淺析儀表中自動化控制技術(shù)及其應(yīng)用

鄧彬

摘要：自動化儀表指的是在工業(yè)生產(chǎn)活動中，按照設(shè)定的程序和流程，通過自動化技術(shù)，控制生產(chǎn)工藝、監(jiān)測生產(chǎn)流程、顯示生產(chǎn)進度，從而保障生產(chǎn)加工任務(wù)順利完成的一系列儀表設(shè)備。工業(yè)自動化儀表種類較多，按照不同的劃分方式可以分成不同的種類。常見的儀器儀表中自動化控制技術(shù)有傳感技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、智能控制技術(shù)和人機界面技術(shù)，本文主要分析了 儀器儀表中自動化控制技術(shù)及其應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：儀器儀表;自動化;控制技術(shù);應(yīng)用

隨著我國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步，社會各個行業(yè)領(lǐng)域都得到迅猛發(fā)展，儀器儀表行業(yè)在先進技術(shù)的支撐下也不斷取得新進展，為人們的生產(chǎn)生活提供便利條件。自動化儀表是系統(tǒng)的中心樞紐，是系統(tǒng)運行監(jiān)測的核心部位，如果系統(tǒng)運行中發(fā)生故障問題，自動化儀表就可以自動監(jiān)測出故障范圍，縮短了搶修反應(yīng)時間，幫助技術(shù)人員確定故障具體位置與原因，自動化儀表還可以提供相應(yīng)的參數(shù)，為后續(xù)調(diào)試儀表提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。因此，分析探討儀器儀表中自動化控制技術(shù)及其應(yīng)用有著重大的現(xiàn)實意義。

1自動化儀表的發(fā)展現(xiàn)狀與特點

1.1發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國政府非常重視行業(yè)自動化發(fā)展，提出制造業(yè)要從以前的“中國制造”逐漸走向“中國智造”。盡管自動化控制技術(shù)在我國發(fā)展時間不長，但在技術(shù)研究人員的不懈努力下，自動化控制技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)初見成果。隨著我國信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展浪潮的推進，自動化儀表在未來要緊跟時代發(fā)展的步伐，推動儀器儀表技術(shù)工具的人工智能化發(fā)展。在自動化儀表研究探索道路中，人們發(fā)現(xiàn)了新的材料、新的技術(shù)理論，研制出了更加高科技的元件。例如，石墨烯技術(shù)材料、高分子復(fù)合技術(shù)材料和光導(dǎo)纖維材料這些新型材料等。當(dāng)今社會，儀器儀表的發(fā)展趨勢必然是小型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向，這不僅是社會的要求，也是行業(yè)的需求，是企業(yè)生存發(fā)展的必經(jīng)之路。

1.2自動化儀表的特點

自動化儀表與傳統(tǒng)的工業(yè)儀表相比，不僅制作技術(shù)得到提高，儀表分析處理數(shù)據(jù)的精確度也得到提升。自動化儀表具有可存儲性，其內(nèi)部都安裝有內(nèi)存裝置，儀表內(nèi)所有數(shù)據(jù)都會自動保存在內(nèi)存卡中，當(dāng)內(nèi)存卡剩余容量不足時，僅需更換內(nèi)存卡即可。傳統(tǒng)的工業(yè)儀表不具有數(shù)據(jù)儲存功能，儀表內(nèi)記錄的數(shù)據(jù)只在其設(shè)定時間內(nèi)才會顯示，如果超過時間數(shù)據(jù)將會被更新。自動化儀表具有數(shù)據(jù)自動處理的特點，這是依托計算機內(nèi)部數(shù)據(jù)處理器來實現(xiàn)的，尤其是利用大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，使得自動化儀表的數(shù)據(jù)計算更準確。傳統(tǒng)的工業(yè)儀表數(shù)據(jù)計算處理依舊是采用人工計算方式，不僅浪費時間，計算結(jié)果也不準確，人為計算誤差較大。

2分析儀器儀表中自動化控制技術(shù)

2.1傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是實現(xiàn)監(jiān)測現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)前提。由于人們在控制自動化儀器儀表時，需要輸入一定的信息數(shù)據(jù)，這些檢測信息的獲取就需要借助傳感技術(shù)，以此為參考依據(jù)展開對人們的檢測。

2.2系統(tǒng)集成技術(shù)

系統(tǒng)集成技術(shù)衡量儀器儀表性能和測量控制性能具有直接影響，特別是自動化控制的大系統(tǒng)影響更為深遠。系統(tǒng)集成技術(shù)主要是分析需求，配置物理層面、模塊通信和應(yīng)用實施策略等方面。

2.3智能控制技術(shù)

智能控制技術(shù)具體是指利用測控系統(tǒng)呈現(xiàn)出最佳狀態(tài)，通過監(jiān)控工具和監(jiān)控設(shè)備來實現(xiàn)既定的基礎(chǔ)目標的一項技術(shù)。這種技術(shù)主要是在測控系統(tǒng)中發(fā)揮效果，獲取的效益具有重大影響，同時也是信息技術(shù)促進經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵測試。

