探析儀器儀表中的自動(dòng)化控制及其應(yīng)用

張金玲

摘 要： 本文主要基于社會(huì)逐漸趨向于現(xiàn)代化發(fā)展的背景下，對(duì)儀器儀表中的自動(dòng)化控制及應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)概述，旨在從根本上提升儀器儀表在化工行業(yè)自動(dòng)化控制中的生產(chǎn)效益及經(jīng)濟(jì)效益，以期為相關(guān)工作人員提供幫助。

關(guān)鍵詞： 儀器儀表；自動(dòng)化控制；應(yīng)用

前言：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，為化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)自身生產(chǎn)模式及管理機(jī)制的進(jìn)一步優(yōu)化與完善奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而儀器儀表的自動(dòng)化與智能化也需基于計(jì)算機(jī)技術(shù)，并構(gòu)建起符合化工行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。故從一定角度上來說，現(xiàn)階段的化工企業(yè)要想更好的適應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，在同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)者中立于不敗之地，就應(yīng)將儀器儀表的自動(dòng)化控制提到工作日程上來。

1、儀器儀表自動(dòng)化的相關(guān)概述

1.1儀器儀表自動(dòng)化的實(shí)質(zhì)

儀器儀表自動(dòng)化主要是由多種自動(dòng)化構(gòu)件組成，并結(jié)合現(xiàn)階段設(shè)備控制技術(shù)，將其整合為能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制功能的完整運(yùn)行系統(tǒng)。就目前來看，在現(xiàn)有儀器儀表自動(dòng)化控制中，主要的應(yīng)用方向?yàn)闄z測(cè)實(shí)際生產(chǎn)過程中的溫度、流量、壓力等系數(shù)，并具有較強(qiáng)的自動(dòng)化控制功能。不僅如此，儀器儀表自動(dòng)化控制主要由以下幾個(gè)功能區(qū)構(gòu)成：第一，儀器儀表自動(dòng)化控制的傳感器，對(duì)生產(chǎn)信號(hào)進(jìn)行采集，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)單元的控制[1]；傳感技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化和控制儀器研究方面，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控是很重要的。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和控制儀表，就需要及時(shí)獲取檢測(cè)信息作為輸入數(shù)據(jù)。第二，儀器儀表自動(dòng)化控制變送裝置，主要用來信號(hào)的分析、處理及模擬信號(hào)的接收；第三，儀器儀表自動(dòng)化控制的顯示器，主要將儀器實(shí)際測(cè)量結(jié)果更加直觀的展示在儀表中；運(yùn)營(yíng)商需要提供一個(gè)良好的人機(jī)界面，一個(gè)合適的人機(jī)界面，可以有效的協(xié)助操作人員與系統(tǒng)進(jìn)行完全的交互，確保所有動(dòng)作的有效執(zhí)行。在人機(jī)界面的交互設(shè)計(jì)中，盡量減少其復(fù)雜程度，同時(shí)提高人機(jī)界面的操作便利性，以達(dá)到更好控制儀器儀表的目的。第四，系統(tǒng)集成技術(shù)，在應(yīng)用工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表的過程中，離不開系統(tǒng)集成技術(shù)的大力支持。所謂系統(tǒng)集成技術(shù)，主要是為大規(guī)模生產(chǎn)而服務(wù)的，該技術(shù)對(duì)相應(yīng)模塊的通信與系統(tǒng)分析比較注重，可以對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效監(jiān)控，不僅可以大大降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且對(duì)于提高企業(yè)的生產(chǎn)效益也具有積極作用，同時(shí)，系統(tǒng)集成技術(shù)的廣泛應(yīng)用，也使得企業(yè)工業(yè)化的發(fā)展目標(biāo)成為可能。

