由第2章可知,即便對一個最簡單的磁翻板液位計單回路控制系統而言,除了被控對象以外,其他的部件都是由各種各樣的儀器儀表構成的。除了實時控制,很多儀器儀表可能僅僅被用于測量過程狀態和分析產品質量。一些安全儀表用于監測火警和有毒、有害物質,利用光、聲、視屏等進行報警。監測儀表相當于“人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺”,一般都由感應部分、變送部分以及動力部分組成。習慣上,把一個儀表的感應部分稱為傳感器。顯然,要獲取過程狀態和物體的物理化學性質,最重要、最繁雜,也是最困難的部分就是傳感器。信息的獲取、保真度、傳輸就靠傳感器和變送器來實現。它涉及的學科種類最多:電學、機械學、材料學、化學、電化學、微電子學、生化學、電磁學、光學、聲學、流體力學,等等。而控制類儀表一般指的是調節器(控制器)、執行部件、手操器等。雖然種類比傳感器少,但是控制類儀表相當于人的大腦和手腳,算法多、智能高、動能大。還有一些常見和常用的是顯示和記錄儀表。最后一類是一些輔助和安全保護性的儀器儀表,如安全柵、UPS不間斷電源,等等。
為了操作、開停車、巡檢,有些檢測儀表和顯示儀表就地安裝在塔器、管道、設備的邊上,稱之為現場就地式儀表。因為在現場就地顯示,它們獲取的信息可以經過變送器變為標準信號再顯示(同時把標準信號送到中央控制室),也可以不經過變送器直接顯示。如一些表壓、液位、溢度、轉速等。絕大多數的現場生產測量信息都要送到
中央控制室顯示和記錄,何況一些重要測量信息要與其他控制儀表連接,構成閉環控制系統。所以很自然地要求這些連接應該互相匹配、統一和一致。隨著磁翻板液位計市場的不斷發展,國際行業協會制定了一系列的標準。以最常用的電動單元組合儀表為例,就是將電動儀表系列化,劃分為能獨立實現一定功能的若干單元,各個單元之間的連接采用統一的標準信號。再由這些少一磯的單元按要求進行不同組合,就可構成多樣化的、復雜程度不一的自動檢測和自動控制系統。過去常用的是電動】!型單元組合儀表,現在一些中小企業還在使用。為了提高儀器儀表本身的安全性能,特別是對防火、防爆要求很高的周邊環境和生產過程,自20世紀80年代以后,大員采用電動III型單元組合儀表。它是一類本質安全防爆儀表,安全性更高了,同時標準也變了。
雖然儀器儀表的種類和產品極其繁多,但從輸人或輸出信號的角度來看,有模擬址信號、數字式信號、正弦波信號、開關從信號等。
模擬量信號又可分為直流電信號、交流電信號和氣壓信一號等。其中直流電模擬最信號占了大多數。電動II型單元組合儀表的輸人或輸出信號標準是0^-10 mA DC。電動m型單元組合儀表的輸人或輸出信號標準是4-20 mA DC.。還有一類采用模擬一最信號的儀表是氣動儀表.一般地,供氣系統的氣源壓力是0. 14 MPa,而氣動儀表的輸人或輸出標準信號是。.02-0. 1 MPa (20^-100 kPa).它最大的優點是安全防爆系數高,最大的缺點是響應慢(與電動儀表相比較)。現在常用的只有氣動執行機構,在過程控制系統中常用的是氣動薄膜調節閥。電一氣閥門定位器是氣動薄膜調節閥的主要配件,它接受電動儀表的標準信號為0-10 mA或4^-20 mA,輸出與之成比例的。.02-0. 1 MPa標準氣動信號,推動氣動執行機構動作.
雖然目前最常用的是孔板流量計模擬hi信號,但是數字式信號大有后來者居上之勢。直流電的模擬員信號和數字式信號之fitj是可以相互轉換的,只需通過A/I)模數轉換(模擬量信號轉換為數字式信號)或D/A數模轉換(數字式信號轉換為模擬量信號)就可實現兩者之間的相互轉換。開關員信號是數字式信號的一種特殊形式。顧名思義,開關量信號只有兩種狀態,開和關,0和1,也稱位式信號。
上述各種傳統檢測和控制儀表都是“實體、硬體”,看得見,摸得著,現在正受到強烈的挑戰和沖擊。利用計算機和編程技術,各種“虛擬儀表”、“軟儀表”層出不窮,雖然目前還無法全面代林傳統儀器儀表,卻也代表了未來的一種發展方向。還有各種“智能化儀表”的不斷出現,現場總線控制系統的推廣應用,同樣突破了單元組合式儀表的概念和結構。