生産規模の拡大と生産技術の進歩に伴い、生産プロセスにおけるより高度な自動化の要求が高まっています。その結果、産業機器は、存在しないものから存在するものへ、単純さから複雑さへ、単一機能から多機能機能への開発プロセスを経てきました。-。初期の現場での温度（ガラス温度計など）、圧力（U- 管圧力計など）、流量（ガラスローター流量計など）、液位（ガラス管レベル計など）の測定および表示機器、および単純な現場コントローラ-から、業界は徐々に遠隔伝送、集中化へと進化してきました。 ディスプレイ、リモコン機能など。検出素子や各種パラメータを測定する機器の種類が増加するとともに、プロセス制御機器の開発も急速に進み、空圧ユニット複合機器、電気ユニット複合機器、電子統合制御装置、産業用コンピュータ制御システムへと進化しています。
産業用オートメーション機器は多様であり、情報の取得、伝達、反射、処理のプロセスに基づいて、大きく次の 5 つのタイプに分類されます。 (2) 計器類の表示。 (3) 制御機器。 (4) アクチュエータ。 (5) 集中監視制御装置。
検出器
生産プロセス中、装置やパイプラインのさまざまな場所にある媒体の温度、圧力、流量、レベル、その他の物理量は急速に変化し、常に流動しています。これらの物理量の各瞬間の値を測定するために検出器が使用されます。
測定されるさまざまなプロセスパラメータに基づいて、検出機器は次のタイプに分類できます。
1. 温度計:一般的に使用される温度測定器には、ガラス温度計、バイメタル温度計、圧力式（サーモウェル）温度計、温度スイッチ、熱電対、サーミスタのほか、光学式高温計や光電比色計などの放射式高温計{{1}{1}}式-温度計などがあります。 高温-メーター。
2. 圧力計:圧力測定器は、圧力、真空、および差圧を検出するために使用されます。動作原理に基づいて、弾性圧力計（さらにブルドン管圧力計、ダイヤフラム圧力計、カプセル圧力計、圧力スイッチなどに分かれます）、および弾性圧力計に分類できます。センサー-タイプの圧力計（抵抗性、容量性、誘導性、ホール効果圧力計など）-。液柱圧力計（U-管、直管、傾斜管圧力計など）ピストン圧力計は高精度であり、通常は標準圧力計の校正に使用されます。
3. 流量計:流量測定器にはさまざまな種類がありますが、現在最も広く使われているのは絞り装置と差圧流量発信器から構成されるものです。一般的に使用される絞り装置には、オリフィス プレート、ノズル、ベンチュリ チューブなどがあります。その他の一般的に使用される流量計には、水量計、ローター流量計、楕円歯車流量計、ターゲット流量計、電磁流量計、渦流量計、Annubar 流量計、質量流量計などがあります。
4. レベルメーター:レベル計は主に、特定の媒体の液体レベル、または塔、タンク、またはコンテナ内の異なる密度の 2 つの液体間の界面、および固体材料の材料レベルを測定します。最も一般的な液面計はガラス管液面計とガラス板液面計です。その他、差圧式液面計や浮力式液面計（フロートボール液面計、液面スイッチ、フロートドラム液面計、フロートブイ液面計、スチールテープ液面計、タンク液面計量器など）{2}}もあります。固体物質のレベル検出には、抵抗式レベル計、容量式レベル計、レベル スイッチ、分銅式レベル計、フォーク式レベル計、超音波式レベル計、放射性レベル計などがあります。-
5. 成分分析機器：成分分析機器は、プロセス媒体の組成を決定し、特定の成分（または組成全体に至るまでの複数の成分）の濃度を測定するために使用されます。動作原理に基づいて、電気化学分析計（導電率計、工業用pH計、ジルコニア分析計など）、熱分析計（熱伝導率計、熱化学分析計、赤外線分析計など）、磁気分析計、測光比色計、質量分析計、工業用ガスクロマトグラフに分類できます。
