時(shí)間：2023-09-25 18:01:20
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)方向，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
[關(guān)鍵詞]測(cè)控技術(shù)；組成；特點(diǎn)；電子技術(shù)領(lǐng)域；應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào)：TM 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）34-0226-01
無(wú)論是在人們的生活中還是在工作中，都離不開(kāi)測(cè)技術(shù)的身影，這是一種新形式的電子技術(shù)，在近幾年中發(fā)展較為迅速。測(cè)控技術(shù)的發(fā)展之所以如此迅速，主要原因是在測(cè)控技術(shù)中包含了眾多的其他相關(guān)技術(shù)，將這些技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的融合，就形成了如此強(qiáng)大的綜合性技術(shù)，可以說(shuō)測(cè)控技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)以及電子信息等各個(gè)方面的進(jìn)步，如果長(zhǎng)期堅(jiān)持下去，相信在今后的時(shí)間里這一技術(shù)將會(huì)得到更廣泛的利用。下面我們就測(cè)控技術(shù)的組成與特點(diǎn)進(jìn)行具體的分析，進(jìn)而探討其在技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，希望測(cè)控技術(shù)能夠得到更好的發(fā)展。
1、測(cè)控技術(shù)的組成
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)中所包含的最為突出的技術(shù)類(lèi)型就是測(cè)控技術(shù)。這一技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為一種主流的趨勢(shì)，在各行各業(yè)中均有所體現(xiàn)。測(cè)控技術(shù)中包含了眾多的領(lǐng)域技術(shù)，如信息處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制等，除此之外，還有測(cè)試測(cè)量以及儀器儀表等都是測(cè)控技術(shù)中最為常見(jiàn)的領(lǐng)域技術(shù)。在測(cè)控技術(shù)中，主要由五部分組成，這五部分相互聯(lián)系，相互依托，并且缺一不可，共同構(gòu)成了測(cè)控技術(shù)這一技術(shù)系統(tǒng)。它們分別是控制器、測(cè)控應(yīng)用軟件、程控設(shè)備、總線與接口、被測(cè)對(duì)象。這五部分都是測(cè)控技術(shù)中的重要組成部分，不同的部分具有不同的作用。例如，控制器主要的作用是指揮與協(xié)調(diào)，相當(dāng)于我們的大腦，如果沒(méi)有大腦發(fā)出指令，就無(wú)法做出相應(yīng)的動(dòng)作，控制器就是起著這一作用的重要部分。常見(jiàn)的控制器為計(jì)算機(jī)。再如程控設(shè)備的主要作用是顯示以及存儲(chǔ)，沒(méi)有程控設(shè)備將信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)好，就不能在第一時(shí)間將信息輸送給控制器，發(fā)送相應(yīng)的指令。常見(jiàn)的程控設(shè)備包含顯示器以及存儲(chǔ)器等。在今后的發(fā)展過(guò)程中，測(cè)控技術(shù)必將會(huì)成為信息技術(shù)的核心環(huán)節(jié)，并且為社會(huì)的發(fā)展提供源源不斷的技術(shù)支援，人們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這一發(fā)展趨勢(shì)，并且積極開(kāi)拓與創(chuàng)新測(cè)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的發(fā)展目標(biāo)。
2、測(cè)控技術(shù)的特點(diǎn)
測(cè)控技術(shù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)，其一是網(wǎng)絡(luò)化；其二是智能化；其三是數(shù)字化；其四是分布式化。這四個(gè)特點(diǎn)能夠充分的說(shuō)明測(cè)控技術(shù)的發(fā)展是朝著更加多樣化以及信息技術(shù)的普及方向發(fā)展的。
2.1網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)是時(shí)展的要求，當(dāng)前的生產(chǎn)生活中都離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，而測(cè)控技術(shù)就是將網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)得到進(jìn)一步的放大，同時(shí)能夠使人們能夠更加便捷的應(yīng)用到測(cè)控技術(shù)，因?yàn)樵跍y(cè)控技術(shù)中，包含了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及傳感器技術(shù)等，更進(jìn)一步推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，在這種情況下，我們應(yīng)該更進(jìn)一步的完善測(cè)控技術(shù)在現(xiàn)代領(lǐng)域中的應(yīng)用，將其廣泛發(fā)展成為重要的技術(shù)之一。
2.2智能化的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在儀器在運(yùn)用的過(guò)程中更加精準(zhǔn)化，例如在進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算的過(guò)程中，通過(guò)智能化儀器的運(yùn)用，可以有效的降低計(jì)算的時(shí)間，同時(shí)還能使計(jì)算結(jié)果更加精準(zhǔn)，這是現(xiàn)代技術(shù)的一大革新，有效的提高了測(cè)控技術(shù)的發(fā)展水平。
2.3數(shù)字化的特點(diǎn)是時(shí)展的必然要求。因?yàn)闊o(wú)論是在各行各業(yè)，都需要進(jìn)行數(shù)字化的控制與管理，可以進(jìn)行通訊的數(shù)字化，多媒體的數(shù)字化等，無(wú)論在何時(shí)何地，只要通過(guò)數(shù)字化的通訊手段，人們都可以達(dá)到交流與溝通的目的，同樣在信息傳輸也不例外。
2.4分布式化的特點(diǎn)是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)而發(fā)展起來(lái)的，這一特點(diǎn)使得測(cè)控技術(shù)變得更加安全與穩(wěn)定，通過(guò)對(duì)不同地區(qū)進(jìn)行測(cè)控，找出最為合適的地點(diǎn)而進(jìn)行儀器的布設(shè)，這就是分布式化所體現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)越性。除此之外，分布式化還能有效的提高各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)效率，降低成本，促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。
3、測(cè)控技術(shù)在電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用
3.1傳感器技術(shù)
新興傳感器技術(shù)是當(dāng)前測(cè)控技術(shù)的重要應(yīng)用分支之一，依據(jù)測(cè)控技術(shù)，新開(kāi)發(fā)了包括智能傳感器、數(shù)字化傳感器、集成傳感器等新興傳感器。其中新型網(wǎng)絡(luò)傳感器的應(yīng)用最為重要，被廣泛應(yīng)用于國(guó)防、軍事、工農(nóng)業(yè)、城市管理、搶險(xiǎn)救災(zāi)等行業(yè)，在促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定、和諧發(fā)展中發(fā)揮著重大貢獻(xiàn)；而最為常見(jiàn)的是數(shù)字化傳感器，常用于環(huán)境測(cè)量、圖像傳感器及醫(yī)院、銀行部門(mén)的監(jiān)控等；智能傳感器用于火車(chē)狀態(tài)監(jiān)控及心內(nèi)壓監(jiān)控等：集成化傳感器常被用在溫度、壓力等的測(cè)量上。
3.2遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)
遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)是測(cè)控技術(shù)的另一項(xiàng)重要應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)的結(jié)合使社會(huì)公眾生活更為便利，在社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著極為重要的作用，也是工業(yè)領(lǐng)域趨向大力發(fā)展的測(cè)控方向。其中無(wú)線通信遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)被廣泛應(yīng)用于水、電、煤氣等自動(dòng)抄表領(lǐng)域的遠(yuǎn)程測(cè)控；專(zhuān)線遠(yuǎn)程測(cè)控術(shù)有利于大型工程監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展，核電站監(jiān)測(cè)及石油輸送的遠(yuǎn)程監(jiān)控等均充分利用了專(zhuān)線遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)。
3.3現(xiàn)代測(cè)控總線技術(shù)
總線技術(shù)可將各部件連接至處理器上，該元件的應(yīng)用使得系統(tǒng)的可靠性、兼容性和開(kāi)放性有效增加，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步簡(jiǎn)化，各個(gè)元部件更換便捷，系統(tǒng)成本降低。基于測(cè)控總線技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用在USB上使其能在低速設(shè)備上正常運(yùn)行，GPIB總線技術(shù)則促使測(cè)控技術(shù)迅速向大規(guī)模測(cè)控方向發(fā)展，尤其在電子技術(shù)領(lǐng)域方向得到了較好的發(fā)展，電子自動(dòng)化沿總線結(jié)構(gòu)方向迅速邁進(jìn)，使得企業(yè)自動(dòng)化管理程度不斷提高，以及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)行業(yè)都有了很大發(fā)展，企業(yè)成本得到有效節(jié)約。
3.4虛擬儀器技術(shù)
虛擬儀器技術(shù)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)控技術(shù)，具有功能強(qiáng)大、技術(shù)性含量高等優(yōu)勢(shì)，這類(lèi)現(xiàn)代工業(yè)新產(chǎn)物是測(cè)試領(lǐng)域一項(xiàng)重大突破性技術(shù)，表現(xiàn)出靈活且交互性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)控技術(shù)的系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化。虛擬儀器技術(shù)廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)生活中，可對(duì)液力變矩器在不同壓力及轉(zhuǎn)速下性能參數(shù)的測(cè)量：還可利用視覺(jué)軟件開(kāi)發(fā)出農(nóng)業(yè)自動(dòng)秧苗分析系統(tǒng)，對(duì)種子發(fā)芽期及秧苗數(shù)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并加強(qiáng)秧苗質(zhì)量監(jiān)視；應(yīng)用于蠶種催青過(guò)程中無(wú)損質(zhì)量的檢測(cè)，開(kāi)展農(nóng)機(jī)現(xiàn)代化教育及管理等農(nóng)業(yè)、電子技術(shù)領(lǐng)域。
4、結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、光電技術(shù)、數(shù)據(jù)處理等先進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)也呈現(xiàn)出較大的發(fā)展和突破，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的不斷升級(jí)，彰顯出潛在實(shí)用價(jià)值和重要科研價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉志剛.現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用探析[J]. 機(jī)電信息. 2012（12）
關(guān)鍵詞：FPGA；PCI；構(gòu)件；計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)；通用性；可維護(hù)性
中圖分類(lèi)號(hào)：TP302.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599 (2011) 11-0000-01
Measurement and Control System Design Based on Component
Song Changquan
(School of Computer Science&Technology,Soochow University,Suzhou215006,China)
Abstract:Computer control system using(FPGA,Field Programmable Gate Array)and the PCI card.In the analysis of the FPGA and PCI interface card is proposed,based on the characteristics of the measure and control component in a general ideas,measurement and control system for example has been designed versatility and high maintenance computer measurement and control system.
