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摘要：随着科技的进步和发展，自动化在逐步地占据人们的生活，自动化仪器的使用，
给人们的生活带来了便利，给企业带来了经济效益，我们根据自动化仪表进行研究，了解自
动化仪表的设计，根据线性自动化仪表在使用中遇到的问题，进行仪表自动化优化设计。本
文主要对仪表自动化优化设计进行了分析探讨。
关键词：仪表自动化；施工图设计；优化设计
中图分类号：P634.3文献标识码：A
引言
自动化仪表的快速发展和其具有的特性，帮助了自动化仪表的在人们生活中出现程度，
为了使仪表可以正常的使用和运用，要不断地将自动化仪表的性能进行提升，提高自动化仪
表的测量的准确度、精密度以及灵敏度，减少在测量出现的随机误差和系统误差。对自动化
仪表进行优化设计不仅要将仪表的性能进行提升，还要将仪表的硬件进行提升，降低仪表的
功耗和价格，提高仪表的抗干扰能力。自动化的发展带动了工业等各行业的发展，新技术的
使用，让经济效益得到增长，促进工业发展，为企业带来坚实的保障。
一、仪表自动化的意义与功能
作为电气系统不可或缺的组成部分，仪表在电气系统进行自动化控制时起到了对相关数
据的测量作用，同时对于收集到的电气系统信息也可以进行整合。有利于生产管理人员进行
决策。而仪表的自动化则是指无人条件下进行的数据测量与处理能力，并且可以对数据实行
远距离传送。所以电气化系统自动化的提高也带动了仪表自动化的应用与发展。以下是仪表
自动化的功能介绍：
1、记忆储存功能
从最初的组合逻辑电路与时序电路类仪表开始，仪表已经从当初的瞬时记忆，发展到了
如今的实时记忆、长时记忆。目前来说，在仪表中进行微电脑装置的设置已经实现了仪表在
不断电情况下的长时间记忆目标。并且可以进行记忆状态的调整，以方便后期的数据处理工
作。
2、拓展延伸功能
仪表从最初的硬件逻辑电路，转变为如今的软件设置。让仪表从复杂的处理器进化到了
核心程序系统。由于升级了原先的硬件中大量控制与定时电路，让仪表从繁杂的处理器简化
到了软件编程设计中来。也就让仪表自动化成功地实现了电子智能化。
3、数据处理与计算功能
仪表由于引入了微型计算机系统，使得仪表在测量精度上有了很大的提高，同时微型计
算机的数据处理能力也让仪表自动化得以完善。
二、仪表自动化专业施工图设计
1、仪表自动化设计的特点
随着工艺流程的日益成熟和科学技术的进步,仪表自动化程度得以很大的提高,有关工
艺要求的检测点多,控制要求较为复杂,仪表自动化大量工作主要集中在整个工程的后期,时
间紧,施工图设计的工作量越来越大。
2、仪表自动化设计的依据
仪表自动化施工图设计的依据是工艺专业针对生产工艺过程,对仪表自动化专业提出要
求,(如采矿、选矿、冶炼、热工、通风、水道、制酸、金属加工)分别提出设计深度,在“自
控专业施工图设计内容深度规定”(HG20506—92)有详细的规定,要求设计人员出图深度达到
规定要求。一套完整的高水平的施工图对现场施工将提供极大的方便,还可以为业主节约大
量的人力和财力。
3、仪表选型原则
首先设计者在仪表选型时要本着对用户负责的精神,从应用的角度对选型进行合理的选
择是完全必要的,主要有下面3点:
3.1必须满足工艺要求
仪表自控是为工艺服务的,如精确度等。对于现场安装的一次仪表,要根据工艺参数及介
质的性质(温度、压力、腐蚀性、电导率等)、管路的管径及其材质、环境状况(有无腐蚀性、
振动的大小、防爆与否)等因素来确定仪表的选型。
3.2仪表选型还应考虑先进性、经济性以及运行费用
坚持先进性与经济性统一是仪表选型的一个基本原则,根据检测点和控制系统在生产过
程中的重要程度决定选用仪表的先进性。
3.3选型的统一
对于一个较大的工程项目,不同的子项可能会是几个设计人员合作完成的,属于共同合
作设计。这就可能出现同一类型的仪表(如压力变送器)选用不同厂家的产品,给工程本身和
