智能儀器儀表技術(shù)的運(yùn)用及發(fā)展探討

吳愛泉

摘要：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使我國的整體經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展迅速，使我國在發(fā)展中國家處于世界前列。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及應(yīng)用為智能儀器儀表技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新提供了助力，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)滲透社會(huì)各行業(yè)的大形勢下，智能儀器儀表技術(shù)需要借助多種高科技手段進(jìn)行優(yōu)化升級，如智能通信、微電子、微機(jī)械等研究成果在智能儀器儀表中的應(yīng)用，使其朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、可重構(gòu)化發(fā)展方向邁進(jìn)，在醫(yī)藥、交通、教育、環(huán)保等各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，發(fā)揮了強(qiáng)大優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：智能儀器儀表技術(shù);運(yùn)用及發(fā)展

引言

時(shí)代的進(jìn)步，科技的發(fā)展離不開國家經(jīng)濟(jì)的支持和國家政策的扶持，各行業(yè)才有今天的局面。智能儀器儀表的發(fā)展，使得儀器儀表在測量參數(shù)的同時(shí)，還能對數(shù)據(jù)進(jìn)行一些簡單的分析與控制，獲得實(shí)時(shí)最優(yōu)控制，自適應(yīng)功能，網(wǎng)絡(luò)智能電表，以及網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢，為測控網(wǎng)絡(luò)的普遍建立和廣泛應(yīng)用鋪平了道路。

1智能儀器儀表技術(shù)的現(xiàn)狀

據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，中國自動(dòng)化儀器儀表行業(yè)規(guī)?；a(chǎn)，各類自動(dòng)化儀表儀表出口量逐年增加，遠(yuǎn)銷海外。然而，生產(chǎn)大國卻并不是創(chuàng)新大國，對比世界的儀器儀表工業(yè)水平，不論是科研投入、創(chuàng)新能力，在制造技術(shù)和材料技術(shù)方面，與目前的國際一流標(biāo)準(zhǔn)仍有很大差距。以儀器儀表中的新技術(shù)在線分析儀器為例，在線分析儀器的出現(xiàn)已經(jīng)存在了幾十年。然而在中國卻是近十年來才提出這一概念，多年以來，中國的儀器儀表企業(yè)少則上千家，并且還在逐年增加，但是，在這數(shù)千家企業(yè)之中，真正從事在線分析儀表技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)制造的企業(yè)只有十幾家而已，更多的是依賴國外產(chǎn)品的進(jìn)口來填補(bǔ)空缺。隨著國家工業(yè)水平的進(jìn)步、國力的提升、社會(huì)需求的發(fā)展，在線分析技術(shù)已經(jīng)涉及到日常生活的方方面面，比如水質(zhì)、空氣質(zhì)量等方面，也牽涉到工業(yè)生產(chǎn)中一些非常重大的事項(xiàng)。目前，我國的儀器儀表產(chǎn)業(yè)還有很大的缺陷，各項(xiàng)性能指標(biāo)還有很大的提升空間，應(yīng)當(dāng)向國外的一流企業(yè)看齊，并作為目標(biāo)，在今后的發(fā)展中，使生產(chǎn)大國朝向創(chuàng)新大國穩(wěn)步邁進(jìn)。

2智能儀器儀表發(fā)展的特點(diǎn)

2.1微型化

信息技術(shù)、微機(jī)械技術(shù)以及微電子技術(shù)等的綜合運(yùn)用，促進(jìn)了智能儀器儀表朝著微型化方向改進(jìn)，同時(shí)確保儀器儀表各項(xiàng)功能更加完善。煉油廠微型化的智能儀器儀表在信息搜集、整理、處理、輸出或放大控制信號等功能方面更加方便迅速，也能實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的有效連接，確保信息共享。

2.2高度集成化

現(xiàn)代儀器儀表主要的特征是硬件逐漸趨于模塊化、集成化發(fā)展，能夠使儀器設(shè)計(jì)更為簡潔靈活，體積小，具備豐富的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，處理，輸出以及基本溝通，比如智能數(shù)字多用表除具備傳統(tǒng)測量之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)平均值，極值等數(shù)據(jù)分析處理，極大程度上提升了員工的工作效率。

2.3多功能化

智能儀器儀表的顯著特征就是功能的多樣化，雖然智能儀器儀表體積變小，但其功能較之以前更加完善、多樣。如智能儀器儀表中的函數(shù)發(fā)生器就有任意波形發(fā)生器、頻率合成器以及脈沖發(fā)生器等多種形式，它的性能遠(yuǎn)高于頻率合成器和專用脈沖發(fā)生器，并且擁有測試功能，為快速解決問題打下了基礎(chǔ)。

3我國智能儀器儀表的未來發(fā)展趨勢

3.1逐漸實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展

人工智能是基于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展技術(shù)，能夠利用計(jì)算機(jī)對人進(jìn)行模擬。煉油廠智能儀器的發(fā)展將從一定程度上代替人的腦力和體力勞動(dòng)，包括在視覺、聽覺、思維等方面，具有一定的邏輯分析能力。當(dāng)前的智能儀器儀表不需要人為干預(yù)，便能夠自動(dòng)化完成相應(yīng)的控制和檢測功能。在當(dāng)前儀器儀表中應(yīng)用人工智能技術(shù)不僅能夠克服傳統(tǒng)無法解決的問題，同時(shí)還能夠?yàn)橛脩籼峁└鼮楸憷纳罘绞健?/p>

