自動化系統(tǒng)中的儀表測控技術(shù)分析

殷立強(qiáng) 馬睿

摘? 要：近年來，我國的科學(xué)技術(shù)在社會發(fā)展下不斷進(jìn)步，相比傳統(tǒng)儀器儀表，自動化儀器儀表的精度更高，同時在操作上也更為智能化，很大程度上減輕了生產(chǎn)者的工作負(fù)擔(dān)。將計算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表技術(shù)融合在一起，能夠全面發(fā)揮兩種技術(shù)的效能，為行業(yè)一線生產(chǎn)者提供更多更具先進(jìn)性的生產(chǎn)方式，應(yīng)得到相關(guān)工作者的全面重視。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)技術(shù);自動化儀表

引言

電氣工程自動化的發(fā)展取得了很大的進(jìn)步，在各相關(guān)部門的努力下，我國的電氣自動化工程建設(shè)的較為完善，極大程度提高了系統(tǒng)的運行效率，降低了電氣工程建設(shè)的部分成本。但是，我們還需要進(jìn)一步研究電氣工程自動化發(fā)展的技術(shù)，提高技術(shù)水平，加強(qiáng)對儀表監(jiān)測技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，進(jìn)一步提高電氣工程自動化的效益。

1智能測控儀表設(shè)計與應(yīng)用優(yōu)勢

我國測控儀器儀表已經(jīng)逐步實現(xiàn)了智能化，廣泛地將智能化、自動化等技術(shù)應(yīng)用到測控儀表中，智能測控儀表通常情況下主要發(fā)揮著收集與傳輸數(shù)據(jù)的功能作用，并對所檢測設(shè)備相關(guān)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，并執(zhí)行相應(yīng)的工作方式。目前我國的檢測儀器相關(guān)技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟穩(wěn)定，能夠滿足多個行業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)需求，智能測控儀表主要的應(yīng)用方向為智能監(jiān)控，智能測控儀表與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)往往各自獨立運行，其能夠依照所監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)信息以及所監(jiān)測設(shè)備的不同需求，對設(shè)備運行情況進(jìn)行分析與計量。智能測控儀表的設(shè)計有三個方面：（1）智能測控儀表的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu);（2）智能測控儀表技術(shù)的硬件電路;（3）智能測控儀表通信接口電路設(shè)計。通常情況下，智能測控儀表的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要由輸入模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及輸出模塊等共同組成。在智能測控儀表基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，輸入模塊主要由開關(guān)量輸入接口、互感器接口等組成，能夠?qū)Ω黝愋托盘栠M(jìn)行及時接收。數(shù)據(jù)處理模塊主要由測量芯片、儲存電路等組成，其主要功能為對輸入信號進(jìn)行收集，并進(jìn)行處理分析。輸出模塊主要由通信結(jié)構(gòu)、顯示接口以及開關(guān)量輸出接口等組成，其主要功能為控制輸出數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與狀態(tài)顯示等。智能測控儀表技術(shù)硬件電路需要使用微處理器設(shè)計，同時需要關(guān)注和重視每一個組成部分模塊的設(shè)計工作。在進(jìn)行電路設(shè)計時，需要對電路中電流荷載與電流信號進(jìn)行詳細(xì)分析，保證電路安全。通信結(jié)構(gòu)的電路設(shè)計，需要良好處理總線與控制信號的聯(lián)系，保證控制信號能夠依照總線與控制器處理制定進(jìn)行傳輸。相較于傳統(tǒng)測控儀器儀表，智能化測控儀器儀表具有檢測效率高、檢測準(zhǔn)確度高，對環(huán)境影響小等優(yōu)勢優(yōu)點。同時，應(yīng)用智能化測控儀器儀表，還能夠有效降低人工操作的工作量，且其運行工作安全性高，能夠最大限度地降低設(shè)備故障問題。

2計算機(jī)技術(shù)在自動化儀器儀表中的應(yīng)用

2.1計算機(jī)技術(shù)在自動化儀器儀表中的應(yīng)用

為儀器儀表帶來了更多具有極強(qiáng)功能性的模塊，設(shè)計者可在組合儀器儀表應(yīng)用方式的基礎(chǔ)上，利用計算機(jī)技術(shù)，構(gòu)建一個全新的電子系統(tǒng)，實現(xiàn)對儀器儀表軟、硬件模塊的全面融合。一般來講，將不同計算機(jī)技術(shù)融入自動化儀器儀表，可獲得不同的效用，以下分別從三種視角：（1）微電子技術(shù)視角：微電子技術(shù)的發(fā)展，推動著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，同時，微電子技術(shù)亦在隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷完善。目前，微電子芯片已發(fā)展到了能夠利用一個芯片承載多種功能的程度，設(shè)計者可將此種微電子技術(shù)，融入對自動化儀器儀表的設(shè)計中，縮減電路中含有微控制器的數(shù)量，避免儀器儀表受到外界因素的干擾，提升儀器儀表的安全性與可靠性。（2）嵌入式技術(shù)視角：在自動化儀器儀表中應(yīng)用嵌入式技術(shù)，最為關(guān)鍵的是為自動化儀器儀表安裝嵌入式微處理器，相較于其他幾種常規(guī)的處理器，此種處理器具有功效低、運行穩(wěn)定、兼容性強(qiáng)的特點，優(yōu)勢十分明顯，應(yīng)用于自動化儀器儀表可取得不錯的成效，例如可提升儀器儀表對信號的處理速度，提升儀器儀表的智能性與可靠性等。（3）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)視角：自動化儀器儀表的發(fā)展，離不開網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持。例如，在儀器儀表執(zhí)行自動監(jiān)測的過程中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可發(fā)揮其在計算機(jī)與儀器儀表之間的連接功能，為儀器儀表實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)操作自動化帶來了可能。