儀器儀表廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，包括了基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)。例如：電工儀器儀表，在智能電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展下，必須要促進(jìn)電工儀表的高速發(fā)展，從而推動(dòng)電力用戶信息采集系統(tǒng)的建設(shè)；環(huán)保儀器儀表，可用于檢測(cè)污染源、環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)，有效解決我國(guó)水環(huán)境、大氣污染等兩個(gè)涉及人類生存的環(huán)境污染問題，迎合我國(guó)節(jié)能減排戰(zhàn)略措施的執(zhí)行；工業(yè)自動(dòng)化儀表，我國(guó)工業(yè)發(fā)展迅速，自動(dòng)化控制能夠推動(dòng)工業(yè)的發(fā)展，符合其發(fā)展需求。

綜上所述，儀器儀表能夠有效推動(dòng)社會(huì)發(fā)展。

1.2儀器儀表自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用

近些年來，隨著儀器儀表自動(dòng)化控制技術(shù)的日趨成熟，自動(dòng)化儀器儀表也被應(yīng)用對(duì)社會(huì)各領(lǐng)域的實(shí)際生產(chǎn)過程中。具體而言，在儀器儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用在化工行業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中時(shí)，能夠充分發(fā)揮出其對(duì)于化工生產(chǎn)流量、溫等系數(shù)的控制，并通對(duì)對(duì)此系系數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)督，有效降低了化工行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程中的風(fēng)險(xiǎn)性。不僅如此，自動(dòng)化儀器儀表可實(shí)現(xiàn)對(duì)化工生產(chǎn)實(shí)際信息采集系統(tǒng)構(gòu)建，并為化工企業(yè)在生產(chǎn)重大事項(xiàng)的決策中起到了重要的參考作用。

2、儀器儀表自動(dòng)化的特征

對(duì)比原有的工業(yè)儀表，儀表自動(dòng)化在技術(shù)層面上有很大的進(jìn)步，不論是用于數(shù)據(jù)處理還是檢測(cè)精準(zhǔn)度，都得到了整合優(yōu)化。

2.1存儲(chǔ)功能的提升

儀器儀表自動(dòng)化控制相較于傳統(tǒng)儀器儀表的運(yùn)行而言，提升了檢測(cè)數(shù)據(jù)全面性及精準(zhǔn)性，并為促進(jìn)化工生產(chǎn)流程的穩(wěn)定有序開展發(fā)揮出了積極的作用。具體來說，自動(dòng)化儀器儀表提升了存儲(chǔ)功能，設(shè)備實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)都可以在具有充足內(nèi)存空間的情況下儲(chǔ)存[2]。不僅如此，儀器儀存儲(chǔ)功能的提升更有利于數(shù)據(jù)的后續(xù)升級(jí)及查詢，并使得此些數(shù)據(jù)得到了充分的利用。

2.2設(shè)計(jì)拓展性提高

儀器儀表自動(dòng)化控制的操作系統(tǒng)為軟件處理計(jì)算，并采取一定邏輯計(jì)算方式，利用計(jì)算機(jī)軟件編程對(duì)儀器儀表的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制與實(shí)時(shí)的監(jiān)督。而在傳統(tǒng)儀器儀表的實(shí)際運(yùn)行過程中，主要利用電路與相關(guān)硬件控制的方式對(duì)儀器儀表在進(jìn)行監(jiān)督與檢測(cè)。因此，儀器儀表自動(dòng)化控制不僅在原有基礎(chǔ)上優(yōu)化了儀器儀表的程序設(shè)計(jì)，并能夠通過對(duì)軟件系統(tǒng)的修復(fù)與升級(jí)，有效改善儀器儀表運(yùn)行期間所出現(xiàn)的問題，大大提升了儀器儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的拓展性。

2.3數(shù)據(jù)處理能力的增長(zhǎng)

在儀器儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)中也融入了大量的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，并從根本上提升了儀器儀表對(duì)數(shù)據(jù)的處理及計(jì)算能力。同時(shí)，在自動(dòng)化儀器儀表實(shí)際運(yùn)行的過程中，其內(nèi)部所增加的微型處理芯片也可對(duì)需要處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行高速的計(jì)算，在原有基礎(chǔ)上提升了設(shè)備實(shí)際運(yùn)行期間數(shù)據(jù)的利用率及處理率。