Keywords:The FPGA;PCI;Structures;Computer measurement and control system;General;Maintainability
FPGA[1]器件及PCI卡都是目前數(shù)據(jù)采集[2]控制領(lǐng)域主要流行的技術(shù)之一，F(xiàn)PGA器件廣泛應(yīng)用于通信、自動(dòng)控制、信息處理等諸多領(lǐng)域，PCI卡是用于數(shù)據(jù)采集應(yīng)用的理想采集卡產(chǎn)品。本文針對(duì)FPGA及PCI卡的技術(shù)特點(diǎn)，將其按控件組合應(yīng)用在計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中。
一、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)
根據(jù)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)[3]的要求，在硬件設(shè)計(jì)時(shí)考慮將該系統(tǒng)分成工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)、控制機(jī)箱三部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。使用計(jì)算機(jī)調(diào)試系統(tǒng)軟件進(jìn)行各輸入輸出信號(hào)的控制和測(cè)試。
圖1.計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)原理框圖
（一）工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由主流計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，可根據(jù)實(shí)際需求選擇配置，在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中可迅速插入多個(gè)I/O卡和FPGA卡，從而提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，并減少了維護(hù)周期。本文選用的系統(tǒng)硬件配置為凌華科技的計(jì)算機(jī)平臺(tái)。
（二）信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)
測(cè)控系統(tǒng)中信號(hào)調(diào)理板采用PCI接口形式，主要用于對(duì)輸出故障模擬及復(fù)位信號(hào)，輸入故障狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理數(shù)字I/O板卡選用AD-LINK的PCI-7296，32位PCI總線，即插即用96路TTL兼容數(shù)字量I/O通道，端口可編程設(shè)定為輸入或輸出，數(shù)字量輸入可用外部鎖存，輸出端口狀態(tài)回讀，板上帶有8254定時(shí)器/計(jì)數(shù)器芯片，16位外部信號(hào)事件計(jì)數(shù)器，32位定時(shí)器用來(lái)產(chǎn)生定時(shí)器中斷，狀態(tài)變換中斷，中斷源可編程的雙中斷系統(tǒng)。
（三）控制機(jī)箱
控制機(jī)箱內(nèi)部為物理電路連接，其實(shí)現(xiàn)的功能即為控制機(jī)箱面板所需要觀測(cè)的數(shù)據(jù)指示燈和顯示屏及開(kāi)關(guān)控制等搭建電路連接。控制機(jī)箱外表面即為物理主控面板，通過(guò)對(duì)其安裝的控制開(kāi)關(guān)，控制流量或通斷量；通過(guò)機(jī)箱上的電流電壓表即時(shí)顯示電路中控制部分的電流值和電壓值，通過(guò)LED指示燈亮滅或紅綠顏色變化區(qū)分顯示信號(hào)的變化。
二、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)軟件體系設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)調(diào)試臺(tái)測(cè)試軟件選用Visual Basic開(kāi)發(fā)[4]，它可以進(jìn)行測(cè)控系統(tǒng)各級(jí)故障信號(hào)的模擬控制，并能顯示出操作過(guò)程，各信號(hào)的狀態(tài)，檢測(cè)結(jié)果和檢測(cè)時(shí)間，檢測(cè)可以通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)完成，可將檢測(cè)結(jié)果保存至計(jì)算機(jī)中。FPGA部分由VHDL[5]實(shí)現(xiàn)FPGA軟件部分編制控制，I/O卡及其他由VB統(tǒng)一編程實(shí)現(xiàn)。
三、測(cè)控構(gòu)件通用性
通過(guò)將FPGA卡及PCI卡組合構(gòu)成測(cè)控構(gòu)件，使得測(cè)控構(gòu)件能迅速的接入到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中，完成信號(hào)調(diào)理和數(shù)字量控制。其特點(diǎn)是可針對(duì)于不同測(cè)試功能需求，將測(cè)控構(gòu)件移植，在新系統(tǒng)中只需完成FPGA的可編程部分，配合其他板卡使用即可快速完成新的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
四、結(jié)束語(yǔ)
采用FPGA器件可以將原來(lái)的電路板級(jí)產(chǎn)品集成為芯片級(jí)產(chǎn)品，從而降低了功耗，提高了可靠性，同時(shí)還可以很方便地對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行在線修改。PCI其自身具有快速、正確、有效、可靠性好、操作方便及連續(xù)高吞吐率（即使是大量數(shù)據(jù)）地傳輸?shù)忍攸c(diǎn)；將兩者有效組合構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的測(cè)控構(gòu)件，讓計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)平臺(tái)的搭建變的更加快捷方便，使其具有更高的通用性和可維護(hù)性。
參考文獻(xiàn)：
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[3]李江全.計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與編程實(shí)現(xiàn)[J].北京:電子工業(yè)出版社,2008
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關(guān)鍵詞：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化；測(cè)控技術(shù)；測(cè)控儀器
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.097
1 引言
隨著我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的提高，我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)有了極大地進(jìn)步，相應(yīng)的與計(jì)算機(jī)有著密切聯(lián)系的測(cè)控技術(shù)也得到了同步發(fā)展，測(cè)控儀器的完善和改進(jìn)為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控提供了有力的基礎(chǔ)保障。測(cè)控儀器是測(cè)控網(wǎng)絡(luò)化的核心，其承擔(dān)著一些最基礎(chǔ)但最重要的工作，測(cè)控儀器是測(cè)控技術(shù)的以完美實(shí)現(xiàn)的保障，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)也依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)測(cè)控儀器的發(fā)展。因此對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控儀器的發(fā)展，不僅僅黑絲單獨(dú)的體現(xiàn)出測(cè)控儀器硬件的完善和改進(jìn)，而且對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控技術(shù)的進(jìn)步也有反饋的作用，只有這樣測(cè)控技術(shù)和測(cè)控儀器兩者互相發(fā)展，互相促進(jìn)才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)控行業(yè)的大進(jìn)步，提高我國(guó)測(cè)控技術(shù)在我國(guó)際中的地位，增強(qiáng)我國(guó)的綜合實(shí)力，最終會(huì)惠及全國(guó)人民，為提高全國(guó)人民水平做出巨大的貢獻(xiàn)，因此網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控儀器和測(cè)控技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)是一項(xiàng)具有重大意義的工程。
2 無(wú)線測(cè)控技術(shù)與測(cè)控儀器的相互作用
無(wú)線測(cè)控技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了對(duì)測(cè)控儀器的研究，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控儀器具有復(fù)雜性，多元性，它能夠?qū)⒉煌募夹g(shù)和不同的硬件進(jìn)行有效的融合，進(jìn)而為自己使用，例如：無(wú)線測(cè)控儀器將計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化控制的PLC、通信技術(shù)、測(cè)量技術(shù)，進(jìn)行有效的結(jié)合，并且充分發(fā)揮各技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)資源整合并且得到充分利用的局面，并且能夠通過(guò)實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)的儀器，不僅僅為某一人或某一個(gè)特定領(lǐng)域服務(wù)，而是實(shí)現(xiàn)一臺(tái)儀器為多人或者多領(lǐng)域的應(yīng)用，這樣節(jié)約了資源，提高了工作效率。另外無(wú)線測(cè)控技術(shù)不受地理位置的限制，使用者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)遠(yuǎn)程控制測(cè)控儀器，這樣就免除了一些測(cè)試人員遠(yuǎn)途奔波的去對(duì)一些需要調(diào)試的測(cè)控儀器去調(diào)試。無(wú)線測(cè)控技術(shù)的發(fā)展對(duì)測(cè)控儀器的發(fā)展起到了促進(jìn)的作用，同時(shí)測(cè)控儀器硬件設(shè)施的不斷更新和完善，也促進(jìn)和拉動(dòng)了無(wú)線測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，拉動(dòng)無(wú)線測(cè)控技術(shù)的更新和提高。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)生活品質(zhì)要求的不斷提高，無(wú)線測(cè)控技術(shù)對(duì)測(cè)控儀器的促進(jìn)的優(yōu)勢(shì)會(huì)越來(lái)越明顯，同時(shí)測(cè)控儀器對(duì)測(cè)控技術(shù)的拉動(dòng)優(yōu)勢(shì)也會(huì)越來(lái)越明顯。
3 測(cè)控儀器的發(fā)展歷程
自1970年以來(lái)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用的已普遍，微電子技術(shù)和數(shù)電、模電的迅速發(fā)展，在這種形式下，測(cè)控技術(shù)和測(cè)控儀器應(yīng)用而生，并取得了巨大的發(fā)展，相繼產(chǎn)生了智能儀器、虛擬儀器和網(wǎng)絡(luò)儀器等，這些儀器與計(jì)算機(jī)的結(jié)合越來(lái)越緊密，以至于現(xiàn)在很難完全界定計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代測(cè)控儀器的概念，并且隨著計(jì)算機(jī)不斷地滲入到我們生活中的每個(gè)方面，現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)也逐步進(jìn)入了我們的家居生活中，并且到了人們離不開(kāi)的地步，對(duì)此產(chǎn)生了一定的依賴(lài)性。1.智能儀器。1980年后，隨著微處理器技術(shù)的完善，并且被首次運(yùn)用到測(cè)控儀器中，儀器前端的控制面板開(kāi)始朝向?qū)嶓w的鍵盤(pán)化方向發(fā)展，與傳統(tǒng)儀器模式不同的個(gè)人儀器被首次應(yīng)用，并且廣受好評(píng)得到了快速的發(fā)展和廣泛的推廣。自20世紀(jì)90年代來(lái)，儀器儀表智能化出現(xiàn)了很大的改觀，微電子技術(shù)影響了儀器儀表的設(shè)計(jì)，到DSP一些完善的芯片出現(xiàn)，這些新科技和新技術(shù)使得測(cè)控儀器儀表對(duì)于數(shù)字的處理能力大大的增強(qiáng)了，功能也變得更為強(qiáng)大，儀器儀表的處理數(shù)據(jù)和圖像的能極大地提高了。智能化儀器比傳統(tǒng)的測(cè)控儀器具有操縱性好、能有效地進(jìn)行人機(jī)對(duì)話、可編程的優(yōu)點(diǎn)。但由于這種智能化儀器也有一些自身的缺點(diǎn)，如價(jià)格昂貴、實(shí)時(shí)性差，因此智能化測(cè)控儀器還存在很大的發(fā)展空間。2.虛擬儀器。20實(shí)際90年代初期，市面上出現(xiàn)了一種新型的測(cè)控儀器，也就是虛擬儀器，是繼PCI之后出現(xiàn)的一種新型測(cè)控儀器。虛擬儀器是指以計(jì)算機(jī)為核心，有使用者定義并且具有虛擬前端面板和測(cè)試功能的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。虛擬儀器與傳統(tǒng)的儀器相比有較多的優(yōu)點(diǎn)，其并不強(qiáng)調(diào)物理上的一些實(shí)現(xiàn)形式，用戶(hù)可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)思維來(lái)定義儀器的相關(guān)功能，以實(shí)現(xiàn)軟件硬件的共享，這樣測(cè)控儀器軟硬件的局限性較小。但與傳統(tǒng)的測(cè)控儀器相比虛擬儀器在實(shí)時(shí)性方面存在著一些欠缺，實(shí)時(shí)性比較差，也就不可避免的產(chǎn)生一些量化方面的誤差。3.網(wǎng)絡(luò)儀器。網(wǎng)絡(luò)儀器的測(cè)控設(shè)備，測(cè)控對(duì)象都可以通過(guò)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的一些普通儀器設(shè)備，并且將這些普通設(shè)備取得的一些相關(guān)的資料數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)有效整合，并通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸給異地的一些精確度比較高的儀器來(lái)進(jìn)行處理分析，并且實(shí)現(xiàn)許多測(cè)量信息的有效共享，并且實(shí)時(shí)掌握一些關(guān)鍵信息的變化趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)硬件和軟件的大幅度提升，使得網(wǎng)絡(luò)儀器得到了迅速的發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)具有使用方便、操縱性強(qiáng)、組網(wǎng)容易、維護(hù)時(shí)不僅費(fèi)用低而且還比較方便，不受時(shí)間和空間的束縛限制，并且在對(duì)它的安裝時(shí)比較簡(jiǎn)單容易，對(duì)其的擴(kuò)展性也比較好，因此人們對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控儀器頗受歡迎，并且成為人們研究網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控技術(shù)和測(cè)控儀器的熱點(diǎn)。
4 嵌入式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控儀器的研究現(xiàn)狀和意義
最近這科技迅速發(fā)展的10年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)+以及大數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用以及其他高科技技術(shù)的融合，智能化的測(cè)控儀器得到了迅速的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化的測(cè)控技術(shù)已經(jīng)成為了測(cè)控技術(shù)的關(guān)鍵，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展迅速，并且推動(dòng)了無(wú)線測(cè)控儀器的相對(duì)完善和改進(jìn)，并且突破了傳統(tǒng)的通信傳輸方式在時(shí)間和空間上的限制，使長(zhǎng)距離、大范圍的通信成為了現(xiàn)實(shí)。到目前為之，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控儀器依托和依賴(lài)的技術(shù)主要有：RFID、藍(lán)牙、WIFI，每個(gè)通信技術(shù)都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，只有分析復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)情形，才能合理的運(yùn)用在這些技術(shù)更好的為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控儀器來(lái)服務(wù)。
目前，美國(guó)及一些發(fā)達(dá)的歐美國(guó)家在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控技術(shù)和測(cè)控儀器上面投入的經(jīng)歷和成本比較大，因此也取得了相應(yīng)的發(fā)展。總觀國(guó)內(nèi)對(duì)無(wú)錫縣網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控儀器的研究現(xiàn)狀，雖然也取得了一些可喜可賀的傲人成績(jī)，但總體還不算太成熟，與美國(guó)以及歐美一些發(fā)達(dá)的國(guó)家尚存在一些差距。國(guó)內(nèi)目前網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控儀器的研究仍停留或許長(zhǎng)時(shí)間處在LXI-C的水平上，由于缺乏相應(yīng)的理論基礎(chǔ)和高技術(shù)作為支撐，目前國(guó)內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控儀器的發(fā)展仍需要努力，并仍有較大的提升空間。
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（上接第118頁(yè)）
5 總結(jié)
在實(shí)際的工作需求中，一個(gè)測(cè)控儀器的可靠性和穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)都起著至關(guān)重要的作用。測(cè)控儀器的穩(wěn)定性不僅與自身硬件有關(guān)，而且還與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控技術(shù)的發(fā)展水平和發(fā)展穩(wěn)定性有關(guān)，通過(guò)二者的有效促進(jìn)結(jié)合，不僅能提高無(wú)線測(cè)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)用性，還能降低整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的成本，以達(dá)到合理利用資源，減少浪費(fèi)的目的，并且最終達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益惠及人們的日常生活水平的目的。
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【關(guān)鍵字】遠(yuǎn)程測(cè)控；分類(lèi)；應(yīng)用
遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)伴隨便著計(jì)算機(jī)的發(fā)展速度迅猛，同樣，遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)將隨著我國(guó)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而逐步完善和成熟，遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的強(qiáng)大功能將會(huì)廣泛地使用在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，必將引領(lǐng)計(jì)算機(jī)發(fā)展的新方法。筆者作為一個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程的廣泛了解，根據(jù)系統(tǒng)中信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸方式的差異，分類(lèi)列舉出以下幾種比較典型的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)，并對(duì)每種系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用的場(chǎng)合進(jìn)行了對(duì)比和分析。
1 獨(dú)立專(zhuān)線的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)
獨(dú)立的專(zhuān)線遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)是采用一般采用自行架設(shè)獨(dú)立專(zhuān)線來(lái)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄骸Ｒ驗(yàn)榫哂新肪€系統(tǒng)的獨(dú)立性，所以專(zhuān)線的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)對(duì)于其他測(cè)控系統(tǒng)測(cè)控距離較短、但通信數(shù)據(jù)量大。系統(tǒng)包括一個(gè)主機(jī)和多方串行口及MODEN，主機(jī)通過(guò)串行口及MODEN與各地的多個(gè)子站相連。子站雙方的調(diào)制器進(jìn)行 “握手協(xié)商”，以確定波特率、協(xié)議等參數(shù)，進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸。獨(dú)立專(zhuān)線的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)通信頻繁但實(shí)時(shí)性、可靠性和保密性都很高.
