馬安朝

摘要 隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，智能自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用，在現(xiàn)如今的生產(chǎn)生活中，各行各業(yè)都受到了自動(dòng)化控制技術(shù)的影響。我國(guó)儀器儀表產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也運(yùn)用了自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，從而邁進(jìn)了更技術(shù)化的階段。本文對(duì)自動(dòng)化儀器儀表的定義和分類(lèi)相關(guān)概況做出了分析，之后對(duì)儀器儀表自動(dòng)化以及其控制的相關(guān)應(yīng)用做了介紹。

關(guān)鍵詞 儀器儀表；自動(dòng)化控制；分類(lèi)；應(yīng)用

1.自動(dòng)化儀器儀表定義

自動(dòng)化儀器儀表是科技發(fā)展的產(chǎn)物，結(jié)合了各方面的知識(shí)與技術(shù)，它們應(yīng)用于物理、化學(xué)等方面，是一種工具或者設(shè)備，可以有效檢測(cè)出物理成分、物理量等。從廣義上來(lái)講，儀器儀表具有報(bào)警、自動(dòng)控制、信號(hào)傳遞等很多功能。自動(dòng)化儀器儀表也可以說(shuō)是一種信息技術(shù)，它主要作用是將信息進(jìn)行形式轉(zhuǎn)化，通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)的有效轉(zhuǎn)換，變成輸出信號(hào)。信號(hào)具有頻率、時(shí)間等特征，傳輸過(guò)程可以調(diào)制成數(shù)字形式（斷續(xù)結(jié)構(gòu)）或者是模擬量（連續(xù)）形式。

2.自動(dòng)化儀器儀表概述與分類(lèi)

儀器儀表加入自動(dòng)化功能，就實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的提升與進(jìn)步。自動(dòng)化儀器儀表是科學(xué)發(fā)展與進(jìn)步的產(chǎn)物，涉及到很多領(lǐng)域。例如：教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用的物理化學(xué)定量分析、光學(xué)眼鏡的相關(guān)儀器儀表；環(huán)境監(jiān)測(cè)相關(guān)部門(mén)對(duì)土壤、空氣、水資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析的儀器；農(nóng)林牧部門(mén)對(duì)食品安全進(jìn)行檢測(cè)的儀器；生物部門(mén)對(duì)藥品、基因等進(jìn)行綜合檢測(cè)與分析的儀器儀表；還有工業(yè)上運(yùn)用的工控儀表等?？偟膩?lái)說(shuō)，自動(dòng)化的儀器儀表技術(shù)是現(xiàn)階段科學(xué)核心關(guān)鍵技術(shù)之一，也促進(jìn)了各行業(yè)的快速發(fā)展與進(jìn)步。

自動(dòng)化儀器儀表一般具有檢測(cè)、觀察、計(jì)算等功能。其自動(dòng)控制系統(tǒng)為關(guān)鍵的子系統(tǒng)。一般自動(dòng)化檢測(cè)儀器儀表有3個(gè)組成部分：第一，傳感器，檢測(cè)信號(hào)并模擬。第二，變送器，將傳感器測(cè)量到的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，變化為4到20mA的電流信號(hào)，并且輸送到可編程控制器進(jìn)行顯示。第三，顯示器，它的作用是顯示出測(cè)量直觀結(jié)果。自動(dòng)化儀器儀表由于具有操作簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確、清晰顯示等優(yōu)勢(shì)，所以得到了工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及各方面的廣泛使用。并且自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的重要組成部分為其內(nèi)部與微機(jī)的接口，該接口充當(dāng)了自動(dòng)控制功能眼睛的作用。

將自動(dòng)化儀器儀表進(jìn)行分類(lèi)，可以有2種分類(lèi)方法：1）按照用途不同進(jìn)行分類(lèi)。儀器儀表由于其用途不同有不同的分類(lèi)，例如有運(yùn)用在運(yùn)輸上的汽車(chē)、拖拉機(jī)儀表等，運(yùn)用于航空航海方面的?？?、航海儀表，運(yùn)用于地質(zhì)勘探的地震測(cè)試儀器等，除此之外，運(yùn)用于各行各業(yè)的儀器儀表大有存在，醫(yī)療、教學(xué)、環(huán)保等方面的儀器等；2）按照功能劃分。按照功能可以分為檢測(cè)、記錄、計(jì)算等儀器。檢測(cè)方面又根據(jù)物理量的不同可以分為壓力、溫度、流量等方面的測(cè)量?jī)x表。

現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及紅外線技術(shù)、微電子技術(shù)以及芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了智能化技術(shù)在工業(yè)當(dāng)中的技術(shù)變革。使得現(xiàn)在儀器儀表設(shè)備能夠變得更加智能化自動(dòng)化。智能化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，能夠使儀器儀表設(shè)備更加靈敏。能夠得出準(zhǔn)確的檢測(cè)、記錄和計(jì)算數(shù)據(jù)。在不同的工作環(huán)境當(dāng)中能夠得出工業(yè)壓力、溫度、流量等測(cè)量數(shù)據(jù)。并且客觀的表現(xiàn)出工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的各種數(shù)據(jù)提高了工作效率。

3.自動(dòng)化控制技術(shù)在儀器儀表中的應(yīng)用

3.1儀器儀表的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能實(shí)現(xiàn)