2.4人機界面技術(shù)

操作人員對儀器儀表進行操作時需要呈現(xiàn)出良好的互動界面，只有這樣人機界面技術(shù)才能發(fā)揮出最大優(yōu)勢。人機界面技術(shù)主要是用于幫助操作人員和系統(tǒng)之間形成人工交互設(shè)置，盡量遵從簡單、便捷和高效的操作原則來進行系統(tǒng)化操作。系統(tǒng)的可操作性和可維護性都是人機界面完成的最好案例。

3儀器儀表中自動化控制技術(shù)的應(yīng)用

3.1改進儀器儀表結(jié)構(gòu)和性能

首先，自動化控制技術(shù)的廣泛普及應(yīng)用，需要儀器儀表技術(shù)提供支撐，與此同時對儀器儀表的發(fā)展具有推動促進作用。儀器儀表和智能化硬件、軟件之間相結(jié)合必然會不斷提升測量速率和性能，拓寬測量功能。在儀器儀表中嵌入智能算法，例如遺傳算法，有助于提高儀器儀表工作的效率，提升整體速度，完善和提高性能優(yōu)勢。其次，不同相互獨立的儀器儀表系統(tǒng)，通過微處理器和微控制器兩者之間的結(jié)合，利用模糊控制算法加以控制。主要的優(yōu)勢在于沒有可以形成參考的數(shù)據(jù)進行比較，和對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型存在微妙聯(lián)系，只需要借鑒以往經(jīng)驗，總結(jié)出系統(tǒng)規(guī)則，綜合考慮芯片現(xiàn)場調(diào)試，計算出離線功能，根據(jù)預(yù)定的數(shù)據(jù)分析和控制反應(yīng)。

3.2設(shè)計虛擬儀器結(jié)構(gòu)

儀器儀表設(shè)計不斷在改進優(yōu)化過程中，借助到廠家需要的虛擬儀器，組合成源代碼的形式提供用戶需要，并且和虛擬儀器驅(qū)動器相結(jié)合，隨時根據(jù)需求即插即用。綜合對用戶的需求開始進一步開發(fā)和完善，提高整個運轉(zhuǎn)效率，對此提升程序軟件的管理效率和管理靈活度，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化升級。首先是驅(qū)動設(shè)備的方便性、直觀性和靈活性，對運行效率進行大范圍改觀。其次是開發(fā)工具運用在人機交互體驗中，有助于形成智能化儀器驅(qū)動代碼，簡化工作量，有效統(tǒng)一代碼，使得操作更加方便快捷[5]。最后，智能化手段需要有效運用，自動監(jiān)測、識別、維護儀器的運行狀態(tài)和狀況，用戶根據(jù)具體的底層生產(chǎn)需要進行設(shè)置，借助智能化方式加強管理。根據(jù)具體場合需求，可以在開發(fā)測試模式和正常運行過程模式過程中來回切換。

3.3網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

電子信息技術(shù)以及智能化的巨大進步使得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平開始提升到更深層面，得到突飛猛進式的發(fā)展。尤其是在化工、教育和電子商務(wù)等行業(yè)中體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化和智能化兩者的深度融合，因此網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在我國各個行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)成為必然趨勢，自動化控制系統(tǒng)和工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備都體現(xiàn)出信息網(wǎng)絡(luò)的巨大作用。分散開來的儀器儀表節(jié)點充分和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)之間完全融合，有助于發(fā)揮出各個設(shè)備技術(shù)的優(yōu)勢，也符合國家制定戰(zhàn)略理念的內(nèi)涵，合理化配置我國資源，讓決策顯得更加人性化和科學(xué)化。

4小結(jié)

儀器儀表自動化控制技術(shù)已經(jīng)成為社會生產(chǎn)的主要技術(shù)，自動化儀表成為社會生產(chǎn)的重要技術(shù)工具，自動化技術(shù)提升了儀器儀表性能與適應(yīng)范圍，提升了工作效率，促進了產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展。隨著經(jīng)濟科技的迅猛發(fā)展，人們對于儀器儀表的功能需求也在不斷增加。儀器儀表中的自動化控制技術(shù)的研發(fā)過程還在不斷的進行，以此來達到提升儀器儀表性能，不斷強化其功能，提高其適應(yīng)性，增加其應(yīng)用范圍的目的。儀器儀表的發(fā)展，能夠更好促進其在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用，促進社會的發(fā)展。本文主要對儀器儀表中自動化控制技術(shù)及其應(yīng)用進行簡要的研究，希望讀者對其有一定的了解。

參考文獻

[1]儀器儀表標準化與計量[J].儀器儀表標準化與計量.2018（05）

[2]《儀器儀表用戶》雜志聲明[J].儀器儀表用戶.2018（12）

[3]2018年度《儀器儀表用戶》雜志征訂單[J].儀器儀表用戶.2018（06）