智能化現場儀表的結構

　　智能化現場儀表最早出現在20世紀70年代后期，在20多年的發展歷程中，它們的性能、功能、應用模式都發生了巨大變化。本文介紹智能化現場儀表內部硬件、軟件結構的變化。
　　一 早期智能化現場儀表
　　早期智能儀表是從數字化儀表演化而來的。這個時期的智能儀表普遍采用微處理器，利用微處理器方便地實現了一系列智能功能，包括線性化校正、環境溫度補償、自動量程轉換、自動校零、自動校驗、自診斷、計量單位轉換、數字濾波、平均值、最大、最小值等統計量、各種算法塊等，一些儀表還具有數據通信功能。
　　這一時期的現場儀表因受體積、現場環境等因素制約，智能功能一般較簡單。向系統傳遞的過程信息以模擬4～20mA信號為主，參數設置以就地設置為主，數據通信一般采用點對點方式，有些儀表通信甚至是單向的，僅傳送過程信息。由于速度等方面原因，數字通信信息還不能滿足實時控制要求。這個時期實驗室儀表的智能功能已相當完善，出現了GBIP通信總線。因此可以說，智能化現場儀表的發展是跟著智能化實驗室儀表走的。
　　智能儀表種類很多，但帶微處理器儀表的硬件、軟件結構有許多共同點。
　　1. 硬件結構
　　
　　早期智能化現場儀表典型硬件結構見圖1，該結構由當時微處理器芯片的功能決定。
　　按功能不同智能化現場儀表分為“檢測”和“執行”兩類，前者泛指各種從對象直接或間接獲得信息的儀表，后者泛指各種改變對象狀態的儀表。
　　圖1主要針對檢測儀表。對于執行器類智能化現場儀表，其硬件結構在A/D和D/A轉換器以外的部分與圖1不同，其余部分則大同小異。
　　2. 軟件結構
　　
　　智能化現場儀表的程序組織經常使用狀態分析法。在應用中儀表至少應有兩種運行狀態：工作狀態和設置狀態。在工作狀態儀表執行正常“檢測”或“執行”任務，其中包括許多智能功能，如線性化校正、環境溫度補償、自動量程轉換、自動校零、數字濾波等。在設置狀態儀表執行對各種智能功能的組態和自診斷、自動校驗和標定等智能功能。大多數智能化現場儀表，工作狀態的各項任務是在線實時執行的，設置狀態的任務則是離線執行的。部分智能功能的選用和切換可在線實施，但智能功能的參數設置必須離線進行。
　　為使智能化現場儀表實現傻瓜化，一般在首次開機時儀表的缺省設置使儀表運行在工作狀態，執行儀表的最基本測量(或執行)功能。
　　
　　工作狀態軟件結構往往較簡單，除開機時的初始化程序外，其余程序呈循環結構。循環結構內的程序是儀表的主程序，主程序內的各子程序分別執行不同智能功能。一部分子程序呈串行或并行選擇結構，運行時按設置要求決定是否執行或選擇執行某段程序(見圖2)。工作狀態與設置狀態間靠RAM和/或EEPROM保存的標志位和參數交換信息。圖2中功能一代表必備功能，功能二代表可選功能，功能三、四、五代表互斥的多選一功能。為確保程序實時性，工作狀態下智能功能調用和切換以及鍵盤處理程序，一般都以中斷方式進行。
　　這時期智能化現場儀表軟件的重要特點是：各項智能功能執行的順序和時間關系是在程序設計階段決定的，使用時我們可選擇用或不用某項智能功能，但不能改變它與其他智能功能間的關系。
　　設置狀態的軟件結構與智能儀表的人機界面形式有關。
　　最簡單形式是只有數字顯示和很小的鍵盤(鍵很少)。這時各項設置只能以輪詢方式進行。界面上輪流顯示儀表需設置的功能，當出現打算設置的功能，按鍵轉入參數設置狀態；在參數設置狀態，界面上按位顯示參數，按鍵進行設置；對參數種類很少的情況，也可采取窮舉方式顯示參數。如果儀表功能較多，為簡化設置，可將功能按層次分成組，所有功能的安排呈樹狀結構。這樣的程序結構可用圖3表示。
　　
　　對于多鍵情況，有分為一鍵一義形式和一鍵多義形式。
　　一鍵一義形式時，軟件可采用鍵盤直接分析法。這時程序結構最簡單，根據所按的鍵進入指定程序分支，然后設置參數。
