數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)如何分析

　　首先介紹了數(shù)字化儀器儀表和控制系統(tǒng)，從智能控制設(shè)備故障診斷和遠(yuǎn)程管理三個(gè)方面闡述了數(shù)字化儀器儀表和控制系統(tǒng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。最后闡述了數(shù)字儀器和控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的方向。接下來(lái)小編簡(jiǎn)單介紹一篇優(yōu)秀儀器儀表論文。

　　1引言

　　自從我國(guó)推出“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略之后,我國(guó)的數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。但是從總體上來(lái)看現(xiàn)階段我國(guó)在數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)方面的發(fā)展還相對(duì)較為落后,與西方國(guó)家還存在著較大的差距,尤其是在自主品牌以及核心技術(shù)方面依然存在著較大的缺陷,為了促進(jìn)我國(guó)數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。本文中筆者結(jié)合自己的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行了簡(jiǎn)略的研究與分析。

　　2數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　自從上個(gè)世紀(jì)70年代初微處理器技術(shù)逐漸開始發(fā)展起來(lái),在促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)趨于成熟的同時(shí),也使得儀表與控制技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。在上個(gè)世紀(jì)90年代中期微處理器技術(shù)在儀表測(cè)量與控制中得到了進(jìn)一步的應(yīng)用,同時(shí)也基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化儀表控制,配套的控制系統(tǒng)技術(shù)也逐漸開始發(fā)展起來(lái)。數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展使得相關(guān)物理量的測(cè)量精度得到了全面的提升。所謂數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)其實(shí)是將計(jì)算機(jī)數(shù)字處理技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到儀表測(cè)量與控制系統(tǒng)當(dāng)中來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的技術(shù)。隨著數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,使用數(shù)字處理技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步發(fā)展。但是從總體上來(lái)看數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)還是一種基于FF或DP總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)能接收上位機(jī)的命令,并按照上位機(jī)所發(fā)出的命令收集信息并控制設(shè)備運(yùn)行,而上位機(jī)則只需要負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)管與控制,一般情況下上位機(jī)為計(jì)算機(jī)。在數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)當(dāng)中FF或DP總線都屬于串行數(shù)據(jù)通信接口,通過(guò)菊花鏈形式對(duì)設(shè)備進(jìn)行連接,能夠有效實(shí)現(xiàn)物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的功能結(jié)合,同時(shí)還能完成對(duì)數(shù)據(jù)的成幀處理。在最近幾年當(dāng)中隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)學(xué)總線技術(shù)也得到了進(jìn)一步完善,因此數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的功能也更加豐富[1]。

　　3數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

　　3.1智能化控制

　　目前階段智能化控制技術(shù)是各國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù),而在智能化控制技術(shù)當(dāng)中數(shù)字化儀表與控制技術(shù)具有非常重要的作用,也是實(shí)現(xiàn)智能化控制的核心所在。所謂智能化控制就是在無(wú)人干預(yù)的情況之下實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)干預(yù),而這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)必須要建立在數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上才能實(shí)現(xiàn)。數(shù)字化儀表的智能控制就是指通過(guò)智能控制器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)儀表的數(shù)據(jù)收集,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理。智能化儀表內(nèi)含智能控制器,主要使用了大規(guī)模集成電路技術(shù)、微處理器技術(shù)、接口通信技術(shù),利用嵌入式軟件協(xié)調(diào)內(nèi)部操作,使儀表具有智能化處理的功能,在完成輸入信號(hào)的非線性處理,溫度與壓力的補(bǔ)償,量程刻度標(biāo)尺的變換,零點(diǎn)的漂移與修正[2]。

　　3.2設(shè)備故障的診斷

　　傳統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)只能通過(guò)定期使用儀表對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)的方式才能實(shí)現(xiàn),工作人員根據(jù)儀表檢測(cè)的結(jié)果對(duì)設(shè)備所存在的故障進(jìn)行判斷并采取對(duì)應(yīng)的預(yù)防或者維修措施。而數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用則能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的診斷。機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的各種參數(shù)與指標(biāo)變化具有明顯的規(guī)律性。數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)內(nèi)置的處理器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析,并根據(jù)儀表所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行判斷,并在總機(jī)上直接將相關(guān)的故障信息顯示在工作人員面前,工作人員中只需要根據(jù)計(jì)算機(jī)所提供的信息就可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理與維護(hù)。通過(guò)這種方式工作人員的設(shè)備維護(hù)工作量可以得到全面的降低,同時(shí)還能夠有效提升設(shè)備故障診斷的準(zhǔn)確率,也可以避免因?yàn)槿说闹饔^因素所導(dǎo)致的故障診斷缺陷。