遠(yuǎn)方MODEN將收到的信號(hào)解調(diào)為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)串行口送給主站(或子站)的PC機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)集中管理。這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的關(guān)鍵是如何建立主站和各個(gè)子站之間的通信協(xié)議，以保證整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和避免沖突的產(chǎn)生，可以采用“快速巡查”或“定點(diǎn)查詢(xún)”的方法來(lái)解決這一問(wèn)題[1]。這種遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)在水利、電力、交通、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，比如說(shuō)鐵路沿線行車(chē)信號(hào)燈的監(jiān)控，水電站發(fā)電機(jī)組的監(jiān)控，都可以采用這種測(cè)控網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2 光纖通道的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)
利用光纜傳輸測(cè)量與控制數(shù)據(jù)，可以充分發(fā)揮光纜傳輸?shù)姆€(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸容量大等優(yōu)點(diǎn)。在這種系統(tǒng)中，光纖收發(fā)器的主要作用是進(jìn)行電／光、光／電轉(zhuǎn)換，并可以直接接收串行口的控制信號(hào)，有些光纖收發(fā)器還兼具有以太網(wǎng)接入功能。考慮到系統(tǒng)的高穩(wěn)定性和高可靠性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須慎重選擇串行接VI和光纖收發(fā)器[2]。這種測(cè)控系統(tǒng)的投資較高，但由于其抗干擾和抗雷擊能力強(qiáng)，并且通信質(zhì)量?jī)?yōu)越，因此在廣播電視站以及通信站的發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)距離不問(wèn)斷監(jiān)控中得到廣泛應(yīng)用。
3 電話網(wǎng)的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)
在通信不是很頻繁、通信數(shù)據(jù)量較小、實(shí)時(shí)性和保密性要求不高的場(chǎng)合，可以租用公用電話網(wǎng)，采用撥號(hào)方式建立臨時(shí)連接的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控。采用這種測(cè)控系統(tǒng)可以降低系統(tǒng)的硬件成本、縮短建網(wǎng)周期，實(shí)現(xiàn)高速高效的目的。
該系統(tǒng)中的每個(gè)子站只需要定時(shí)采集被控對(duì)象的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并保存在自己的數(shù)據(jù)庫(kù)中；主站則只能在屏幕上面按狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)所保存的最新數(shù)據(jù)顯示各測(cè)控對(duì)象的狀態(tài)。當(dāng)需要檢測(cè)遠(yuǎn)方測(cè)控對(duì)象的狀態(tài)或?qū)ζ鋱?zhí)行操作時(shí)，主站從自己的數(shù)據(jù)庫(kù)中找到對(duì)應(yīng)子站的電話號(hào)碼，通過(guò)撥號(hào)方式向子站發(fā)出“握手信號(hào)”，相應(yīng)的子站接收到“握手信號(hào)”后執(zhí)行摘機(jī)命令，從而建立起主站和子站之間的通信渠道。由于這種測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和保密性都比較差，因此只用在一些了解遠(yuǎn)方測(cè)控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)和提前預(yù)防事故的場(chǎng)合。
4 基于Internet／Intranet的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)
測(cè)控系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為中心、以網(wǎng)絡(luò)為核心的特征日益明顯。使用Internet／Intranet的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)，人們從任何地點(diǎn)，在任何時(shí)刻獲取到測(cè)量信息(或數(shù)據(jù))的愿望成為現(xiàn)實(shí)。系統(tǒng)的組成見(jiàn)圖1。
圖1 基于Internet／Intranet的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)
實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)必須解決許多關(guān)鍵性問(wèn)題，比如數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性；另外網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的連接和更新不僅應(yīng)是動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)的，而且要有高的編程效率和很好的兼容性；TCP／IP協(xié)議和現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的兼容性，真正達(dá)到數(shù)據(jù)暢通無(wú)阻；同時(shí)網(wǎng)絡(luò)的安全性也是一個(gè)不容忽視的環(huán)節(jié)。基于Internet／Intranet的網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)適用于異地或者遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)采集、故障監(jiān)測(cè)、報(bào)警等等，其應(yīng)用范圍十分廣泛[3]。
5 基于無(wú)線通信的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)
對(duì)于工作點(diǎn)多、通信距離遠(yuǎn)、環(huán)境惡劣且實(shí)時(shí)性和可靠性要求比較高的場(chǎng)合，可以利用無(wú)線電波來(lái)實(shí)現(xiàn)主控站與各個(gè)子站之間的數(shù)據(jù)通信，采用這種遠(yuǎn)程測(cè)控方式有利于解決復(fù)雜連線，無(wú)需鋪設(shè)電纜或光纜，降低了環(huán)境成本。系統(tǒng)的組成見(jiàn)圖2。
這種遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵是要使射頻模塊的接收靈敏度和發(fā)射功率足夠高，以擴(kuò)大站點(diǎn)間的距離，同時(shí)還需要考慮無(wú)線電波波段的選擇；無(wú)線通信調(diào)制解調(diào)器已經(jīng)有許多比較成熟的產(chǎn)品，可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇[4]。無(wú)線通信的遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，比如說(shuō)智能小區(qū)的保安系統(tǒng)、油井遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等均可以采用這種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，還有航空航天上使用的無(wú)線電跟蹤測(cè)軌、遙測(cè)、遙控系統(tǒng)，是這種技術(shù)的典型應(yīng)用。
6 結(jié)束語(yǔ)
測(cè)控系統(tǒng)的多樣化，都各有千秋，隨著今后測(cè)控距離的不斷擴(kuò)大以及測(cè)控系統(tǒng)復(fù)雜度的不斷增加，單一的數(shù)據(jù)傳輸方式往往不足以達(dá)到要求；在一個(gè)遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)中采取多種數(shù)據(jù)傳輸方式相互配合使用，可以降低系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難度，有利于整個(gè)系統(tǒng)的模塊化處理。
同樣，遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)發(fā)展迅速，將引導(dǎo)測(cè)控領(lǐng)域主要發(fā)展方向。各種新技術(shù)、新器件、新模型的出現(xiàn)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展必然給遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)提供更大更寬廣的平臺(tái)。但是遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)要從自身著手，不斷的尋求提高測(cè)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信的可靠性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性的方法和手段，以及解決如何擴(kuò)大通信的距離、提供通信質(zhì)量等一系列關(guān)鍵性的問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代控制理論 過(guò)程控制工程 預(yù)測(cè)控制 智能控制
以狀態(tài)空間方法為主體的現(xiàn)代控制理論，借助于多變量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工業(yè)過(guò)程的狀態(tài)采集、輸出反饋，以及解耦控制等操作，尤其是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，更使得現(xiàn)代控制理論獲得了新的突破。自上世紀(jì)80年代基于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)環(huán)境下對(duì)多變量耦合系統(tǒng)控制技術(shù)的問(wèn)世，以模型預(yù)測(cè)啟發(fā)式控制和動(dòng)態(tài)矩陣控制技術(shù)為代表的預(yù)測(cè)技術(shù)，逐漸成為工業(yè)過(guò)程控制應(yīng)用的主角，同時(shí)，隨著工業(yè)過(guò)程控制技術(shù)的不斷深入，基于模型的控制理論體系也得到了完善。
一、先進(jìn)控制理論的技術(shù)理論特點(diǎn)分析
與傳統(tǒng)基于模型的過(guò)程控制相比，對(duì)于先進(jìn)控制技術(shù)來(lái)說(shuō)，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家控制，以及模糊控制等智能化技術(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)展的主要方向。結(jié)合先進(jìn)控制的應(yīng)用實(shí)踐，以多變量耦合、大時(shí)滯、被控變量與控制變量間的關(guān)系約束等方面來(lái)看，先進(jìn)控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在常規(guī)回路上的動(dòng)態(tài)約束控制，即能夠適應(yīng)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)操作要求。另外從對(duì)計(jì)算功能的支持上，實(shí)時(shí)性是先進(jìn)控制技術(shù)的主要特征，并能夠依托先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)完成對(duì)控制可靠性、可維護(hù)性的高效操作。
二、基于工業(yè)過(guò)程的控制技術(shù)分類(lèi)策略
從過(guò)程控制策略來(lái)看，主要分為五類(lèi)，一是傳統(tǒng)控制策略，如PID控制、手動(dòng)控制、比值控制、前饋控制等；二是經(jīng)典技術(shù)控制策略，如增益調(diào)整策略、解耦控制策略、時(shí)滯補(bǔ)償策略等；三是統(tǒng)行技術(shù)控制策略，如模型預(yù)測(cè)控制策略、自適應(yīng)控制策略、內(nèi)模控制策略等；四是潛在技術(shù)控制策略，如專(zhuān)家控制策略、最優(yōu)控制策略、神經(jīng)控制策略、非線性控制策略、及模糊控制策略等；五是研究上的策略，如U綜合策略、魯棒控制策略等。對(duì)于不同控制技術(shù)來(lái)說(shuō)，結(jié)合不同的應(yīng)用領(lǐng)域選擇適應(yīng)的控制策略來(lái)完成具體的應(yīng)用操作。
三、對(duì)預(yù)測(cè)控制技術(shù)的研究與分析
自上世紀(jì)60年代卡爾曼將狀態(tài)空間法引入到控制理論中，從而揭開(kāi)了現(xiàn)代控制理論的序幕。特別是在自動(dòng)化控制技術(shù)日益發(fā)展的今天，借助于多變量、時(shí)變和非線性等特點(diǎn)，在工業(yè)過(guò)程控制中將時(shí)效性和經(jīng)濟(jì)性作為控制模型的基礎(chǔ)，并從最優(yōu)化性能指標(biāo)算法中實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的控制。同時(shí)，為了克服數(shù)學(xué)模型精度和不確定性因素的影響，從工業(yè)過(guò)程建模、魯棒控制及自適應(yīng)控制中進(jìn)一步突破傳統(tǒng)思想的束縛，以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐的高性能計(jì)算平臺(tái)來(lái)完善控制新算法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)測(cè)控制技術(shù)的有效改進(jìn)。
基于非參數(shù)模型的模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)。以Richalet（1987）、Mehra（1982）等提出在脈沖響應(yīng)模型基礎(chǔ)上而改進(jìn)的模型預(yù)測(cè)啟發(fā)控制系統(tǒng)，其原理是利用脈沖響應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制，不需要額外系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)識(shí)別，從而避免不確定性的運(yùn)行，提高了控制的魯棒性。如在煉油廠催化裂化裝置中，對(duì)于原油預(yù)熱過(guò)程進(jìn)行控制，能夠獲得較好的控制效果。再如對(duì)于某鋼廠加熱爐進(jìn)行綜合控制時(shí)，從多變量約束條件控制算法中來(lái)獲得各環(huán)節(jié)的預(yù)測(cè)參數(shù)值，并從工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程中的解耦、跟蹤上來(lái)優(yōu)化控制算法，從而獲得良好的控制目標(biāo)。
基于參數(shù)化模型的預(yù)測(cè)控制技術(shù)。為了在自適應(yīng)控制理論中增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性，從廣義最小方差的基礎(chǔ)上，Clarke（1987）提出的廣義預(yù)測(cè)控制技術(shù)。其原理是吸取預(yù)測(cè)控制技術(shù)中多步預(yù)測(cè)優(yōu)化策略，并從過(guò)程參數(shù)識(shí)別控制中，來(lái)提高系統(tǒng)的自適應(yīng)控制能力。如將自適應(yīng)控制技術(shù)與預(yù)測(cè)控制技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，從參數(shù)修正過(guò)程中來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)測(cè)模型的動(dòng)態(tài)修正，從而改善系統(tǒng)的控制性能。如在聯(lián)鑄工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)結(jié)晶液位的控制上，從廣義預(yù)測(cè)控制技術(shù)上克服了拉速變化產(chǎn)生的有色噪聲，提高了過(guò)程控制的魯棒性。預(yù)測(cè)控制技術(shù)的成功源自工業(yè)實(shí)踐，更因?yàn)轭A(yù)測(cè)控制技術(shù)能夠從控制目標(biāo)的優(yōu)化、約束條件的廣泛性，以及控制算法、魯棒性等的優(yōu)越性，使其能夠獲得更好的應(yīng)用前景。
四、智能控制在工業(yè)控制過(guò)程中的應(yīng)用研究
智能控制技術(shù)作為一門(mén)新的學(xué)科分支，在以現(xiàn)代信息技術(shù)、人工智能技術(shù)的支撐下，信息論、控制論、系統(tǒng)論理論的日益成熟，將控制技術(shù)進(jìn)行高度分化和綜合，從而獲得了對(duì)控制對(duì)象時(shí)變性、時(shí)滯性、非線性的有效控制，也使得智能控制技術(shù)能夠從模擬人類(lèi)思維的方式來(lái)解決復(fù)雜的控制策略，并取得了較好的應(yīng)用效果。如在工業(yè)領(lǐng)域中的材料加工、冶煉、化工等過(guò)程控制中，面對(duì)復(fù)雜的反應(yīng)機(jī)理，從不確定的外界環(huán)境干擾中對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)化控制，如引入專(zhuān)家控制系統(tǒng)，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，從對(duì)整個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際控制中來(lái)提高自動(dòng)化水平，其中包含對(duì)相關(guān)操作工藝的優(yōu)化控制，對(duì)控制過(guò)程不同故障的診斷和改進(jìn)等。