オンラインコンポーネント分析装置を設置する場合、通常、サンプルを前処理して、状態、温度、圧力、流量、その他のパラメータが分析装置の動作要件を満たしていることを確認する必要があります。{0}したがって、フィルタ、集塵機、乾燥容器、冷却器、回転計、ウォーターシール、バルブ、配管などのコンポーネントで構成される配管システムは、サンプルの一般的な前処理を実行できるように構成する必要があります。-特定の特殊媒体（排ガスサンプル、炉ガスなどの高温ガスサンプル、重油分析サンプル、腐食性成分サンプル、環境モニタリングサンプルなど）の場合、サンプリング前処理システムはより包括的です。-このような完成形の前処理システムは、サンプリング前処理装置と呼ばれます。-
また、水分計、湿度計、密度計、濃度計、濁度計、粘度計などの物性測定器も成分分析機器に分類される場合があります。
6. 機械量計器:産業界で一般的に使用されている力学量計には、厚さ計、熱膨張検出器、張力検出器、たわみ検出器、回転機械の軸振動、軸変位、回転速度を検出する装置（大型蒸気タービン圧縮機など）のほか、計量装置（電子ベルトスケール、ベルトの偏り・滑り検出装置、計量表示計器、計量表示計器など）などがあります。 計量袋詰め装置）。
表示計器
これらの機器は、測定パラメータの瞬時値を表示または記録するために、検出機器と組み合わせて使用されます。例としては、温度を表示または記録するための、比率計やミリボルト計などの可動コイル表示器、デジタル表示計器、電子ポテンショメータや電子天秤ブリッジ（電気または空圧レギュレータと組み合わせて複合計器を形成できる）、流量累積機能を備えた累積型計器-などがあります。
制御機器
制御機器は、プロセス検出機器や送信機から測定信号を受信して表示するだけでなく、アクチュエータ（アクチュエータ機構や制御バルブ）の動作を調整するための制御信号も発行し、閉ループ制御システムを形成します。-
制御機器は信号の種類により、アナログ制御機器とデジタル制御機器の2種類に大別されます。
1. アナログ制御機器には、ベース取り付け機器、ユニット組み合わせ機器 (空気圧、電気)、および組み立てられた機器が含まれます。{1}
(1) ユニット結合計器は、制御システム内の機能に基づいてさまざまなユニットに分割されます。各ユニット機器は独立して存在し、必要に応じて異なる検出および調整システムに任意に組み合わせることができ、柔軟で便利なシステム構成を提供します。ユニット間の信号伝送には、統一された標準信号（アナログ信号とも呼ばれます）が使用されます。ユニット組み合わせ機器は 1950 年代から 1970 年代初頭まで広く使用され、真に機能的に分散された機器を表します。これは、単一の機器が特定の必要な機能を実行するために使用されることを意味します。
ユニット結合計器の発信器ユニット（温度発信器を除く）は、機能的には検出器のカテゴリーに属することに注意してください。
ユニット組合せ計器は、作動エネルギー源に基づいて、空気圧ユニット組合せ計器と電気ユニット組合せ計器にさらに分類されます。
空圧ユニット組み合わせ機器：オリジナルの空気圧機器を進化させた空気圧ユニット組み合わせ機器です。これらの機器は、動作エネルギー源として 0.14 MPa の圧縮空気を使用し、統一信号として圧力 0.02 ～ 0.1 MPa の圧縮空気を使用します。作動エネルギーと信号伝達の両方が圧縮空気を利用するため、空気圧ユニット機器は石油精製施設や化学生産施設に適用される場合、本質的に防爆特性を備えています。-ただし、空気圧信号の伝送距離が通常 150 メートル以内に制限されるという欠点があります。伝送距離がこの制限を超えると、信号伝播遅延が発生し、表示や調整の感度に影響を与えます。空気圧ユニット組み合わせ機器には、次のユニット機器が含まれます。
ａ．トランスミッタユニット（すなわち、トランスミッタ）には、圧力トランスミッタ、差圧トランスミッタ、ターゲット-タイプ流量トランスミッタ、内蔵オリフィスプレート流量トランスミッタ、シングル（またはデュアル）フランジ差圧（レベル）トランスミッタ、内部（または外部）フロートレベルトランスミッタ、および温度トランスミッタなどが含まれます。
b.カラーテープインジケータ、バーインジケータ、多針インジケータ、インジケータレコーダー、トータライザーなどの表示ユニット計器。-
c.コントロールユニット計器には、インジケーターコントローラー、レコードコントローラー、カスケードコントローラー、比例 (積分、微分) コントローラーが含まれます。