　　3.3遠(yuǎn)程管理

　　數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障診斷,同時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用還使得通過(guò)數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的遠(yuǎn)程管理與控制。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中,人機(jī)分離的現(xiàn)象極為常見,但是通過(guò)數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用工作人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的遠(yuǎn)程管理,從而有效地提升了生產(chǎn)效率。

　　4數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)分析

　　4.1系統(tǒng)集成和應(yīng)用技術(shù)

　　隨著工業(yè)設(shè)備的大型化、高參數(shù)化,對(duì)儀器儀表的要求不斷提高。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的安全啟/停、穩(wěn)定運(yùn)行、故障處理等要求,必須把不同廠家生產(chǎn)的各種儀器儀表產(chǎn)品無(wú)縫地集成為一個(gè)協(xié)調(diào)系統(tǒng)。如何處理這些儀器儀表產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)傳遞、信息共享、協(xié)調(diào)操作等以滿足用戶的要求已經(jīng)成為一項(xiàng)十分重要的技術(shù),即系統(tǒng)集成技術(shù)。另外,以提出整體解決方案(SOLUTION)為目標(biāo)的應(yīng)用技術(shù)和以優(yōu)化軟件、先進(jìn)控制算法為代表的應(yīng)用軟件也已成為新的發(fā)展趨勢(shì)。這些技術(shù)的發(fā)展都為用戶帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

　　4.2高精度測(cè)量

　　精密測(cè)量的實(shí)現(xiàn)不僅需要依賴于制造工藝的發(fā)展,同時(shí)還需要依賴于數(shù)字化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。而數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展則為數(shù)字化儀表的高精度測(cè)量提供了必要的基礎(chǔ)。但是從實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的角度來(lái)看,現(xiàn)階段數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)在精度方面依然無(wú)法滿足生產(chǎn)的實(shí)際需求。因此,在未來(lái)數(shù)字化儀表與控制技術(shù)必然還會(huì)以高精度測(cè)量為基本方向,從而滿足工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需求。

　　4.3智能決策

　　雖然智能化控制技術(shù)已經(jīng)獲得了較大的發(fā)展,但是從總體上來(lái)說(shuō)現(xiàn)階段的數(shù)字化儀表與控制技術(shù)距離真正的智能化還存在著較大的差距。所謂真正的智能化不盡需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與反饋,同時(shí)還需要具備一定的數(shù)據(jù)分析與處理能力,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提升,即需要實(shí)現(xiàn)智能化決策。在隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的智能決策性能已經(jīng)得到了一定的提升。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　為了促進(jìn)數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用范圍的進(jìn)一步拓展,并促進(jìn)數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,在本文當(dāng)中筆者結(jié)合自己的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)目前階段數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了初步分析,并對(duì)數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展方向提出一點(diǎn)建議,希望能對(duì)廣大同行提供一些參考。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[3]欒振華,劉道光,仇少帥,等.基于Simulink仿真技術(shù)的壓水堆核電廠儀表控制調(diào)試分析研究[J].核動(dòng)力工程,2013,(05):108-111.

　　閱讀期刊：分析儀器

　　《分析儀器》核心期刊論文投稿，由北京分析儀器研究所、中國(guó)儀器儀表協(xié)會(huì)分析儀器協(xié)會(huì)主辦，國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行。本刊主要任務(wù)是：反映分析儀器和儀器分析技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài);報(bào)導(dǎo)分析儀器科研成果和新的分析技術(shù);探討分析儀器和儀器分析的有關(guān)理論;推廣分析儀器的應(yīng)用;交流分析儀器使用、改進(jìn)和維修經(jīng)驗(yàn);介紹分析儀器和儀器分析方法的基礎(chǔ)知識(shí)庫(kù)。