智能化技術(shù)在儀表儀器工程自動化控制中的相關(guān)應(yīng)用

張宇

摘要：儀器儀表屬于技術(shù)密集與知識密集的產(chǎn)物，其發(fā)展自然會緊密依靠社會生產(chǎn)水平與科學(xué)技術(shù)發(fā)展，同樣基于儀器儀表的進(jìn)一步發(fā)展，也會積極推動社會生產(chǎn)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生。自動化技術(shù)的應(yīng)用是我國工業(yè)系統(tǒng)化發(fā)展的必然趨勢，儀器儀表計(jì)量和測控是我國工業(yè)施工中的核心組成部分， 自動化技術(shù)應(yīng)用到儀器儀表計(jì)量和測控中，不僅大大提高了工程施工效率，而且有助于節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：儀表儀器;智能化技術(shù);自動化控制;相關(guān)應(yīng)用

目前隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能控制技術(shù)在人們的生活中日益占據(jù)著十分重要的地位，給人們的生活帶來了翻天覆地的變化，當(dāng)然在電 氣自動化儀器儀表控制技術(shù)發(fā)展的過程中對其開展相關(guān)的技術(shù)探討也是十分有必要的。工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域各類智能化自動化儀器儀表的應(yīng)用和發(fā)展，推 動了行業(yè)的發(fā)展，在硬件設(shè)備上更是在結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、操作、應(yīng)用等多方面、全方位的進(jìn)行技術(shù)迭代更新，進(jìn)一步拓展了儀器儀表的應(yīng)用空間，還使得 智能化、自動化在儀器儀表上應(yīng)用更加自如，可以說智能自動化技術(shù)通過 提升儀器儀表的功能性能也進(jìn)一步推動了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

1儀器儀表制造業(yè)中智能自動化技術(shù)的優(yōu)勢

1.1高度智能化。

一方面應(yīng)用智能自動化技術(shù)的儀器儀表，能測量、運(yùn)算與存儲被測信號，另一方面還能實(shí)現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換量程、自動校準(zhǔn)、自動診斷故障與自動調(diào)零等功能，在很大程度上提高了儀器儀表的自動化程度。部分儀器引人的專家系統(tǒng)技術(shù)，能以外部信息及控制指令實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)的自動化轉(zhuǎn)變，而且可進(jìn)行相對復(fù)雜的推理與計(jì)算。

1.2具有較強(qiáng)的可靠性及開發(fā)性。

如果是在不拓展硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，利用軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的硬件功 能，可以對于相應(yīng)的儀器儀表測試功能進(jìn)行更為有效地拓展，從而在很大程度上降低開發(fā)研制費(fèi)用而且可以縮短周期。從某種角度來講，"硬件軟化"能夠讓硬件電路實(shí)現(xiàn)簡化，去除一些元器件。這樣一來便能會降低產(chǎn)生誤 差的概率，從而使其具備出色的可靠性。

1.3可程控操作。

現(xiàn)階段，會配置相應(yīng)的通信結(jié)構(gòu)例如 UsB 等，目的是可以方便和計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行聯(lián)系，這樣便能接收從計(jì)算機(jī)發(fā)出的相關(guān)命令，而且可以實(shí)現(xiàn) 相應(yīng)操作。若是對比別的儀器儀表設(shè)備，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐的可程控系統(tǒng)，能夠出色完成復(fù)雜測試任務(wù)。

2儀器儀表的主要技術(shù)

2.1智能技術(shù)。

智能技術(shù)也稱智能控制技術(shù)，即對儀器儀表實(shí)現(xiàn)智能控制，這使得工 業(yè)設(shè)備中控制和測量的工作效率得到提升，并進(jìn)一步提高各類指令的準(zhǔn)確率。在工業(yè)應(yīng)用中，結(jié)合當(dāng)前智能技術(shù)的研究熱點(diǎn)和重要成果，積極推進(jìn) 與儀器儀表的應(yīng)用結(jié)合，是提高工業(yè)產(chǎn)業(yè)全面自動化的重要途徑和方法。

2.2系統(tǒng)集成技術(shù)。

系統(tǒng)集成技術(shù)是基于儀器儀表類型和數(shù)量不斷增多、全場（廠）設(shè)備管控難度和壓力日漸增大的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)全面智能化自動化控制的重要方式， 是工業(yè)電氣自動化中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。系統(tǒng)集成技術(shù)注重各設(shè)備模塊的通信與系統(tǒng)分析，對各個環(huán)節(jié)也進(jìn)行有效監(jiān)控，調(diào)控各設(shè)備、通信系統(tǒng)等各方面實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，從而降低工業(yè)企業(yè)的運(yùn)行和生產(chǎn)成本。智能儀器發(fā) 展的過程中，儀器儀表和電腦的配合越來越緊密，在分布式測控系統(tǒng)中， 使用單片機(jī)也能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)置和配合，并且對整個系統(tǒng)進(jìn)行調(diào) 試工作。

2.3人機(jī)界面技術(shù)。

人機(jī)界面技術(shù)在人員操作與儀器儀表信息表達(dá)中間建立了有效通道， 并滲透于工業(yè)儀器儀表控制的各個方面。人機(jī)界面技術(shù)的正確使用必須以信息表達(dá)需求為藍(lán)本，以追求科學(xué)、合理操控方式為目標(biāo)，充分考慮操作 便捷性。在實(shí)際工況下，僅需操作人員輸人或選擇特定工作指令，即可實(shí) 現(xiàn)對該指令的上傳、分析及執(zhí)行，達(dá)到遠(yuǎn)程控制指定儀器儀表設(shè)備的作用。值得注意的是，該技術(shù)在信息上傳方式、信息處理速度、執(zhí)行路徑規(guī)劃方 面仍處于完善和優(yōu)化階段。

