儀器儀表中的自動(dòng)化控制及其應(yīng)用

1、    儀器儀表中的自動(dòng)化控制及其應(yīng)用    摘 要 隨著社會(huì)，科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，智能化技術(shù)獲得了很好的發(fā)展，并且獲得可越來越廣泛的應(yīng)用。儀器儀表在很多行業(yè)的占據(jù)了基礎(chǔ)技術(shù)工具的作用，儀器儀表的自動(dòng)化控制化技術(shù)為人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的方便。本文主要對儀器儀表中的自動(dòng)化控制及其應(yīng)用進(jìn)行研究。【關(guān)鍵詞】儀器儀表 自動(dòng)化控制 應(yīng)用進(jìn)入21世紀(jì)以來，計(jì)算機(jī)以及人工智能獲得了很大的發(fā)展，并且儀器儀表在各個(gè)行業(yè)中獲得了很大的發(fā)展。比如來講，在國際市場上，儀器儀表的自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)備，電子設(shè)備，監(jiān)控設(shè)備中發(fā)揮著非常重要的作用。自動(dòng)化儀表在整個(gè)的系統(tǒng)中起著中樞系統(tǒng)

2、的作用，能夠?qū)崟r(shí)的對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督。當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候，當(dāng)設(shè)發(fā)生故障的時(shí)候，儀器儀表能夠及時(shí)的檢測側(cè)到并且及時(shí)的提醒相關(guān)的工作人員進(jìn)行故障的分析以及故障的解決。除此之外，自動(dòng)化儀表還能夠及時(shí)的對調(diào)整設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)做出有效的參考值。所以，對于自動(dòng)化儀表的控制以及應(yīng)用具有十分重要的意義。1 自動(dòng)化儀器儀表的基本簡介對于自動(dòng)化儀器儀表的介紹，主要包括以下幾個(gè)部分：1.1 自動(dòng)化儀器儀表的基本概念自動(dòng)化儀器儀表，是具有多能能的原組器件，結(jié)合的很多的科學(xué)知識(shí)與技術(shù)，在物理，化學(xué)等等方面發(fā)揮著非常重要的作用。在使用過程中，充當(dāng)著設(shè)備以及工具的角色，能夠有效，快速的測出我們需要的數(shù)據(jù)。從廣義上來

3、講，儀器儀表具有報(bào)警，自動(dòng)控制以及傳遞信號(hào)等等的功能。其在使用過程中所起的作用就是將信息進(jìn)行形式上的轉(zhuǎn)換，對輸入對信息按照一定的規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變成我們所需要的信號(hào)的形式。自動(dòng)化儀器儀表不是一個(gè)器件，而是很多自動(dòng)化原件的組合，其實(shí)現(xiàn)的主要功能就是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。就目前的發(fā)展情況來看，自動(dòng)化儀器儀表主要涉及的領(lǐng)域包括流量控制，壓力控制以及溫度控制等等的內(nèi)容，其功能具有很強(qiáng)的自動(dòng)化控制性，在很多行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，比如說是國家電網(wǎng)，煤礦開采，智能家居控制得等等。對于一般的自動(dòng)化儀表來講，按照功能主要包括以下幾個(gè)模塊：傳感器模塊，變送器模塊，以及顯示器模塊。這些模塊有各自功能，將信號(hào)的采集，收集，分析

4、以及表達(dá)有機(jī)的結(jié)合在一起，最終可以將測量的結(jié)果很直觀的表現(xiàn)在儀表中。1.2 自動(dòng)化儀器儀表的應(yīng)用范圍自動(dòng)化儀器儀表的應(yīng)用范圍是十分廣泛的，包括基礎(chǔ)的血庫以及應(yīng)用科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，比如其可以應(yīng)用于環(huán)保儀器儀表，這種儀器儀表能夠?qū)崟r(shí)的檢測出環(huán)境的污染源，以及分析環(huán)境的質(zhì)量，這種儀器儀表的使用有利于治理我國的水污染，大氣污染等等，符合人民的利益；對于電工儀器儀表來講，其對我國智能電網(wǎng)的建設(shè)以及推進(jìn)我國電力用戶信息采集系統(tǒng)具有非常重要的意義；工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表在我國工業(yè)行業(yè)中占據(jù)了舉足輕重的作用，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。由此可以看出，儀器儀表對于社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展起著推動(dòng)的作用。2 我國儀器儀表自動(dòng)化控制發(fā)展

