工业自动化仪表

工业自动化仪表(industrial process measurement and control instrument)是在工业生产过程中，对工艺参数进行检测、显示、记录或控制的仪表，又称工业仪表对工艺参数进行检测、显示、记录或控制的仪表，或(工业)过程检测控制仪表。 工艺生产过程的检测是了解和控制工业生产的基本手段，只有在任何时刻都能准确地了解工艺过程的全貌，并进行控制，才能保证生产过程顺利，并以高的生产率、小的消耗生产出合格的产品。

工业自动化仪表

原理

工业仪表能在无人操作的情况下自动地完成测量、记录和控制的工作。此外，利用工业仪表还可实现信息远距离传送和数据处理。

历史

工业仪表最早出现在20世纪30年代，最初只用于化工、石油炼制、热能动力和冶金等连续性的热力生产过程，因此当时称为热工仪表。当时的工业仪表的结构形式主要是机械式或液动式，仪表体积较大，只能实现就地检测、记录和简单的控制。

到了30年代末和40年代初，出现了气动仪表，并使用了统一的压力信号，遂有了带远程发送器的仪器。它能在远距离外的二次仪表上重现读数，从而能集中在中心控制室进行检测、记录和控制。50年代又出现电动式的动圈式毫伏计、电子电位差计电气机械式调节器和整套的电子管调节仪表。

80年代出现的组装式电子综合控制装置，将仪表和生产自动控制系统有机地结合在了一起。工业仪表的发展促进工业生产的自动化，已成为工业生产中不可缺少的自动化工具。

种类

工业仪表虽然种类繁多，但都基于平衡原理，包括力平衡、力矩平衡和电平衡等。仪表的感受部分—传感器将被测参数(如温度、压力、流量等)，经变送器转换成容易放大的测量量(如电压量、电流量和机械量等)，再经过放大。放大后的量值，一部分传入显示部件，一部分经反馈部件与测量量进行比较，以达到平衡的目的。

检测仪表主要用于检测工业生产过程的参数，如温度、压力、流量、物位和机械量等，有时也带有记录和调节功能；显示仪表将检测仪表的输出信号显示出来以供观察的仪表，与检测仪表、变送器和传感器配套使用，按显示方式不同分为模拟式显示仪表、数字式显示仪表和字符图像显示仪等；调节仪表又称调节器，它的作用是将生产过程中的被测参数与设定参数进行比较，然后按一定调节规律发出调节信号给执行器。

调节仪表按调节方式不同分为断续调节器和连续调节器；按结构形式又分为基地式、单元组合式和组装式；按工作能源和介质分为自力式、电动式、气动式和液动式。有的调节仪表也带有检测和显示部分。

处理装置

执行器又称执行机构，它根据来自调节仪表的调节信号和调节规律，直接调节工业生产过程的输入、输出量。集中控制装置能对分散参数进行集中检测和控制，按预定的程序进行控制或对被测量进行处理。集中控制装置包括巡回检测装置、顺序控制器和数据处理装置等。

随着工业生产向综合自动化、大规模方向发展，生产的工艺流程日趋复杂，用仪表检测和控制的范围也越来越扩大。工业仪表总的趋势是向多功能方向发展。

仪表检测方面的趋势是研制新型的传感器，使传感器集成化、广泛应用新技术，如核磁共振、激光和相关技术等。在仪表调节方面，除一般的比例、积分、微分调节规律外，人们正在研究前馈、大滞后、非线性、相关和计算值调节等技术，以适应多回路自动化系统的需要。

此外数字、字符、图象显示技术的发展，使人与计算机的联系更为方便。以微型计算机为核心的综合控制装置正在进一步发展。

现状

中国持续20多年的快速发展，给几乎全球所有产业链都带来了新的机会，这其中也包括工控和自动化产业。目前，世界工业500强中的工业自动化公司都已进入中国市场，并在近几年以两位数的年增长率腾飞。 这是一个潜力巨大的市场。事实上，早在2000年，中国工控机市场规模为170亿—207亿元人民币，如将传动产品、流体控制产品、传感器、仪器仪表、自动化软件产品及楼宇、环保等市场需求的迅速崛起统计在内，市场规模将远远超过这一数字，保守的估计应为1000亿元。从目前中国的工控及自动化市场发展来看，中国拥有世界最大的市场，而工控业发展又相对滞后。