投产后的管理造成不必要的麻烦。因此,应该在设计初期就定下原则,统一要求。当然针对检
测点的重要程度不同,可以将同一类型的仪表分成两个档次(如智能型、普通型),但应该保证
同一档次的仪表选用同一厂家的产品。选型统一对技术服务和培训、工人掌握使用、备品备
件都有好处。
三、仪表自动化系统的优化设计
1、自动化仪表的优化设计特点和依据
在生产工艺和技术的不断成熟和进步中，仪表的自动化得到了很大程度提高，工艺的检
测点很多，要求具有复杂性，仪表自动化的主要工作集中在工程的后期，所以时间紧，任务
重，有很大的工作量。自动化仪表的施工设计图是以专业工艺对生产工艺和仪表的自动化专
业的要求为依据，分别进行的深度设计，根据相关的设计规定，设计人员要保证设计图的出
图深度在规定的要求内或者要求之上，不能低于规定的要求，在自控专业施工图设计内容深
度规定（HG20506-92）中有详细的规定，完整的施工設计图，可以帮助现场施工，还可以节
约财力和人力。在仪表优化的设计上，要尽量地减少误差，这样在施工中的误差才会减少，
可以使用一些计算方法，帮助减少优化设计中产生的误差。比如说，采用偏差计算等。根据
不同自动化仪表的使用范围，有不同的准确度和误差条件，比如说电磁流量仪表的准确度一
般为±0.5％，超声波流量仪表的准确度为±0.5％，0.1％的重复性，科式流量仪表的准确
度在±0.2％，插入式流量仪表的准确度在2％～3％等。
2、优化设计中对仪表系统的低功耗设计
对自动化仪表进行低功耗设计在仪表优化设计中是一个重要的内容，一般进行的低功耗
设计都会采用CMOS集成电路，这种电路只有轻微的功能消耗，有很强的抗干扰能力，工作时
对温度的要求也很宽松。CMOS电路是高速低频的工作方式，在优化设计中，可以选用一些低
功耗的器件，除了单片机和外围芯片使用CMOS器件之外，还可以选用一些LCD等低功耗器件。
在进行低功耗设计时，采用低功耗器件，可以将CPU的运行时间进行缩短，用软件代替硬件。
对单片机进行低功耗优化设计中，采用HCMOS芯片，此芯片和HMOS的外形等相同，只是生产
工艺不同，将系统的功耗进行降低，可以进行待机模式的运行。在对储存器进行优化设计中，
采用HCMOS储存器。对软件的选择是为了减小将仪表各方面的性能进行提升，在进行优化设
计中要尽量地减少CPU的工作时间，在降低功耗的同时完成各项测量。
3、仪表自动化优化设计中的系统的抗干扰设计
自动化仪表所受到干扰来自内部和外部，外部是在安装等过程中产生的，内部干扰是系
统的结构等形成的，仪表的干扰护影响其工作的准确性，增大误差，还会是仪表失灵。对仪
表的供电系统进行优化设计，采用发电机组或者逆变器供电等，要保证仪表在使用过程有稳
定的电流，使用TVS抑制器等可以对电机进行噪声振动保护。对过程通道进行的优化设计采
用光电耦合器，外部干扰控制优化设计，可以使用屏蔽技术，设置屏蔽层。地线设计时，将
地线进行加粗，根据电流的大小，对导体宽度进行加粗，各种线路的走向要一致。对软件抗
干扰进行优化设计，可以采用数字滤波技术，对失常的软件进行控制，对运行失常的程序进
行控制等。在进行专业之间的配合时，保证准确度，减少出现的问题和一些不当的操作。对
专业之间的配合进行优化，帮助提高自动化仪表系统的准确度。对仪表的测量精度进行优化
设计，可以对仪表系统出现的误差，进行非线性、归一化技术等进行消除，设计一些误差模
型，进行误差计算，通过误差计算将优化设计中的误差进行避免。
结束语
工业的持续发展，经济的不断增长都离不开科技的腾飞。而仪表自动化就是促进工业生
产中电气自动化的重要推动力量。仪表的自动化不仅可以带来数据上的自动化处理功能，同
时还可以有效地节约企业管理成本，降低企业的生产风险，实现对生产过程中的全监控，有
力地保障企业经济目标的实现。
参考文献
［1］高文龙，薛宜新．浅析自动化仪表［J］．黑龙江科技信息，2010，（11）．
［2］张灵辉．电厂自动化仪表分析［J］．科技信息，2010（08）．