　　對一鍵多義形式，情況較復雜。有的儀表采用電話鍵盤形式，鍵既可以輸入數字，又可輸入字母；有的儀表采用混合方式，一部分鍵是一鍵一義，另一部分鍵一鍵多義。鍵組的功能可通過第二功能鍵——“2nd”、移位鍵——“Shift”或控制鍵——“Ctrl”來擴展。這時設置狀態的軟件結構就顯得有點復雜。可采用“有限狀態機”方法來進行鍵盤狀態分析，并依此來設計程序。
　　對于功能較豐富的智能儀表，設置狀態的人機界面程序占儀表程序總量的比重很大。要檢查錯誤設置、限制各種非法參數、避免不同功能間的沖突，總之提高儀表的容錯性是體現儀表智能程度的重要一環。可以說，設置狀態程序在儀表中起著“操作系統”的作用。
　　這時期的智能儀表功能還不完備，與現代智能儀表的定義有差距，因此現稱作“帶微處理器的儀表”。　　
　　二 過渡期智能化現場儀表　　
　　早期智能化現場儀表的數字化主要是在儀表內部，儀表的過程信號輸出主要還是依靠4～20mA模擬信號。一些具有數字通信接口的儀表，其數字信號與模擬信號往往通過不同通道傳輸。
　　首先從儀表智能化中獲益的是儀表制造者，一些儀表制造者給儀表專門設計了調校和組態用雙向通信接口，大大方便了調校，提高了儀表性能。但儀表在使用時是完全模擬化的。這種儀表的數字通信距離一般很近，組態一般由制造商或銷售商完成。這種儀表稱為“半智能化儀表”。
　　80年代起，出現了模擬與數字信號兼容的信號制式，使模擬信號與數字信號共用一條通道。兼容方式有采用移頻鍵控(FSK)調制方式，也有分別用4mA、20mA表示“0”、“1”方式。
　　經過多年競爭，現在以Bell 202協議為基礎的HART協議以其開放性成為事實上的工業標準，獲得廣泛使用。以4mA、20mA表示“0”、“1”的方式，主要用在兩線制測量開關(如物位開關，流量開關、光電開關、接近開關等)和半智能化儀表中。
　　HART以2200Hz和1200Hz的調制信號分別表示“0”和“1”，傳輸速率為1200b/s，與4～20mA兼容，通常工作在點對點模式，也可采用多點模式。HART協議傳輸速率較低，儀表每秒可傳送2～3次過程量信號。因此在大多數過程控制應用中，控制信號仍采用4～20mA，數字信號主要用于儀表的管理、維護。當然在有些對速度要求不高的場合(如油罐區的測控系統)也可直接采用多點模式的數字通信。
　　當時智能化現場儀表在數字化方面仍不徹底，但是它卻讓人們了解了智能化儀表的優越性，逐步學會使用智能化儀表。這時期的數字通信一般是串行、雙向的，以點對點通信為主，連網能力很差。通信內容不僅包括過程信息，更多是用于傳送遙控組態信息。雖然許多儀表組態仍采用離線方式，但也有一些儀表將許多組態功能改成在線方式，只有校驗等功能仍然采用離線方式。
　　由于采用了數字通信，在一條信道上傳送的信息就可以不止一條，這為復合參數智能儀表提供了條件。
　　這類與模擬信號兼容智能現場儀表的英文名字是“Smart Instrument”，與全數字智能儀表“Intelligent Instrument”不同，但它們的中文譯名相同，都叫“智能化儀表”。雖然大家都承認Smart儀表僅僅是一種過渡時期產品，但是它總是在人們預計的“末日”以性能和市場的強勁增長頑強地延續下去。直到2003年其年增長幅度還是超過5%的，現在誰也無法預計這個過渡期有多長。隨著近年Smart儀表技術性能的發展和應用面仍然領先于Intelligent儀表，因此有些國際文件開始將Smart儀表作為一個下屬部類全部納入Intelligent儀表觀念。
　　
　　1. 硬件結構
　　
　　這時期智能化現場檢測儀表硬件從功能上可用圖4表示。由于各企業廣泛采用自行定制的專用集成電路，因此物理上的結構就難以用一種典型產品來表示，兩片儀表甚至單片儀表已經商品化。對于執行類儀表，輸入信號是4～20mA的，因此圖中A/D、D/A轉換電路位置互換，傳感器、調理器和激勵電路塊也要做相應調整。