在專(zhuān)家控制系統(tǒng)中，優(yōu)點(diǎn)是借助于專(zhuān)家操作經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)信息處理能力，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)過(guò)程中時(shí)變性、非線性、以及負(fù)責(zé)控制對(duì)象的控制效果，其應(yīng)用主要從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建模、參數(shù)整定、以及過(guò)程故障檢測(cè)和監(jiān)控，不足是專(zhuān)家控制系統(tǒng)因知識(shí)庫(kù)更新困難而難以實(shí)現(xiàn)同步提升。在模糊控制系統(tǒng)中，利用人類(lèi)模糊語(yǔ)言系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程的判定和決策，不足是穩(wěn)態(tài)精度不高，自適應(yīng)能力差。對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，以其高度組織性、學(xué)習(xí)性和自適應(yīng)性為特征的智能控制，因無(wú)法對(duì)模糊信息的有效處理，也使其具有局限性。為此，結(jié)合復(fù)雜控制環(huán)境下的過(guò)程控制，將智能控制與常規(guī)控制進(jìn)行統(tǒng)合，以充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，并從人工智能技術(shù)上來(lái)提高整個(gè)系統(tǒng)的智能化水平。如將模糊控制技術(shù)與滑模控制技術(shù)進(jìn)行結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水下機(jī)器人的控制；利用模糊C均值聚類(lèi)算法來(lái)對(duì)電容進(jìn)行分組，并借助于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償導(dǎo)納，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓、無(wú)功功率和不平衡的綜合補(bǔ)償。需要說(shuō)明的是，在工業(yè)生產(chǎn)控制過(guò)程中，對(duì)于模型化研究的目標(biāo)旨在從工業(yè)過(guò)程中來(lái)實(shí)現(xiàn)故障診斷和控制決策，其方法體現(xiàn)了模糊識(shí)別、統(tǒng)計(jì)分析和歸納推理等知識(shí)，以滿(mǎn)足實(shí)際工程控制的需要。
五、結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)代控制理論與控制工程的不斷發(fā)展，特別是對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)大型化、集成化、復(fù)雜化趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，借助于現(xiàn)代控制技術(shù)，融入先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息分析技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)過(guò)程的準(zhǔn)確控制，如以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理綜合控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，必將成為未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化發(fā)展的方向。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：虛擬技術(shù)；測(cè)控技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)研究
1引言
互聯(lián)網(wǎng)最大的優(yōu)勢(shì)就是可以在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行模擬測(cè)試，在新時(shí)代的今天，運(yùn)用虛擬技術(shù)方法，充分運(yùn)用資源以減少資源浪費(fèi)，從而降低成本，提高效率。結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)與虛擬技術(shù)的配合，對(duì)測(cè)控技術(shù)進(jìn)行測(cè)試，從而將用戶(hù)之間的信息進(jìn)行整合與運(yùn)用，能夠更好提高測(cè)控技術(shù)的研究效；并且互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)是不受時(shí)間與空間的限制，對(duì)系統(tǒng)測(cè)試更加的方便，能盡快滿(mǎn)足系統(tǒng)的測(cè)試要求，獲得測(cè)試的結(jié)果。現(xiàn)代虛擬技術(shù)正是基于互聯(lián)網(wǎng)的前提下，對(duì)測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用研究發(fā)展方向不斷轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⒑瓦h(yuǎn)程的特點(diǎn)，測(cè)試的內(nèi)容也更加豐富多彩。在現(xiàn)代虛擬技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用研究是本課題的主要內(nèi)容，并對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究，從而尋求能夠有利于測(cè)控系統(tǒng)的方法，尋求有利于測(cè)控技術(shù)在現(xiàn)代虛擬技術(shù)的創(chuàng)新之處。
2現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)概述
在現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的研究中，計(jì)算機(jī)是其重要的組成部分，這源于計(jì)算機(jī)在測(cè)量和控制方面的優(yōu)勢(shì)，以及它能夠準(zhǔn)確的對(duì)現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)進(jìn)行有效的計(jì)算。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用對(duì)現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)有著重要的作用，它能夠全方位實(shí)現(xiàn)測(cè)量和計(jì)算，形成數(shù)據(jù)信息的共享，推動(dòng)著現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的發(fā)展[1]。
2.1測(cè)控技術(shù)現(xiàn)狀介紹現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)著快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，不斷的應(yīng)用在生活與工作的各個(gè)方面。當(dāng)前，現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)是一套綜合的系統(tǒng)，包含測(cè)量與控制，智能化的發(fā)展從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理。不過(guò)我國(guó)的技術(shù)發(fā)展水平還比不上其他先進(jìn)的國(guó)家，測(cè)控技術(shù)水平的發(fā)展?fàn)顟B(tài)也沒(méi)有其他國(guó)家優(yōu)秀，還需要不斷的學(xué)習(xí)和自我創(chuàng)新，盡快提升測(cè)控技，形成獨(dú)特的研究體系。
2.2測(cè)控技術(shù)背景與發(fā)展方向測(cè)控技術(shù)的發(fā)展需要互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等一系列科學(xué)技術(shù)的支持。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)控技術(shù)的發(fā)展將會(huì)向著多元化方向。使用者可以自由的學(xué)習(xí)和運(yùn)用測(cè)控技術(shù)，對(duì)工作的內(nèi)容有效的了解，如此能夠更好的把握測(cè)控技術(shù)，提高學(xué)習(xí)和工作的效率。未來(lái)測(cè)控技術(shù)除了向多元化發(fā)展，還會(huì)更多的開(kāi)放用戶(hù)，不斷的融入市場(chǎng)。當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)的引入是現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)發(fā)展的一大支持，它極大的促進(jìn)了測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，這一點(diǎn)上文也有所提及。信息技術(shù)的不斷豐富，使得測(cè)控技術(shù)也在不斷的創(chuàng)新，現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)朝著智能化發(fā)展，這些都離不開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（尤其是現(xiàn)代虛擬技術(shù)）的發(fā)展，它將是現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)
3虛擬技術(shù)下現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)設(shè)計(jì)
互聯(lián)網(wǎng)的到來(lái)，打破了時(shí)間和空間的限制要求，現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的發(fā)展也慢慢步向遠(yuǎn)程化，所謂遠(yuǎn)程主要是基于互聯(lián)網(wǎng)這一有利優(yōu)勢(shì)。測(cè)試技術(shù)系統(tǒng)主要包含虛擬技術(shù)、數(shù)據(jù)信息的遠(yuǎn)程采集以及通信三個(gè)方面的網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試，在現(xiàn)場(chǎng)將虛擬的測(cè)試設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)使用者能夠通過(guò)瀏覽器對(duì)其進(jìn)行操作，從而能夠遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的遠(yuǎn)程采集和通信。虛擬測(cè)試系統(tǒng)主要有三個(gè)重要的組成部分，對(duì)服務(wù)器以及虛擬儀器和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，將數(shù)據(jù)庫(kù)和服務(wù)器以及監(jiān)控管理組成服務(wù)器單元進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，不同的用戶(hù)共同組成客戶(hù)，圖1是虛擬測(cè)試系統(tǒng)的主要組成部分。測(cè)試設(shè)備與數(shù)據(jù)庫(kù)共同組成了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試服務(wù)器，每一個(gè)測(cè)試設(shè)備都是獨(dú)力的，并且數(shù)量很多，它是測(cè)試的數(shù)據(jù)來(lái)源；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集，以及進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，對(duì)使用者的測(cè)試和運(yùn)用的用處很大；并且它與客戶(hù)之間形成緊密聯(lián)系，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行匯總[2]。通常若干臺(tái)電腦組成服務(wù)器端，它是測(cè)試系統(tǒng)的主體，不僅將使用者與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的信息進(jìn)行有效的交流，還對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試服務(wù)器的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總，并對(duì)使用者進(jìn)行管理和維護(hù)，從而保障測(cè)試的正常運(yùn)行；并且服務(wù)器端存有大量的數(shù)據(jù)庫(kù)，用于對(duì)使用者信息進(jìn)行比對(duì)，更好的對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行分析，以此不斷完善測(cè)試系統(tǒng)。
4虛擬技術(shù)在現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的運(yùn)用
科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，更加的便捷了現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展，也提供了有效技術(shù)支持。它廣泛的運(yùn)用在生活與工作的各個(gè)方面，生產(chǎn)全球化，往往需要通過(guò)虛擬技術(shù)在地球的一端對(duì)另一端的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試和分析，在生產(chǎn)領(lǐng)域有著重要的作用，不僅節(jié)約了時(shí)間和成本，也提高了測(cè)試效率[3]。不僅如此，現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的運(yùn)用不論對(duì)工作或是生活都有著重要的作用，在以后對(duì)測(cè)控技術(shù)運(yùn)用會(huì)更加的廣泛，也更加的頻繁。測(cè)控技術(shù)的運(yùn)用在軍事國(guó)防方面有著重要的作用，能夠通過(guò)遠(yuǎn)程對(duì)各項(xiàng)武器裝備進(jìn)行有效的檢測(cè)，能夠快速有效的對(duì)武器裝備進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，這對(duì)國(guó)家安全有重要的作用；在航天飛行的測(cè)控，對(duì)航天儀器進(jìn)行有效的測(cè)量，從而獲得最新的數(shù)據(jù)信息，實(shí)時(shí)保障航天英雄的安全；運(yùn)用現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)，實(shí)時(shí)了解農(nóng)作物的生產(chǎn)狀況，從而有效提高生產(chǎn)產(chǎn)量。而現(xiàn)代虛擬技術(shù)對(duì)測(cè)控技術(shù)的極大提升，不論是以上哪方面，都可以先進(jìn)行虛擬技術(shù)的模擬，從而有效的把握測(cè)控進(jìn)度，這很大程度上節(jié)約成本，保障安全，提高效率。圖2測(cè)控技術(shù)的運(yùn)用分類(lèi)5結(jié)論本文在現(xiàn)代虛擬技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)測(cè)控技術(shù)進(jìn)行有效的研究和分析，對(duì)現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和背景進(jìn)行相應(yīng)的介紹，并以此驗(yàn)證現(xiàn)代虛擬技術(shù)對(duì)測(cè)控技術(shù)有著重要的作用。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，現(xiàn)代虛擬技術(shù)的運(yùn)用離不開(kāi)它，同時(shí)也間接推動(dòng)了測(cè)控技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。課題中，對(duì)虛擬技術(shù)的框架進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，它存在于互聯(lián)網(wǎng)并運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)的多元化和智能化對(duì)現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)進(jìn)行有效的交流和研究，其所表達(dá)的優(yōu)勢(shì)尤為明顯并在文末做出介紹。
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關(guān)鍵詞：自動(dòng)化儀表；控制系統(tǒng)；開(kāi)放性；智能化；總線化