d.加算器、乗算器、比率計算器などの計算ユニット機器。
e.セットポイントコントローラやタイムプログラムセットポイントコントローラなどのセットポイントユニット計器。
f.空気圧 (Q- タイプ) アクチュエーター、手動/自動スイッチ アクチュエーター、高 (低) 値セレクター、リレー、スイッチ、リミッター、比率コントローラー、負荷分配器、高-流量フィルター-調整弁などの補助ユニット機器。
電気ユニット結合計器:電気ユニット複合機器は、動作エネルギー源として DC 電源を使用します。これらの機器は、基本的な電子コンポーネントの更新により、タイプ I (真空管回路)、タイプ II (トランジスタ回路)、およびタイプ III (線形集積回路) の 3 つの開発段階を経ました。現在、タイプ I とタイプ II は段階的に廃止され、使用されなくなりました。タイプ III は、現在でも石油精製および化学生産施設で広く使用されています。ここで説明する電気ユニット結合計器は、タイプ III のみを指します。タイプ III 電気機器は DC 24V 電源によって電力を供給されます。制御室の個々の機器間の信号伝送には DC 1～5V の電圧信号が使用されますが、制御室の機器と現場に設置された送信機、制御バルブ、アクチュエータ間の通信には DC 4～20mA の電流信号が使用されます。-さまざまな防爆要件を満たすために、現場に設置された送信機とそれに接続された制御室入出力ユニット（安全キーパー、安全バリア）は、さらに防爆タイプと本質安全タイプに分類されます。-さらに、産業用コンピュータ制御技術の発展の必要性により、近年、マイクロプロセッサをベースとしたインテリジェントユニット機器が開発され、電気ユニット機器の新しいカテゴリーとなっている。
電気ユニット結合計器には次のユニットが含まれます。
ａ．トランスミッタユニット（トランスミッタ）には、圧力トランスミッタ、差圧トランスミッタ、ターゲット-タイプ流量トランスミッタ、内蔵オリフィスプレート流量トランスミッタ、シングル（またはデュアル）フランジ差圧（レベル）トランスミッタ、内部（または外部）フロートレベルトランスミッタ、温度（または温度差）トランスミッタ、インテリジェント圧力トランスミッタ、およびインテリジェント差圧トランスミッタが含まれます。 とりわけ。
b.表示ユニット計器には、シングル (またはデュアル) 針インジケータ、カラーテープインジケータ、シングル (またはデュアル) 針アラーム、シングル (またはデュアル) ペンレコーダー、マルチポイントインジケータレコーダー、比例 (または平方根) 積分器などが含まれます。
c.コントロール ユニット機器には、インジケータ コントローラ、SPC/DDC バックアップ コントローラ、マルチチャネル バルブ位置追跡コントローラ、特殊機能コントローラ、積分器、微分器などが含まれます。-
d.計算ユニット機器には、加算器、乗算器、除算器、平方根計算器などが含まれます。
e.変換ユニット計器には、電流信号変換器、パルス/電圧変換器、周波数/電流変換器、インピーダンス変換器、関数変換器、電気/空気変換器、空気/電気変換器などが含まれます。
f.セットポイントユニット計器には、定電流セットポイントコントローラ、比率セットポイントコントローラ、レートセットポイントコントローラ、アラームセットポイントコントローラ、パラメータプログラムセットポイントコントローラ、および時間プログラムセットポイントコントローラなどが含まれます。
g.補助ユニット計器には、電気 (D- タイプ) アクチュエーター、DDC アクチュエーター、安全ホルダー、安全バリア、分配器、電圧ボックス、信号セレクター、アイソレーター、インバーター、エレベーター、信号ダンパー、信号反転器、信号リミッター、変化率セレクターなどが含まれます。--}
(2) モジュール型統合制御機器
