自動化控制技術(shù)在儀器儀表中的應(yīng)用

竇萬文

[摘 ? ?要]在現(xiàn)階段，工業(yè)自動化水平明顯提高，一些更為先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是自動化設(shè)備得到運用后，為工業(yè)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)，并使得生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大。儀器儀表中應(yīng)該對自動化技術(shù)加以應(yīng)用，如此方可使得工業(yè)生產(chǎn)的整體效率切實提高，這也是確?，F(xiàn)代化建設(shè)能夠有序展開的基礎(chǔ)所在。主要針對自動化儀器儀表展開深入探析，重點針對自動化控制技術(shù)的應(yīng)用予以詳細(xì)闡述，尋找到切實可行的應(yīng)用之策，以期使得儀器儀表的自動化水平大幅提升。

[關(guān)鍵詞]自動化控制技術(shù);儀器儀表;應(yīng)用

[中圖分類號]TH70 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）01–00–03

[Abstract]At this stage， the level of industrial automation has been significantly improved. Some more advanced technologies have been applied to industrial production， especially after the application of automation equipment， which has laid a solid foundation for industrial development and gradually expanded the production scale. Automation technology should be applied in instruments and meters， so as to effectively improve the overall efficiency of industrial production， which is also the basis to ensure the orderly development of modernization. This paper mainly focuses on the in-depth analysis of automatic instruments， focuses on the application of automatic control technology， and looks for practical application strategies， in order to greatly improve the automation level of instruments.

[Keywords]automatic control technology; Instruments and Apparatuses; application

科技水平大幅提高后，在各行各業(yè)中得到應(yīng)用，并對行業(yè)發(fā)展起到促進(jìn)作用。從儀器儀表行業(yè)來說，對先進(jìn)技術(shù)的運用是極為重視的，這就使其自動化水平提高很多。對自動化儀表加以運用可以使得系統(tǒng)運轉(zhuǎn)一直處于監(jiān)控中，一旦發(fā)生故障的話，可以在第一時間尋找到原因，進(jìn)而通過相關(guān)參數(shù)就能夠完成好技術(shù)維護(hù)工作。當(dāng)然，想要保證這個目標(biāo)順利達(dá)成，必須要對自動化儀器儀表有切實的了解，并針對自動化控制技術(shù)展開深入探析，如此方可保證其具有的作用真正發(fā)揮出來。

1 自動化儀器儀表概述

對自動化儀器進(jìn)行分析可知，其是由三個模塊共同構(gòu)成：傳感器、變送器、顯示器。具體來說，通過傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對信號進(jìn)行采集、控制，這就使得后續(xù)環(huán)節(jié)獲得堅實的基礎(chǔ)。通過變送器則可以針對信號展開全面的分析，并予以有效處置，模擬信號可以順利轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。而利用顯示器則能夠?qū)⒔Y(jié)果予以呈現(xiàn)，通常是利用測量儀表、流量儀表來展現(xiàn)結(jié)果。自動化儀表呈現(xiàn)出系統(tǒng)性，其是由不同的自動化元件共同組成，其在自動化功能方面具有的優(yōu)勢是明顯的。市場中現(xiàn)有的自動化儀表較多，而且類型存在差異，可用來對流量、壓力、溫度等進(jìn)行測量，因為其自動化水平較高，所以應(yīng)用范圍較廣[1]。儀器儀表在很多行業(yè)領(lǐng)域中得到應(yīng)用，尤其是在基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。比方說，對環(huán)保儀器儀表加以運用可以使得環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控更具實效性，污染源能夠得到嚴(yán)格控制，這樣就可保證環(huán)境的受破壞程度控制在最小范圍內(nèi)，而這也與我國提出的節(jié)能減排理念相符。我國正在大力推進(jìn)智能化電力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作，若想保證電力監(jiān)控目的能夠切實達(dá)成，必須要將智能儀器儀表的作用發(fā)揮出來，而這也可保證電力行業(yè)的信息化程度大幅提升，對用戶信息進(jìn)行采集也會更加便捷。隨著國內(nèi)工業(yè)水平的大幅提升，自動化控制必須要做到位，這就要求工業(yè)自動化儀表能夠滿足實際需要，如此方可使得社會能夠保持穩(wěn)定發(fā)展。

