自动化控制技术在仪器仪表中的应用

吴正伟

（酒泉钢铁有限责任公司， 甘肃 嘉峪关 735100）

0 引言

仪器仪表是各个行业必备的基础设备，其不仅能够对设备的运行数据进行检测，而且能将不同的物理量、物质成分以及物理参数等要素予以显示，进而有利于生产和设备管理的发展。不过在以往仪器仪表的使用需要有专人定期进行应用检测，这样不仅需要专业人员去熟悉仪器仪表设备，还需要了解不同参数的含义，将其手动进行记录[1]。自动化控制的应用是为了取代人工，能够通过自动化控制直接对设备的参数进行记录和反馈，既能够节省人力资源成本，也能够实现实时的监测作用，因而应当予以重视。

1 自动化控制技术在仪器仪表中的应用现状

1.1 综合型人才匮乏

仪器仪表是各种设备以及企业生产过程中用于检测物理量和各种成分、结构等诸多内容的监测工具，加强自动化控制技术在仪器仪表中的应用，并不仅仅是单一的网络技术和将一致的代码输入仪器仪表中便能够应用于各个行业，而是需要结合微电子技术、网络信息技术以及各行业的生产检测技术等诸多方面。因此自动化技术在仪器仪表中的应用较为复杂，发展中需要的人才也较为全面，这样才能够设计出适用于不同行业、不同设备的仪器仪表，达到更为良好的监测结果[2]。比如说，在对电力设备进行监测的时候，仪器仪表需要将电阻、电流和电压等诸多元素进行数据转换显示在仪器仪表中，而监测生产产品的防晒指数时，仪器仪表则需要能够检测到其中所含有的具体物质成分。不过在当下自动化控制技术应用的过程中，能够发现当今社会更为注重专业人才的培养，难以达到综合人才的培养标准，综合型人才极其匮乏，因此自动化控制技术在仪器仪表中的应用发展还需要进一步加强。

1.2 研究进度与市场需求无法匹配

仪器仪表中自动化控制技术的应用在不断完善，但是其突破还比较困难，培养一项新技术的科研人员已经具有较高的难度，要在此基础上继续创新发展，需要人才地不断创新与培养，而人才的创新思维以及其他人才的培养都不是一朝一夕能够形成的，因而当前自动化控制技术在仪器仪表中的应用有所减缓。但是当前互联网不断发展，人们对网络的需求逐渐增加，市场中对自动化控制技术的仪器仪表需求很大，在需求与应用的同时，市场也会对仪器仪表提出革新的要求，但是要想满足市场对自动化控制技术应用的仪器仪表的需求已经比较困难，毕竟有些技术并不能够大批量生产，而不同客户的要求又有所不同，这样便会导致当前的研究进度无法与市场需求相匹配，难以达到市场对自动化控制技术应用的要求，也难以完成革新的目标，从而影响仪器仪表的发展与技术进步[3]。

2 自动化仪器仪表的概述与分类

2.1 自动化仪器仪表概述

在网络信息技术的发展下，各行各业都融合了信息技术予以发展，仪器仪表的建设自然也不例外。自动化仪器仪表便是指在仪器仪表中加入了自动化控制技术，是网络和科技时代发展的重要产物，在各行各业的生产和发展中都有所应用。自动化仪器仪表能够实时进行相关设备的监管，自动完成数据的分析，为各行业的生产和发展提供了助力，也进一步保障了一些行业的安全性，具有重要的作用[4]。比如说，在教学过程中运用到的物理化学定量分析仪器仪表、在环境监测时用到的对各种环境因素进行实时监测的仪器仪表、在工业上对工业设备的运行进行实时检测的仪器仪表，这些都是自动化控制技术在仪器仪表中的有效融合。

目前，自动化仪器仪表通常具有检测、观察和计算等方面的功能，其系统结构主要分为传感器、变送器和显示器三大部分，传感器用于信号的检测和模拟传输，变送器会对传输的信号进行转变使其能够在显示器中显示出较为直观的数据结果，因而当下各行各业对自动化仪器仪表的使用都极为重视。

