何　飛

工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表數(shù)字化系統(tǒng)技術(shù)及其發(fā)展

何飛

（江蘇藍(lán)豐生物化工股份有限公司，江蘇新沂 221400）

在信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等大范圍推廣和應(yīng)用的新形勢(shì)下，工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表數(shù)字化系統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，不但能更好地滿足各行業(yè)的發(fā)展需求，還能大力推動(dòng)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化儀器儀的表現(xiàn)代化發(fā)展。就新控制系統(tǒng)給工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表提出的相關(guān)要求進(jìn)行分析和探討。

工業(yè)自動(dòng)化；儀器儀表；數(shù)字化；系統(tǒng)技術(shù)

在我國(guó)全面實(shí)施“十一五”計(jì)劃后，工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的研究重點(diǎn)主要為如下幾個(gè)方面：一是，新型傳感器技術(shù)；二是，數(shù)字化傳輸技術(shù)，等等，以不斷推動(dòng)工業(yè)儀器儀表設(shè)備的數(shù)字化發(fā)展，從而有效提高各種工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表的整體性能。

1　新控制系統(tǒng)給工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表提出的相關(guān)要求

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，需要的設(shè)備有很多種，如啟動(dòng)器、變送器和傳感器等，而在工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)不斷推廣的情況下，各種儀器儀表的使用有了更高的要求，如設(shè)備具有的多樣性，需要其設(shè)備層具有一定開(kāi)放性，因此，生產(chǎn)廠商必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制造，才能更好的達(dá)到相關(guān)要求，并且，來(lái)自不同廠商的設(shè)備需要具有一定交互性、兼容性，才能更好的實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的通信，從而大大提高工業(yè)自動(dòng)化水平。在整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，儀表設(shè)備被稱作是Infranet，即最底層次，是工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。

根據(jù)上述內(nèi)容可知，在新控制系統(tǒng)推出的情況下，想要通過(guò)各種軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的相關(guān)功能，則工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表需要滿足如下幾個(gè)要求：一是，信號(hào)必須全數(shù)字化。在通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，信號(hào)必須全數(shù)字化，才能具有更強(qiáng)的抗感染能力、更高的精度，從而保證信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)的可靠性、精確度等。二是，互連性。在充分利用微處理器的情況下，各種儀器儀表設(shè)備的控制是通過(guò)智能設(shè)備來(lái)完成的，因此，各種儀器儀表需要具備互連性，才能更好的減少維修工作、成本等，從而提高工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表的工作效率。三是，相互操作性。在各種儀器儀表具有較好相互操作性的情況下，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇最合適的制造商、設(shè)備、儀表等，以保障故障問(wèn)題發(fā)生時(shí)不會(huì)影響正常生產(chǎn)。四是，功能可靠性。通過(guò)采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行儀器儀表的生產(chǎn)，它們具有比較可靠的功能，從而避免操作人員學(xué)習(xí)多種操作內(nèi)容、尋找不一樣的連接方式，對(duì)于降低故障發(fā)生率、提高系統(tǒng)的整體可控性等有著極大作用。五是，技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)性。在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)公開(kāi)的情況下，儀器儀表的制造采用相同的方式，用戶可以選擇自己需要的儀器儀表，從而實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的共享、最有效利用。六是，通信線的供電具有兼容性。在新的控制系統(tǒng)中，各種軟件的充分運(yùn)用，要求儀器儀表的通信線供電必須具備兼容性，如FCS全數(shù)字化系統(tǒng)的推出，可以真正發(fā)揮各種信息的作用，從而大力推動(dòng)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展。

2　工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表數(shù)字化系統(tǒng)技術(shù)和發(fā)展分析

工業(yè)數(shù)字化發(fā)展需要不斷創(chuàng)新各種技術(shù)，才能促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表數(shù)字化系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展?？偟膩?lái)說(shuō)，在上述情況下，數(shù)字化儀器儀表的研發(fā)有了新的方向：

2.1嵌入式技術(shù)的合理應(yīng)用

在微計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和軟件技術(shù)快速發(fā)展的新形勢(shì)下，嵌入式技術(shù)的合理應(yīng)用，使得數(shù)字化儀器儀表設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)研發(fā)成為了最關(guān)注的重點(diǎn)。例如：uClinux具有很強(qiáng)大的功能，并且，Linux操作系統(tǒng)是完全免費(fèi)的，從而使各種性能較好、成本很低的儀器儀表設(shè)備產(chǎn)品得到大量研發(fā)。目前，MCF5282是新研發(fā)出來(lái)的一種微處理器，具有很好的工作性能，如運(yùn)算能力很好，可以有效處理數(shù)字信號(hào)的運(yùn)算，并且SIM單元有很多的外圍器件接口，如DMA模塊、Ethernet模塊等，可以使控制器外圍的電路設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，最終減少功耗、設(shè)計(jì)成本等。

2.2多功能集成和網(wǎng)絡(luò)互連互操作性

在現(xiàn)代的各種數(shù)字化儀器儀表中，其不但有補(bǔ)償、變換和檢測(cè)等功能，還能運(yùn)算、控制，以通過(guò)一個(gè)儀器儀表來(lái)進(jìn)行多個(gè)傳感器信息的處理，從而實(shí)現(xiàn)多功能集成。在這種情況下，用戶只需要根據(jù)自己的需求購(gòu)買儀器儀表，操作人員只需要在控制室檢測(cè)它們的工作狀態(tài)，就可以完成各種生產(chǎn)，并實(shí)現(xiàn)故障問(wèn)題的預(yù)測(cè)和及時(shí)處理，從而全面提高工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表數(shù)字化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，儀器儀表具有的網(wǎng)絡(luò)互連互操作性，可以真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的分布式控制，并使連接更加靈活、高效和可擴(kuò)展等，從而提高數(shù)字化系統(tǒng)的可靠性。例如：Lon Works控制網(wǎng)絡(luò)的合理應(yīng)用，是在Neuron芯片的基礎(chǔ)上形成的，可以使通信協(xié)議被固化，并且，總線拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度可以達(dá)到2km，自由拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到500m，從而實(shí)現(xiàn)全數(shù)字雙向多站的數(shù)字通信。另外，光機(jī)電儀器儀表的一體化模式，是充分利用微計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、小型元器件等共同構(gòu)建而成的，是未來(lái)工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表數(shù)字化發(fā)展的重要方向。

3　結(jié)束語(yǔ)

總之，在信息技術(shù)、制造技術(shù)相互結(jié)合與應(yīng)用的大環(huán)境下，制造業(yè)快速向著數(shù)字化方向發(fā)展，必須高度重視工業(yè)自動(dòng)化中的數(shù)字化儀器儀表的技術(shù)與發(fā)展，才能更好地推動(dòng)我國(guó)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

［1］ 孫柏林.2013年自動(dòng)化領(lǐng)域十大熱點(diǎn)話題［J］.電氣時(shí)代，2014，（1）：43-51.

［2］ 肖經(jīng)倫.智能自動(dòng)化儀器儀表在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展［J］.中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014，（8）：232.

Industrial Automation Instruments of Digital Technology and its Development

He Fei

Under the new situation of large-scale information technology，network technology promotion and application of industrial automation instruments of digital technology with new development system，not only to better meet the development needs of various industries，but also vigorously promote China's industrial automated instrumentation modernization.This paper analyzes and discusses the relevant requirements of the new control system cost industrial automation instruments proposed.

industrial automation；Instruments；digital；system technology

TP216

A

1003-6490（2016）06-0042-01

2016-05-25

何飛（1979—），男，江蘇徐州人，助理工程師，主要從事儀表安裝維護(hù)工作。