淺析儀器儀表中自動化控制技術及其應用

李超（北京東方華智石油工程有限公司，河北 廊坊　065000）

淺析儀器儀表中自動化控制技術及其應用

李超（北京東方華智石油工程有限公司，河北 廊坊065000）

近幾年來，由于我國科學技術得到快速發(fā)展，大大地促進了智能自動化技術的應用與發(fā)展，現(xiàn)在的生產(chǎn)生活中，各行各業(yè)都受到了自動化控制技術的影響。中樞體系作為自動化儀表，對整個體系的運行狀況能夠進行實時的監(jiān)測，每當設備出現(xiàn)故障的情況，能夠非常迅速地檢測到并及時提醒維護人員實施決策和判斷的就是自動化儀表，除此之外，在監(jiān)測的中，自動化儀表也能夠?qū)φ{(diào)整設備的關鍵參數(shù)做出有效的參考值。

儀器儀表；自動化控制；分類；應用

1　自動化儀器儀表的構成和原理

從自動化儀器儀表現(xiàn)實的組成構造中來看，它不僅由數(shù)量眾多的自動化元件構成，還有著對設備特別完善的效用，自動化儀器儀表本身就是一種自動化技術工具。在日常生活中，自動化儀器儀表的作用有很多，比如它可以進行記錄、控制、顯示、測量與報警等工作。不僅如此，對于本身就是一種相對體系工程的自動化儀器儀表，在自動化體系中，它也是一個關鍵的構成部分。自動化儀器儀表是一種具備信息收集、分析與處理等作用的工具，它通過交換信息與數(shù)據(jù)的方式，除了將信號由輸入轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鐾猓€可以對頻率域以及時間域進行相應表達，以斷續(xù)的數(shù)字量和持續(xù)的模擬量方式實施信號的輸出。

2　對于儀器儀表行業(yè)目前的技術發(fā)展現(xiàn)狀

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)品構造方面，比如工業(yè)自動化、電工、環(huán)保、醫(yī)療、信息技術、測量測試等儀表技術，還是在元器件制造方面都取得了非常大的進步，這都得益于這幾年來我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展。在“十二五”時期中，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，極大地促進了核電、風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的發(fā)展，也使得物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)與建設軌道交通業(yè)發(fā)展迅速。在儀器儀表產(chǎn)業(yè)中，這些都提供了很多的機遇。日前，已經(jīng)變成時代潮流的智能化技術，對于促進行業(yè)整體水平的提高肯定會產(chǎn)生非常大的影響。

3　儀器儀表中自動化控制和其應用

3.1改進儀器儀表性能與構造

自動化控制技術得到廣泛的運用，肯定能夠促進儀器儀表的迅速發(fā)展，這就離不開儀器儀表技術的大力支持。想要讓測量效率和性能得到極大的提高，就需要儀器儀表、智能硬件與智能軟件的互相結(jié)合以及拓展測量功能。想要儀器儀表地工作效率、速度與性能得到大大提高，就要在儀器儀表的智能算法中嵌入蟻群算法、遺傳算法或者神經(jīng)網(wǎng)絡算法等；此外，也可以通過模糊控制算法實施設計的方式，即運用微處理器和微控制器，有效結(jié)合每一個互相獨立的儀器儀表體系；這樣做的優(yōu)點就是只要結(jié)合經(jīng)驗、總結(jié)規(guī)則，不需要以前的參照數(shù)據(jù)或者相關的數(shù)學模型，再結(jié)合芯片的現(xiàn)場調(diào)試、離線計算作用，數(shù)據(jù)分析和控制反應等就可以做出有效預定。

3.2有關設計虛擬儀器的構造

很多廠家在改進儀器儀表的設計中都是使用虛擬儀器，以源代碼的方式供應給用戶，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，有關廠家對于VXⅠ總線驅(qū)動器規(guī)范也推出了新的驅(qū)動軟件管理標準，在構造方面實施了幾項升級與優(yōu)化，這都是為了進一步操作與開發(fā)用戶，進而提高運行效率。想要提高程序軟件的靈活性，第一，就要在各方面發(fā)生改變，也就是驅(qū)動設備的簡便性、直觀性與運行效率等方面。第二，在開發(fā)工具在最新的Labwindows／CVⅠ5.0內(nèi)建的基礎上，對人機交互體驗進行優(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，用戶只需要設置底層，結(jié)合智能化的方法，就能自動監(jiān)測、辨別、維護儀器的運行情況。

3.3儀器儀表網(wǎng)絡化中的運用

把計算機和儀器儀表組建成網(wǎng)絡，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)絡的自適應、自學習、自組織和聯(lián)想記憶的作用等，能夠有效而充分的施展網(wǎng)絡上不一樣種類計算機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，并結(jié)合模式識別有關軟件的作用，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響應；此外，使用分布式數(shù)據(jù)采集體系，作為取代之前應用的單獨實施行數(shù)據(jù)采集設備，進行以太網(wǎng)或者別的類型網(wǎng)絡跨越，使遠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用。憑借網(wǎng)絡化測量環(huán)境的智能優(yōu)點，綜合連接各類計算機和儀器儀表，不一樣的要求任務能夠高效的完成。比如復制采集后的數(shù)據(jù)，并送達到相關的部門；又或者定期在遠程數(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)絡化，這樣能有效完成技術人員、質(zhì)量管理人員、領導等遠程對相同生產(chǎn)經(jīng)過的監(jiān)控，以便于收集數(shù)據(jù)，分析規(guī)律，做出調(diào)整。

4　結(jié)語

儀器儀表中自動化控制技術的研究和運用還在持續(xù)發(fā)展，在之后的生活、生產(chǎn)和研究中，自動化控制技術下的儀器儀表會持續(xù)提高性能、豐富功能、加強作用，它的適應性與功能性也會持續(xù)增強，推動更多范圍的運用。將來儀器儀表在自動化控制和應用中將持續(xù)為人類的福祉做出貢獻，并呈現(xiàn)出智能化、網(wǎng)絡化的發(fā)展方向。

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［2］劉宇.淺談儀器儀表自動化校檢系統(tǒng)的構建［J］.科技創(chuàng)業(yè)家，2014，05：80.

［3］王林勇.自動化儀表與控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.消費導刊，2012，（5）.