　　由于要與4～20mA信號兼容，因此硬件中普遍采用低功耗器件，裝配工藝普遍采用表面安裝技術(SMT)。對于采用通用集成電路的設計，數字電路間的連接一般采用串行接口；串行接口間的連線少，有利于減小體積降低功耗。常用串行接口有：二線接口I2C、三線接口SPI或MicroWire。
　　這一代智能化現場儀表的人機接口出現了兩種風格：一種是儀表本身只有很少鍵，不直接帶顯示，需就地顯示時，采用串接4～20mA顯示單元；另一種是帶較少的鍵和一個LCD。前一種風格只能顯示過程量，不能進行完整的就地組態。由于現場儀表就地組態可借助于手持通信器進行，因此這種設計相當經濟。第二種風格的設計可以避免使用手持通信器，當系統很小時，節省一個手持通信器往往更經濟。

　2. 軟件　　
(1)算法
　　這一代儀表雖然使用MCU(單片微控制器)，但是這些芯片功能很強，資源較充沛，價格也較便宜，這些給儀表采用復雜算法和高級語言創造了條件。
　　從這時開始，人們已廣泛接受了這樣的設計原則：(1)要把軟件可能對儀表精確度造成的影響減小到可以忽略；(2)要把軟件可能對儀表精確度做出的改善用足。仔細想想就可以明白，這兩條原則對提高儀表產品的性價比來說是最經濟的手段。隨著高分辨力、高精確度Σ/ΔA/D和D/A轉換器價格的下降，人們又將第一條原則改為：將數字部分可能對儀表精確度造成的影響減小到可以忽略。
　　高精確度Σ/ΔA/D轉換器的使用對儀表設計概念的影響是多方面的，例如：現在設計師就可在信噪比允許的情況下取消量程自動轉換電路和相關算法。自動量程轉換是影響儀表響應時間的重要因素，同時為克服量程的反復切換而設計的量程切換差，產生了小范圍的附加回差，這對高精確度儀表也是一種缺陷。在早期智能儀表中引以自豪的必備功能——自動量程切換，到此已經成為要盡量避免的缺點了。
　　為減小軟件對儀表精確度的影響，多項式、樣條和多元插值算法，統計算法，實時的最小二乘算法等廣泛采用；為利用軟件來改善儀表精確度，各種儀表多元模型的研究得到重視。在儀表模型研究方面，我國研究單位和企業的重視是不夠的，表現在：(1)很少有人做這方面研究；(2)個別研究也僅限于建立一個理論模型，而沒有考慮算法安裝在MCU中的可能性和在儀表生產過程中實施的可行性。
　　根據儀表中復雜算法使用日益增多的情況，編程開始廣泛采用C語言，運算中大量使用標準的四字節浮點數(前些年我國曾廣泛采用三字節浮點數)，在類似PID的積分算法中甚至采用雙倍精確度的浮點算法。
　　這方面最典型的例子是溫度變送器，現在各公司在設計溫度變送器時都直接實現國際標準公布的分度方程，因此可利用較小程序空間完成所有國際標準熱電偶和熱電阻品種的高精確度線性化。
(2)軟件結構
　　雖然Smart儀表與模擬信號兼容，在過程控制中將模擬信號作為主要信號；但是我們在設計和使用時必須注意到，在數字控制系統中Smart儀表是系統的一部分。因此我們可方便地用儀表的鍵或手持通信器對儀表做組態，但所有組態變化都須及時地讓系統主機知道。由于HART協議采用主從式訪問方式，因此主機不發出訪問，從機是無法主動將組態變化情況上傳的，這在應用時必須注意。現場儀表要做的是，發生非主機的組態后，在所有返回的應答中做出標記，直到主機了解組態變化為止。
　　現場智能儀表的軟件就功能而言至少分為3個狀態：工作狀態、設置狀態和標定狀態。可將3個狀態理解為3臺CPU。工作狀態CPU和設置狀態CPU同時工作，工作狀態CPU連續工作，處理“測量或執行”任務；設置狀態CPU由設置事件觸發工作，處理組態任務；兩臺CPU間通過儀表內存交換信息。標定狀態CPU單獨工作，處理與儀表的生產調試或定期標定有關的事務。
