智能仪表在工业自动化控制中的运用

严明伟 王广会 赵为明

摘要：当今社会，随着社会节奏的加快，各行各业对生产、服务的要求越来越倾向于智能化、自动化，而在科学技术不断发展的结果下，智能仪器应运而生。仪表智能化水平的提高将对我国的工业发展带来极大的帮助，对提高我国工业生产的自动化水平具有重要意义。智能仪表的出现和使用已经让我们看到了它对中国工业发展的贡献和未来巨大的潜力，因此我们应该充分重视智能仪表的科学技术研究。

关键词：智能仪表;工业自动化控制;使用分析

1智能仪表数据来源

在Web页面中自动生成仪器需要三种数据：智能仪器信息、数据检索信息和表格显示的数据信息。本文研究的智能仪表数据均来自工业自动化监控系统，并在此基础上进行开发。工业自动化中的下位机单元通过数据端口传输到Web服务器，以生成其表中的数据。每个单元中有不同的数据类型，这些数据应首先存储在相应的数据库中。这些数据随后通过工业自动化系统收集，然后上传到服务器，并存储在表中。智能仪表中的数据需要根据工业自动化系统检索到的数据信息，通过图形软件进行处理。网页中的所有数据都需要通过图形软件进行处理，然后上传到服务器，并可以确定表格的显示和格式，处理完成后将以表格的最终形式显示在网页中。但显示的数据最终会传输并存储在数据库中，以供日后比较，并帮助定位故障。

2智能儀表的特点与功能

2.1数据存储功能

智能仪表中的微处理器只有在仪表通电时才能恢复到断电数据状态。对于传统的仪器，逻辑电路和定时电路相结合可以有效地采集数据。然而，仪器断电后，需要从初始状态开始计算应用仪器，这需要耗费大量的人力物力。智能仪表具有记忆功能，可存储多个数据参数。

2.2计算功能

在传统的仪器使用中，操作员可以获得基本参数，然后通过模拟算法电路进行计算。这样，只能分析简单的数据。如果需要处理大量复杂的数据，操作将耗费更多的时间，计算精度也会相应降低。智能仪表的应用要求采用数字电路控制方法来实现精确的数学运算。

2.3可编程特性

采用编辑模式，可以实现程序功能，植入系统可以替代硬件结构，充分实现仪器功能。从逻辑电路上讲，计算机软件程序的更换属于硬件软件处理。特别是接口芯片的复杂控制。选择程序后，操作更简单。如果应用硬件编写，需要依赖定时电路和控制电路，增加系统的复杂度。

2.4纠错功能

微处理器应用软件可实现独立计算和分析，处理检测过程中的抗干扰和线性化问题，有效减轻硬件负担。计算机系统存储容量大，因此采用远程控制，合理引入计算机系统，可以获得仪器检测结果，并做出相关处理响应。微处理器可以减小误差并自动补偿误差。智能仪表采用温度补偿、传感器动态补偿和盲补偿。

2.5网络功能

智能检测仪器具有网络化的特点，利用网络系统联系多任务传感器、计算机系统，实现统一管理，高度完成任务要求。在多操作、多网络的条件下，可以对数据信息进行统一的监控、共享和处理，确保工程技术人员和质量安全人员能够对数据信息进行分析。在智能仪表中，将仪表与单片机集成在一起，可以改变检测方法，创建新的测量仪表，无需依赖模拟仪表，按照预设计算。

3智能仪表的关键技术

Web页面生成和数据库处理是智能仪器技术的主要组成部分，本文采用的数据库处理方法是ADO技术，利用这种方法可以实现数据访问，并利用ASP技术支持页面生成。

3.1ADO数据库访问方法

后台数据库支持所有网站的操作。智能仪器技术还不可避免地需要访问和分析工业自动化系统收集的数据和数据库，并将其作为自动生成表的基础。因此，本文所研究的智能仪器技术的数据库访问和分析需要通过ADO技术来实现。