現(xiàn)階段，世界經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)從傳統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)模式向工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展，早期的儀器設(shè)備不能適應(yīng)新時(shí)期的生產(chǎn)要求。為此，我國(guó)制造業(yè)不斷普及自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)。若要實(shí)現(xiàn)工業(yè)的一體化生產(chǎn)，需要完善儀器設(shè)備輔作用。微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對(duì)自動(dòng)化儀表革新有著重要影響力，是自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展的新推動(dòng)力。自動(dòng)化儀表具有靈敏性、高速性和可靠性的特點(diǎn)，能夠快速獲取全方位信息，突破了傳統(tǒng)的機(jī)、光、電框架，向著開(kāi)放性、總線化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
1.開(kāi)放性的發(fā)展趨勢(shì)
目前，國(guó)內(nèi)測(cè)控儀器常采用VxWorks、Linux等嵌入型操作系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)核心部分是高性能的微處理器和軟件核心。計(jì)算機(jī)和儀器儀表的聯(lián)系將會(huì)更加緊密。儀器儀表在發(fā)展過(guò)程中，會(huì)不斷具備計(jì)算機(jī)接口功能。例如打印機(jī)接口、USB接口等。測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)以USB接口把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于儀器設(shè)備內(nèi)。齊備接口能連接執(zhí)行器設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控儀表。控制系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下會(huì)擁有特定的測(cè)控功能，實(shí)現(xiàn)智能化現(xiàn)場(chǎng)中測(cè)控設(shè)備開(kāi)放式的互連。
西門(mén)子微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置7SJ68專(zhuān)為發(fā)電廠和供電系統(tǒng)用戶(hù)設(shè)計(jì)，它能夠提供大屏幕圖形顯示、中文操作界面，調(diào)試和操作非常方便。同時(shí)，7SJ68具有不帶方向/帶方向時(shí)限過(guò)流/電動(dòng)機(jī)/電壓/頻率保護(hù)，附加操作容易的就地控制功能和自動(dòng)化功能。可控制開(kāi)關(guān)的數(shù)量只取決于保護(hù)裝置可用的開(kāi)關(guān)量輸入/輸出點(diǎn)的數(shù)量。集成的可編程邏輯工具（CFC）允許用戶(hù)實(shí)現(xiàn)自定義功能，如開(kāi)關(guān)的自動(dòng)化功能（聯(lián)鎖）等。用戶(hù)也能生成自定義的信息。
2.總線化的發(fā)展趨勢(shì)
在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，用于測(cè)量各種過(guò)程參數(shù)、執(zhí)行各種控制指令或轉(zhuǎn)換信號(hào)并實(shí)現(xiàn)通訊的儀表稱(chēng)為現(xiàn)場(chǎng)儀表。現(xiàn)場(chǎng)儀表包括壓力表、流量計(jì)、溫度表、液位計(jì)、物位計(jì)等。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，分布式和集中式的測(cè)試系統(tǒng)組建比較容易。但集中測(cè)控并不能滿(mǎn)足遠(yuǎn)程、復(fù)雜和大范圍測(cè)控任務(wù)。由此出現(xiàn)了新型的FCS（現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）。FCS由PLC、DCS發(fā)展而來(lái)，利用開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)現(xiàn)場(chǎng)的控制器和儀表，完善現(xiàn)場(chǎng)控制功能，并降低維修費(fèi)用和安裝成本。現(xiàn)場(chǎng)總線為實(shí)現(xiàn)高適應(yīng)、高穩(wěn)定和低消耗提供了發(fā)展空間和巨大動(dòng)力。世界諸多制造廠家為了銷(xiāo)售自己的FCS，推出了和控制系統(tǒng)相配套的調(diào)節(jié)閥和測(cè)量?jī)x器。
西門(mén)子SITRANS FCS200能應(yīng)用在各種壓縮天然氣（CNG）中，具有額外的靈活性。該傳感器具有不同的三類(lèi)尺寸，安裝較為容易。SITRANS FCS200流量傳感器結(jié)合質(zhì)量變送器使用，可形成完整的流量計(jì)。提供的各種標(biāo)準(zhǔn)氣體連接，能夠滿(mǎn)足多數(shù)市場(chǎng)的需求。
3.智能化的發(fā)展趨勢(shì)
自動(dòng)化儀表智能化是運(yùn)用微處理器、集成電路、接口通信技術(shù)，以嵌入式的軟件對(duì)內(nèi)部操作進(jìn)行協(xié)調(diào)，讓儀表具備智能化處理功能。在溫度壓力補(bǔ)償、輸入信號(hào)的處理、零點(diǎn)修正與漂移等基礎(chǔ)上，要控制好工業(yè)過(guò)程，分散控制系統(tǒng)危險(xiǎn)性。該類(lèi)產(chǎn)品的出現(xiàn)形式是數(shù)字輸出，不僅便于信息溝通，而且提升儀表性能，能夠利用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成開(kāi)放式、新型化的過(guò)程控制系統(tǒng)。
西門(mén)子S120系列變頻器具備完全集成式的安全保護(hù)功能，是全球第一個(gè)具備SLS和SS1功能的產(chǎn)品。它的智能化較為明顯，基于集成化安全保護(hù)技術(shù)，操作更為簡(jiǎn)便、設(shè)備運(yùn)行更加安全。由于集成式安全保護(hù)功能，降低了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)建和安全保護(hù)自動(dòng)化的費(fèi)用。西門(mén)子S120系列變頻器將PROFIBUS和PROFINET總線標(biāo)準(zhǔn)集成，有了多種的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌こ毯徒M態(tài)結(jié)構(gòu)有足夠的優(yōu)化。和常規(guī)變頻器相比，所需線電流能夠降低到80%，散熱效率較高。
西門(mén)子PLC S7-400是中、高檔性能范圍的可編程序控制器。西門(mén)子S7-400自動(dòng)化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。它的模板擴(kuò)展性和配置功能夠按照每個(gè)不同的需求靈活組合。系統(tǒng)包括電源模板、CPU、各種信號(hào)模板、通訊模板、功能模板、接口模板、SIMATIC S5模板。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０澹隳苁瓜到y(tǒng)升級(jí)和充分滿(mǎn)足需要。西門(mén)子PLC S7-400以工廠復(fù)位功能能夠快速恢復(fù)出廠設(shè)置的存儲(chǔ)卡序列號(hào)，保護(hù)專(zhuān)有技術(shù)。它的智能性還體現(xiàn)在額外寫(xiě)保護(hù)，監(jiān)視裝載內(nèi)容。通過(guò)開(kāi)放的以太網(wǎng)通訊，具有靈活的集成選項(xiàng)。
4.網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)
在FCS中采取數(shù)字化、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)歸于制造企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)中。這是企業(yè)的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，有助于充分發(fā)揮智能儀表功能。隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，自動(dòng)化儀表的特征逐漸向網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展。新一代的控制網(wǎng)絡(luò)必然是IP智能儀表。控制網(wǎng)絡(luò)體系形成了嵌入式因特網(wǎng)。因特網(wǎng)會(huì)介入網(wǎng)絡(luò)每個(gè)層次內(nèi)，形成透明的網(wǎng)絡(luò)。它是企業(yè)范圍覆蓋的應(yīng)用實(shí)體。嵌入式因特網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)體系能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化的結(jié)合，因此可稱(chēng)為扁平式工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。它的特點(diǎn)在于可擴(kuò)展性、互連性和全開(kāi)放。隨著時(shí)代的發(fā)展，IP智能的現(xiàn)場(chǎng)儀表將會(huì)有更廣泛的應(yīng)用范圍。
5.結(jié)束語(yǔ)
隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，自動(dòng)化儀表從最初的獲取、存儲(chǔ)、處理和傳輸信息，發(fā)展到了實(shí)時(shí)控制工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。微電子技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)推動(dòng)了自動(dòng)化儀表向開(kāi)放性、總線化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。在發(fā)展的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)了自動(dòng)化儀表技術(shù)發(fā)展，而計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)局域網(wǎng)之間的融合又發(fā)展和豐富了自動(dòng)控制技術(shù)。現(xiàn)代自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)的功能不再單一，在未來(lái)發(fā)展的過(guò)程中將會(huì)取得更廣泛的應(yīng)用。
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[關(guān)鍵詞]航道 計(jì)算機(jī) 航標(biāo) 遙測(cè)
[中圖分類(lèi)號(hào)]F2[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1007-9416(2010)03-0029-02
1 引言
湖州位于浙江省北部,杭嘉湖平原西側(cè),北瀕太湖,西接安徽省,東臨江蘇,南與杭州相鄰,是連接江、浙、皖、滬的重要交通樞紐。湖州西部屬丘嶺半山區(qū),非金屬礦產(chǎn)資源非常豐富,東部為平原,航道縱橫交錯(cuò),港口密布,具有十分優(yōu)越的水運(yùn)條件,航道網(wǎng)絡(luò)十分發(fā)達(dá)。
湖州航區(qū)現(xiàn)有定級(jí)航道116條,總里程1163公里,設(shè)有各類(lèi)標(biāo)志標(biāo)牌510座,其中發(fā)光標(biāo)志69座。長(zhǎng)期以來(lái),在航標(biāo)維護(hù)管理方面均采用傳統(tǒng)的以航標(biāo)艇巡查方式進(jìn)行日常維護(hù)工作,而轄區(qū)航標(biāo)設(shè)置線長(zhǎng)、點(diǎn)多,最遠(yuǎn)的航標(biāo)距航標(biāo)管理部門(mén)約50余公里,采用傳統(tǒng)方法維護(hù)航標(biāo)不僅維護(hù)成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大,而且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)航標(biāo)失常。加之專(zhuān)職航標(biāo)維護(hù)工作人員編制有限,維護(hù)力量明顯不足。針對(duì)這一現(xiàn)狀,我們必須開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)開(kāi)發(fā),探索設(shè)計(jì)航標(biāo)遙測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)提高航標(biāo)巡查效率,減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、減少日常維護(hù)費(fèi)用開(kāi)支,確保航標(biāo)發(fā)光正常有效。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)概述
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由單片機(jī)和PC機(jī)串行口組成,這些系統(tǒng)大多采用RS232和RS485或有線Modem的通信方式,雖然經(jīng)濟(jì)實(shí)用,但是其有線數(shù)據(jù)傳輸方式在很大程度上限制了應(yīng)用環(huán)境的拓展。
移動(dòng)通訊業(yè)務(wù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,目前技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,利用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)資源,發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、傳輸特性好等優(yōu)勢(shì),為現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供一種便捷的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式,這種方式已成為工業(yè)控制和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域新的發(fā)展趨勢(shì)。該系統(tǒng)主要結(jié)合移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和單位局域網(wǎng),成功解決了航標(biāo)技術(shù)參數(shù)的實(shí)況采集和傳輸,通過(guò)手機(jī)短信進(jìn)行控制和了解航標(biāo)運(yùn)行情況,實(shí)現(xiàn)受控航標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
2.2 系統(tǒng)架構(gòu)
系統(tǒng)主要由三部分組成,即航標(biāo)前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和后臺(tái)監(jiān)控管理系統(tǒng)組成。結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.3 通信設(shè)計(jì)
系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容:
(1)主控計(jì)算機(jī)通過(guò)串口與外置GSM-Modem相連接,讀取GSM接收到的短消息從而獲得現(xiàn)場(chǎng)傳來(lái)的測(cè)量數(shù)據(jù),并可直接下發(fā)指令要求遠(yuǎn)端設(shè)備發(fā)數(shù)據(jù)。(2)如發(fā)生故障,則可通過(guò)GSM―Modem向航標(biāo)管理人員的手機(jī)發(fā)送報(bào)警信號(hào)。(3)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)經(jīng)采集器采集后轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào),發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)的GSM-Modem,通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)。(4)發(fā)送時(shí)間間隔可由航標(biāo)管理人員定時(shí)設(shè)置,也可直接接收數(shù)據(jù)。(5)航標(biāo)管理人員也可直接通過(guò)手機(jī)下發(fā)指令給遠(yuǎn)端GSM-Modem,遠(yuǎn)端設(shè)備收到指令后向該手機(jī)發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
2.4 測(cè)控對(duì)象
該系統(tǒng)的測(cè)控對(duì)象為航標(biāo)燈及其相關(guān)輔助設(shè)施,主要為以下設(shè)備。
(1)主燈:綠光,175W,AC110V供電,無(wú)換泡機(jī)和閃光器,一臺(tái)AC220V交流日光開(kāi)關(guān)。(2)副燈:白光,8秒4閃,DC12V20W,2節(jié)6V/50AH蓄電池供電。(3)充電:AC220V交流轉(zhuǎn)直流給蓄電池充電。
2.5 測(cè)控設(shè)備
(1)主測(cè)控站:電腦,打印機(jī)一套,通信控制箱一臺(tái)。(2)通信控制箱:通信控制箱內(nèi)設(shè)置SIEMENS TC-35 GSM-MODEM一臺(tái)。(3)測(cè)控設(shè)備箱:測(cè)控設(shè)備箱內(nèi)設(shè)置一套電量變送器,一套Z-WORLD公司生產(chǎn)的LP3500 FOX低功耗RTU及相關(guān)器件。
2.6 測(cè)控平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)要求