2.2現(xiàn)場總線監(jiān)測控制技術(shù)

我國的儀表測控技術(shù)逐漸朝著現(xiàn)場總線監(jiān)控的方向發(fā)展。事實上，儀表測控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場總線監(jiān)控，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)不同系統(tǒng)間監(jiān)測系統(tǒng)的連接，形成自動監(jiān)控的全面的網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場總線監(jiān)測控制技術(shù)可以進(jìn)一步確保最佳水平的可靠性和可用性，以促進(jìn)過程自動化的穩(wěn)定。日常運行中可能出現(xiàn)的故障情況，可以通過執(zhí)行診斷的組件，明確現(xiàn)場總線基礎(chǔ)架構(gòu)，以減少不必要的額外工作。連續(xù)監(jiān)視控制柜和周圍環(huán)境，可以增強(qiáng)系統(tǒng)的可用性。目前，現(xiàn)場總線技術(shù)局限于總線連接和電源位于控制室機(jī)柜中，需要進(jìn)一步的增強(qiáng)其靈活性。可以通過不同的現(xiàn)場總線進(jìn)行集成，關(guān)注網(wǎng)關(guān)節(jié)點，使用單個的現(xiàn)場總線地址通信診斷模塊和網(wǎng)段的數(shù)據(jù)，在設(shè)備描述進(jìn)行集成之間的選擇，調(diào)試索引向?qū)?，自動化檢查分段測量和參數(shù)。這樣我們既可以改進(jìn)系統(tǒng)操作，還可以有效地降低系統(tǒng)故障的風(fēng)險，允許我們將設(shè)備的多個變量引入控制系統(tǒng)，降低數(shù)字通信的干擾性，提高控制能力，并且進(jìn)一步的提高操作的可靠性，此外，還能夠增強(qiáng)電場的績效和資產(chǎn)管理以及操作的靈活性。

2.3現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)應(yīng)用

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)過程中，需要對土壤、地質(zhì)、水文等條件進(jìn)行綜合勘察勘探，需要應(yīng)用精密設(shè)備儀器，而智能化測控儀表在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，能夠顯著地促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、機(jī)械化水平提高，推動我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。由于智能化測控儀表能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行調(diào)整調(diào)節(jié)，控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中相關(guān)生產(chǎn)條件因素與參數(shù)，因此能夠最大限度地滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展的需求，為農(nóng)業(yè)高產(chǎn)提供了技術(shù)支持。

3自動化儀器儀表行業(yè)的發(fā)展趨勢

以下分析自動化儀器儀表行業(yè)的發(fā)展趨勢，以期為兩種技術(shù)的融合帶來一定的啟示：（1）效率提升。近年來，計算機(jī)技術(shù)在軟件性能、硬件性能上都得到了一定程度的提升，促進(jìn)了儀器儀表自動化水平的提高。為提升儀器儀表的運行效率，目前很多廠商都在積極開發(fā)全新的軟件驅(qū)動規(guī)范，改進(jìn)虛擬儀器的結(jié)構(gòu)與性能，實現(xiàn)對代碼的自動生成，促進(jìn)了整個行業(yè)的發(fā)展。（2）遠(yuǎn)程測控。電子科技的發(fā)展，顯著提升了儀器儀表組建網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)性。計算機(jī)技術(shù)與儀器儀表技術(shù)已呈現(xiàn)出明顯的互相包容的趨勢，儀器儀表對目前發(fā)展得較為成熟的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的利用率亦在不斷提升，這顯著增強(qiáng)了儀器儀表在遠(yuǎn)程測控方面的功能?？梢韵胍姷氖?，未來的自動化儀器儀表，必然具有自動測量、控制、存儲、顯示的功能，這為計算機(jī)行業(yè)以及儀器儀表行業(yè)在未來的發(fā)展指明了方向。

結(jié)語

計算機(jī)技術(shù)與自動化儀器儀表技術(shù)的融合，能夠為兩個行業(yè)帶來全新的發(fā)展活力，提升行業(yè)的生產(chǎn)效率。相關(guān)工作者應(yīng)加強(qiáng)對這兩種技術(shù)的理論研究，同時相關(guān)部門也應(yīng)采取手段，為這兩種技術(shù)在實踐層面的融合提供源源不斷的支持，促進(jìn)自動化儀器儀表的功能，向著更為信息化、現(xiàn)代化、智能化的方向發(fā)展。

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