　　工作狀態的程序仍可用圖2表示，但通信有專門定時要求，因此交由設置狀態程序處理；顯示部分也要做處理，避免與設置態的顯示沖突，滿足特殊低功耗要求。
　　標定狀態的程序在不同儀表間有較大差異，即使是同類儀表，各企業間也有不同標定方法，因為方法是由模型和算法決定的。
　　
　　設置狀態程序框圖見圖5。可調用Smart儀表智能功能的途徑有兩條：數據通信和鍵盤。由于數據通信是智能儀表的必備功能，而就地顯示和鍵盤往往是選用件，因此軟件結構要安排使數字通信部分最簡潔有效。對于既有就地顯示和鍵盤又有通信功能的儀表，妥善設計鍵盤、通信主機和手持通信器同時對儀表實施組態時的仲裁機制和時序關系十分關鍵。
　　框圖中通信分支從接收命令層到發送命令層的部分對大部分國內技術人員來說較熟悉，但部分技術人員對數據鏈路層重視不夠，以為只要通信接上就行了。通信設計基本前提是：信道是有干擾的，原始通信是會出錯的，因此必須有查錯和糾錯措施。錯誤分為兩類：收發差錯和內容差錯。收發差錯主要指信息與干擾的混淆和時序錯誤，內容差錯指各種對信息的歪曲。Smart儀表糾錯措施主要是重發。
　　數據鏈路層與物理層一起承擔了限制和查找收發差錯的任務，也擔負部分內容差錯的查錯任務(用縱橫奇偶校驗查錯)。因此數據鏈路層是保證現場通信成功的基礎。說數據鏈路層復雜是因為對它不熟悉，其實只要嚴格按照通信協議中規定的狀態圖去做)，認真實現圖上的每條線就能達到協議規定的水平。
　　命令層對通信差錯用核對數據格式、檢查狀態字與校驗和來檢查。此外還有內容差錯。內容差錯也分為兩類：一類是通信造成的，另一類是內容本身的差錯(如參數超出許可范圍)。第一類差錯由命令層程序完成查錯和自動請求重發任務。第二類差錯，由于在鍵操作也會發生，因此需在處理每條命令時查錯并返回出錯信息。
　　智能化現場儀表功能強帶來的問題是操作復雜，現場人員做出錯誤操作的可能性極大，因此我們又有一條設計前提，就是：錯誤操作是不可避免的。一般而言，現場儀表要能抵御除嚴重物理損害(包括機械、熱和電損害，以及水浸、改變內部電氣連接等)外的一切錯誤操作。由此可料到，儀表軟件中診斷和處理出錯的程序量是很大的，許多智能化程度較高的儀表，出錯處理程序的量遠大于儀表基本功能程序。
　　
　　3. 標定　　
　   Smart儀表模擬、數字兼容的信號方式也決定了它的校驗標定模式與傳統儀表不同。有些概念常常被混淆。
　   以溫度變送器為例。對K型熱電偶，IEC 60854.1給出的分度表范圍是-270℃～+1372℃，所以變送器的變量下限(Variable Lower Limit, VLL)是-270℃，變量上限(Variable Upper Limit, VUL)是1372℃。但是實際上不可能有一個熱電偶傳感器用在這么寬的范圍，如果這個變送器安裝在一支0℃～800℃的熱電偶上，那么傳感器下限(Lower Sensor Limit, LSL)就是0℃，傳感器上限(Upper Sensor Limit, USL)就是800℃。如果打算讓200～500℃對應指示4～20mA，那么量程下限(Lower Range Value, LRV)是200℃，量程上限(Upper Range Value, URV)是500℃。
　　為了便于理解，我們可以把Smart儀表的邏輯結構分成兩臺儀表，一臺是全數字化的儀表，另一臺是模擬儀表。數字儀表由兩部分組成，模擬信號調理部分和數字信號處理部分。
　　根據儀表類型不同，數字儀表的標定有兩種模式：一種是直接標定數字信號處理部分，將每臺傳感器和模擬信號調理器的不一致連同非線性等一起全部修正掉，典型例子如壓力變送器。另一種是不同的傳感器采用統一的數字信號處理，標定時僅僅將不同傳感器的信號歸一化，典型例子是溫度變送器。