(1)總體要求:操作簡(jiǎn)單、明了,界面簡(jiǎn)潔、美觀,以圖表表示為主、文字為輔;系統(tǒng)容量為200個(gè)子站。(2)數(shù)據(jù)庫(kù)要求:數(shù)據(jù)庫(kù)需要設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)庫(kù)、故障數(shù)據(jù)庫(kù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù),其中原始數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)信息要能反映被測(cè)點(diǎn)的原始數(shù)據(jù),如編號(hào)、名稱(chēng)、描述、照片等。(3)軟件主要功能:實(shí)現(xiàn)向子站信息查詢(xún),接收子站信息功能;對(duì)報(bào)警信息,在屏幕上醒目顯示;能查詢(xún)各子站原始數(shù)據(jù),增加、刪除、修改數(shù)據(jù)(對(duì)后三項(xiàng)設(shè)置操作權(quán)限);能以圖、表形式查詢(xún)子站的信息(原始、歷史、運(yùn)行等);能以表格形式打印數(shù)據(jù)并對(duì)相關(guān)功能進(jìn)行加密和密碼控制。
3 系統(tǒng)功能
航標(biāo)遙測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)由測(cè)控主站和測(cè)控子站組成。測(cè)控主站由計(jì)算機(jī)和通訊控制箱組成,設(shè)在航標(biāo)站內(nèi)。用戶(hù)管理平臺(tái)由系統(tǒng)完成,該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)輸入和修改航標(biāo)基本信息和技術(shù)參數(shù),具有記錄運(yùn)行參數(shù)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)查詢(xún)功能,包括以下基本功能:信號(hào)查詢(xún)、招測(cè)數(shù)據(jù)、用戶(hù)管理、系統(tǒng)設(shè)定、整理數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)查詢(xún)等,并設(shè)置完善的口令系統(tǒng),保證系統(tǒng)的安全性。在此基礎(chǔ)上還可以根據(jù)需要增加功能,使得系統(tǒng)更適用,升級(jí)換代和維護(hù)保養(yǎng)方便。測(cè)控子站由測(cè)控設(shè)備箱和通訊設(shè)備箱組成,測(cè)控設(shè)備箱擔(dān)負(fù)檢測(cè)和控制功能的完成,通訊設(shè)備箱擔(dān)負(fù)通訊功能的完成。測(cè)控設(shè)備箱和通訊設(shè)備箱均為三防水密機(jī)箱。其主要測(cè)控功能為:
(1)監(jiān)控中心可隨時(shí)向測(cè)控子站查詢(xún)信息。(2)子站定時(shí)向主站發(fā)送信息,間隔時(shí)間可根據(jù)需要設(shè)置。(3)子站的航標(biāo)設(shè)備一旦失常或故障,能及時(shí)向主站報(bào)告。(4)用手機(jī)能與子站建立聯(lián)系,得到子站的工作信息。(5)當(dāng)主燈故障時(shí),向主站和手機(jī)報(bào)告。
4 技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)
4.1 測(cè)量參數(shù)(子站)
交流供電:電流、電壓。
主燈:動(dòng)態(tài)電流、動(dòng)態(tài)電壓、靜態(tài)電流、靜態(tài)電壓。
副燈:動(dòng)態(tài)電流、動(dòng)態(tài)電壓、靜態(tài)電流、靜態(tài)電壓、閃光燈質(zhì)。
蓄電池:電流、電壓。
充電控制器:充電電壓、充電電流。
斷電時(shí)間:停電時(shí)間、恢復(fù)時(shí)間。
4.2 測(cè)控技術(shù)指標(biāo)
閃光采集精度:≤±1%。
交流:電流傳感器精度0.5級(jí),電壓傳感器精度0.2級(jí)。
直流:電流傳感器精度≤±2.5%,電壓傳感器精度≤±0.5%。
4.3 監(jiān)控設(shè)備指標(biāo)
(1)測(cè)控設(shè)備箱要求:威圖三防水密機(jī)箱。連線有標(biāo)識(shí),走線規(guī)范。工作電壓:DC10V～15V。
整機(jī)工作電流:≤60mA.整機(jī)靜態(tài)電流:≤30mA.工作溫度:-25℃～+55℃。
(2)通信設(shè)備箱要求:威圖三防水密機(jī)箱。連線要標(biāo)識(shí),走線規(guī)范。工作電壓:DC10V～15V。
整機(jī)靜態(tài)電流:整機(jī)不工作時(shí),處于待機(jī)狀態(tài)。工作溫度:-25℃～+55℃。
5 結(jié)語(yǔ)
內(nèi)河航道航標(biāo)遙測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)的成功開(kāi)發(fā),重點(diǎn)解決了野外航標(biāo)設(shè)施技術(shù)參數(shù)的實(shí)況采集和傳輸,對(duì)內(nèi)河航標(biāo)的管理和維護(hù)將起到積極的作用,具有一定的技術(shù)創(chuàng)新性,可以實(shí)現(xiàn)航標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制。該系統(tǒng)在浙江湖州內(nèi)河航區(qū)推廣應(yīng)用后,可使航標(biāo)管理和維護(hù)由傳統(tǒng)的管理手段向科學(xué)化、自動(dòng)化過(guò)渡,可以降低管理成本,提高工作效率和管理水平。
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[作者簡(jiǎn)介]
遠(yuǎn)程虛擬儀器系統(tǒng)是近年來(lái)誕生并發(fā)展迅速的一種新型網(wǎng)絡(luò)測(cè)控技術(shù)，它不同于一般的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其主要應(yīng)用于遠(yuǎn)方有傳感器或其他數(shù)據(jù)接收設(shè)備得到的數(shù)據(jù)的傳輸與通信。例如，醫(yī)療系統(tǒng)遠(yuǎn)程會(huì)診、環(huán)境監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析等等。本文對(duì)遠(yuǎn)程虛擬儀器中的網(wǎng)絡(luò)通信、工作原理、實(shí)現(xiàn)方案等作了系統(tǒng)的探討和研究。
虛擬儀器與遠(yuǎn)程虛擬儀器
隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展，在科研、工業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，隨著低成本高性能的計(jì)算機(jī)資源的有效利用，數(shù)字化平臺(tái)逐漸成為測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)。儀器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的深層次的結(jié)合創(chuàng)造了虛擬儀器的概念，將計(jì)算機(jī)(處理器、存儲(chǔ)器、顯示器等)和通用儀器硬件(A／D、D／A 變換器、數(shù)字輸入／輸出、定時(shí)和信號(hào)處理器等)與用于數(shù)據(jù)分析、過(guò)程通訊及用戶(hù)圖形界面的軟件有效地結(jié)合起來(lái)，就組成了虛擬儀器。
虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)徹底打破了傳統(tǒng)儀器由廠家定義、用戶(hù)無(wú)法改變的模式，用戶(hù)借助通用的儀器硬件平臺(tái)，調(diào)用不同的測(cè)試軟件，就可以構(gòu)成不同功能的儀器。虛擬儀器能提供給用戶(hù)一個(gè)充分發(fā)揮自己才能和想象力的空間，用戶(hù)可以隨心所欲地設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的儀器系統(tǒng)以滿(mǎn)足多種多樣的測(cè)試需求，而所需的只是一些必要的硬件、軟件加上通用計(jì)算機(jī)。儀器的智能化和虛擬化已經(jīng)成為未來(lái)各級(jí)實(shí)驗(yàn)室以及研究機(jī)構(gòu)發(fā)展的方向，“The Soft is Instruments(軟件就是儀器)”正在被廣大科技、教學(xué)工作者逐步接受。
繼“軟件就是儀器”的概念之后，出現(xiàn)了“網(wǎng)絡(luò)就是儀器”的新觀念。遠(yuǎn)程虛擬儀器就是虛擬儀器在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的擴(kuò)展。遠(yuǎn)程虛擬儀器技術(shù)結(jié)合了虛擬儀器技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將虛擬儀器的應(yīng)用范圍拓展到整個(gè)Internet網(wǎng)上，使信號(hào)采集、傳輸和處理一體化，一方面可以使許多昂貴的硬件資源得以共享，充分利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室資源; 另一方面還有利于遠(yuǎn)程教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，從而解決限制遠(yuǎn)程教育中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行的難題。因此構(gòu)建基于Internet上的遠(yuǎn)程虛擬儀器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已經(jīng)成為虛擬儀器應(yīng)用發(fā)展的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。遠(yuǎn)程虛擬儀器結(jié)構(gòu)模式如圖1所示。
圖1 遠(yuǎn)程虛擬儀器的結(jié)構(gòu)模式
遠(yuǎn)程虛擬儀器的實(shí)現(xiàn)
無(wú)論哪種遠(yuǎn)程虛擬儀器系統(tǒng)，都是將硬件儀器(傳感器、調(diào)理放大器、A/D卡)搭載到遠(yuǎn)端服務(wù)器上，加上應(yīng)用軟件并和本地的筆記本電腦、臺(tái)式 PC 機(jī)或工作站等各種計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相連而構(gòu)成的，實(shí)現(xiàn)了用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全數(shù)字化的采集測(cè)試分析，因此遠(yuǎn)程虛擬儀器的發(fā)展跟計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展步伐完全同步，顯示出其靈活性和強(qiáng)大的生命力，Internet為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程虛擬儀器系統(tǒng)提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，利用瀏覽器／服務(wù)器模式，操控者可以在瀏覽器端控制遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行測(cè)試以及進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)地實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。
遠(yuǎn)程虛擬儀器是虛擬儀器在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的拓展，除了具備虛擬儀器的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，主要優(yōu)勢(shì)還在于不受地域、環(huán)境的限制。用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建的遠(yuǎn)程虛擬儀器系統(tǒng)，可以使信號(hào)采集、傳輸和處理一體化，不但可以共享許多昂貴的硬件資源，而且還便于擴(kuò)展測(cè)試系統(tǒng)、提高測(cè)試效率，所以應(yīng)用極為廣泛，是科研、教育、開(kāi)發(fā)、測(cè)量、檢測(cè)、計(jì)量、測(cè)控等領(lǐng)域不可多得的好工具，更值得一提的是它的出現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程診斷等新興領(lǐng)域的發(fā)展有重要意義，也使現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的全面開(kāi)展成為可能，同時(shí)也會(huì)使教學(xué)實(shí)驗(yàn)走上一個(gè)新的發(fā)展高度。
遠(yuǎn)程虛擬儀器開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)方案
Internet 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的虛擬儀器(VI)系統(tǒng)技術(shù)正在推動(dòng)著遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)的迅速發(fā)展。基于 Internet 的遠(yuǎn)程測(cè)控開(kāi)發(fā)主要研究和討論基于Web的虛擬儀器技術(shù)，本文則基于最流行的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW，討論了四種用于開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程虛擬儀器的技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程及其工作原理，并對(duì)其實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)進(jìn)行了分析。
1. DataSocket 技術(shù)
LabVIEW 具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信功能，這種功能使得 LabVIEW 的用戶(hù)可以很容易地編寫(xiě)出具有強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)通信能力的 LabVIEW 應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程虛擬儀器。DataSocket 是 LabVIEW 最新提供的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具，它大大簡(jiǎn)化甚至免除了網(wǎng)絡(luò)通信編程，用戶(hù)使用這種技術(shù)可以很容易地在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。借助它可以在不同的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)源之間共享數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（Live data）的傳輸。圖2描述了 DataSocket 的體系結(jié)構(gòu)。
DataSocket 可以訪問(wèn)本地文件以及 HTTP 和 FTP 服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，并為低層通信協(xié)議提供了統(tǒng)一的 API 函數(shù)，編程人員無(wú)需為不同的數(shù)據(jù)格式和通信協(xié)議編寫(xiě)具體的通信程序代碼。DataSocket 使用一種增強(qiáng)型數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)交換儀器類(lèi)型的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)類(lèi)型包括數(shù)據(jù)特性(如采樣率、操作員、通道數(shù)、時(shí)間、及采樣精度)和實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)。
DataSocket 遵循了 TCP/IP 協(xié)議，并對(duì)底層進(jìn)行了高度封裝，所提供的參數(shù)簡(jiǎn)單友好，用類(lèi)似與 Web 中的統(tǒng)一資源定位符(Uniform Resource Locator，URL)定位數(shù)據(jù)源，URL 不同的前綴代表了不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型。FILE 表示本地文件，HTTP 為超文本傳輸資源，F(xiàn)TP 為文件傳輸服務(wù)器上的資源，OPC表示訪問(wèn)的資源是 OPC 服務(wù)器，DSTP(DataSocket Transfer Protocal，DataSocket 傳輸協(xié)議)則說(shuō)明數(shù)據(jù)是來(lái)自 DataSocket 服務(wù)器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
2. 基于 ActiveX 技術(shù)
組件式技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今軟件技術(shù)的潮流之一，組件式技術(shù)是一種廣泛的體系結(jié)構(gòu)，支持包括設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和部署在內(nèi)的整個(gè)生命周期計(jì)算的理念，它將徹底改變目前軟件生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)的模式。組件是一種能夠提供某種服務(wù)的自包含的軟件模塊,它封裝了一定的數(shù)據(jù)（屬性）和方法,并提供特定的接口,開(kāi)發(fā)人員利用這一特定的接口來(lái)使用組件,并使其與其它組件交互通信,以此來(lái)構(gòu)造應(yīng)用程序，用戶(hù)可根據(jù)自己的需求靈活購(gòu)買(mǎi)軟件組件。他們只需編寫(xiě)一些“膠水編碼”將各個(gè)組件“粘”起來(lái)，便可構(gòu)建自己的應(yīng)用系統(tǒng)，就如同今天我們購(gòu)買(mǎi)板卡組裝計(jì)算機(jī)一樣簡(jiǎn)單。
