劉亞洲

【摘 ?要】現(xiàn)代工業(yè)化水平飛速提升，工業(yè)生產(chǎn)中引進(jìn)了各種新技術(shù)與新的工藝手段，繼續(xù)強(qiáng)化工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，獲取更多工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)成果。國家在管控各類監(jiān)控設(shè)備、電子設(shè)備以及機(jī)械化設(shè)備，更多地運(yùn)用了自動化控制技術(shù)，因此自動化儀表儀器也被充分開發(fā)以及持續(xù)利用。針對各種發(fā)揮著重要測量作用的儀表儀器，必須要高效實施自動化控制工作。本文探討自動化控制儀表儀器技術(shù)應(yīng)用方面的問題。

【關(guān)鍵詞】儀表儀器;自動化控制;應(yīng)用

自動化工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，不僅要有先進(jìn)的生產(chǎn)系統(tǒng)，還要設(shè)置使用各種性能優(yōu)越的儀表儀器，以自動且高效率的方式展開測量工作，支持生產(chǎn)監(jiān)管任務(wù)，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)的管控。運(yùn)用儀表儀器時，同樣要針對這一類先進(jìn)的技術(shù)型對象，展開自動化控制，優(yōu)化儀器儀表使用過程。隨著儀表儀器不斷發(fā)展演變，與之對應(yīng)的控制手段也要進(jìn)行必要的創(chuàng)新?，F(xiàn)根據(jù)對常用儀表儀器的認(rèn)識，分析對其應(yīng)用自動化技術(shù)的相關(guān)情況。

1 自動化儀器儀表概述

自動型儀表儀器內(nèi)部往往設(shè)置了多種不同功能的自動型元件，通過有機(jī)組合的方式形成了一個完整的系統(tǒng)，在設(shè)置自動化運(yùn)行與控制的功能時，也運(yùn)用了諸多自動化控制領(lǐng)域中的理論。當(dāng)前自動化儀表儀器主要可測量溫度、壓力與流量，測量獲取的均是非常重要的信息，為了更穩(wěn)定地發(fā)揮出測量功能，需要有自動化系統(tǒng)對各處使用的多臺自動化儀器儀表展開控制，這些設(shè)備是煤礦開采、監(jiān)測環(huán)境以及電網(wǎng)管理等活動需要的。自動化儀表儀器往往具有三個主要的功能模塊：變送器可對信號進(jìn)行處理與分析，可對傳感器模塊所獲取的模擬信號實施轉(zhuǎn)變，將其轉(zhuǎn)化成電信號;傳感器可實施控制與采集信號的工作;顯示器模塊可對已經(jīng)完成處理的信息進(jìn)行輸出與表達(dá)，以直觀的方式展現(xiàn)出測量結(jié)果。

在環(huán)保監(jiān)測領(lǐng)域中，需要運(yùn)用環(huán)保型儀器儀表，檢測環(huán)境污染源，對一定區(qū)域范圍內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量實施檢測，幫助應(yīng)對影響嚴(yán)重的大氣污染以及水污染等問題;建設(shè)與管理智能電網(wǎng)系統(tǒng)時需要有電工儀表儀器的技術(shù)支持，完整地對電力用戶的信息進(jìn)行有效采集;工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中也使用了各種具有自動化運(yùn)行與控制優(yōu)勢的儀器儀表，以此更為完整地實現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域的自動化控制需求。

2 自動化控制技術(shù)發(fā)展情況分析

雖然中國儀器儀表行業(yè)發(fā)展相對晚、起點低，但是從近幾年的狀況來看，中國儀器儀表行業(yè)無論是在產(chǎn)品構(gòu)造方面，比如工業(yè)自動化、電工、環(huán)保、醫(yī)療、信息技術(shù)、測量測試等儀表技術(shù)，還是在元器件制造方面都取得了非常大的進(jìn)步，這都得益于這幾年來我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展。國家在資源壓力下，開始注重新興行業(yè)的發(fā)展、大力提高研發(fā)水平、增加應(yīng)用市場的需求，比如由于節(jié)能環(huán)保、能源要求等方面需要，極大地促進(jìn)了核電、風(fēng)電和太陽能等新能源的發(fā)展;除此之外，出行難的交通壓力以及電子商務(wù)的發(fā)展，也使得物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)與建設(shè)軌道交通業(yè)發(fā)展迅速。這些方面的進(jìn)步，在一定程度上推動了儀器儀表產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用及發(fā)展。同時，現(xiàn)代化的智能化技術(shù)對于促進(jìn)儀器儀表行業(yè)整體水平的提高也具有重要作用。

3 在儀表儀器中應(yīng)用自動化控制技術(shù)

3.1 調(diào)整儀表儀器的構(gòu)造與性能

在當(dāng)前的儀表儀器設(shè)備中應(yīng)用自動化控制技術(shù)，以此來提升儀表儀器的綜合性能，將智能化軟件、智能型硬件與儀表儀器結(jié)合起來，對設(shè)備原本的測量功能實施拓展，進(jìn)而強(qiáng)化測量性能，提升測量效率;大部分儀表儀器中都使用了智能化算法，可在這一基礎(chǔ)上繼續(xù)增加新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、遺傳算法與蟻群算法。這種改進(jìn)方式也可以幫助提高儀表儀器的測量速度，縮短執(zhí)行測量任務(wù)時所需的時間。從自動化控制的角度來設(shè)計優(yōu)化儀器儀表時，可運(yùn)用模糊控制算法，增設(shè)微控制器與微處理器，對各個處于獨立運(yùn)行狀態(tài)的儀表儀器進(jìn)行綜合，僅僅依照既有的規(guī)則與設(shè)計經(jīng)驗就可以試試設(shè)計工作，可減少構(gòu)建數(shù)學(xué)模型與分析參照數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)，根據(jù)芯片在測量現(xiàn)場的調(diào)試情況，運(yùn)用離線計算方法，即可對自動化控制系統(tǒng)設(shè)計成果進(jìn)行預(yù)測，達(dá)到改造儀表儀器性能的目標(biāo)。