これは、モジュール式統合制御デバイスとしても知られるプロセス制御機器の開発における新しいシリーズです。モジュール式アセンブリ構造を採用しており、プロセス制御システムを柔軟かつ便利に構成できます。このシステムは内部で 0 ～ 10V DC 電圧信号システムを使用しており、フィールド検出機器および検出要素からさまざまな空気圧および電気信号 (電流、電圧、接点、パルス、周波数、エンコードを含む) を受信できます。
モジュール式統合制御デバイスには、次の機器とコンポーネントが含まれます。
ａ．入出力コンポーネント：入力変換コンポーネント、出力変換コンポーネント、パルス変換コンポーネント、mV/V変換コンポーネント、P/E変換コンポーネント、累積パワードライバコンポーネントなど。
b.信号処理部品：信号バッファリング部品、リレーバッファリング部品、信号生成部品（スロープ生成部品、タイミング部品など）、アナログ演算部品（乗除算部品、平方根部品、加算部品、関数部品、リミット部品、信号選択部品など）、積算部品、アラーム部品、ロジック部品。
c.調整コンポーネント: PID コンポーネント (比例、積分、微分コンポーネント)、動的補償コンポーネント、追跡コンポーネント、マルチ出力インターフェース コンポーネント、オーディオビジュアル制御コンポーネント-。
d.補助コンポーネントおよびその他のコンポーネント: 電力分配コンポーネント、信号分配コンポーネント、スイッチング コンポーネント、セットポイント コンポーネント、リレー コンポーネント、および監視コンポーネント。
e.表示および操作機器: シングル (デュアル) ポインタ インジケータ、シングル (デュアル) ペン レコーダ、3 (4) ペン レコーダ、トレンド レコーダ、ハンドヘルド コントローラ、制御表示および操作ユニット。
(3) ベース-に取り付けられた調整計器
ローカル検出および表示から集中制御に至る産業オートメーション機器の開発の過程で、測定、表示、調整機能を統合したタイプの機器が登場しました。これをベース取り付け型調整機器、または単にベース取り付け型機器と呼びます-。{2}}例としては、空気圧レギュレータを備えた表示および記録レギュレータや、単一の調整機能を備えた一部のローカル レギュレータ (温度レギュレータ、圧力レギュレータ、差圧レギュレータ、流量レギュレータなど) が含まれます。ベース取り付け型調整計器は、その動力源に基づいて空気圧式と電気式にさらに分類されます。{5}}
自動制御装置も、一種のローカル規制手段です。{0}}これらは、電源として測定媒体に依存していることから名付けられており、したがって直動型レギュレータとも呼ばれます。-さらに、自動式レギュレータは制御弁と統合されているため、自動式制御弁とも呼ばれます。-一般的な自己操作式レギュレータには、自己操作式温度レギュレータ、自己操作式温度レギュレータ、自己操作式圧力レギュレータ、自己操作式流量レギュレータなどがあります。-
2. デジタル制御機器
デジタル制御機器には、分散制御システム (DCS)、プログラマブル ロジック コントローラー (PLC)、産業用制御コンピューター (IPC)、および安全制御システム (FSC) が含まれます。
1960 年代、工業生産プロセスの大規模かつ複雑な性質により、産業オートメーション制御システムには、大量のデータの処理、高度な計算制御の実行、情報通信の促進、集中表示と操作の実現、制御精度の向上が求められました。従来のアナログ機器ではこれらの要求に応えることができなくなり、コンピュータ制御システムの導入が進み、生産プロセスの総合的な管理レベルがさらに向上しました。しかし、制御機能が高度に集中化されるにつれて、事故のリスクも高度に集中しました。コンピュータ制御システムが故障すると、制御・監視・運転ができなくなり、生産に重大な支障をきたし、重大な事故につながる可能性があります。