5、現(xiàn)狀我國是發(fā)展中國家，相比于其它的發(fā)達(dá)國家來講，儀器儀表的起步晚，發(fā)展時(shí)間短，起點(diǎn)較低，但是就目前的發(fā)揮情況來講，我國的儀器儀表在各個(gè)方面的發(fā)展速度，發(fā)展質(zhì)量還是很好的，比如說在產(chǎn)品構(gòu)造以及元器件的制造方面都取得了很好的成就，這些成就的發(fā)展，都?xì)w功于我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。在我國的“十二五”期間，國家在資源的壓力之下開始重視新興行業(yè)的發(fā)展，鼓勵(lì)支持引導(dǎo)自主研發(fā)，不斷提高自主研發(fā)水平，不斷增加應(yīng)用市場的需求，比如說是為了更好的實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的，這樣的政策需求直接促進(jìn)了核電，風(fēng)能，水能，太陽能等等這些方面的發(fā)展；除此之外，由于交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展以及電子商務(wù)的發(fā)展，這樣的背景之下，使得物

6、聯(lián)網(wǎng)，智能電網(wǎng)，建設(shè)軌道交通業(yè)獲得了迅猛的發(fā)展。這些行業(yè)的發(fā)展，在某種意義以及某些程度上來講，這些行業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了自動(dòng)化儀器儀表的應(yīng)用于與發(fā)展。在國際社會(huì)上，現(xiàn)代化智能技術(shù)對于提高儀器儀表行業(yè)的整體水平來講具有非常重要的意義。3 儀器儀表自動(dòng)化控制及其應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對于世界的認(rèn)知能力，認(rèn)知水平，在不斷的提高，很多東西已經(jīng)不能夠滿足人們的需求以及求知欲。為了能夠更好的滿足人們的需求，人們研究出比現(xiàn)存的更為先進(jìn)的理論，更為實(shí)用的新材料，更為精準(zhǔn)的原器件，并將這些原理，材料，器件應(yīng)用到儀器儀表的研究與開發(fā)過程中。在未來的發(fā)展過程中，儀器儀表朝著微型化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。對于

7、儀器儀表自動(dòng)化控制及其應(yīng)用來講，主要包括以下幾個(gè)部分：3.1 改進(jìn)儀器儀表性能與構(gòu)造自動(dòng)化控制技術(shù)在很多方面都得到了廣泛的應(yīng)用，其在儀器儀表中也占據(jù)了非常重要的作用，在很大程度上促進(jìn)了儀器儀表的快速發(fā)展。其主要的作用包括包括以下幾個(gè)部分：（1）自動(dòng)化技術(shù)通過與儀器儀表，智能硬件以及智能軟件的有機(jī)結(jié)合，不斷的增加儀器儀表的測量功能，提高其的測量速度以及測量的準(zhǔn)確性等等；（2）其可以通過儀器儀表的智能算法中嵌入一系列先進(jìn)的算法，譬如說是蟻群算法遺傳算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，二次型最優(yōu)算法等等，這樣就能夠使儀器儀表的工作效率，速度，性能得到很好的提高，滿足人們對其的需求性；（3）除此之外還可以通過模糊控制

8、算法實(shí)施設(shè)計(jì)方式，也就是運(yùn)用微型處理器，微型控制器（比如說單片機(jī)）來實(shí)現(xiàn)將各個(gè)獨(dú)立的儀器儀表體系有機(jī)的結(jié)合在一起。通過這些一系列的改造可以將經(jīng)驗(yàn)很好的結(jié)合在一起，在進(jìn)行現(xiàn)場芯片調(diào)節(jié)的時(shí)候，不再是采取傳統(tǒng)的方式來進(jìn)行調(diào)節(jié)（通過有關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)或者是數(shù)學(xué)模型，在結(jié)合芯片的現(xiàn)場調(diào)試，計(jì)算，分析等等來進(jìn)行高興），改造后的調(diào)節(jié)方式更加簡單，調(diào)節(jié)效率更高。3.2 設(shè)計(jì)虛擬儀器結(jié)構(gòu)在進(jìn)行儀器儀表的改造過程中，很多的制造商在進(jìn)行改造的過程中往往都會(huì)使用虛擬器，也就是以源代碼的方式供應(yīng)給用戶，同時(shí)在結(jié)合虛擬儀器驅(qū)動(dòng)器，就能夠做到即插即用，有效完成。除此之外，很多廠家對于vxi總線驅(qū)動(dòng)規(guī)范也推出了一系列的相關(guān)的管理