儀器儀表的自動(dòng)化控制在儀器儀表性能、結(jié)構(gòu)的改進(jìn)中起到關(guān)鍵作用。從下面幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

第一，自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用于儀器儀表、測(cè)量等相關(guān)工作領(lǐng)域，開(kāi)闊了應(yīng)用前景，促進(jìn)了技術(shù)的快速發(fā)展。智能化軟件與硬件設(shè)備設(shè)施的應(yīng)用，可以使得儀器儀表能夠方便、實(shí)時(shí)地分析和處理當(dāng)前的數(shù)據(jù)，以及對(duì)以往數(shù)據(jù)做出分析，更好的從不同高中低層次上抽象測(cè)量過(guò)程。提升測(cè)量效率與性能，拓展測(cè)量功能，例如進(jìn)化計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等智能技術(shù)的融合，可以使得儀器儀表提升效率、速度，增加功能與靈活性。

第二，傳統(tǒng)的儀器儀表系統(tǒng)隨著現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、微電子技術(shù)的進(jìn)步、芯片控制技術(shù)等的進(jìn)步以及這幾種技術(shù)的有效結(jié)合。把現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)在儀器儀表設(shè)備中的實(shí)現(xiàn)變成了現(xiàn)實(shí)。它的優(yōu)勢(shì)為可以不建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型，也不需要非常多的測(cè)試數(shù)據(jù)，就可以不斷地進(jìn)行技術(shù)測(cè)試，總結(jié)技術(shù)之間的結(jié)合成果。制定更加有效地自動(dòng)控制的控制系統(tǒng)。

3.2儀器儀表設(shè)計(jì)過(guò)程

現(xiàn)在智能化在儀器儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中的應(yīng)用。生產(chǎn)方主要運(yùn)用，計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言來(lái)對(duì)儀表儀器進(jìn)行智能化的提升。以便提高現(xiàn)代儀器儀表設(shè)備的運(yùn)作效率。在虛擬儀器性能與結(jié)構(gòu)方面采取了多項(xiàng)措施進(jìn)行改進(jìn)。

第一，體現(xiàn)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的直觀性、方便使用以及提升運(yùn)行效率等作用，并且需要保持原先的vxI總線（即插即用的高層編程接口），以此實(shí)現(xiàn)相同功能函數(shù)的調(diào)用功能。

第二，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言以現(xiàn)代儀器儀表設(shè)備人機(jī)互交互設(shè)備等編程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在智能化方面，已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。不同層次的試用人員都可以對(duì)他設(shè)備進(jìn)行方便的維護(hù)。

第三，在智能化設(shè)備設(shè)置方面，用戶可以根據(jù)需求對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理。以便智能化設(shè)備能夠達(dá)到功能的切換和正常運(yùn)行模式。保障了軟件運(yùn)行的效率。另一方面，智能化手段的運(yùn)用，可以使得測(cè)試、安全運(yùn)行多線程實(shí)現(xiàn)；另外，驅(qū)動(dòng)器的仿真功能可以使得單獨(dú)開(kāi)發(fā)測(cè)試程序成為可能，你不需要與實(shí)際儀器相連接。第四，驅(qū)動(dòng)器在運(yùn)行過(guò)程中，只是受到測(cè)試功能的影響，而與儀器總線接口方式?jīng)]有直接聯(lián)系?？偟膩?lái)說(shuō)，將智能化手段運(yùn)用到虛擬儀器中，可以算是以往VxI驅(qū)動(dòng)器的革新，提升運(yùn)行效率，使得編程風(fēng)格、結(jié)構(gòu)達(dá)到一致，方便運(yùn)行和維護(hù)。

3.3儀器儀表在網(wǎng)絡(luò)化中的應(yīng)用

智能化儀器儀表技術(shù)在現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用，將現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)儀器儀表和現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合到一起，可以將智能化的軟硬件使技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)。能夠使儀器儀表自動(dòng)化智能化利用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)的資源共享。這樣計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和儀器儀表的優(yōu)勢(shì)結(jié)合就能夠創(chuàng)造出更加有效的智能化的儀器儀表設(shè)備和現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，就能夠進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程操作控制，能夠使計(jì)算機(jī)儀器儀表能夠達(dá)到更優(yōu)化的功能實(shí)現(xiàn)。

把現(xiàn)在儀器儀表網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)化相結(jié)合，就能夠使主管部門(mén)將采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而有效地提高技術(shù)人員、管理人員和主管部門(mén)之間的過(guò)程監(jiān)控。

除此之外，智能重構(gòu)這方面的信息處理技術(shù)也提供了豐富的使用空間。

4.結(jié)論

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)在儀器儀表自動(dòng)化控制技術(shù)過(guò)程當(dāng)中的應(yīng)用以及不斷的發(fā)展，智能化控制技術(shù)不斷的應(yīng)用到生活、生產(chǎn)和研究當(dāng)中。智能智能化控制技術(shù)隨著社會(huì)的進(jìn)步，不斷地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。國(guó)家的技術(shù)研究在不斷的發(fā)展，智能化控制系統(tǒng)不斷地在引領(lǐng)著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。必將帶來(lái)工業(yè)智能化的技術(shù)革命。