3.2更快、更強(qiáng)、更節(jié)能

與傳統(tǒng)的測控模式相比，未來的智能儀器儀表將會(huì)在現(xiàn)今對資源的需求較大、測控過程較為繁瑣、人力成本消耗巨大的問題上進(jìn)行改進(jìn)，在對環(huán)境友好的前提下，提高測控過程完成的效率;在智能化的支撐下，使測控系統(tǒng)不僅僅只局限于對目標(biāo)數(shù)據(jù)的測量控制，還可以將測控系統(tǒng)中可能存在的各種影響因素都進(jìn)行監(jiān)測，通過邏輯性的數(shù)據(jù)計(jì)算模式與自動(dòng)化檢測，形成更加高效，科學(xué)的測控系統(tǒng);智能操作還可以減少人力需求，所需的人才從操作設(shè)備變?yōu)闄z測設(shè)備以收集數(shù)據(jù)。智能技術(shù)的應(yīng)用消除了人為因素造成的誤差。使得測控系統(tǒng)能夠擁有更高的準(zhǔn)確度與更強(qiáng)大的性能。

3.3儀器儀表的全方位應(yīng)用

現(xiàn)如今的電子科技技術(shù)的高度進(jìn)步已經(jīng)為儀器儀表的發(fā)展鋪平了道路，儀器儀表所組成的測量控制網(wǎng)絡(luò)，不僅提高了工業(yè)生產(chǎn)效率，而且實(shí)現(xiàn)了資源共享，這也是儀器儀表未來的發(fā)展方向之一。此外，利用目前中國現(xiàn)代工業(yè)化和計(jì)算機(jī)化的蓬勃發(fā)展來推動(dòng)儀表工業(yè)的發(fā)展，提高創(chuàng)新水平，加強(qiáng)測量儀器和測量系統(tǒng)的開發(fā)，大力推動(dòng)儀器產(chǎn)業(yè)向智能化，開放化，標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。這種方法優(yōu)化了測量和控制系統(tǒng)，以繼續(xù)向智能化方向發(fā)展。在性能發(fā)展方面，測控技術(shù)和儀器的智能技術(shù)將朝著靈活，高精度，高效率的方向發(fā)展，向智能化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)發(fā)展。與未來新興技術(shù)的合作，也是發(fā)展方向之一。

3.4滿足遠(yuǎn)程測控需求

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展成熟，為監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測控提供了技術(shù)支撐。監(jiān)控系統(tǒng)通常以PC機(jī)與工作站為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)有效運(yùn)轉(zhuǎn)。監(jiān)控系統(tǒng)只有在組建網(wǎng)絡(luò)的前提下才能切實(shí)提高儀器儀表運(yùn)行效率，為提升資源共享速度創(chuàng)造條件，所以現(xiàn)代儀器儀表以此為落腳點(diǎn)，借助智能儀器儀表技術(shù)進(jìn)行發(fā)展創(chuàng)新，從而滿足監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程測控需求?，F(xiàn)階段智能儀器儀表和計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)互相滲透，且進(jìn)行了融合運(yùn)用?，F(xiàn)場總線技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得組建集中和分布式測試系統(tǒng)變得更為容易，然而集中測控仍然無法滿足復(fù)雜、測控范圍較大的測控需求，所以需通過組建可供各個(gè)現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)共享的網(wǎng)絡(luò)，利用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場儀表、遠(yuǎn)程設(shè)備的智能化管理，對儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、自主管理等，并通過設(shè)置合理的參數(shù)來獲取測量結(jié)果以及對故障進(jìn)行診斷等，及時(shí)將最新情況利用互聯(lián)網(wǎng)反饋給管理人員，為管理員優(yōu)化管理方案、重新設(shè)置參數(shù)提供可靠依據(jù)，從而為儀器儀表設(shè)備的正常運(yùn)行提供保障。智能儀器儀表技術(shù)可保障多個(gè)用戶在同一時(shí)間對同一過程進(jìn)行監(jiān)控，領(lǐng)導(dǎo)人員、質(zhì)量監(jiān)控人員以及工程技術(shù)人員等能對同一場景進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制和監(jiān)測，不受空間和時(shí)間的限制，都能完成對數(shù)據(jù)信息的采集與處理。

4智能儀器儀表技術(shù)應(yīng)用展望

在PCI發(fā)展的背景下，智能儀器儀表技術(shù)在煉油工業(yè)中已出現(xiàn)了虛擬儀器的雛形。虛擬儀器主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過兩種或多種共性模塊化儀器功能硬件的增設(shè)，或者專用控制軟件組合，可形成多功能儀器儀表系統(tǒng)。在虛擬儀器應(yīng)用過程中，測試人員可以通過儀器系統(tǒng)構(gòu)建的方式，點(diǎn)擊相應(yīng)軋線生產(chǎn)儀器圖標(biāo)，并將對應(yīng)數(shù)據(jù)參數(shù)及條件錄入相應(yīng)系統(tǒng)中，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)鏈接的創(chuàng)建，可為新升級的生產(chǎn)儀器的設(shè)計(jì)提供幫助。

結(jié)語

信息科技促使各行業(yè)發(fā)展速度提升已成為發(fā)展共識，在一定程度上為智能儀器儀表技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化創(chuàng)新提供了助力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能、微電子技術(shù)、測量控制技術(shù)和通信技術(shù)等之間的互相融合及相互推動(dòng)，智能儀器儀表在未來的發(fā)展方向中，必將朝著多功能、快速、高精度、高性能、價(jià)廉、操控更加簡單快捷方向發(fā)展，從而為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更好的服務(wù)。

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