儀器儀表中的自動化控制及其應用研究

王世民

（新疆計量測試研究院 新疆 烏魯木齊 830000）

1 引言

性能出眾的儀表對于實現工業生產現代化來說具有十分重要的作用，高性能的儀表應用到工業生產當中可以同時實現工業生產技術與數據處理精確度的提升。自動化儀表可以實現數據監測的智能化，對工業生產工藝與控制工作實現優化。在推進工業現代化的建設過程中，儀器儀表實現自動化控制是一項重要的工作，為我國早日實現工業現代化建設提供保證。

2 自動化儀表

自動化儀表具備永久存儲功能，儀表檢測的數據都會自動儲存到儀表內部。因此，自動化儀表相比傳統的儀表不僅做工更加先進，而且對于數據分析處理的技術也得到提升。一些傳統的儀表也具備數據存儲功能，但是這種存儲僅僅是臨時的，超過一定時間后這些數據就會被清除[1]。自動化儀表內部加設了計算機內部數據處理器，因此可以對數據進行自動處理，同時在分析數據時更是運用了大數據技術，因此相比傳統的儀表，自動化儀表處理與計算數據更加精確，而傳統的儀表并不具備分析數據的功能，仍然需要人工計算分析數據，因此存在浪費時間、誤差大等弊端。

3 儀器儀表的控制與應用

我國為建設現代化國家而長期以來不懈奮斗，多年的努力實現了我國綜合國力的快速提升，社會生產的自動化程度也隨著得到提升。我國生產行業長期致力于儀器儀表的研究，經過努力，我國在儀器儀表的應用與控制方面取得了飛躍性的突破[2]。儀器儀表在我國社會多個領域的生產中實現普及應用，為提高行業內生產效率做出卓越貢獻，不過即便如此儀器儀表在一些生產領域當中的應用還是會存在一些問題，不過從總體上講，我國的儀器儀表研究已經躋身于全球前列，隨著科學技術的不斷發展，儀器儀表的發展狀況取得了越來越好的效果，不過在儀器儀表的實際應用當中還沒有實現成熟的應用，自動化控制更是基本上處于初始階段。

4 儀器儀表中自動化控制實際應用

4.1 儀器儀表結構與性能的改良

要實現自動化控制技術在儀器儀表當中的廣泛應用，最重要的是要首先提升儀器儀表自身的結構與性能，一方面為自動化控制技術在儀器儀表當中的應用提供條件，另一方面推動我國儀器儀表未來的發展[3]。因此儀器儀表要實現自動化控制，首先需要對儀器儀表的結構與性能進行改良升級，所以需要將智能硬件、軟件與儀器儀表實現充分結合，以此來從根本上提升儀器儀表的速度與性能，同時強化儀器儀表的功能。可以選擇在儀器儀表當中應用類似于遺傳算法的智能算法，幫助儀器儀表提升實際的工作效率與速度，同時對性能實現優化[4]。

對于相互之間呈現獨立的儀器儀表可以在微處理器與微控制器的作用下實現獨立儀器儀表之間的有效結合，在此基礎上通過模糊算法對獨立儀器儀表進行控制強化。運用智能算法對儀器儀表進行控制的優點在于沒有可以形成參考的數據進行比較，由此構建智能算法模型的聯系，同時結合以往的工作經驗，對系統規則進行總結概括，對芯片進行調試，對離線功能進行計算，結合預期數據對儀器儀表控制進行分析。

4.2虛擬儀器

伴隨經濟全球化的到來，在全球范圍內的所有國家之間都構成了一種貿易往來關系，這使得行業內市場競爭進一步加劇。對于我國工業生產企業來說，除了要面對激烈的國內市場競爭以外，還要面對海外市場帶來的競爭壓力，尤其是歐美日等工業強國對我國工業企業造成的巨大壓力。我國工業生產企業要在激烈的市場競爭中脫穎而出，占據更多的市場份額，需要提升企業的綜合實力。新時代背景下，智能化生產水平成為了各企業之間的決勝利器，所以只有提升生產的智能化水平才能確保生產企業市場競爭力的提升，將自動化控制技術應用到儀器儀表當中就是實現智能化生產的一種途徑，基于這些需求，虛擬儀器由此誕生。虛擬儀器以源代碼的形式運行，源代碼由儀器儀表制造商提供，源代碼與虛擬儀器之間呈現一對一的對應關系[5]。對于配套的源代碼與儀器儀表，源代碼可以在儀器儀表當中任意使用，使得工作效率得到本質性提升，有些儀器儀表制造商還會為用戶提供配套的驅動軟件管理標準。對于全新的驅動軟件管理標準，其制定基礎是VXI總線驅動器的規范管理標準，同時全新的驅動軟件管理標準為更加方便用戶操作還加入了新的優化措施與設備升級措施規范。全新驅動軟件的優化與升級規范還具備開發潛在用戶的功能，使設備運行效率得到提升。由此可見只有對驅動軟件實現系統的全面升級與優化才能使儀器儀表的靈活性得到整體性提升，進而推動儀器儀表性能提升，同時驅動設備在運行過程中會呈現出更加清晰的直觀性與簡便性。

要建立全新的自動化控制儀器儀表工具需要在LabWindows/CVI15.0環境下進行，進而實現虛擬與現實人機交互的體驗。應用了自動化控制技術的儀表的智能代碼是自動生成的，在這種自動生成的智能代碼作用下，可以有效實現信號的分析與傳遞。智能化的儀器儀表實現了自動化控制儀表的操作簡化，在運行體系當中將使用統一的代碼符號，進一步提升儀器儀表的工作效率。

5 人員素質的提升

盡管儀器儀表實現了自動化控制，但是在保養、檢修、操作的環節仍然離不開工作人員的參與，因此工作人員的工作水平就會對儀器儀表的效果造成不同程度的影響，甚至有些時候操作人員的工作情況會對設備的運行狀況造成決定性的影響。因此為了確保設備發揮出最大的效能，需要通過以下途徑最大程度上結合實際生產情況提升操作人員的綜合素質：

一、對操作人員的工作范圍、職責、內容進行清晰界定，同時操作人員對設備的工作狀況需要結合相關的檢測標準并定期進行檢驗，進行詳細記錄。若發現設備存在異常狀況，操作人員需要結合設備的型號、規格、數據記錄對設備進行維修；

二、邀請業內專家開展專業的知識講座[6]。通過知識講座，可以了解到更加先進的設備保養與維修技術，進一步提升設備生產效率。除此之外，還需要對出現故障的設備進行有效的維修與管理工作。對于自動化控制設備，出現故障的原因是多種多樣的，而無論是對于那一種原因引起的故障，維修人員都需要運用正確的知識與方式進行維修，實現設備的高效運行，最大程度上發揮出設備的效能，提升生產效率，節約生產資源，降低生產成本。

6 結論

無論是在日常的生產還是生活當中，儀器儀表都發揮著至關重要的作用。自動化控制技術在儀器儀表當中的應用日漸成熟，這在根本上實現了對儀器儀表應用性能的提升，進一步促進了儀器儀表的功能豐富與分化。隨著自動化控制儀表在實際生產中展現出的功能與作用越來越強大，這使得自動化控制儀表越來越廣泛的應用到更多的行業當中，同時自動化控制儀表的應用仍然在不斷實現普及當中。自動化儀表在不斷實現普及推廣的過程中，其自身功能也隨著不斷完善，性能更加出眾，適應性更加突出。在未來，智能化與網絡化實現完美結合，自動化控制儀表技術會得到進一步飛躍式發展，為實現我國工業現代化建設做出更多的貢獻。