　　在數字信號處理部分，它的變量范圍是從VLL到VUL，這個范圍在變送器設計完成以后就不可變了。變送器與傳感器組裝時要在儀表內設定LSL和USL。當信號超出LSL、USL或VLL、VUL時，儀表會按約定的方式報警。LSL、USL、VLL和VUL的設定是由制造廠完成的，用戶不需要做。
　　模擬儀表是數字儀表的模擬形式表現。數字儀表傳給模擬一串數字，模擬儀表將數字轉換成電流。但是電流轉換的是否準，這是需要在4mA和20mA標定的，標定模擬電流輸出是Smart儀表特有的。儀表出廠時一般取LRV=LSL和URV=USL，使用時可以根據需要設定LRV使之對應4mA輸出，設定URV使之對應20mA輸出。
　　Smart儀表必須分別進行數字儀表的標定和模擬儀表的標定，才能保證數字輸出和模擬輸出都是精確的。
　　一些用戶不理解數字儀表與模擬儀表的區別，將Smart儀表像模擬儀表一樣進行零點和量程的標定，這樣標定會失去智能化儀表應有的高精確度。只有在數字儀表的標定已經完成的情況下，這種簡單的標定才會有好的結果。
　　還有一點概念上的問題，就是許多技術人員總是像考慮傳統儀表一樣，以為設定LRV和URV時在對儀表的前級信號調理部分進行調整，其實Smart儀表中通常只有模擬輸出是可以調整的。
　　
　　三 新型智能化現場儀表　　
　　新型智能化現場儀表指全數字化現場總線智能儀表，它們同時具有信息的采集、儲存、處理和傳輸功能。它們加工的信息包括：過程對象、自身狀態、與其他儀表的關系和系統管理等信息。由于單臺儀表處理信息的能力有限，因此經常需幾臺儀表聯合，甚至需系統主機參與處理某些信息，因此通信功能強弱對儀表的智能程度非常重要。
　　雖然現場總線種類很多，智能化現場儀表的制造商也很多，采用技術不完全相同，但是在儀表結構上的發展趨勢是共同的。
　　
　　1. 硬件結構
　　
　　硬件結構見圖6，與前面兩種結構最大不同是分為了兩部分：智能傳感器部分與數據處理和通信部分。對執行器類儀表智能傳感器部分的結構框圖有些不同。
　　智能傳感器部分包括信號調理器、A/D轉換器和EEPROM(電可擦除只讀存儲器)或其他非易失存儲器，EEPROM用于存放與傳感器有關的線性化、溫度補償等標定數據和一些管理信息。雖然與這塊EEPROM有關的運算是在數據處理和通信部分進行的，但把它放在智能傳感器部分帶來了很大好處。主要是：(1)傳感器完全可互換；(2)針對不同現場總線，傳感器部分可以統一。
　　數據處理和通信部分包括不直接涉及傳感器的各部分，這部分也有一塊EEPROM或其他非易失存儲器，主要用于存放與儀表的組態及現場總線有關的信息。與傳感器分離后，在硬件上與傳感器完全脫鉤，因此只需為不同現場儀表準備不同軟件，原則上用一種卡件就可滿足各種現場儀表的需要。
　　這種分體結構使企業只需針對每種現場總線設計一種數據處理和通信卡，針對每種傳感器設計一種傳感器卡，兩類卡組合可產生多種現場總線智能儀表。分體結構對加快新產品開發，降低開發和生產成本產生了很好效果。
　　智能化現場溫度變送器由于體積特別小，因此一般不采用這種分體結構。
　　進一步發展趨勢：在智能傳感器部分安裝一片集成了A/D轉換器和EEPROM的MCU，這樣智能傳感器部分輸出的是標準化數字信號。
　　僅從儀表外部設備看，新型智能化儀表甚至比前幾代儀表簡化了，但就通信和顯示內容與前幾代儀表比，信息量和信息所反映問題的深度已不可同日而語，儀表信息化的趨勢已經顯現。在這種情況下，8位MCU已經顯得力不從心，16位、32位嵌入式MCU(EMCU)成為主流，整合了通信功能的EMCU尤其受歡迎。一些嵌入式芯片集成了通用系統的主要部分，形成單片系統(System on a Chip, SoC)。
　　
　　2. 軟件結構　　