2 自動化儀表的發(fā)展現(xiàn)狀與特點

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國對自動化控制技術(shù)的重視程度較高，然而和先進(jìn)國家進(jìn)行比較可知，落后的距離是較大的。從制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，原先提出的是中國制造，而現(xiàn)在則要將中國智造作為前行目標(biāo)。自動化控制技術(shù)出現(xiàn)在國內(nèi)的時間并不長，然而技術(shù)人員展開了深入的研究，取得的效果較為理想[2]。自動化儀表的相關(guān)研究正在展開，新材料、新技術(shù)層出不窮，高科技元件也開始得到應(yīng)用。比方說，我國研制出了石墨烯、碳納米管等材料，并提出了濕敏、氣敏之類的理論。為了能夠緊跟社會前行的腳步，儀器儀表也要加快發(fā)展速度，將小型化以及智能化作為發(fā)展的主要方向，如此方可使得各行各業(yè)的實際需求得到滿足，相關(guān)企業(yè)的發(fā)展也可更為穩(wěn)健。

2.2 自動化儀表的特點

與傳統(tǒng)工業(yè)儀表進(jìn)行比較可知，自動化儀表的體積較小，而且制作技術(shù)更為先進(jìn)，通過其能夠順利完成數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而保證準(zhǔn)確度有明顯提高。自動化儀表中均安裝了內(nèi)存裝置，通過其可以使得數(shù)據(jù)存儲目的順利達(dá)成，如果內(nèi)存卡容量過小的話，只要對其進(jìn)行更換就能夠滿足實際需要。傳統(tǒng)工藝儀表雖然也能夠存儲數(shù)據(jù)，然而只能夠在規(guī)定時間內(nèi)才能予以顯示，更新之后則會導(dǎo)致前期數(shù)據(jù)丟失[3]。在對自動化儀表加以應(yīng)用后，可以保證數(shù)據(jù)處理呈現(xiàn)出自動化特征，對數(shù)據(jù)處理器予以運用就可保證處理效果更為理想，并確保數(shù)據(jù)計算能夠更加精準(zhǔn)。傳統(tǒng)工業(yè)儀表需要通過人工方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，需要投入大量的時間，而且計算結(jié)果也難以保證。

3 儀器儀表自動化控制的優(yōu)勢

在現(xiàn)階段，我國的工業(yè)生產(chǎn)水平明顯提升，儀器儀表具有的自動化水平也提高很多，通過其能夠使得數(shù)據(jù)處理順利完成，而且監(jiān)測精度也可得到切實保證。對儀器儀表自動化控制加以分析可知，其具有的優(yōu)勢集中在下面幾點：①存儲功能明顯增強。在當(dāng)下的工業(yè)市場中，自動化儀器儀表的類型較多，大部分均具有數(shù)據(jù)存儲功能，而且數(shù)據(jù)的完整性也可得到保證。自動化儀器儀表可以對存儲功能進(jìn)行優(yōu)化，并能夠一直處于良好的工作狀態(tài)，這樣就可保證后續(xù)工作能夠順利展開。②計算、處理等方面的能力會得到增強。從自動化儀器儀表應(yīng)用的實際情況來看，對計算機技術(shù)加以運用可以使得數(shù)據(jù)處理有序展開，而且能夠保證計算效率大幅提高，而且精確度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

③程序設(shè)計能夠得到有效拓展[4]。對自動化儀器儀表予以分析可知，在整個操作系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的是軟件處理計算，這個環(huán)節(jié)通常選擇的是邏輯設(shè)計方式，如此可以保證軟件編程操作更加的便捷，可使得產(chǎn)業(yè)漏洞切實消除。在認(rèn)知、操作等方面的水平得到大幅提升后，自動化儀器儀表的發(fā)展速度也明顯加快，而且可以將生產(chǎn)成本控制在合理范圍內(nèi)，而這就使得儀器儀表能夠在更大范圍內(nèi)得到運用。

4 儀器儀表中的自動化控制技術(shù)

展開工業(yè)生產(chǎn)時必須要將儀器儀表的作用發(fā)揮出來，這樣可以使得精確度大幅提升，而且能夠在短時間內(nèi)完成工作，機械設(shè)備可以保持高效的運行狀態(tài)。對于儀器儀表來說，對自動化控制技術(shù)加以運用能夠使其擁有更高的精確度，而且分辨率也會得到提高。在現(xiàn)階段，常用的自動化控制技術(shù)包括下面幾種：