2.2 自动化仪器仪表分类

自动化仪器仪表主要是将自动化控制技术深入融合到仪器仪表中，虽然在当下还具有广泛的发展空间，但是在一些领域已经有了较为深入的应用。目前，将自动化仪器仪表按照用途的不同进行分类，可以分为各个不同行业的仪器仪表，包括用于运输的汽车上的仪表、用于航空航海上的仪表，还有用于教学、医疗、工业、农业等各个方面的仪器仪表。而按照功能进行分类，则可以将仪器仪表分为检测、记录、报警、计算等不同方面的仪器仪表。由此可见，自动化控制技术在仪器仪表中的应用虽然还不够全面，与一些市场需求存在不符合的情况，但是其在各个领域、各个方面都已经有所渗透。

3 仪器仪表自动化控制技术的优势

3.1 储存优势

自动化控制技术在仪器仪表中的应用为仪器仪表带来了重要的变革和发展，其中较为重要的一点便是增加了仪器仪表的储存优势。传统的仪器仪表在检测以后需要检测人员进行手动记录，其机器内部并没有储存功能，如果对测量结果存在疑问，或者发现数据记录存在问题，只能够重新进行检测才能够证明记录是否存在错误，这样不仅会浪费大量的资源，也会增加相应的成本费用[5]。而自动化控制技术应用下的仪器仪表，会对数据信息进行实时的活性检测，相关的数据信息都会存储在仪器仪表的内部系统中，并且还会形成区域式的记录，即使是大容量的信息在同一时间接收，也能够分类进行储存，不会产生数据遗失和覆盖的问题。

3.2 可拓展优势

仪器仪表中自动化控制技术应用的实现具有一定的拓展性，在仪器仪表接入相关的测试设备以后，其中的自动化控制技术不仅会对仪器仪表产生作用，也会对相应的设备产生一定的自动化控制，并且还可以由后台的计算机设备及软件进行连接，直接根据仪器仪表的参数问题对设备进行远程的监管和调控，既能够实现远程工作，增添工作的便利性，也提高了行业生产和建设的安全性。

3.3 数据处理优势

自动化控制技术在仪器仪表中的应用最为重要的便是计算机技术的应用水平，水平越高数据处理的情况就越为良好，而在当下计算机技术在不断地完善，因而自动化仪器仪表也凸显出重要的数据处理优势，在数据进行实时反馈的同时，仪器仪表也能够对数据进行分析，给予一定的建议[6]。比如说，在设备参数出现微小故障的时候，即使数据实时反馈在仪器仪表上，但工作人员不能够时刻只关注一个仪器仪表设备，而仪器仪表设备在自动化控制技术的应用下，能够完成简单的数据处理，对问题进行分析以后直接触发预警装置，这样便能够吸引工作人员的注意力，对数据存在的问题进行较为及时的处理和解决，从而便能够进一步凸显自动化控制技术应用下仪器仪表的重要作用和优势。

4 自动化控制技术在仪器仪表中应用的有效策略

4.1 优化仪器仪表结构与性能

自动化控制技术在仪器仪表中的应用，提高了仪器仪表的应用水平，也拓展了仪器仪表的应用范围，为更多的行业建设提供了助力。而自动化控制技术的应用并不是直接的植入，需要仪器仪表的结构和性能都符合相应的要求，这样才能够将硬件和软件进行有机结合，优化仪器仪表的有效作用。对此，相关人员应当注重对仪器仪表结构与性能的优化，为自动化控制技术的应用创建良好的硬件环境。比如说，在独立的仪器仪表系统中，可以增添微处理器和微控制器，避免算法受外界的过度干扰，从而实现仪器仪表设备的优化，也能够提高自动化控制技术的应用效果。

4.2 提高仪器仪表自动化控制工作人员的综合素养

仪器仪表的自动化控制技术，能够使得其独立完成检测、计算和反馈工作，不需要人工的参与，全程都可以实现自动化，但是并不代表不需要人工，在保养、检修以及精密测量等环节依旧需要工作人员的参与。并且自动化控制技术与仪器仪表的结合程度也与设计人员的专业水平具有密切的关联性。对此，加强自动化控制技术在仪器仪表中的应用，还应当提高相关工作人员的综合素养，一方面，要对操作人员的工作职责和工作内容进行详细的界定，避免其利用自动化仪器仪表代替必要性工作，同时企业还应当注重加强对员工的培训工作，要妥善掌握自动化仪器仪表的应用、维修和保养知识，这样才能够在出现故障的时候第一时间进行检修，从而保证仪器仪表的正常运行，避免其对正常的生产和工作造成反向作用。另一方面，要想促进自动化控制技术的融合，还应当注重综合型人才的培养，相关的设计人员不仅要掌握自动化知识，更要了解仪器仪表的使用场景，掌握更多丰富的应用知识和应用数据，这样才能够提高自动化仪器仪表设计的针对性和有效性。