［3］涂冲，王睿，梁雨辰．浅析化工企业中自动化仪表的设计［J］．黑龙江科技信息，
2012，（08）．
给人们的生活带来了便利，给企业带来了经济效益，我们根据自动化仪表进行研究，了解自
动化仪表的设计，根据线性自动化仪表在使用中遇到的问题，进行仪表自动化优化设计。本
文主要对仪表自动化优化设计进行了分析探讨。
关键词：仪表自动化；施工图设计；优化设计
中图分类号：P634.3文献标识码：A
引言
自动化仪表的快速发展和其具有的特性，帮助了自动化仪表的在人们生活中出现程度，
为了使仪表可以正常的使用和运用，要不断地将自动化仪表的性能进行提升，提高自动化仪
表的测量的准确度、精密度以及灵敏度，减少在测量出现的随机误差和系统误差。对自动化
仪表进行优化设计不仅要将仪表的性能进行提升，还要将仪表的硬件进行提升，降低仪表的
功耗和价格，提高仪表的抗干扰能力。自动化的发展带动了工业等各行业的发展，新技术的
使用，让经济效益得到增长，促进工业发展，为企业带来坚实的保障。
一、仪表自动化的意义与功能
作为电气系统不可或缺的组成部分，仪表在电气系统进行自动化控制时起到了对相关数
据的测量作用，同时对于收集到的电气系统信息也可以进行整合。有利于生产管理人员进行
决策。而仪表的自动化则是指无人条件下进行的数据测量与处理能力，并且可以对数据实行
远距离传送。所以电气化系统自动化的提高也带动了仪表自动化的应用与发展。以下是仪表
自动化的功能介绍：
1、记忆储存功能
从最初的组合逻辑电路与时序电路类仪表开始，仪表已经从当初的瞬时记忆，发展到了
如今的实时记忆、长时记忆。目前来说，在仪表中进行微电脑装置的设置已经实现了仪表在
不断电情况下的长时间记忆目标。并且可以进行记忆状态的调整，以方便后期的数据处理工
作。
2、拓展延伸功能
仪表从最初的硬件逻辑电路，转变为如今的软件设置。让仪表从复杂的处理器进化到了
核心程序系统。由于升级了原先的硬件中大量控制与定时电路，让仪表从繁杂的处理器简化
到了软件编程设计中来。也就让仪表自动化成功地实现了电子智能化。
3、数据处理与计算功能
仪表由于引入了微型计算机系统，使得仪表在测量精度上有了很大的提高，同时微型计
算机的数据处理能力也让仪表自动化得以完善。
二、仪表自动化专业施工图设计
1、仪表自动化设计的特点
随着工艺流程的日益成熟和科学技术的进步,仪表自动化程度得以很大的提高,有关工
艺要求的检测点多,控制要求较为复杂,仪表自动化大量工作主要集中在整个工程的后期,时
间紧,施工图设计的工作量越来越大。
2、仪表自动化设计的依据
仪表自动化施工图设计的依据是工艺专业针对生产工艺过程,对仪表自动化专业提出要
求,(如采矿、选矿、冶炼、热工、通风、水道、制酸、金属加工)分别提出设计深度,在“自
控专业施工图设计内容深度规定”(HG20506—92)有详细的规定,要求设计人员出图深度达到
规定要求。一套完整的高水平的施工图对现场施工将提供极大的方便,还可以为业主节约大
量的人力和财力。
3、仪表选型原则
首先设计者在仪表选型时要本着对用户负责的精神,从应用的角度对选型进行合理的选
择是完全必要的,主要有下面3点:
3.1必须满足工艺要求
仪表自控是为工艺服务的,如精确度等。对于现场安装的一次仪表,要根据工艺参数及介
质的性质(温度、压力、腐蚀性、电导率等)、管路的管径及其材质、环境状况(有无腐蚀性、
振动的大小、防爆与否)等因素来确定仪表的选型。
3.2仪表选型还应考虑先进性、经济性以及运行费用
坚持先进性与经济性统一是仪表选型的一个基本原则,根据检测点和控制系统在生产过
程中的重要程度决定选用仪表的先进性。
3.3选型的统一
对于一个较大的工程项目,不同的子项可能会是几个设计人员合作完成的,属于共同合
作设计。这就可能出现同一类型的仪表(如压力变送器)选用不同厂家的产品,给工程本身和
投产后的管理造成不必要的麻烦。因此,应该在设计初期就定下原则,统一要求。当然针对检