①傳感技術(shù)，通過其可以使得監(jiān)測水平有明顯的提高，儀器儀表想要保證控制目的順利達(dá)成，必須要將數(shù)據(jù)信息的作用展現(xiàn)出來，通過傳感技術(shù)則能夠保證信息數(shù)據(jù)傳輸保持暢通，這樣就可使得檢測順利完成。

②系統(tǒng)集成技術(shù)，此項技術(shù)會對儀器儀表具有的自動化水平、控制性能等產(chǎn)生直接影響，通過這一技術(shù)可以保證相關(guān)的子系統(tǒng)順利連接起來，而且能夠從生產(chǎn)實際出發(fā)來分析物理層關(guān)系，這樣就可構(gòu)建起通信模塊，并對其予以有效實施。③智能控制技術(shù)，利用這個技術(shù)可以使得測控系統(tǒng)得到行之有效的控制，工具、設(shè)備的監(jiān)控均能夠做到位，如此就可使得機械設(shè)備一直處于監(jiān)控中，設(shè)備運行可以保持穩(wěn)定的運行狀態(tài)[5]。④人機界面技術(shù)，從儀器儀表的實際操作來看，人機互動界面會對操作產(chǎn)生較大的影響，對人機界面技術(shù)加以應(yīng)用可以使得操作更加簡便，而且設(shè)備維護(hù)也能夠更具實效性。

5 自動化控制技術(shù)在儀器儀表中的應(yīng)用

儀器儀表的相關(guān)研究已經(jīng)進(jìn)行了很長一段時間，并在很多行業(yè)領(lǐng)域中得到應(yīng)用，然而從發(fā)展現(xiàn)狀來看，顯得不夠均衡。我國雖然重視儀器儀表的研究工作，然而起步較晚，因而和域外發(fā)達(dá)國家有著較大的距離。在進(jìn)入到新世紀(jì)后，相關(guān)的研究工作更為深入，現(xiàn)場總線技術(shù)呈現(xiàn)出較快的發(fā)展趨勢，然而從應(yīng)用的現(xiàn)狀來看，理論、實踐均不是十分成熟，因而在當(dāng)下必須要加強研究工作。隨著大家的認(rèn)知能力、探究能力得到逐步提高后，傳統(tǒng)的理論體系、實踐技術(shù)存在的弊端顯現(xiàn)出來，所以必須要針對先進(jìn)理論展開深入研究。

5.1 儀器儀表性能構(gòu)造改進(jìn)

在對自動化控制技術(shù)加以實際應(yīng)用時，必須要保證儀器儀表具有良好的功能?，F(xiàn)階段，軟件、硬件設(shè)備的智能化水平大幅提高，這樣可以使得測量的速率、功能有明顯的提升，實際性能也會得到增強。在儀器儀表中對自動化控制技術(shù)予以應(yīng)用的過程中，嵌入智能化算法、智能化算法較為常見，比方說，對遺傳算法予以運用能夠使得生產(chǎn)速率有明顯提升，而且性能優(yōu)勢也能夠真正展現(xiàn)出來[6]。另外來說，對模糊控制算法加以運用可以對處于獨立狀態(tài)的兩個系統(tǒng)展開控制，并可保證兩者能夠真正結(jié)合起來。比方說，青海鹽湖工業(yè)股份有限公司對全新的DCS系統(tǒng)加以應(yīng)用可以使得控制單位真正集合起來，如此一來，儀器儀表的使用就會更加安全，并保證資源能夠滿足實際需要。為了使得實際應(yīng)用效果更為理想，企業(yè)還要針對控制模式進(jìn)行更新，也就是將DCS系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，將更為先進(jìn)的儀表、技術(shù)予以應(yīng)用，如此可以使得自動化控制模式能夠真正得到更新，進(jìn)而給企業(yè)發(fā)展注入強勁的發(fā)展動力。將自動化控制技術(shù)加以合理應(yīng)用可以完成離線功能的計算，這樣就可獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而對設(shè)備展開控制，在現(xiàn)場完成設(shè)備調(diào)試工作，并處理好各項數(shù)據(jù)，這樣一來，企業(yè)發(fā)展就會更為穩(wěn)健。

