仪器仪表中的自动化控制及其应用

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  【摘  要】现代工业化水平飞速提升,工业生产中引进了各种新技术与新的工艺手段,继续强化工业生产系统,获取更多工业生产技术成果。国家在管控各类监控设备、电子设备以及机械化设备,更多地运用了自动化控制技术,因此自动化仪表仪器也被充分开发以及持续利用。针对各种发挥着重要测量作用的仪表仪器,必须要高效实施自动化控制工作。本文探讨自动化控制仪表仪器技术应用方面的问题。
  【关键词】仪表仪器;自动化控制;应用
  自动化工业生产环节中,不仅要有先进的生产系统,还要设置使用各种性能优越的仪表仪器,以自动且高效率的方式展开测量工作,支持生产监管任务,实现对工业生产的管控。运用仪表仪器时,同样要针对这一类先进的技术型对象,展开自动化控制,优化仪器仪表使用过程。随着仪表仪器不断发展演变,与之对应的控制手段也要进行必要的创新。现根据对常用仪表仪器的认识,分析对其应用自动化技术的相关情况。
  1 自动化仪器仪表概述
  自动型仪表仪器内部往往设置了多种不同功能的自动型元件,通过有机组合的方式形成了一个完整的系统,在设置自动化运行与控制的功能时,也运用了诸多自动化控制领域中的理论。当前自动化仪表仪器主要可测量温度、压力与流量,测量获取的均是非常重要的信息,为了更稳定地发挥出测量功能,需要有自动化系统对各处使用的多台自动化仪器仪表展开控制,这些设备是煤矿开采、监测环境以及电网管理等活动需要的。自动化仪表仪器往往具有三个主要的功能模块:变送器可对信号进行处理与分析,可对传感器模块所获取的模拟信号实施转变,将其转化成电信号;传感器可实施控制与采集信号的工作;显示器模块可对已经完成处理的信息进行输出与表达,以直观的方式展现出测量结果。
  在环保监测领域中,需要運用环保型仪器仪表,检测环境污染源,对一定区域范围内的环境质量实施检测,帮助应对影响严重的大气污染以及水污染等问题;建设与管理智能电网系统时需要有电工仪表仪器的技术支持,完整地对电力用户的信息进行有效采集;工业生产领域中也使用了各种具有自动化运行与控制优势的仪器仪表,以此更为完整地实现工业领域的自动化控制需求。
  2 自动化控制技术发展情况分析
  虽然中国仪器仪表行业发展相对晚、起点低,但是从近几年的状况来看,中国仪器仪表行业无论是在产品构造方面,比如工业自动化、电工、环保、医疗、信息技术、测量测试等仪表技术,还是在元器件制造方面都取得了非常大的进步,这都得益于这几年来我国经济的迅猛发展。国家在资源压力下,开始注重新兴行业的发展、大力提高研发水平、增加应用市场的需求,比如由于节能环保、能源要求等方面需要,极大地促进了核电、风电和太阳能等新能源的发展;除此之外,出行难的交通压力以及电子商务的发展,也使得物联网、智能电网与建设轨道交通业发展迅速。这些方面的进步,在一定程度上推动了仪器仪表产业的应用及发展。同时,现代化的智能化技术对于促进仪器仪表行业整体水平的提高也具有重要作用。
  3 在仪表仪器中应用自动化控制技术
  3.1 调整仪表仪器的构造与性能
  在当前的仪表仪器设备中应用自动化控制技术,以此来提升仪表仪器的综合性能,将智能化软件、智能型硬件与仪表仪器结合起来,对设备原本的测量功能实施拓展,进而强化测量性能,提升测量效率;大部分仪表仪器中都使用了智能化算法,可在这一基础上继续增加新的神经网络算法、遗传算法与蚁群算法。这种改进方式也可以帮助提高仪表仪器的测量速度,缩短执行测量任务时所需的时间。从自动化控制的角度来设计优化仪器仪表时,可运用模糊控制算法,增设微控制器与微处理器,对各个处于独立运行状态的仪表仪器进行综合,仅仅依照既有的规则与设计经验就可以试试设计工作,可减少构建数学模型与分析参照数据的环节,根据芯片在测量现场的调试情况,运用离线计算方法,即可对自动化控制系统设计成果进行预测,达到改造仪表仪器性能的目标。
  3.2 运用网络化技术
  把计算机和仪器仪表组建成网络,就能够经过凭借智能化的软硬件功能,例如识别模式、神经网络的自适应、自学习、自组织和联想记忆的作用等,能够有效且充分的施展网络上不一样种类计算机和仪器仪表的潜力与资源特点。互相配合形成惊人的组合优点。举个例子说明:现阶段凭借能够和Web实施连接的数字万用表与示波器,连接到网络,并结合模式识别有关软件的作用,区分不一样种类仪器仪表的特点,而且把其临界值测定出,这样能够依据特点的不一样做出对应响应。此外,使用分布式数据采集体系,作为取代之前应用的单独实施行数据采集设备,进行以太网或者别的类型网络跨越,使远程操作的作用能够完成,便于实时测量和采集数据,并能够有效完成分类存储和运用。凭借网络化测量环境的智能优点,综合连接各类计算机和仪器仪表,不一样的要求任务能够高效的完成。比如复制采集后的数据,并送达到相关的部门;又或者定期在远程数据库储存数据收集结果等。推动了多用户的实时监控的是仪器仪表网络化,这样能有效完成技术人员、质量管理人员、领导等远程对相同生产过程的监控,以便于收集数据,分析规律,做出调整。
  3.3 对虚拟仪器仪表结构进行设计
  很多厂家在改进仪器仪表的设计中都是使用虚拟仪器,以源代码的方式供应给用户,同时结合虚拟仪器驱动器,就可以即插即用,有效完成。另外,有些厂家对于VXI总线驱动器规范也推出了新的驱动软件管理标准,在构造方面实施了几项升级与优化,进一步提高操作能力,不断开发用户,进而提高运行效率。提高程序软件的灵活性需要从以下几个方面入手,第一,就要在各方面发生改变,也就是驱动设备的简便性、直观性与运行效率等方面;第二,在开发工具在最新的Labwindows/CVI5.0内建的基础上,对人机交互体验进行优化,就能够自动生成智能的仪器驱动代码,这样不但能够简化工作量,还能够有效统一代码,更加方便高效;第三,通过智能化的形式实施管理,用户只需要设置底层,结合智能化的方法,就能自动监测、辨别、维护仪器的运行情况。
  随着人类的认知水平和探索水平的不断提高,当前的一些理论知识和应用实践已经无法满足人们的需求,于是研究出了更为先进的理论,发现了前所未有的新材料、研制出更为精确的元器件,并将其投入到仪器仪表的开发中。仪器仪表正在朝着小型化、智能化、 网络化的趋势发展,生产成本不断降低, 应用范围更为广泛。
  4 结束语
  仪器仪表的使用范围持续扩大,不仅仅能够在工业领域中展现出效用,在其他更多的领域中,自动化控制技术与仪器仪表也在展现相应的效用。在实际运用自动化技术时,可运用虚拟化结构体系,控制期间可调整仪表仪器的原有构造与性能,运用网络化技术来改善控制效果。科技持续发展,创新仪表仪器控制技术的工作也在继续,在日后的技术研究活动中,自动化控制系统将具有更多丰富的功能,仪器仪表也能够形成更强的可控性。
  参考文献
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