9、標(biāo)準(zhǔn)，不斷的提高構(gòu)造方面的性能，這樣就能夠保證操作能力的提升，運(yùn)行效率的提高。為了能夠更好的提高軟件的實(shí)用性，有效性以及高速新，需要從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行設(shè)置：首先需要做的就是對各個(gè)方面進(jìn)行有關(guān)的轉(zhuǎn)變，也就是要不斷的加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)器的簡便性，直觀性以及運(yùn)行效率著幾個(gè)方面；其二就是要在有關(guān)儀器儀表自動(dòng)控制的開發(fā)平臺(tái)上，不斷加強(qiáng)對人機(jī)交互界面的優(yōu)化，這樣就能夠更簡單的簡化代碼的編寫，降低有關(guān)的工作量；最后一點(diǎn)就是要實(shí)現(xiàn)智能化的管理，這種管理方式更加的簡單，方便，有關(guān)的用戶只需要對底層進(jìn)行有關(guān)的設(shè)置，利用一些先進(jìn)的控制方法，就能夠自動(dòng)的實(shí)時(shí)的對系統(tǒng)進(jìn)行檢測與維護(hù)，保證系統(tǒng)以及有關(guān)儀器的正常運(yùn)行。 3.3 儀

10、器儀表網(wǎng)絡(luò)化中的應(yīng)用在實(shí)際的應(yīng)用過程中，我們往往會(huì)把計(jì)算機(jī)以及儀器儀表組建成網(wǎng)絡(luò)，也就是憑借智能化的軟硬件功能，比如說是模式識(shí)別，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)，自學(xué)習(xí)，自組織以及聯(lián)想記憶的作用等等，能夠更更好的施展網(wǎng)絡(luò)上不一樣種類的計(jì)算機(jī)以及儀器儀表的潛力以及相關(guān)的資源優(yōu)勢。這樣的組合，能夠更好的將計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢與儀器儀表的優(yōu)勢組合起來。比如來講，現(xiàn)在在很多領(lǐng)域中都會(huì)讓儀器儀表與web實(shí)施相連，使儀器儀表（譬如說是萬用表，示波器等等）連接到網(wǎng)絡(luò)中，并且能夠很好的將模式識(shí)別相關(guān)的軟件的作用結(jié)合在一起，從而實(shí)現(xiàn)將不同種類的儀器儀表區(qū)分開來的作用，并且能夠快速，準(zhǔn)確的將臨界值測定出來，從而達(dá)到按照有關(guān)的特點(diǎn)做出對

11、應(yīng)的相應(yīng)的目的。除此之外，很多企業(yè)在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的時(shí)候，已經(jīng)都轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模式，也就是單獨(dú)實(shí)行數(shù)據(jù)采集，轉(zhuǎn)而使用分布數(shù)據(jù)采集體系，這樣就能夠更好的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，更好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集，存儲(chǔ)以及運(yùn)用。網(wǎng)絡(luò)化測量具有智能化的優(yōu)勢，這樣的優(yōu)勢能夠更好的完成監(jiān)控，采集等等的任務(wù)。儀器儀表的網(wǎng)絡(luò)化不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)用戶的實(shí)時(shí)控制，還能夠滿足相關(guān)工作人員同時(shí)對一個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行檢測，數(shù)據(jù)采集等等目的，以達(dá)到能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過程不合理，數(shù)據(jù)不正確的地方，及時(shí)的進(jìn)行修正。4 小結(jié)隨著經(jīng)濟(jì)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(dòng)化控制技術(shù)的研發(fā)過程還在不斷的進(jìn)行，以此來達(dá)到提升儀器儀表性能，不斷強(qiáng)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(jìn)其在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。本文主要對儀器儀表中自動(dòng)化控制技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行簡要的研究，希望讀者對其有一定的了解。參考文獻(xiàn)1張文娟、馬春雷等.儀器儀表中的自動(dòng)化控制及其應(yīng)用j.機(jī)械管理開發(fā)，2012（01）.2王科.儀器儀表中的自動(dòng)化控制及其應(yīng)用j.城市建設(shè)理論研究，2013（17）.3李杰.儀器儀表中的自動(dòng)化