5.2 虛擬儀器構(gòu)造設(shè)計問題

在經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展速度持續(xù)加快之際，國內(nèi)的一些企業(yè)所要面對的競爭壓力明顯加大，這就要求生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品性能必須要提高智能化水平。對于生產(chǎn)廠家來說，要對儀器儀表的開發(fā)加以重視，對自動化控制技術(shù)加以充分利用，這樣可以保證虛擬儀器的設(shè)計順利完成。此種儀器通過源代碼來實現(xiàn)運行目的，用戶獲得源代碼之后就能夠保證儀器驅(qū)動目的切實達(dá)成。在自動化儀表當(dāng)中可對虛擬儀器加以靈活運用，如此就可保證工作效率明顯提高[7]。部分廠家已經(jīng)針對驅(qū)動軟件提出了新的管理標(biāo)準(zhǔn)，制定的基礎(chǔ)則是VXI總線驅(qū)動器管理標(biāo)準(zhǔn)，只是將相關(guān)的優(yōu)化措施、升級措施加入其中，但這樣可以保證用戶操作更加簡單。對規(guī)范進(jìn)行優(yōu)化、升級之后可以使得用戶開發(fā)力度進(jìn)一步加強，運行效率也會有明顯提升。若想保證程序軟件能夠得到充分的利用，必須要通過有效途徑來提高驅(qū)動設(shè)備性能，為了使得儀器儀表能夠得到更為靈活的運用，則要將運行系統(tǒng)予以適當(dāng)優(yōu)化，確保運行效率有明顯的提升，這樣方可保證驅(qū)動設(shè)備能夠一直保持良好的運行狀態(tài)。隨著自動化儀器儀表技術(shù)的發(fā)展速度持續(xù)加快之際，人機交互目標(biāo)能夠切實達(dá)成，而且虛擬體驗也可真正得到優(yōu)化，通過自動化儀表就可使得智能代碼自動生成，利用代碼就可保證信號傳遞、分析順利達(dá)成。采用此種操作方式可以使得自動化儀表更具實用性，運行體系代碼可以真正統(tǒng)一起來，如此就可保證工作效率大幅提高。在對設(shè)備進(jìn)行管理時，可對智能化儀器儀表加以應(yīng)用，這樣只需要利用終端設(shè)備就能夠?qū)ζ溥\行的實際情況進(jìn)行檢測，進(jìn)而保證監(jiān)管真正做到全方位。在系統(tǒng)運行的過程中，如果發(fā)生故障的話，電信號必然改變，這個時候就會出現(xiàn)錯誤代碼，警報也會在第一時間發(fā)出，這樣一來，用戶就可對故障范圍予以確定，進(jìn)而選擇可行的措施予以解決。

5.3 儀器儀表網(wǎng)絡(luò)化的運用

在儀器儀表當(dāng)中對自動化控制技術(shù)加以實際應(yīng)用時，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)也是不可忽視的，簡單來說就是要保證其網(wǎng)絡(luò)化水平大幅提升。電子信息技術(shù)呈現(xiàn)出較快的發(fā)展趨勢，而且網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平也明顯提高，在工業(yè)生產(chǎn)中加以應(yīng)用可以使得智能化、網(wǎng)絡(luò)化程度得到提高。在儀器儀表網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的狀態(tài)下，每個設(shè)備的優(yōu)勢技術(shù)也得到了最大程度的發(fā)揮，國家資源配置合理化，資源消耗問題得到了緩解，不僅符合國家制定的科學(xué)可持續(xù)化發(fā)展理念，也能夠降低企業(yè)發(fā)展成本，讓生產(chǎn)設(shè)備的表現(xiàn)性能得到優(yōu)化，從根本上提高設(shè)備的適應(yīng)性。未來，儀表儀器會在自動化控制和應(yīng)用中得到進(jìn)一步發(fā)展[8]。

6 結(jié)語

隨著人類文明的不斷進(jìn)步，儀器儀表經(jīng)過多年的發(fā)展研究，已經(jīng)廣泛普及應(yīng)用到社會生活生產(chǎn)各個方面，給人類提供便利操作條件，尤其是在自身功能趨于完善的形勢下，表現(xiàn)性能更加優(yōu)異，適應(yīng)性能更加強大，未來儀器儀表在自動化控制和應(yīng)用中會朝著智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展方向。

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