4.3 加强虚拟技术与仪器仪表的结合

目前，自动化控制技术在仪器仪表开发环节中的应用，还包含相应的虚拟技术，因而加强虚拟技术的融合也能够促进自动化控制技术的全面应用。对此，设计人员可以通过对虚拟器进行可视化设计，充分利用源代码来提高仪器仪表的自动化水平，还能够对不同的设备进行针对性的解读，而虚拟器的使用不仅能够解决仪器仪表在不同领域使用的差别性，也能够节约生产的成本，甚至可以投入大批量的生产。比如说，生产厂家将虚拟器植入到仪器仪表设备以后，相应的客户只需要向厂家说明使用需求，然后厂家将代码的信息给予客户，这样便会实现虚拟器的有效驱动，也能够满足使用过程中的各项要求，会与生产设备等应用联系得更加密切。同时仪器仪表的生产厂家也可以通过市场调查等多样化的方式来了解更多客户的实际需求，在生产的过程中只需要对虚拟器技术进行优化和发展，便能够促进自动化仪器仪表的优化。对此，虚拟器技术优化能够采用的方法有很多，可以对驱动设备的灵活性予以加强；可以将开发工具应用在交互发展体系中，实现简单便捷的操作目标；也可以增加转换功能，让用户可以根据自己的实际需求，对仪器仪表的使用模式进行科学合理地转换，进而能够有利于虚拟技术与仪器仪表的结合，也能够促进自动化控制技术的深入应用。

4.4 注重位置识别技术在仪器仪表中的应用

自动化控制在仪器仪表中的应用会实现自动化的监测，工作人员可以通过计算机直接观测相关的数据信息，不需要进行实地的考察，而此时为了能够区分不同的仪器设备，在参数出现错误的时候及时发现问题设备，凸显自动化控制技术的优势，还应当注重仪器仪表位置的显示。对此，在自动化控制技术应用的过程中还应当增添位置识别技术，要能够精准的识别仪器仪表所在的位置。可以将位置识别技术分为两大类，通过具体的仪器仪表设计来进行类别的选择，也可以两者同时使用形成双保险。其中第一类是指内部识别技术，也就是接触仪器仪表内部的传感设备，来实现内部位置的系统分析和精准识别。另一类是外部识别分析，主要是根据信息的传输来源和设备的位置监控来进行针对性的分析，从而能够保障数据处理的及时和准确，避免出现问题查找过度浪费时间的情况，降低自动化控制技术的应用水平。

4.5 完善仪器仪表的网络化应用

自动化控制技术的应用会使得仪器仪表与计算机形成完整的工作系统，而此时仪器仪表设备不再是一个单独的设备，工作人员也不需要近距离观察表盘才能够获取信息，而是通过远程的操控便能够获取相关的信息参数，从而实现信息的及时分析与处理，尤其是针对一些高危险性的工作场所，对进出人数都有严格规定的场所，这一操作便具有极大的便利性。因此，在自动化控制技术应用的过程中，还应当注重完善仪器仪表的网络化应用，将其与计算机网络进行全面的融合，保证仪器仪表在任何区域都可以予以使用，拓展了仪器仪表应用的范围，能够为一些危险作业提供前期的信息和信号支持，实现有效的信息保存和信息传输。同时，这种网络化的应用也会有利于实验仪表仪器设备进行自我监控，降低危险事故的发生，节约一定的人工成本，实现仪器仪表的重要革新，也使其能够得到更为广泛的应用，从而更好地融合自动化控制技术，也能够有效提高仪器仪表设备的整体工作效率。

5 结语

仪器仪表应用在生产生活中，将自动化控制技术与仪器仪表进行结合，能够更进一步凸显仪器仪表的作用，实时对生产设备进行监测与管理。因此，自动化控制技术在仪器仪表中的应用能够充分发挥储存优势、数据处理优势和可拓展优势。目前仪器仪表与自动化控制技术的结合较为紧密，但是整体来讲，由于发展的时间还比较短，还需要进一步予以完善。对此，加强自动化控制技术在仪器仪表中的应用应当优化仪器仪表结构和性能，提高工作人员的综合素养；还应当加强虚拟技术的结合，应用位置识别技术和网络化，进而便能够有利于自动化控制技术在仪器仪表中的全面应用，也能够提高仪器仪表的性能，强化仪器仪表的功能，为更多的领域提供帮助。