儀器儀表中的自動化控制及其應用研究

張潔瓊

（天津國電華北電力技術(shù)工程有限公司，天津 300000）

前言：自動化儀器的實際應用范圍主要是在應用科學和基礎(chǔ)科學領(lǐng)域，如在環(huán)保儀器儀表中，它可以應用于環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測和污染源監(jiān)測，可以對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的水文和大氣環(huán)境進行密切的監(jiān)測和分析，可以及時發(fā)現(xiàn)相關(guān)的污染源問題，符合我國目前所提出的綠色節(jié)能和減排的舉措；在電氣儀器儀表中，隨著我國電力智能化網(wǎng)絡的廣泛推廣，必須與自動化電工類儀器儀表配套使用，才能更好地滿足當前電力監(jiān)控系統(tǒng)運行的需要。

一、技術(shù)分析

（一）人機界面化技術(shù)

在自動控制技術(shù)中人機界面化技術(shù)在儀器儀表中的有效應用，專業(yè)操縱者在操縱自動化儀器儀表的過程中，將呈現(xiàn)一個交互界面。這樣，人機界面化技術(shù)才能充分發(fā)揮其應有的功能優(yōu)勢，在實際應用中，它能協(xié)助專業(yè)操作人員，使其與系統(tǒng)彼此間形成一種人工交互的設(shè)置方式，并以高效性、便捷性、簡易性為基本操作原則，對系統(tǒng)進行人機一體化操作，使系統(tǒng)具有較強的可維護性和可操縱性，能有效地完成人機一體化操作，從而大大提高工作效率。

（二）智能化控制技術(shù)

智能控制技術(shù)，主要是用測控系統(tǒng)把最優(yōu)的狀態(tài)展示出來，然后配合監(jiān)測工具和相關(guān)設(shè)備，達到設(shè)定的基本目的的一類技術(shù)。

（三）系統(tǒng)的集成化技術(shù)

而系統(tǒng)集成技術(shù)，直接影響到儀器儀表基本性能和各種測量控制性能的精確測量，特別對于自動化控制系統(tǒng)影響最大。該系統(tǒng)集成技術(shù)，主要包括模塊通信、物理層配置、需求分析、應用策略等方面的應用。

（四）傳感技術(shù)

傳感器技術(shù)，它是實現(xiàn)現(xiàn)代監(jiān)控技術(shù)在儀器儀表中有效應用的前提，基于人的自動控制的儀器儀表在控制過程中，必須輸入相應的數(shù)據(jù)信息。因此，在獲取這些監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的過程中，一定要配合傳感器技術(shù)，并以獲得的數(shù)據(jù)信息為參考，開展相應的檢測工作。

二、應用實踐分析

儀器儀表在過去的發(fā)展過程中，已被廣泛應用于社會的各個領(lǐng)域，但就總體發(fā)展狀況而言，由于我國儀器儀表技術(shù)起步較晚，與發(fā)達國家相比仍有一定差距。特別是今年以來，現(xiàn)場總線技術(shù)逐漸成熟，配合因特網(wǎng)信息技術(shù)，使儀器儀表自動化發(fā)展進入一個新的階段。

（一）虛擬儀器的結(jié)構(gòu)設(shè)計

本儀器儀表優(yōu)化性設(shè)計，借助虛擬儀器設(shè)備，構(gòu)建源碼形式，以更好地滿足廣大用戶的各種需要，并與虛擬儀器驅(qū)動機構(gòu)有機結(jié)合，根據(jù)實際使用需要，實現(xiàn)即插即用，合理開發(fā)和完善應用實例，促使運行效率穩(wěn)步提高，使程序軟件管理的靈活性和效率提高，促進系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級。具有一定的靈活性、直觀性和便捷性，在驅(qū)動設(shè)備方面可以大大提高操作效率；在開發(fā)工具的實際應用方面，人機交互體驗可以促進智能儀器相關(guān)的驅(qū)動代碼的生成，將工作量進行簡化處理，統(tǒng)一所有的驅(qū)動代碼，以實現(xiàn)更方便的操作；在智能各操作手段的實際應用方面，可以自動識別、檢測和維護儀器設(shè)備的實際運行狀態(tài)，廣大用戶可以根據(jù)實際需要進行合理化設(shè)置，并借助于智能化手段進行控制，從而實現(xiàn)所開發(fā)測試模式和正常運行模式的合理轉(zhuǎn)換。

（二）優(yōu)化儀器儀表總體結(jié)構(gòu)及性能

自動控制技術(shù)在實際應用中，需要與各種儀表技術(shù)相配合，為其提供支持。與此同時，儀器儀表本身的發(fā)展，也需要自動化控制技術(shù)的有力推動。智能儀表與軟、硬件的有機融合，促使測量性能夠和效率得到有效提升，測量功能得到擴展。在儀器儀表中嵌入智能測控算法，如遺傳測控算法，可以有效地提高儀器儀表的實際工作效率，提高儀器儀表的整體速度，完善儀器儀表之間的性能優(yōu)勢；同時，通過微處理器與微機的有效融合，利用模糊測控算法的有效性進行控制。其基本功能優(yōu)勢是在不需要參考信息數(shù)據(jù)的情況下對其進行對比分析，其與相應的數(shù)學模型之間關(guān)系比較微妙。單憑以往的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，將系統(tǒng)規(guī)則歸納分出，并對芯片現(xiàn)場試驗進行綜合分析，進行離線功能計算處理，根據(jù)預定數(shù)據(jù)進行分析和控制。

（三）網(wǎng)絡控制系統(tǒng)趨勢

隨著計算機技術(shù)和信息處理技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡技術(shù)的飛躍為人類社會做出了巨大貢獻，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、教育等各個領(lǐng)域中，網(wǎng)絡化和智能化的融合日益加深。把網(wǎng)絡技術(shù)應用于儀器儀表的自動化控制是當今儀器儀表發(fā)展的重要趨勢，利用網(wǎng)絡技術(shù)可以實現(xiàn)儀器儀表各分散點的有機結(jié)合，實現(xiàn)各分散點的合理配置，使各種決策更加科學。

結(jié)語

總之，伴隨著電子信息技術(shù)的不斷進步和智能化的發(fā)展，促使網(wǎng)絡技術(shù)綜合水平得以生根發(fā)芽，并以極快的速度發(fā)展。尤其在電子商務、教育、化工等領(lǐng)域，完美突顯了智能化與網(wǎng)絡化兩者之間的有機融合。因此，網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，在國內(nèi)各個領(lǐng)域中的廣泛應用終將成為必然趨勢。自動控制系統(tǒng)和各種工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)，都可以體現(xiàn)出信息化網(wǎng)絡所發(fā)揮的關(guān)鍵作用。將儀器儀表各節(jié)點與網(wǎng)絡科學技術(shù)有機結(jié)合，可以使儀器儀表技術(shù)的各項優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，更好地符合我國制定的相關(guān)專門戰(zhàn)略和理念，實現(xiàn)各種資源的最優(yōu)配置，使各項決策更加科學化和人性化。因此，要想更好地實現(xiàn)這一發(fā)展目標，就需要相關(guān)技術(shù)人員能夠充分認識到儀器儀表自動化的重要性。