1970 年代以降、大規模集積回路とマイクロプロセッサの出現、制御技術、ディスプレイ技術、コンピュータ技術、通信技術のさらなる発展により、分散制御システム (DCS) など、マイクロプロセッサやマイクロコンピュータに基づく新しいプロセス制御システムが開発されました。- DCS は、従来のアナログ計器とコンピュータ ベースの制御システムの利点を継承しています。{3}}集中表示・操作、集中管理はそのままに、制御権限を分散し、制御システムの安全性・信頼性をさらに高めます。これは、DCS が制御機能または制御領域に応じてマイクロプロセッサを分散しているためです。マイクロプロセッサを搭載した各制御ステーションは数ループから数十ループの制御が可能であり、複数の制御ステーションを組み合わせることで生産プロセス全体を制御することができ、分散制御とリスク分散を実現します。これに基づいて、大量の情報がデータ通信ケーブルを介して中央制御室のマイクロプロセッサ ベースの CRT ディスプレイおよび操作ステーションに送信され、そこでこの情報が表示または記録のために集中されます。{8}}同時に、上位レベルのコンピュータ（プロセス管理コンピュータと生産管理コンピュータ）と連携して、生産プロセスは集中監視と管理の対象となります。{10}
分散制御システムは、連続制御、バッチ（断続）制御、逐次制御、データの取得と処理、および高度な制御を実現し、運用管理と生産プロセスを緊密に統合します。分散制御システムには自己診断機能もあり、システムのハードウェアとソフトウェアの検査が可能です。-障害を検出すると、可聴および視覚的なアラームが発せられ、障害の場所が表示されます。
分散制御システムは通常、フィールド制御ステーション、CRT ディスプレイおよび操作ステーション、通信ネットワーク、およびプリンタなどの周辺機器で構成されます。
その後の発展において、分散制御システムの制御通信機能はますます洗練され、標準化されていきました。プログラマブル ロジック コントローラー (PLC) は、制御機能の重視に基づいて、主にループ制御に焦点を当てた分散制御システム (DCS) から分離されました。 PLC の本来の目的は、従来のリレー-ベースの連動警報システムを置き換えることでした。入出力信号はすべてスイッチ信号であり、ソフトウェアプログラミングを使用してロジック、シーケンス、タイミング、カウント、計算などの機能を実行するため、より複雑な連動システムに適しています。 PLC の重要な機能は「プログラマビリティ」です。プログラムを変更するだけで、制御方式が変更される可能性があります。その信頼性、柔軟性、動作速度、制御方式の複雑さはリレー回路をはるかに上回っています。
PLC は急速に発展し、アナログ制御機能、計算能力が強化され、CRT ダイナミック グラフィック ディスプレイ、データベース管理、ファイル生成まで組み込まれています。一方、DCS システムは PLC の技術的特徴を採用し、バッチ処理およびシーケンシャル制御機能を強化しています。この 2 つのシステム間の機能の重複により、DCS と PLC の区別が狭まり、その境界がますます曖昧になってきています。分散制御システムは、特にシステムの小型化と超小型設計、インテリジェントなフィールド送信機、標準化されたフィールドバス、標準化された通信ネットワーク、DCS と PLC 間の相互統合、監視コンピュータと PC の DCS システムへの組み込み、システム ソフトウェアのさらなる改良などの点で進化し続けるため、分散制御システムはさまざまなプロセス制御要件にますます適応し、より優れた技術的および経済的成果を達成することになります。 利点。
フィールドバス（FCS）は、生産現場のデバイスと制御室の自動制御デバイスの間に設置される、デジタル、シリアル、マルチポイント、双方向通信データバスです。{0}その基本コンセプトは、コントロール ステーション、インテリジェント レギュレータ、および制御室のその他のデバイスが、それぞれの入出力 (I/O) チャネルを介してフィールド機器 (トランスミッタ、制御バルブ、スイッチなど) に接続する必要がなくなり、代わりに、それぞれのシリアル インターフェイスを介してフィールドバスの H2 高速チャネルに接続し、H2/H1 ブリッジを介して H1 フィールドバスに接続するというものです。 生産プロセスを監視および検出するための H1 フィールド機器と H2 フィールド機器間の通信を可能にします。
