仪器仪表中的自动化控制及其应用

摘 要 随着社会，科技的不断进步与发展，智能化技术获得了很好的发展，并且获得可越来越广泛的应用。仪器仪表在很多行业的占据了基础技术工具的作用，仪器仪表的自动化控制化技术为人们的生产生活带来了极大的方便。本文主要对仪器仪表中的自动化控制及其应用进行研究。

【关键词】仪器仪表 自动化控制 应用

进入21世纪以来，计算机以及人工智能获得了很大的发展，并且仪器仪表在各个行业中获得了很大的发展。比如来讲，在国际市场上，仪器仪表的自动化在机械设备，电子设备，监控设备中发挥着非常重要的作用。自动化仪表在整个的系统中起着中枢系统的作用，能够实时的对整个系统的运行状态进行监督。当系统在运行的时候，当设发生故障的时候，仪器仪表能够及时的检测侧到并且及时的提醒相关的工作人员进行故障的分析以及故障的解决。除此之外，自动化仪表还能够及时的对调整设备的关键参数做出有效的参考值。所以，对于自动化仪表的控制以及应用具有十分重要的意义。

1 自动化仪器仪表的基本简介

对于自动化仪器仪表的介绍，主要包括以下几个部分：

1.1 自动化仪器仪表的基本概念

自动化仪器仪表，是具有多能能的原组器件，结合的很多的科学知识与技术，在物理，化学等等方面发挥着非常重要的作用。在使用过程中，充当着设备以及工具的角色，能够有效，快速的测出我们需要的数据。从广义上来讲，仪器仪表具有报警，自动控制以及传递信号等等的功能。其在使用过程中所起的作用就是将信息进行形式上的转换，对输入对信息按照一定的规则进行转换，变成我们所需要的信号的形式。

自动化仪器仪表不是一个器件，而是很多自动化原件的组合，其实现的主要功能就是实现自动化。就目前的发展情况来看，自动化仪器仪表主要涉及的领域包括流量控制，压力控制以及温度控制等等的内容，其功能具有很强的自动化控制性，在很多行业中得到了广泛的应用，比如说是国家电网，煤矿开采，智能家居控制得等等。对于一般的自动化仪表来讲，按照功能主要包括以下几个模块：传感器模块，变送器模块，以及显示器模块。这些模块有各自功能，将信号的采集，收集，分析以及表达有机的结合在一起，最终可以将测量的结果很直观的表现在仪表中。

1.2 自动化仪器仪表的应用范围

自动化仪器仪表的应用范围是十分广泛的，包括基础的血库以及应用科学的各个领域，比如其可以应用于环保仪器仪表，这种仪器仪表能够实时的检测出环境的污染源，以及分析环境的质量，这种仪器仪表的使用有利于治理我国的水污染，大气污染等等，符合人民的利益；对于电工仪器仪表来讲，其对我国智能电网的建设以及推进我国电力用户信息采集系统具有非常重要的意义；工业自动化仪器仪表在我国工业行业中占据了举足轻重的作用，具有重要的应用价值。由此可以看出，仪器仪表对于社会的进步与发展起着推动的作用。

2 我国仪器仪表自动化控制发展现状

我国是发展中国家，相比于其它的发达国家来讲，仪器仪表的起步晚，发展时间短，起点较低，但是就目前的发挥情况来讲，我国的仪器仪表在各个方面的发展速度，发展质量还是很好的，比如说在产品构造以及元器件的制造方面都取得了很好的成就，这些成就的发展，都归功于我国经济的迅速发展。在我国的“十二五”期间，国家在资源的压力之下开始重视新兴行业的发展，鼓励支持引导自主研发，不断提高自主研发水平，不断增加应用市场的需求，比如说是为了更好的实现绿色发展，实现节能环保的目的，这样的政策需求直接促进了核电，风能，水能，太阳能等等这些方面的发展；除此之外，由于交通运输行业的发展以及电子商务的发展，这样的背景之下，使得物联网，智能电网，建设轨道交通业获得了迅猛的发展。这些行业的发展，在某种意义以及某些程度上来讲，这些行业的发展促进了自动化仪器仪表的应用于与发展。在国际社会上，现代化智能技术对于提高仪器仪表行业的整体水平来讲具有非常重要的意义。

3 仪器仪表自动化控制及其应用

随着科学技术的不断发展，人们对于世界的认知能力，认知水平，在不断的提高，很多东西已经不能够满足人们的需求以及求知欲。为了能够更好的满足人们的需求，人们研究出比现存的更为先进的理论，更为实用的新材料，更为精准的原器件，并将这些原理，材料，器件应用到仪器仪表的研究与开发过程中。在未来的发展过程中，仪器仪表朝着微型化，智能化，网络化的方向发展。对于仪器仪表自动化控制及其应用来讲，主要包括以下几个部分：

