簡單的氣動設(shè)備到精密智能儀表的進化源自用戶對于更高性能、更便捷的維護和更長壽命的需求。智能儀表不但能滿足這些需求，還能提供更多，雖然代價就是智能儀表更加復(fù)雜，但是一旦理解并安裝了智能儀表，不僅有助于降低過程控制和信息系統(tǒng)生命周期的復(fù)雜度，還能提升性能和降低成本。 E+H智能儀表的定義在過去幾十年里發(fā)展演化（表1）。老式的非智能儀表是3-15psi氣動設(shè)備，通過現(xiàn)場單循環(huán)控制器完成控制作業(yè)。信息通常以指示表的形式在本地顯示，技術(shù)員在現(xiàn)場巡視，使用鋼筆和白紙手動記錄數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)需要自動記錄并分析，那么需要使用本地圖表記錄儀。 
過程變量按照比例換算成1-5、4-20、10、50mAdc信號輸出為儀表增加了一定程度的智能性。一旦數(shù)據(jù)可以遠程變送，遠程測量、顯示和控制就有可能實現(xiàn)。
帶有中央處理和I/O的控制系統(tǒng)的并行發(fā)展引入了新方法，能夠更有效地采集4-20mA儀表產(chǎn)生的信息，并將這些信息轉(zhuǎn)換成工程單位，集中處理并記錄這些信息?；芈饭╇妰x表也成為可能，可以通過一個電流源對多臺變送器供電，通常是通過模擬I/O模塊完成。
微處理器越來越耐用，可以直接安裝在現(xiàn)場儀表中，這是智能儀表前進的一大步，使本地數(shù)據(jù)信號處理成為可能，造就了*批真正的智能儀表，因為這些設(shè)備可以將模擬4-20mA信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，進而在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，本地微處理器也可以完成一些儀表級別的任務(wù)，即校準和診斷。
既然智能儀表可以將過程變量和其他參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，那么現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生就水到渠成。zui初的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)使用現(xiàn)有的4-20mA信號線作為物理傳輸媒介，手持校準設(shè)備可以接入4-20mA電流環(huán)路的任意位置。除了手持設(shè)備，一些離散控制系統(tǒng)隨之獲得了通訊功能并可以對過程變量和設(shè)備診斷數(shù)據(jù)進行數(shù)字存取。
很多供應(yīng)商都有自己的網(wǎng)絡(luò)，使用現(xiàn)有的4-20mA信號作為傳輸媒介，HART技術(shù)的適時出現(xiàn)，統(tǒng)一了各種不兼容的網(wǎng)絡(luò)。HART成為了供應(yīng)商的中立基礎(chǔ)，并zui終發(fā)展成為的多層現(xiàn)場設(shè)備通訊協(xié)議，被大多數(shù)儀表和控制系統(tǒng)供應(yīng)商支持。因此，智能設(shè)備也貼上了HART的標簽。
為了使用過程變量的數(shù)字值來進行實時控制并將更多信息發(fā)送至遠程主機，人們對性能有更高的要求，而HART已經(jīng)無法滿足。隨著微處理器的功能越來越*，除了過程變量之外，智能儀表能夠提供更多有價值的信息，這進一步刺激了對更*的網(wǎng)絡(luò)的需求。
專門為了將儀表和自動化系統(tǒng)連接的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)開始出現(xiàn)，其中*是基金會現(xiàn)場總線H1和Profibus PA。這些平臺不再使用4-20mA輸出，轉(zhuǎn)而使用先進的電子和軟件標準來提升速度、改進診斷，帶來了嵌入式本地控制等新功能。這兩種現(xiàn)場總線和其他現(xiàn)場總線被標準化組織采納，成為多家智能儀表供應(yīng)商的嵌入通訊選擇。
zui近，經(jīng)過實踐檢驗的*的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，導(dǎo)致聚焦于現(xiàn)場設(shè)備和遠程存取站點之間通訊的特定供應(yīng)商和基于標準的解決方案獲得發(fā)展。HART通訊基金會開發(fā)了向后兼容的無線技術(shù)并且獲得IEC62591標準化認可。ISA SP 100.11a委員會也正在致力于無線儀表通訊的標準化認可工作。
今天，智能儀表的大概定義就是包含一個或者多個數(shù)字網(wǎng)絡(luò)通訊選項的設(shè)備。由于數(shù)字通訊要求使用微處理器，所以現(xiàn)代智能儀表還能提供很多種類的其他功能。 
儀表從非智能發(fā)展為智能儀表，真正的智能就不遠了。未來的專家儀表具有多種通訊通道，每一個通信通道都具有內(nèi)置的安全性，很像目前的以太網(wǎng)管理交換機。這些通道將會被分配IP地址并輔以服務(wù)器技術(shù)，讓儀表成為真正意義上的數(shù)據(jù)服務(wù)器。
一條高速通道用于將過程變量傳送至實時控制器，按照儀表的通訊源，這條通道被賦以所有通道中zui高的優(yōu)先級。其他通訊通道將會用于直接將儀表與應(yīng)用連接，例如過程監(jiān)視、設(shè)備建設(shè)、環(huán)境監(jiān)視、能源管理、設(shè)備管理、提前維護和診斷。這種直接連接將會跨越實時控制系統(tǒng)，簡化整個自動化和信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。
無線HART和ISA100.11a之外的工業(yè)無線標準將會繼續(xù)發(fā)展，滿足用戶的需求，列入NAMUR NE124。用戶越來越接受無線技術(shù)作為一種主流的解決方案，智能儀表信息將會越來越多地與無線接入點連接，結(jié)果就是直接演化為控制或者IT網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)器。
系統(tǒng)設(shè)計人員和zui終用戶對于集成重復(fù)作業(yè)的煩惱正在迫使主流儀表生產(chǎn)廠商和現(xiàn)場總線協(xié)議組織接納現(xiàn)場設(shè)備集成（FDI）規(guī)范。此FDI規(guī)范將會鞏固現(xiàn)有的EDDL和FDT規(guī)范，應(yīng)該會形成真正統(tǒng)一的現(xiàn)場設(shè)備集成體系結(jié)構(gòu)，允許通過幾乎任何現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接任何現(xiàn)場設(shè)備。
隨著儀表正在朝著符合NE97和IEC61508-2之類的安全相關(guān)推薦規(guī)范發(fā)展，基于現(xiàn)場總線的安全過程儀表的應(yīng)用將會更加廣泛。經(jīng)過安全認證的儀表將會與現(xiàn)場總線安全協(xié)議協(xié)同工作，例如CIP Safety、Foundation fieldbus SIS和PROFIsafe。
所有這些發(fā)展的結(jié)合，將會帶來真正意義上的智能儀表，這種儀表可以很容易實現(xiàn)未來自動化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)整合。對于用戶來說，這具有很強的實用意義，用戶可以借此實現(xiàn)所有智能儀表帶來的好處：更的過程控制、更率、更低能耗、更少停機時間和更高質(zhì)量。 |
