智能化技術在工業儀器儀表中的應用

馬安朝

摘要 隨著科學技術的快速進步，智能自動化技術的快速發展與應用，在現如今的生產生活中，各行各業都受到了自動化控制技術的影響。我國儀器儀表產業的發展也運用了自動化控制技術的優勢，從而邁進了更技術化的階段。本文對自動化儀器儀表的定義和分類相關概況做出了分析，之后對儀器儀表自動化以及其控制的相關應用做了介紹。

關鍵詞 儀器儀表；自動化控制；分類；應用

1.自動化儀器儀表定義

自動化儀器儀表是科技發展的產物，結合了各方面的知識與技術，它們應用于物理、化學等方面，是一種工具或者設備，可以有效檢測出物理成分、物理量等。從廣義上來講，儀器儀表具有報警、自動控制、信號傳遞等很多功能。自動化儀器儀表也可以說是一種信息技術，它主要作用是將信息進行形式轉化，通過對輸入信號的有效轉換，變成輸出信號。信號具有頻率、時間等特征，傳輸過程可以調制成數字形式（斷續結構）或者是模擬量（連續）形式。

2.自動化儀器儀表概述與分類

儀器儀表加入自動化功能，就實現了技術的提升與進步。自動化儀器儀表是科學發展與進步的產物，涉及到很多領域。例如：教學過程中運用的物理化學定量分析、光學眼鏡的相關儀器儀表；環境監測相關部門對土壤、空氣、水資源進行監測與分析的儀器；農林牧部門對食品安全進行檢測的儀器；生物部門對藥品、基因等進行綜合檢測與分析的儀器儀表；還有工業上運用的工控儀表等?？偟膩碚f，自動化的儀器儀表技術是現階段科學核心關鍵技術之一，也促進了各行業的快速發展與進步。

自動化儀器儀表一般具有檢測、觀察、計算等功能。其自動控制系統為關鍵的子系統。一般自動化檢測儀器儀表有3個組成部分：第一，傳感器，檢測信號并模擬。第二，變送器，將傳感器測量到的模擬信號進行轉變，變化為4到20mA的電流信號，并且輸送到可編程控制器進行顯示。第三，顯示器，它的作用是顯示出測量直觀結果。自動化儀器儀表由于具有操作簡單、測量準確、清晰顯示等優勢，所以得到了工業、農業以及各方面的廣泛使用。并且自動化控制系統中的重要組成部分為其內部與微機的接口，該接口充當了自動控制功能眼睛的作用。

將自動化儀器儀表進行分類，可以有2種分類方法：1）按照用途不同進行分類。儀器儀表由于其用途不同有不同的分類，例如有運用在運輸上的汽車、拖拉機儀表等，運用于航空航海方面的?？?、航海儀表，運用于地質勘探的地震測試儀器等，除此之外，運用于各行各業的儀器儀表大有存在，醫療、教學、環保等方面的儀器等；2）按照功能劃分。按照功能可以分為檢測、記錄、計算等儀器。檢測方面又根據物理量的不同可以分為壓力、溫度、流量等方面的測量儀表。

現在計算機技術的發展以及紅外線技術、微電子技術以及芯片技術的不斷發展，促進了智能化技術在工業當中的技術變革。使得現在儀器儀表設備能夠變得更加智能化自動化。智能化技術在工業生產中的應用，能夠使儀器儀表設備更加靈敏。能夠得出準確的檢測、記錄和計算數據。在不同的工作環境當中能夠得出工業壓力、溫度、流量等測量數據。并且客觀的表現出工業生產當中的各種數據提高了工作效率。

3.自動化控制技術在儀器儀表中的應用

3.1儀器儀表的結構設計與性能實現

儀器儀表的自動化控制在儀器儀表性能、結構的改進中起到關鍵作用。從下面幾個方面進行分析：

第一，自動化控制技術應用于儀器儀表、測量等相關工作領域，開闊了應用前景，促進了技術的快速發展。智能化軟件與硬件設備設施的應用，可以使得儀器儀表能夠方便、實時地分析和處理當前的數據，以及對以往數據做出分析，更好的從不同高中低層次上抽象測量過程。提升測量效率與性能，拓展測量功能，例如進化計算、神經網絡、遺傳算法等智能技術的融合，可以使得儀器儀表提升效率、速度，增加功能與靈活性。

第二，傳統的儀器儀表系統隨著現代的計算機語言、微電子技術的進步、芯片控制技術等的進步以及這幾種技術的有效結合。把現代自動化技術在儀器儀表設備中的實現變成了現實。它的優勢為可以不建立相關數學模型，也不需要非常多的測試數據，就可以不斷地進行技術測試，總結技術之間的結合成果。制定更加有效地自動控制的控制系統。

3.2儀器儀表設計過程

現在智能化在儀器儀表結構設計過程當中的應用。生產方主要運用，計算機編程語言來對儀表儀器進行智能化的提升。以便提高現代儀器儀表設備的運作效率。在虛擬儀器性能與結構方面采取了多項措施進行改進。

第一，體現驅動設備的直觀性、方便使用以及提升運行效率等作用，并且需要保持原先的vxI總線（即插即用的高層編程接口），以此實現相同功能函數的調用功能。

第二，現在的計算機語言以現代儀器儀表設備人機互交互設備等編程結構設計。在智能化方面，已經達到了相當高的水平。不同層次的試用人員都可以對他設備進行方便的維護。

第三，在智能化設備設置方面，用戶可以根據需求對設備進行管理。以便智能化設備能夠達到功能的切換和正常運行模式。保障了軟件運行的效率。另一方面，智能化手段的運用，可以使得測試、安全運行多線程實現；另外，驅動器的仿真功能可以使得單獨開發測試程序成為可能，你不需要與實際儀器相連接。第四，驅動器在運行過程中，只是受到測試功能的影響，而與儀器總線接口方式沒有直接聯系?？偟膩碚f，將智能化手段運用到虛擬儀器中，可以算是以往VxI驅動器的革新，提升運行效率，使得編程風格、結構達到一致，方便運行和維護。

3.3儀器儀表在網絡化中的應用

智能化儀器儀表技術在現代化網絡技術中的應用，將現代化的計算機儀器儀表和現代化的網絡技術結合到一起，可以將智能化的軟硬件使技術能夠實現。能夠使儀器儀表自動化智能化利用網絡和計算機的資源共享。這樣計算機網絡和儀器儀表的優勢結合就能夠創造出更加有效的智能化的儀器儀表設備和現代化的網絡數據，就能夠進行有效的數據采集，實現網絡的遠程操作控制，能夠使計算機儀器儀表能夠達到更優化的功能實現。

把現在儀器儀表網絡與網絡化相結合，就能夠使主管部門將采集到數據進行實時監控，從而有效地提高技術人員、管理人員和主管部門之間的過程監控。

除此之外，智能重構這方面的信息處理技術也提供了豐富的使用空間。

4.結論

現代計算機技術在儀器儀表自動化控制技術過程當中的應用以及不斷的發展，智能化控制技術不斷的應用到生活、生產和研究當中。智能智能化控制技術隨著社會的進步，不斷地應用到工業生產中。國家的技術研究在不斷的發展，智能化控制系統不斷地在引領著社會的發展和科學技術的進步。必將帶來工業智能化的技術革命。