3.1 改进仪器仪表性能与构造

自动化控制技术在很多方面都得到了广泛的应用，其在仪器仪表中也占据了非常重要的作用，在很大程度上促进了仪器仪表的快速发展。其主要的作用包括包括以下几个部分：

（1）自动化技术通过与仪器仪表，智能硬件以及智能软件的有机结合，不断的增加仪器仪表的测量功能，提高其的测量速度以及测量的准确性等等；

（2）其可以通过仪器仪表的智能算法中嵌入一系列先进的算法，譬如说是蚁群算法遗传算法，神经网络算法，二次型最优算法等等，这样就能够使仪器仪表的工作效率，速度，性能得到很好的提高，满足人们对其的需求性；

（3）除此之外还可以通过模糊控制算法实施设计方式，也就是运用微型处理器，微型控制器（比如說单片机）来实现将各个独立的仪器仪表体系有机的结合在一起。

通过这些一系列的改造可以将经验很好的结合在一起，在进行现场芯片调节的时候，不再是采取传统的方式来进行调节（通过有关的参数数据或者是数学模型，在结合芯片的现场调试，计算，分析等等来进行高兴），改造后的调节方式更加简单，调节效率更高。

3.2 设计虚拟仪器结构

在进行仪器仪表的改造过程中，很多的制造商在进行改造的过程中往往都会使用虚拟器，也就是以源代码的方式供应给用户，同时在结合虚拟仪器驱动器，就能够做到即插即用，有效完成。除此之外，很多厂家对于VXI总线驱动规范也推出了一系列的相关的管理标准，不断的提高构造方面的性能，这样就能够保证操作能力的提升，运行效率的提高。为了能够更好的提高软件的实用性，有效性以及高速新，需要从以下几个方面来进行设置：首先需要做的就是对各个方面进行有关的转变，也就是要不断的加强驱动器的简便性，直观性以及运行效率着几个方面；其二就是要在有关仪器仪表自动控制的开发平台上，不断加强对人机交互界面的优化，这样就能够更简单的简化代码的编写，降低有关的工作量；最后一点就是要实现智能化的管理，这种管理方式更加的简单，方便，有关的用户只需要对底层进行有关的设置，利用一些先进的控制方法，就能够自动的实时的对系统进行检测与维护，保证系统以及有关仪器的正常运行。

3.3 仪器仪表网络化中的应用

在实际的应用过程中，我们往往会把计算机以及仪器仪表组建成网络，也就是凭借智能化的软硬件功能，比如说是模式识别，神经网络的自适应，自学习，自组织以及联想记忆的作用等等，能够更更好的施展网络上不一样种类的计算机以及仪器仪表的潜力以及相关的资源优势。这样的组合，能够更好的将计算机的优势与仪器仪表的优势组合起来。比如来讲，现在在很多领域中都会让仪器仪表与Web实施相连，使仪器仪表（譬如说是万用表，示波器等等）连接到网络中，并且能够很好的将模式识别相关的软件的作用结合在一起，从而实现将不同种类的仪器仪表区分开来的作用，并且能够快速，准确的将临界值测定出来，从而达到按照有关的特点做出对应的相应的目的。除此之外，很多企业在进行数据采集的时候，已经都转变了传统的数据采集模式，也就是单独实行数据采集，转而使用分布数据采集体系，这样就能够更好的实现远程操作，更好的实现数据的实时监控，采集，存储以及运用。网络化测量具有智能化的优势，这样的优势能够更好的完成监控，采集等等的任务。仪器仪表的网络化不仅仅能够实现用户的實时控制，还能够满足相关工作人员同时对一个生产过程进行检测，数据采集等等目的，以达到能够及时发现运行过程不合理，数据不正确的地方，及时的进行修正。

4 小结

随着经济科技的迅猛发展，人们对于仪器仪表的功能需求也在不断增加。仪器仪表中的自动化控制技术的研发过程还在不断的进行，以此来达到提升仪器仪表性能，不断强化其功能，提高其适应性，增加其应用范围的目的。仪器仪表的发展，能够更好促进其在各个领域中的应用，促进社会的发展。本文主要对仪器仪表中自动化控制技术及其应用进行简要的研究，希望读者对其有一定的了解。

参考文献

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[4]杜柚壁、张黎晨.基于数字化发射机自动化控制系统应用与研究[J].自动化与仪器仪表，2011（05）.

作者简介

刘佳（1984-），女，山东省烟台市人。硕士研究生。毕业于煤炭科学研究总院，主要从事工业安全监控及仪器仪表的研发。

作者单位

中煤科工集团重庆研究院有限公司 重庆市 400037