3.2 運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

把計算機(jī)和儀器儀表組建成網(wǎng)絡(luò)，就能夠經(jīng)過憑借智能化的軟硬件功能，例如識別模式、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自組織和聯(lián)想記憶的作用等，能夠有效且充分的施展網(wǎng)絡(luò)上不一樣種類計算機(jī)和儀器儀表的潛力與資源特點。互相配合形成驚人的組合優(yōu)點。舉個例子說明：現(xiàn)階段憑借能夠和Web實施連接的數(shù)字萬用表與示波器，連接到網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合模式識別有關(guān)軟件的作用，區(qū)分不一樣種類儀器儀表的特點，而且把其臨界值測定出，這樣能夠依據(jù)特點的不一樣做出對應(yīng)響應(yīng)。此外，使用分布式數(shù)據(jù)采集體系，作為取代之前應(yīng)用的單獨實施行數(shù)據(jù)采集設(shè)備，進(jìn)行以太網(wǎng)或者別的類型網(wǎng)絡(luò)跨越，使遠(yuǎn)程操作的作用能夠完成，便于實時測量和采集數(shù)據(jù)，并能夠有效完成分類存儲和運(yùn)用。憑借網(wǎng)絡(luò)化測量環(huán)境的智能優(yōu)點，綜合連接各類計算機(jī)和儀器儀表，不一樣的要求任務(wù)能夠高效的完成。比如復(fù)制采集后的數(shù)據(jù)，并送達(dá)到相關(guān)的部門;又或者定期在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫儲存數(shù)據(jù)收集結(jié)果等。推動了多用戶的實時監(jiān)控的是儀器儀表網(wǎng)絡(luò)化，這樣能有效完成技術(shù)人員、質(zhì)量管理人員、領(lǐng)導(dǎo)等遠(yuǎn)程對相同生產(chǎn)過程的監(jiān)控，以便于收集數(shù)據(jù)，分析規(guī)律，做出調(diào)整。

3.3 對虛擬儀器儀表結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計

很多廠家在改進(jìn)儀器儀表的設(shè)計中都是使用虛擬儀器，以源代碼的方式供應(yīng)給用戶，同時結(jié)合虛擬儀器驅(qū)動器，就可以即插即用，有效完成。另外，有些廠家對于VXI總線驅(qū)動器規(guī)范也推出了新的驅(qū)動軟件管理標(biāo)準(zhǔn)，在構(gòu)造方面實施了幾項升級與優(yōu)化，進(jìn)一步提高操作能力，不斷開發(fā)用戶，進(jìn)而提高運(yùn)行效率。提高程序軟件的靈活性需要從以下幾個方面入手，第一，就要在各方面發(fā)生改變，也就是驅(qū)動設(shè)備的簡便性、直觀性與運(yùn)行效率等方面;第二，在開發(fā)工具在最新的Labwindows/CVI5.0內(nèi)建的基礎(chǔ)上，對人機(jī)交互體驗進(jìn)行優(yōu)化，就能夠自動生成智能的儀器驅(qū)動代碼，這樣不但能夠簡化工作量，還能夠有效統(tǒng)一代碼，更加方便高效;第三，通過智能化的形式實施管理，用戶只需要設(shè)置底層，結(jié)合智能化的方法，就能自動監(jiān)測、辨別、維護(hù)儀器的運(yùn)行情況。

隨著人類的認(rèn)知水平和探索水平的不斷提高，當(dāng)前的一些理論知識和應(yīng)用實踐已經(jīng)無法滿足人們的需求，于是研究出了更為先進(jìn)的理論，發(fā)現(xiàn)了前所未有的新材料、研制出更為精確的元器件，并將其投入到儀器儀表的開發(fā)中。儀器儀表正在朝著小型化、智能化、 網(wǎng)絡(luò)化的趨勢發(fā)展，生產(chǎn)成本不斷降低， 應(yīng)用范圍更為廣泛。

4 結(jié)束語

儀器儀表的使用范圍持續(xù)擴(kuò)大，不僅僅能夠在工業(yè)領(lǐng)域中展現(xiàn)出效用，在其他更多的領(lǐng)域中，自動化控制技術(shù)與儀器儀表也在展現(xiàn)相應(yīng)的效用。在實際運(yùn)用自動化技術(shù)時，可運(yùn)用虛擬化結(jié)構(gòu)體系，控制期間可調(diào)整儀表儀器的原有構(gòu)造與性能，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)來改善控制效果?？萍汲掷m(xù)發(fā)展，創(chuàng)新儀表儀器控制技術(shù)的工作也在繼續(xù)，在日后的技術(shù)研究活動中，自動化控制系統(tǒng)將具有更多豐富的功能，儀器儀表也能夠形成更強(qiáng)的可控性。

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