フィールドバスはフィールド デバイス（フィールド機器やフィールド計測器）を相互接続し、フィールド制御機能とフィールド通信機能を統合する最下位レベルの通信ネットワークであるため、フィールドバス通信ネットワークのノードはインテリジェントなトランスミッタ（温度、圧力、流量、レベル、プロセス アナライザなどを含む）とインテリジェントなアクチュエータです。{0}
産業用コンピュータは、その制御・管理機能に応じて、基本的な自動制御装置と管理用コンピュータに分類されます。このうち、基本的な自動化デバイスは、分散制御システム (DCS)、プログラマブル ロジック コントローラ (PLC)、ダイレクト デジタル制御デバイス (DDC)、フィールドバス制御システム (FCS) など、マルチレベル制御の最初のレベルを構成します。-。プロセス管理コンピュータは、基本的な自動化デバイスの上位レベルのマシンとして機能し、マルチレベル制御の第 2 レベルに属します-。生産管理コンピュータは、マルチレベル制御の 3 番目から 5 番目のレベルに適用されます。-
アクチュエーター
制御バルブとしても知られるアクチュエーターは、アクチュエーター機構とバルブの 2 つの部分で構成されます。アクチュエータ機構の動力源により、空圧コントロールバルブ、電気コントロールバルブ、油圧コントロールバルブ、ハイブリッドコントロールバルブの4つに大きく分類されます。空気圧制御弁は、アクチュエータ機構の形状に基づいて、さらにダイヤフラム式制御弁、ピストン式制御弁、ピストン式制御弁-、ロングストローク制御弁-に分類されます。
集中監視制御装置
集中監視装置は、検出素子やセンサーを利用して測定変数や警報接点信号を集中表示します。集中制御装置は、一連の測定された変数信号を使用して、事前に設定されたプログラムに従ってアクチュエーターを制御します。{0}集中監視制御装置には、各種データ収集装置、巡回監視装置、信号警報装置、安全検知装置、産業用テレビやリモコン装置、シーケンシャル制御装置などがあります。集中監視および制御デバイスは、一般に次のカテゴリに分類されます。
1. 安全監視装置には、可燃性ガス検知警報装置、有毒ガス検知警報装置、火炎監視装置、自動点火装置、燃焼安全保護装置、油漏れ検知装置、高抵抗検知装置などが含まれます。-
2. 産業用テレビ システムは、カメラとその補助装置 (照明、パージ、冷却装置、電動ターンテーブルなど)、ディスプレイ、および補助装置 (コントローラー、ディストリビューター、補償器、スイッチなど) で構成されます。
3. 遠隔制御装置は、入力変数信号を受信し、情報を処理し、画面上にアラームを表示し、制御信号を制御端に出力します。
4.信号警報装置には、点滅信号警報装置、インテリジェント点滅警報装置、リレー回路警報システム、およびその他の種類の信号警報装置が含まれます。
5. シーケンシャル制御デバイスには、リレーインターロック保護システム、ロジック監視デバイス、シーケンシャル制御デバイス、およびインテリジェントシーケンシャルコントローラが含まれます。
6. データ収集および巡回検知警報装置には、データ収集装置および巡回検知警報装置が含まれます。
その他の自動制御装置
このカテゴリの機器には主に、さまざまなタイプの計器盤（チャンネル{0}}タイプ、キャビネット-タイプ、フレーム-タイプ、パネル-）タイプ）、計器ボックス、制御盤、絶縁（保護）ボックス、電源ボックスなどが含まれます。
自動化材料
オートメーション資材とは、機器の設置に必要な資材のことで、導圧配管（シームレス鋼管、ステンレス鋼管、高圧配管）、空気供給配管（亜鉛メッキ鋼管、黄銅管）、空気信号配管（銅管、銅ケーブル管、ナイロン）など、その種類は多岐にわたります。{0}{1} 電気配管材料（溶接鋼管、亜鉛メッキ鋼管）、各種配管システムのバルブ、フランジ、継手、オートメーション用電気機器材料（ケーブル、電線、接続箱、電気機器、コンポーネント）、計器用ケーブルトレイ、山形鋼、チャンネル鋼など計器機器のブラケットやサポートの製造に使用される構造用鋼材、ヒートトレース 断熱材、耐食性コーティング材など-