目前，基于組件式技術(shù)的規(guī)范主要有 Microsoft 的 COM／ActiveX 和 Sun的 Java／JavaBeans。由于 Microsoft 的 Windows 操作系統(tǒng)已經(jīng)成為桌面 PC 操作系統(tǒng)的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，所以 COM／ActiveX 得到了許多第三方廠商的支持。利用 COM／ActiveX 技術(shù)，我們可創(chuàng)建各式各樣的桌面和 Internet 應(yīng)用程序。ActiveX 控件技術(shù)是 COM／ActiveX 技術(shù)的重要組成部分，是 COM 技術(shù)在 Internet 上的擴(kuò)展。ActiveX 是一種可以在應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)十計(jì)算機(jī)上重復(fù)使用的程序?qū)ο蟆?chuàng)建它的主要技術(shù)是 Microsoft 的 COM／ActiveX 技術(shù)，組件對(duì)象模型(COM)是其基礎(chǔ)。ActiveX 控件可以以小程戶(hù)下載裝入網(wǎng)頁(yè)，也可以用在一般的 Windows 應(yīng)用程序環(huán)境中。
ActiveX 控件可以由不同的可以識(shí)別 Microsoft 的 COM 技術(shù)的語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，它是一個(gè)組件，它可以在同一個(gè)或分布式的計(jì)算環(huán)境中開(kāi)發(fā)或使用。COM 的分布式支持技術(shù)稱(chēng)為 DCOM。在實(shí)現(xiàn)中，ActiveX 控件是一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL)模塊，它包括在容器(包括 COM 程序接口的應(yīng)用程序)當(dāng)中,這種可重復(fù)使用的組件技術(shù)可以加快開(kāi)發(fā)速度和質(zhì)量。
通常情況下，基于以下三點(diǎn)可以考慮采用 ActiveX 控件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控功能:
瀏覽器對(duì)組件技術(shù)，尤其是ActiveX 的廣泛支持;
ActiveX 控件在客戶(hù)端的執(zhí)行效率要高于 JavaApplet;
易于開(kāi)發(fā)，Delphi 開(kāi)發(fā)的程序可以直接以 ActiveX 控件形式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)。
在遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，我們可以用 Borland Delphi 開(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì)遠(yuǎn)程測(cè)控客戶(hù)端軟件進(jìn)行重新開(kāi)發(fā)，并以 ActiveX 控件的形式進(jìn)行封裝。當(dāng)客戶(hù)端在訪問(wèn)服務(wù)器網(wǎng)頁(yè)時(shí)，會(huì)自動(dòng)下載和運(yùn)行該 ActiveX 控件程序，從而實(shí)現(xiàn)了類(lèi)似Java Applet 程序所實(shí)現(xiàn)的功能。
3. 基于 Java Applet 技術(shù)
(1)Java Applet 技術(shù)的特點(diǎn)
首先，Applet 程序是從服務(wù)器端自動(dòng)下載到客戶(hù)端執(zhí)行，并且是嵌入到瀏覽器中運(yùn)行。對(duì)用戶(hù)而言，這與一般的上網(wǎng)瀏覽沒(méi)有任何區(qū)別，Applet 只能在瀏覽器環(huán)境內(nèi)運(yùn)行，只需所用的瀏覽器支持 Java 即可，而當(dāng)前幾乎所有的瀏覽器均支持 Java 并擁有 Java 虛擬機(jī)，無(wú)須下載插件。而且，Java 方便的語(yǔ)言操作能力，無(wú)論在界面操作還是程序設(shè)計(jì)上，均給開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)極大的便利。
其次，Java 語(yǔ)言具有強(qiáng)大而完善的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)功能。在 Applet 程序中，很容易就可以實(shí)現(xiàn)同遠(yuǎn)程服務(wù)器之間建立連接并控制數(shù)據(jù)傳遞。當(dāng)客戶(hù)端打開(kāi)服務(wù)器網(wǎng)頁(yè)時(shí)，會(huì)自動(dòng)下載和啟動(dòng) Applet 程序，這樣，客戶(hù)端只需簡(jiǎn)單操作 Applet程序即可控制遠(yuǎn)端系統(tǒng)工作和結(jié)果數(shù)據(jù)傳輸。
第三，由于 Java 本身是一種優(yōu)秀的跨平臺(tái)語(yǔ)言，這使得無(wú)論在 Windows操作系統(tǒng)還是 Unix 系統(tǒng)抑或是 Linux 系統(tǒng)下，針對(duì)客戶(hù)端開(kāi)發(fā)的 Applet 程序都無(wú)須修改而做到完全移植。這一特點(diǎn)很大程度地?cái)U(kuò)展了遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
(2)Java Applet的工作原理及通信過(guò)程
應(yīng)用本方案實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。客戶(hù)端由兩個(gè)部分組成，一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，另一部分則是嵌入到瀏覽器頁(yè)面中運(yùn)行的 Java Applet 程序，客戶(hù)端通過(guò) Internet 和支持 Java Applet 的瀏覽器來(lái)訪問(wèn)服務(wù)器，自動(dòng)下載并運(yùn)行 Applet。服務(wù)器端由 Web 服務(wù)器、LabVIEW 程序和DataServer 三部分組成。Web 服務(wù)器為客戶(hù)端提供 WWW 服務(wù)，使得客戶(hù)端能夠通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)服務(wù)器。LabVIEW 程序負(fù)責(zé)服務(wù)器端的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控。而 Data Server 一方面同客戶(hù)端 JavaApplet 程序建立網(wǎng)絡(luò)連接，作為 Applet 程序的數(shù)據(jù)服務(wù)器，按受客戶(hù)端 Applet 程序的請(qǐng)求并傳送數(shù)據(jù); 另一方面又負(fù)責(zé)響應(yīng)Applet 程序的請(qǐng)求，以客戶(hù)方式對(duì) LabVIEW 程序進(jìn)行相應(yīng)的控制。
具體過(guò)程如下:
①客戶(hù)端 Web 瀏覽器請(qǐng)求服務(wù)器端的網(wǎng)頁(yè)，JavaApplet 自動(dòng)下載到客戶(hù)端并啟動(dòng)運(yùn)行。建立客戶(hù)端于服務(wù)器端 Data Server 的網(wǎng)絡(luò)連接。
②Applet 向 Data Server 發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收和顯示。
③Applet 程序獲取鼠標(biāo)和鍵盤(pán)事件，并發(fā)送到服務(wù)器端的 Data Server，Data Server 對(duì) LabVIEW 程序進(jìn)行相應(yīng)的控制，從而間接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
4. AppletVIEW 技術(shù)
AppletVIEW 是 Nacimiento Software Corporation 的產(chǎn)品，它能夠把由LabVIEW 以及 LabWindow/CVI 生成的虛擬儀器到 Web 上。
(1) AppletVIEW 技術(shù)的特點(diǎn)
客戶(hù)端程序采用 AppletVIEW 開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，AppletVIEW 是一個(gè)為 LabVIEW開(kāi)發(fā) Web 應(yīng)用程序的軟件，可以實(shí)現(xiàn) B/S 模式虛擬儀器。它為服務(wù)器端提供了網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)的 G 語(yǔ)言支持，從而在服務(wù)器端，可以在 LabVIEW 平臺(tái)上結(jié)合AppletVIEW 的功能更好的解決網(wǎng)絡(luò)多用戶(hù)問(wèn)題。而且，數(shù)據(jù)的傳輸是基于 Socket 的一種傳輸方式，具有較高的數(shù)據(jù)吞吐量。針對(duì)客戶(hù)端程序開(kāi)發(fā)，AppletVIEW 提供了一個(gè)友好的可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境和―些測(cè)控常用的組件，這個(gè)環(huán)境也加快了客戶(hù)端程序的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。
(2) AppletVIEW 的工作原理及通信過(guò)程
AppleWIEW 開(kāi)發(fā)包的一部分是 VITP 服務(wù)器，它負(fù)責(zé)處理本地儀器和遠(yuǎn)端儀器的經(jīng)由 Web 的通信。在服務(wù)器端的儀器系統(tǒng)里，它作為 LabVIEW 程序運(yùn)行，提供了一個(gè)在 AppletVIEW 子儀器和遠(yuǎn)端儀器之間的接口界面。此服務(wù)器管理經(jīng)過(guò) AppletVIEW 子儀器的來(lái)自以及送入虛擬儀器的數(shù)據(jù)，并且通過(guò)JavaApplet ID 以及一組數(shù)據(jù)管道在本地儀器和遠(yuǎn)端儀器間進(jìn)行通信。在遠(yuǎn)端可以監(jiān)控本地儀器的運(yùn)行狀態(tài)，具體通信過(guò)程如圖4所示，過(guò)程描述如下:
1-2: Web 瀏覽器從 Web 服務(wù)器請(qǐng)求 HTML 頁(yè)面，Web 服務(wù)器發(fā)送此頁(yè)面到 Web 瀏覽器。
3-4: 在瀏覽器端，帶有< Applet>標(biāo)示的 HTML 頁(yè)面說(shuō)明有 Java 程序被調(diào)用，Web 瀏覽器的 Java 虛擬機(jī)運(yùn)行并從 Web 服務(wù)器請(qǐng)求 Applet 類(lèi)文件。需要的 Java 類(lèi)文件在 AppletVIEW.jar 中。
5: 服務(wù)器發(fā)送 AppletVIEW.jar 到 Web 瀏覽器。
6-7: AppletVIEW.jar 加載后，程序開(kāi)始運(yùn)行，請(qǐng)求“configureFile”中的參數(shù)。
8: Appletbuilder 生成的 MyApplet.jvi 被送到 Web 瀏覽器的程序中。
9: Java 程序與服務(wù)器通過(guò)數(shù)據(jù)端口（默認(rèn) 4749）建立 TCP/IP 連接，通信過(guò)程建立。
鏈接:四種實(shí)現(xiàn)方案比較
基于DataSocket技術(shù)的遠(yuǎn)程測(cè)控方案，優(yōu)點(diǎn)是DataSocket定義了一個(gè)測(cè)控?cái)?shù)據(jù)傳輸協(xié)議，從而利用這種方法可以達(dá)到很高的數(shù)據(jù)傳輸效率，實(shí)時(shí)性能相當(dāng)好。缺點(diǎn)是它只能實(shí)現(xiàn)C/S模式而不能實(shí)現(xiàn)B/S模式，需要同時(shí)開(kāi)發(fā)服務(wù)器端程序和客戶(hù)端程序，客戶(hù)端控制功能太弱，尚有待加強(qiáng)。
基于ActiveX實(shí)現(xiàn)方案，在實(shí)現(xiàn)上采用 Delphi開(kāi)發(fā)，它的優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)發(fā)效率高，而且一旦程序下載成功，比起同樣功能的Java 程序具有更高的執(zhí)行速度和效率，占用的系統(tǒng)資源也相對(duì)比較少; 但是，實(shí)驗(yàn)證明，它生成的ActiveX控件程序的尺寸比 Java 程序要大許多，客戶(hù)端需要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)下載這個(gè)程序。
基于Java Applet技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)B/S模式，只需開(kāi)發(fā)服務(wù)器端程序，開(kāi)發(fā)效率高，客戶(hù)端無(wú)須下載插件，程序較小便于下載執(zhí)行; 缺點(diǎn)是圖像質(zhì)量差,動(dòng)態(tài)顯示有跳動(dòng)感不連續(xù)。
基于AppletVIEW組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程測(cè)控方案，可以實(shí)現(xiàn)B/S模式，AppletVIEW 是第三方開(kāi)發(fā)的遠(yuǎn)程測(cè)控專(zhuān)用組件，為遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)提供了可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境，能把LabVIEW儀器面板自動(dòng)生成Java儀器面板，所以具有很高的開(kāi)發(fā)效率。而且，數(shù)據(jù)的傳輸是基于Socket的一種傳輸方式，具有較高的數(shù)據(jù)吞吐量，缺點(diǎn)是需要修改本地測(cè)控程序，并在本地VI程序中調(diào)用AppletVIEW提供的一些網(wǎng)絡(luò)控件VI，來(lái)與瀏覽器端的Java程序通信，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)測(cè)控。
遠(yuǎn)程虛擬儀器是虛擬儀器在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的拓展，它的許多優(yōu)點(diǎn)使其應(yīng)用極為廣泛，是科研、教育、開(kāi)發(fā)、測(cè)量、檢測(cè)、計(jì)量、測(cè)控等領(lǐng)域不可多得的好工具。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)相結(jié)合是本文的討論重點(diǎn)，文中對(duì)遠(yuǎn)程虛擬儀器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及構(gòu)成、開(kāi)發(fā)方案及工作原理都作了較為系統(tǒng)的研究。最后再給出幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和建議:
(1) 如果是實(shí)驗(yàn)室或小范圍的遠(yuǎn)程測(cè)控，可采用C/S模式，客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器直接相連，沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，因此響應(yīng)速度快。如果是遠(yuǎn)距離、大范圍的遠(yuǎn)程測(cè)控工作，可采用B/S模式，具有分布性特點(diǎn)，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行操作，而且升級(jí)維護(hù)方便。
(2) DataSocket定義了一個(gè)測(cè)控?cái)?shù)據(jù)傳輸協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸效率高，實(shí)時(shí)性能好，但只能實(shí)現(xiàn)C/S模式。而基于ActiveX 技術(shù)開(kāi)發(fā)效率高，具有更高的執(zhí)行速度和效率，但生成的ActiveX控件的尺寸較大，客戶(hù)端需要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)下載這個(gè)程序。采用Java Applet技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)B/S模式，開(kāi)發(fā)效率高，實(shí)驗(yàn)證明圖像質(zhì)量差，動(dòng)態(tài)顯示有跳動(dòng)感不連續(xù)。基于AppletVIEW組件技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)B/S模式，開(kāi)發(fā)效率高，數(shù)據(jù)的傳輸是基于Socket的一種傳輸方式，具有較高的數(shù)據(jù)吞吐量，試驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，實(shí)時(shí)性好。
關(guān)鍵詞 自動(dòng)化；儀表；綜述
中圖分類(lèi)號(hào)：TH39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671—7597（2013）032-017-01
從理論上講，自動(dòng)化儀表的概念指的是，用來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的存儲(chǔ)、分析加工，以及之前的數(shù)據(jù)的獲得、傳遞以及互換等過(guò)程，最終通過(guò)處理得到結(jié)果，并且整個(gè)過(guò)程中可以通過(guò)這個(gè)技術(shù)工具實(shí)現(xiàn)高度控制。這些年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信息處理以及微電子技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)推動(dòng)自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展進(jìn)步有了非常重大的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。