3.2 ASP技术在服务器中的应用

智能仪器技术的实现主要是用HTML语言描述静态页面，而数据库中数据信息的描述则是通过ASP技术完成的。ASP中的内置对象只有在用户在页面中键入信息时才能开始运行;当访问数据库或测量其中的数据时，可以通过VBScript语言完成。最后，通过组合VBScript和HTML并将它们相互嵌套，智能电表显示有组织的完整数据信息。

4智能仪表的过程控制优化

在实际生产操作中，由于极限条件的变化，最优设定点将处于动态变化状态。智能仪表根据控制量的变化修改控制过程参数。在过程控制中，涉及到预处理电路，可对输入信号进行整形、运算、补偿处理，采用模数转换器，可将模拟信号转换成微处理器识别信号，利用串口数据传输到寄存器，存储相关数据信息。使用CPU，处理参数，将其存储在内存中，优化配置寄存器，显示获胜数据。随着微电子技术和优化技术的飞速发展，实时优化技术可以有效地应用于微机控制过程，优化整个生产过程。实时优化的概念很复杂，但可分为动态优化控制和稳态设定点优化。

4.1动态优化控制

这种优化控制措施主要是因为调节变量接近设定的目标值，且目标值随时间的变化而不断变化，而不是固定值。系统优化反馈控制和模型预测控制方法要求较高，控制参数和控制算法的转换可以保证系统满足预期要求。

4.2稳态设定值优化控制

这种优化控制措施主要是通过算子建立代数方程。系统深入分析约束条件，根据设定目标的要求计算最优控制参数和算法，以寻求稳态设定值。

5智能自动化仪表的应用

（1） 智能自动化仪表在信息获取中的应用。工业自动化仪表的发展主要是基于信息技术。通过网络数据采集、数据处理和存储、信号处理和存储，以及校正和零补偿，实现工业生产自动化模式。中国的工业化进程比其他国家慢。智能自动化仪表可以获得更全面、更方便的信息，提高工业生产的利用率，减少劳动力。

（2） 微处理器芯片具有强大的处理能力，实时操作系统已经转变为自动仪表驱动程序。此外，可以实时监控生产过程，并发送信号帮助工人解决问题。能够及时处理和分析错误，避免工业生产过程中的许多问题。系统建模应采用智能自动测量装置，通过通信接口采集数据，将采集的数据转换为数字量，并对数据进行直观分析。

（3） 智能技术可以充分发挥其优势。在智能技术飞速发展的时代，人们对智能的需求越来越高，国家也在大力推动智能产业的发展。国家大力发展智能产业，人们对智能的需求越来越大。由于现阶段的技术研究还不是很成熟，生产工艺的操作只能由人工进行，智能化更适用于动态加工过程。如果智能技术能够充分发挥自身优势，结合工业生产规律，智能制造将达到另一个高度。

5智能自动化仪表的发展趋势

（1） 自动化程度高。目前，大多数自动化设备采用集成电路、微处理器以及与计算机技术相结合的接口通信技术。结合计算机技术进行操作，对输入信号进行非线性处理，不仅可以跟踪误差，还可以在线控制生产。潜在问题可提前反馈并及时解决。

（2） 简单的控制。随着自动化工业的发展，简单控制系统的优势日益突出。它是一种能与现场网络连接，实现数据高度集中、开放、安全、双向系统的智能仪表。

（3） 网络控制。该系统由自动化仪表和无线网络组成化学控制系统。同时，由自动化仪表和无线网络组成的系统可以在化工行业形成一个控制系统。

6结论

自动化仪表已渗透到工业生产的各个环节，智能仪表控制生产、逻辑操作、实时测控和在线测控，使智能信息交换更加快捷。目前，我国的智能仪表仍处于发展阶段，当务之急是跟上时代的步伐，研究适合国情的自动化仪表。同时，我们要敢于面对智能自动化仪表的挑战，积极应对。

参考文献

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[2]蔡海亮.智能仪表中一类控制问题的研究[D].南昌大学，2018.

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