传统工业企业的技术改造、工厂自动化、企业信息化，都需要大量的工业自动化系统。 目前的自动化领域包括IPC、DCS、PLC等主要产品竞争系统，美、日、欧以及本土供应商在不同级别的市场各展身手。这也是个极度复杂的市场，工控及自动化产业涉及电力、电子、计算机、人工智能、通讯、机电等诸多领域，而中国各行业间应用极不平衡，在烟草、电力、冶金等垄断的基建领域，国内企业的自动化水平已经走在世界前沿；汽车、制药等产业的应用目前正在进一步深化中；而众多传统制造行业，则仍处于刚起步阶段。 而且，中国经济增长方式正在发生的转变，也在给这个行业带来一系列的深刻变化。

中端市场

目前中国自动化市场供应商可以粗略分为三极，一极是美国、德国、法国、瑞士、英国、意大利等欧美供应商，主要特点是价格高、品质好，牢牢占据了高端自动化市场；第二极是日系供应商，其特点是追求价廉物美，品质较好，在中低端市场势力强大；第三极则是日渐崛起的国内供应商，主要集中在华东、华北地区，价格便宜，能够切合用户需求提供定制服务，多集中于低端市场。

除原有日系企业固守中端，原本处于高端的欧美系供应商和从低端做起的国内供应商，都正积极开拓着中端市场。 中国经济的高速发展和大规模的投资拉动，为中国的自动化产业提供了一个难得的机遇，国内自动化企业随之成长起来。

“但是，经过十年粗犷式的膨胀，目前政府正在通过宏观调控手段使经济增长式向节约型转变。”

浙大中控科技集团有限公司总裁金建祥说，“在此前提下，未来基建领域小投资小项目在环保和资源利用率的压力下将越来越少。”

与此相应，此前本土自动化企业的主要市场正集中于这些中小型项目。和利时、新华及中控公司在主要的大型装置（60万千瓦及以上火电机组控制，大型石油化工装置等）业绩很少，甚至根本没有进入。

这些企业如果不想被淘汰，就要以比经济增长模式转变更快的速度向中端转型，来迎合这次调整。 对于老牌欧美企业，虽然目前垄断了国内高端市场，但靠投资拉动的基建大型项目增长也将放缓，取而代之的是大型消费品生产企业自动化需求的高增长。 罗克韦尔自动化公司大中国区市场和业务发展总监谢锐新向《工业界》指出：“随着中国消费品行业的发展，中国自动化的市场结构将不再是低端最大的金字塔形，而是两头小中间大。”但他没有用现成的纺锤形来形容，而是将之比喻为火锅形——他在暗示中端市场的竞争也将越来越火热吗？

打包

目前自动化的市场需求发生了很大变化，用户不再满足于装置的自动化水平的提高，而是把整个工厂（Plant）甚至整个企业集团作为一个可控、健康的有机体来运行，要求自动化系统像动物的神经系统一样，具备系统性、全面性、实时性和准确性。

与此同时，相关技术的发展为自动化产业的升级提供了技术保证。 业内巨头们则早已依靠其技术和产业优势，推出了各具特色的平台理念。 西门子自动化与驱动集团推出的全集成自动化（TIA）理念，是近年来西门子A&D在自动化领域的一个核心理念和主要特色。在TIA为核心的解决方案中，西门子目前所提供的8万多种产品涵盖了整个过程自动化领域、制造自动化领域，输配电、智能楼宇领域，TIA集高度的集成统一性和前所未有的开放性于一身，标准化的网络体系结构，统一的编程组态环境和高度一致的数据集成，成功地实现了整个自动化系统在生产过程的水平和垂直方向上的集成。

罗克韦尔、ABB、施耐德电气、霍尼韦尔、艾默生等国际巨头都在全球包括中国市场大力推广自己的综合解决方案。而原来的元器件供应商、DCS厂商都不得不推出针对性的解决方案，以便将自己的产品也一起打包进去。

“针对客户的需求，大家都在打不同的大大小小的包，但实际上这只是中国市场现阶段的特点。”图尔克中国运营总监李泓说，“在德国和美国市场，图尔克能够以专业的元件供应商身份活得很好。”