由此可見，儀表自動(dòng)化的應(yīng)用，有效提高數(shù)據(jù)處理能力的同時(shí)，提升了儀表的計(jì)算效率和精準(zhǔn)率。

3、儀器儀表自動(dòng)化控制與應(yīng)用

3.1改造儀器儀表性能構(gòu)造

就目前來看，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在儀器儀表中得到了較為廣泛的應(yīng)用，并大大提升了儀器儀表在實(shí)際運(yùn)行期間的質(zhì)量與效率。其中，自動(dòng)化控制技術(shù)通過對(duì)儀器儀表、智能化硬件及智能化軟件相結(jié)合的手段，提升并拓展了儀器儀表的測(cè)量功能，并充分發(fā)揮出了儀器儀表在化工實(shí)際生產(chǎn)期間的積極作用。不僅如此，儀器儀表自動(dòng)化控制中，也通過在智能算法中加入蟻群算法、遺傳算法等方式，切實(shí)提升了儀器儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)在實(shí)際計(jì)算過程中的效率及準(zhǔn)確性。同時(shí)，儀器儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)還可通過自身的微處理器及控制系統(tǒng)，使儀器儀表成為一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)。

3.2設(shè)計(jì)儀器儀表虛擬結(jié)構(gòu)

在現(xiàn)階段的化工企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程中，儀器儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的改造都使用到虛擬儀器，并通過廠家所提供的源代碼，有效完成儀器儀表的升級(jí)與調(diào)整。

3.3儀器儀表自動(dòng)化控制在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

儀器儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的過程中，主要通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的識(shí)別模式、自組織及聯(lián)想記憶功能，對(duì)儀器儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)潛力與資源特征進(jìn)行進(jìn)一步的挖掘[3]。不僅如此，結(jié)合分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為儀器儀表的主要方式，也更便于儀器儀表數(shù)據(jù)采集、整合及分析，并將此些數(shù)據(jù)分別傳輸?shù)讲煌牟块T之中。

4、儀器儀表自動(dòng)化控制的發(fā)展前景分析

我國(guó)的儀器儀表發(fā)展比較晚，起點(diǎn)較低，但是，就近年來的發(fā)展?fàn)顩r來說，我國(guó)儀器儀表行業(yè)的發(fā)展，不論是在產(chǎn)品構(gòu)造，如：電工、工業(yè)自動(dòng)化、信息技術(shù)、環(huán)保、測(cè)量測(cè)試、醫(yī)療等儀表技術(shù)方面，還是在元器件的制造方面，都取得了十分顯著的進(jìn)步。隨著我國(guó)科技水平的快速增長(zhǎng)，儀器儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)也更加趨向于人工智能化。不僅如此，微型儀器儀表也會(huì)成為未來化工企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)期間的重要設(shè)施之一，并在原有基礎(chǔ)對(duì)儀器儀表的功能及實(shí)用性進(jìn)行了進(jìn)一步的細(xì)化與量化，集合視覺、聽覺及思維方式等方式解決化工生產(chǎn)期間所遇到的問題，從根本上促進(jìn)化工企業(yè)可持續(xù)化的發(fā)展進(jìn)程。

總結(jié)：總而言之，通過對(duì)儀器儀表中自動(dòng)化控制及應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)研討，我們不難發(fā)現(xiàn)，儀器儀表在自動(dòng)化控制對(duì)于化工企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)效率及生產(chǎn)安全性具有直接的影響，因此這就需要相關(guān)技術(shù)人員將當(dāng)前的工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)向至儀器儀表功能性的完善、儀器儀表網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用及儀器儀表的自動(dòng)化控制上，從根本上提升儀器儀表在實(shí)際運(yùn)行過程中高效性與高質(zhì)性，并為推動(dòng)化工企業(yè)又好又快的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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