　　新型智能化現場儀表的軟件結構與前兩種儀表不同。智能功能以功能塊形式出現，功能的調用以事件觸發形式進行(如時間觸發事件)，因此智能功能執行順序與程序編寫無關，不僅通過組態隨時可改變，使用中也會有變。事實上許多智能化現場儀表采用實時多任務系統，因此各功能塊可簡化地看作是同時運行。
　　軟件與儀表輸入、輸出端的接口也與前兩種儀表不同。前面講到儀表硬件已經是分體的，數據處理和通信部分需面對不同傳感器和執行器接口。向下現場總線儀表采用類似傳感器塊和資源塊形式制作軟接口，簡化內部程序對外部設備(傳感器)的訪問。隨著OPC(OLE for Process Control)技術的推廣，儀表向上與系統間的接口也大大簡化。儀表只要按照OPC規定的結構和格式編寫程序，就可很方便與各種系統連接。
　　隨著儀表軟件和硬件能力的提高，智能化儀表的功能已不局限于檢測和執行，許多控制系統的功能也開始裝入儀表，隨之而來的是部分原控制系統低層工作站的任務也下移到了現場儀表。這極大豐富了儀表智能化的內容，同時也大大增加了儀表軟件的復雜性。
　　總而言之，儀表軟件技術的發展方向之一是大量吸收信息技術的成果，在數字化基礎上迅速提高智能化和網絡化水平。針對上述情況，還像前幾代儀表一樣繼續由少數幾個工程師編制軟件，已經顯得既不經濟也難以行得通了。
　　新型智能化儀表典型軟件結構是：基礎嵌入式實時操作系統平臺+以現場實時通信為核心的測控儀表專業系統平臺+應用軟件。
　   基礎嵌入式實時操作系統平臺主要功能是：實時任務調度、系統資源訪問等，部分操作系統將基于TCP/IP的通信也融入其中。典型系統有：VrTX、Nucleus、pSOS、VxWorks、Mc-OSII、RT-Linux等。對于一些對硬實時要求不太高的產品，也有用WinCE和PalmOS的。
　　測控儀表專業系統平臺的核心任務是：確保儀表通信的一致性和儀表功能的可互操作性。主要包括現場通信棧、儀表功能塊、儀表的電子設備描述以及分別針對溫度、流量、壓力、物位、成分和執行器等儀表行規。儀表功能塊將智能儀表的常用功能規范化，給儀表的開發應用帶來了極大方便。
　　應用軟件要解決傳感器的激勵、信號處理、多傳感器數據融合等。
　　有了上述兩種依托信息技術發展建立起來的儀表共性系統平臺，一般儀表應用軟件就較簡單，許多功能通過組態就可實現。但是針對傳感器信號處理的核心技術也在這里，這是我國儀表行業特別薄弱的地方。
　　
　　3. 標準化情況　　
　　IEC 60770-3對智能變送器的定義是：“具有與外部系統和操作人員雙向通信手段，用于發送測量、狀態信息，接收和處理外部命令的變送器”。智能儀表的核心是三要素：(1)雙向通信功能；(2)除測控信息外還要發送狀態信息；(3)能接受外部命令的控制。同時應注意到智能儀表的“智能”目前與“人工智能”無關。
　　現場總線技術給智能化儀表的發展帶來了飛躍也帶來了一些新問題。問題之一是儀表評估變得非常復雜，因為當對儀表進行一對一(一臺主控計算機對一臺儀表)測試時的性能與多臺儀表一起工作的性能不同；儀表不同的組態可實現同樣的功能，但性能不同；儀表性能與網絡布置方式、組態狀態和網絡負荷都有關系。造成這種情況的根本原因是儀表與現場總線的聯系太緊密了，以至于我們無法脫離對現場總線的評價來單獨評估儀表的性能。我們不得不把儀表性能分為兩類：與時間無關的(如精確度、漂移等)，與時間相關的(如響應時間、PID控制等)。與時間相關的性能也與現場總線的性能、組態等有關。
　　總之，三代智能化儀表的軟硬件結構有很大區別，更重要的是它們在信息化水平上的區別。帶微處理器的儀表主要提供過程量信息(如溫度、壓力)，Smart智能儀表除提供過程信息外還提供儀表的狀態信息(如儀表是否有故障、當前表內溫度)和輔助參數信息(如對差壓表的溫度和靜壓)，智能儀表除提供過程和狀態信息外還提供通信質量信息和信息處理功能(如各種運算功能)。因此可以說網絡化是智能儀表手段，信息化是智能儀表的目的。