3智能化技術(shù)在儀表儀器工程自動化控制中應(yīng)用

3.1在虛擬儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

在虛擬儀器儀表中，智能化自動化也體現(xiàn)出了其獨(dú)特的競爭優(yōu)勢。在儀器儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，儀器廠商以總線儀器驅(qū)動器為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出一套不同于以往源代碼形式的軟件，并進(jìn)行 UI 設(shè)計(jì)，在 PC 端顯示儀器儀表測量的各類數(shù)據(jù)，運(yùn)算主體由儀器儀表轉(zhuǎn)移到能力更為強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，極大提 高了驅(qū)動器的運(yùn)行效率和編程質(zhì)量，這不僅簡化了開發(fā)程序和用戶操作， 還持續(xù)提高運(yùn)行和計(jì)算效率，改善虛擬儀器儀表的結(jié)構(gòu)和性能。廠家在虛擬儀器的銷售過程中，通常會為客戶提供相應(yīng)的虛擬儀器驅(qū)動器，用于促 進(jìn)用戶更為便捷地操控相應(yīng)的虛擬儀器，以此提升儀器使用質(zhì)量與操控工作的靈活性，相關(guān)廠家會在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)上，科學(xué)制定和驅(qū)動軟件相關(guān)的新型 規(guī)范，在諸多方面能實(shí)現(xiàn)對虛擬儀器相關(guān)性能的改進(jìn)。

3.2在儀器儀表結(jié)構(gòu)性能改良中的應(yīng)用。

在智能化技術(shù)的出現(xiàn)，在整體上改觀了儀器儀表制造業(yè)的行業(yè)發(fā)展方 向，促進(jìn)儀器儀表行業(yè)不斷面向科學(xué)化、自動化方向發(fā)展。利用智能技術(shù)， 能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)時加以分析，在提高系統(tǒng)性能與效率的同時，擴(kuò)展原有系統(tǒng)功能，從而讓相應(yīng)設(shè)備發(fā)揮出智能性優(yōu)勢，促進(jìn)高效、準(zhǔn)確、高機(jī)動性等性能實(shí)現(xiàn)。智能自動化技術(shù)的應(yīng)用一方面使儀器儀表具備隨時處理分析數(shù)據(jù)的能力，同時能夠與既往數(shù)據(jù)形成比對文件，整體上促進(jìn)各類儀器儀表在測量性能和效率上的提升;另一方面智能自動化技術(shù)在各類設(shè)備中編寫 模糊控制程序，與微處理器、微控制器等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過設(shè)置數(shù)據(jù)的上下限實(shí)現(xiàn)決策。如該技術(shù)應(yīng)用于傳感器上，由于利用軟件實(shí)現(xiàn)信號濾波， 促使在儀器儀表的結(jié)構(gòu)性能上進(jìn)行了簡化和改良：以糧食分選和再生資源 分選行業(yè)中使用的光電分選機(jī)為例，傳感器陣列中利用智能自動化技術(shù)對 糧食或再生資源進(jìn)行識別，再依照預(yù)設(shè)物質(zhì)特征的分類信息，通過映射網(wǎng)絡(luò)和 BP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的方式處理傳感器中收集的信號，由控制系統(tǒng)實(shí)施具體分類，不僅提高了識別率，在儀器儀表的應(yīng)用場景上也做出了新的嘗試和探索。

3.3在儀器儀表網(wǎng)絡(luò)化中的應(yīng)用。

將儀器儀表與計(jì)算機(jī)相連即可建成網(wǎng)絡(luò)，并使這樣的網(wǎng)絡(luò)在智能化軟 硬件的支持下，實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)信息的智能化處理。通過合理設(shè)置計(jì)算機(jī)的 程序，能夠幫助這樣的智能化儀器儀表測定網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)高度自主化的工作， 從而進(jìn)一步提升工作效率。計(jì)算機(jī)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)結(jié)果賦能于各類儀器儀表， 通過軟硬件聯(lián)調(diào)來合理配置資源和分配計(jì)算模塊，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與儀器 儀表功能疊加顯示優(yōu)勢，超出機(jī)械疊加的效果。如當(dāng)前使用較為廣泛的數(shù) 字萬用表和示波器，在傳統(tǒng)功能上附加計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的識別軟件及模式，使得儀器儀表在數(shù)據(jù)信息測量和分析過程中，展現(xiàn)出靈活的網(wǎng)絡(luò)適用性。

4結(jié)束語

綜上所述，時代的進(jìn)步和技術(shù)的迭代發(fā)展，促使工業(yè)領(lǐng)域儀器儀表的自動化、智能化趨勢也愈加明顯，尤其在項(xiàng)目全生命周期信息整合、技術(shù) 融合、遠(yuǎn)程控制以及設(shè)備外形輕量化等方面，顯現(xiàn)出巨大潛力。當(dāng)前的智 能科技呈現(xiàn)出了多元化發(fā)展的新趨勢，各種新技術(shù)新理念正在不斷地從理 論轉(zhuǎn)化為實(shí)際，例如模糊邏輯、專家系統(tǒng)、粗糙集理論、模式識別、混沌 控制等，其在不同領(lǐng)域中展現(xiàn)著自身獨(dú)有優(yōu)勢，可謂是尺有所短寸有所長。

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