测点的重要程度不同,可以将同一类型的仪表分成两个档次(如智能型、普通型),但应该保证
同一档次的仪表选用同一厂家的产品。选型统一对技术服务和培训、工人掌握使用、备品备
件都有好处。
三、仪表自动化系统的优化设计
1、自动化仪表的优化设计特点和依据
在生产工艺和技术的不断成熟和进步中，仪表的自动化得到了很大程度提高，工艺的检
测点很多，要求具有复杂性，仪表自动化的主要工作集中在工程的后期，所以时间紧，任务
重，有很大的工作量。自动化仪表的施工设计图是以专业工艺对生产工艺和仪表的自动化专
业的要求为依据，分别进行的深度设计，根据相关的设计规定，设计人员要保证设计图的出
图深度在规定的要求内或者要求之上，不能低于规定的要求，在自控专业施工图设计内容深
度规定（HG20506-92）中有详细的规定，完整的施工設计图，可以帮助现场施工，还可以节
约财力和人力。在仪表优化的设计上，要尽量地减少误差，这样在施工中的误差才会减少，
可以使用一些计算方法，帮助减少优化设计中产生的误差。比如说，采用偏差计算等。根据
不同自动化仪表的使用范围，有不同的准确度和误差条件，比如说电磁流量仪表的准确度一
般为±0.5％，超声波流量仪表的准确度为±0.5％，0.1％的重复性，科式流量仪表的准确
度在±0.2％，插入式流量仪表的准确度在2％～3％等。
2、优化设计中对仪表系统的低功耗设计
对自动化仪表进行低功耗设计在仪表优化设计中是一个重要的内容，一般进行的低功耗
设计都会采用CMOS集成电路，这种电路只有轻微的功能消耗，有很强的抗干扰能力，工作时
对温度的要求也很宽松。CMOS电路是高速低频的工作方式，在优化设计中，可以选用一些低
功耗的器件，除了单片机和外围芯片使用CMOS器件之外，还可以选用一些LCD等低功耗器件。
在进行低功耗设计时，采用低功耗器件，可以将CPU的运行时间进行缩短，用软件代替硬件。
对单片机进行低功耗优化设计中，采用HCMOS芯片，此芯片和HMOS的外形等相同，只是生产
工艺不同，将系统的功耗进行降低，可以进行待机模式的运行。在对储存器进行优化设计中，
采用HCMOS储存器。对软件的选择是为了减小将仪表各方面的性能进行提升，在进行优化设
计中要尽量地减少CPU的工作时间，在降低功耗的同时完成各项测量。
3、仪表自动化优化设计中的系统的抗干扰设计
自动化仪表所受到干扰来自内部和外部，外部是在安装等过程中产生的，内部干扰是系
统的结构等形成的，仪表的干扰护影响其工作的准确性，增大误差，还会是仪表失灵。对仪
表的供电系统进行优化设计，采用发电机组或者逆变器供电等，要保证仪表在使用过程有稳
定的电流，使用TVS抑制器等可以对电机进行噪声振动保护。对过程通道进行的优化设计采
用光电耦合器，外部干扰控制优化设计，可以使用屏蔽技术，设置屏蔽层。地线设计时，将
地线进行加粗，根据电流的大小，对导体宽度进行加粗，各种线路的走向要一致。对软件抗
干扰进行优化设计，可以采用数字滤波技术，对失常的软件进行控制，对运行失常的程序进
行控制等。在进行专业之间的配合时，保证准确度，减少出现的问题和一些不当的操作。对
专业之间的配合进行优化，帮助提高自动化仪表系统的准确度。对仪表的测量精度进行优化
设计，可以对仪表系统出现的误差，进行非线性、归一化技术等进行消除，设计一些误差模
型，进行误差计算，通过误差计算将优化设计中的误差进行避免。
结束语
工业的持续发展，经济的不断增长都离不开科技的腾飞。而仪表自动化就是促进工业生
产中电气自动化的重要推动力量。仪表的自动化不仅可以带来数据上的自动化处理功能，同
时还可以有效地节约企业管理成本，降低企业的生产风险，实现对生产过程中的全监控，有
力地保障企业经济目标的实现。
参考文献
［1］高文龙，薛宜新．浅析自动化仪表［J］．黑龙江科技信息，2010，（11）．
［2］张灵辉．电厂自动化仪表分析［J］．科技信息，2010（08）．
［3］涂冲，王睿，梁雨辰．浅析化工企业中自动化仪表的设计［J］．黑龙江科技信息，
2012，（08）．