广泛使用的热工仪表；用于温度、压力、流量、物位和成分等的测量。 由于计算机和网络技术的发展，自动化仪表与工厂自动控制系统成为不可分割的完整系统，在很多现代控制装置中已经完全融为一体。其发展历程分为以下几个阶段： 前期（20 世纪 70 年代以前）：自动化仪表划分成各种标准功能单元，按需要可以组合成各种控制系统。 中期（20 世纪 70 年代后）： 1、控制仪表集中在控制室，生产现场各处的参数通过统一的模拟信号，送往控制室。操作人员可以在控制室监控生产流程各处的状况。 2、适用于生产规模较大的多回路控制系统。 3、集散控制阶段。 4、计算机的出现，大大简化了控制功能的实现。最初，人们设想用一台计算机取代所有回路的控制仪表，实现直接数字控制（ DDC， Direct Digital Control ） 。 5、但 DDC 系统的故障危险高度集中，一旦计算机出现故障，就会造成所有控制回路瘫痪，使生产过程风险加大。因此， DDC系统并未得到广泛应用。 当前（20 世纪 80 年代初以来），随着计算机性能提高、体积缩小，出现了内装 CPU 的数字控制仪表。基于 ― 集中管理，分散控制‖ 的理念，在数字控制仪表和计算机与网络技术基础上，开发了集中、分散相结合的集散型控制系统（ DCS， Distributed Control System） 。DCS 系统实行分层结构，将控制故障风险分散、管理功能集中。得到广泛应用。 随着 CPU 进入检测仪表和执行器，自动化仪表彻底实现了数字化、智能化。控制系统也出现了由智能仪表构成的现场总线控制系统 2 （FCS，Fieldbus Control System)。 FCS 系统把控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能仪表便可实现生产过程的检测、控制。 而用开放的、标准化的通信网络——现场总线，将分散在现场的控制系统的通信连接起来，实现信息集中管理。 在现代自动化程度较高的工业企业，随着网络技术的发展和大量虚拟仪器的使用，控制系统与检测仪表之间的界限在进一步的缩小。 按照传统仪表的概念，可以将自动化仪表分为检测与变送仪表、控制仪表和执行控制单元三个部分。检测与变送仪表用于将现场的过程变量值转换为标准的过程信号，提供给控制仪表，实现各种控制功能；PID 控制、比值控制、智能化控制等。执行器则是将控制单元...