1 自動(dòng)化儀器儀表的構(gòu)成及原理
從實(shí)際的組成結(jié)構(gòu)上看來(lái)，作為一種自動(dòng)化技術(shù)工具，自動(dòng)化儀器儀表是由很多的自動(dòng)化元件組成的，并且擁有非常完善的功能。實(shí)際上看，自動(dòng)化儀器儀表具有控制、記錄、測(cè)量、顯示，以及報(bào)警等多種功能，它本身就是一個(gè)比較系統(tǒng)的工程，是自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分，作為一個(gè)信息收集、分析和處理的工具，它的主要功能就是應(yīng)用于交換信息和數(shù)據(jù)，將輸入的信號(hào)變成輸出的信號(hào)，并且可以用頻率域或者時(shí)間域進(jìn)行相應(yīng)的表達(dá)，用斷續(xù)的數(shù)字量或者連續(xù)的模擬量的形式進(jìn)行信號(hào)的輸出。
2 自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展方向
2.1 智能化發(fā)展方向
現(xiàn)代的自動(dòng)化儀器儀表往往使用了大量的接口通信技術(shù)、微處理器技術(shù)和大規(guī)模的集成電路等技術(shù)，在協(xié)調(diào)內(nèi)部的操作上采用了嵌入式軟件，這樣儀表的功能上就實(shí)現(xiàn)了智能化的處理，在進(jìn)行量程刻度標(biāo)尺的變換，零點(diǎn)的漂移與修正，信號(hào)的非線性處理，故障診斷等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，同時(shí)可以進(jìn)行控制工業(yè)，實(shí)現(xiàn)了分散控制系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的作用，進(jìn)一步增強(qiáng)了自動(dòng)化儀器儀表的功能。自動(dòng)化儀器儀表利用數(shù)字輸出的形式，有助于提高自身的性能，有利于提高信息的交流和溝通的效率，同時(shí)可以利用信息網(wǎng)絡(luò)來(lái)構(gòu)成開(kāi)放的過(guò)程控制體系。
2.2 總線化發(fā)展方向
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備又稱(chēng)為現(xiàn)場(chǎng)儀表，指的是在過(guò)程控制系統(tǒng)自動(dòng)化中現(xiàn)場(chǎng)使用的設(shè)備。它主要是由在線分析儀表、執(zhí)行器和變送器組成的。通過(guò)廣泛的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線，能夠?qū)⒎植际綔y(cè)試系統(tǒng)以及組建集中越來(lái)越容易實(shí)現(xiàn)。但是面對(duì)范圍大、遠(yuǎn)程和復(fù)雜的測(cè)控任務(wù)，集中測(cè)控已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足需要，所以這就是需要一個(gè)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把進(jìn)行數(shù)據(jù)信息分析處理各種現(xiàn)場(chǎng)儀表聯(lián)系起來(lái)。面對(duì)這種實(shí)際的要求，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)出現(xiàn)了。它能夠?qū)⒅醒肟刂婆c現(xiàn)場(chǎng)的各種儀器儀表通過(guò)一個(gè)雙向、多站、全數(shù)字化和開(kāi)放的通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)聯(lián)系在一起，并且它還具有高穩(wěn)定、高適應(yīng)、低能耗、高精度等優(yōu)點(diǎn)。并且總線控制系統(tǒng)的出品廠商為了使該系統(tǒng)能夠得到更好的應(yīng)用，推出了相配套的調(diào)節(jié)閥和測(cè)量?jī)x表，使該系統(tǒng)變得更加的完善。
2.3 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展方向
由于計(jì)算機(jī)數(shù)字化通訊技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)中去，這就是使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)成為工程信息網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，已經(jīng)是工廠的底層信息網(wǎng)絡(luò)，能夠充分發(fā)揮智能儀器儀表的積極作用。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)采用計(jì)算機(jī)數(shù)字化通信技術(shù)，使自動(dòng)控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備加入工廠信息網(wǎng)絡(luò)，成為企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)底層，可使智能儀表的作用得以充分發(fā)揮。伴隨我國(guó)計(jì)算機(jī)以及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越來(lái)越快的發(fā)展速度，所以在未來(lái)的發(fā)展中就會(huì)有更加先進(jìn)的自動(dòng)化儀器儀表出現(xiàn)，它的基本特征就是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，可以稱(chēng)之為IP智能現(xiàn)場(chǎng)儀表，它的基本特點(diǎn)就是網(wǎng)絡(luò)的不同層次用Ethernet聯(lián)系起來(lái)，使網(wǎng)絡(luò)變得更加的開(kāi)放和透明，能夠?qū)ζ髽I(yè)整體全部的覆蓋起來(lái)。它的應(yīng)用能夠使工業(yè)自動(dòng)化與辦公自動(dòng)化達(dá)到緊密的結(jié)合，可以稱(chēng)之為扁平化工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，它變得更加的方面，并且可以擴(kuò)展，成為一個(gè)開(kāi)放性的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。因此，它必將在工業(yè)應(yīng)用中得到廣泛的實(shí)踐，并產(chǎn)生巨大的實(shí)際效益。
2.4 開(kāi)放性發(fā)展方向
由于使用以VxWorks、Linux和Windows/CE之類(lèi)的嵌入式操作系統(tǒng)為核心，以及高性能微處理器為硬件核心的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，所以計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化儀器儀表之間的關(guān)系就會(huì)變得更加的緊密，有的自動(dòng)化儀器儀表制造企業(yè)稱(chēng)，未來(lái)的儀器儀表將和計(jì)算機(jī)一樣具備各種借口和功能，各種工業(yè)數(shù)據(jù)也可以通過(guò)儀器儀表直接下載到移動(dòng)存儲(chǔ)器中，操作上和使用計(jì)算機(jī)一樣的簡(jiǎn)單。并且多種接口可以滿(mǎn)足各種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和計(jì)算的需要，并且這套智能系統(tǒng)還具有開(kāi)放式互聯(lián)的功能，能夠極大程度的滿(mǎn)足各種現(xiàn)場(chǎng)的需要。
作為一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，WEB技術(shù)所帶來(lái)的好處是值得肯定的。主要表現(xiàn)在以下幾方面。
1）通訊數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)能夠滿(mǎn)足多個(gè)用戶(hù)的使用，滿(mǎn)足處理需要，避免訪問(wèn)沖突，具有網(wǎng)絡(luò)共享特征。
2）在對(duì)測(cè)控終端的利用上，可以通過(guò)遠(yuǎn)程信道實(shí)現(xiàn)對(duì)終端時(shí)時(shí)訪問(wèn)，在使用上更加的便捷。
3）通過(guò)觀察自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展進(jìn)程，我們可以看到在自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展中計(jì)算機(jī)技術(shù)起著非常重要的作用，占有首屈一指的地位是，在將來(lái)的發(fā)展中，計(jì)算機(jī)及通訊網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)的軟硬件會(huì)有著越來(lái)越突出的實(shí)際的作用。所以說(shuō)，作為最基本的特征智能化儀表是儀器儀表的一個(gè)大的發(fā)展方向，智能化儀器儀表在未來(lái)的具體應(yīng)用中其實(shí)際的效果會(huì)變得越來(lái)越突出，作用也會(huì)越來(lái)越大，能夠很好的適應(yīng)各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要。雖然目前國(guó)內(nèi)自動(dòng)化儀表行業(yè)發(fā)展中存在一些問(wèn)題，相信在行業(yè)逐漸成熟的背景下，這些問(wèn)題能逐一解決。新開(kāi)發(fā)出的最新的智能化儀器儀表在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著更加重要的作用，相信在將來(lái)，必將會(huì)有更加先進(jìn)、更加智能的儀器儀表出現(xiàn)并得到廣泛應(yīng)用。
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【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代計(jì)算機(jī) 控制系統(tǒng) PLC 工控機(jī) 行業(yè)應(yīng)用 發(fā)展趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電氣控制技術(shù)，以及現(xiàn)代控制理論為一體的綜合性自動(dòng)化技術(shù)。從組成來(lái)看，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和模擬控制系統(tǒng)存在著一定程度的相似性，其中包含著控制器、控制對(duì)象、測(cè)量裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，對(duì)于系統(tǒng)模擬信號(hào)的接受和傳輸上，還需要借助于D/A 數(shù)模轉(zhuǎn)換器與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。現(xiàn)代控制理論的發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)注入了理論源泉，也為實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制系統(tǒng)的發(fā)展帶來(lái)了內(nèi)驅(qū)力。
1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述
1.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成及特點(diǎn)
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)從組成上分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件主要包含操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序及服務(wù)性程序，而應(yīng)用軟件主要是結(jié)合特定的控制需要而編制的專(zhuān)用程序，如信息采集軟件、控制決策程序，報(bào)警程序等。對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)采集模塊通常需要對(duì)被控對(duì)象模擬量參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，對(duì)于實(shí)時(shí)控制模塊，則需要將控制信息通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換出模擬量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被控設(shè)備做出相應(yīng)的控制。其主要特點(diǎn)為：一是對(duì)于系統(tǒng)控制來(lái)說(shuō)，主要是結(jié)合程序化模塊的修改來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的控制任務(wù)；二是從現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)信息傳輸來(lái)看，對(duì)被控對(duì)象采樣、量化等操作都是基于數(shù)字信息的輸入、輸出；三是從實(shí)時(shí)控制來(lái)看，控制系統(tǒng)對(duì)信息的處理過(guò)程與控制過(guò)程是相互適應(yīng)的；四是從控制中心來(lái)看，以計(jì)算機(jī)為中心的智能化控制中心能夠滿(mǎn)足多回路、多對(duì)象、多參數(shù)、多變量的自適應(yīng)需要。
1.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展因涉及多方面的的技術(shù)，如軟件設(shè)備、硬件設(shè)備、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)等，因此，探討其關(guān)鍵技術(shù)主要從以下幾點(diǎn)來(lái)著手：一是對(duì)于嵌入式智能計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，特別的微控制器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)等；二是對(duì)于實(shí)時(shí)控制軟件技術(shù)的應(yīng)用，特別是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)組態(tài)軟件編程、實(shí)時(shí)操作；三是以仿真模擬技術(shù)基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，特別是數(shù)字仿真技術(shù)、模型混合仿真軟件的開(kāi)發(fā)等；四是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用，使得網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備進(jìn)行互相通信；五是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，將網(wǎng)絡(luò)、信息、軟件等融合控制，以滿(mǎn)足在線優(yōu)化、人工智能、預(yù)測(cè)控制等。
2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)典型應(yīng)用分析
2.1 基于PC總線的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
工控機(jī)作為典型的DDC控制系統(tǒng)，將PC總線作為信息實(shí)時(shí)采集、轉(zhuǎn)換、控制決策的重要載體，以促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的控制需要。由于基于總線的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在應(yīng)用中組成靈活和成本較低等優(yōu)點(diǎn)，如根據(jù)信號(hào)處理需要而集成的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能，將模擬量輸入輸出（A/D，D/A）、開(kāi)關(guān)量輸入輸出、脈沖量輸入等多功能板塊進(jìn)行組合，從而滿(mǎn)足不同工業(yè)生產(chǎn)需要，如臺(tái)灣研華、德國(guó)西門(mén)子等工控機(jī)廠商提供的工控機(jī)占有較高的市場(chǎng)份額。以汽車(chē)性能檢測(cè)系統(tǒng)為例來(lái)探討計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的卓越表現(xiàn)，對(duì)于汽車(chē)工業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，汽車(chē)性能測(cè)試是確保汽車(chē)出廠的重要內(nèi)容，尤其是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)多站點(diǎn)汽車(chē)性能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理，更需要從檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、比較分析和輸出檢測(cè)結(jié)果中來(lái)完成。結(jié)合汽車(chē)故障檢測(cè)行業(yè)實(shí)際，首先從故障檢測(cè)上來(lái)設(shè)定各檢測(cè)項(xiàng)目和內(nèi)容，通過(guò)模塊化控制系統(tǒng)來(lái)分別針對(duì)常見(jiàn)的故障點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)判斷，并完成對(duì)相關(guān)檢測(cè)信息的記錄和統(tǒng)計(jì)，對(duì)于符合相應(yīng)要求的汽車(chē)予以檢驗(yàn)合格通過(guò)，對(duì)于存在性能問(wèn)題的故障點(diǎn)進(jìn)行報(bào)警并回饋給維修部門(mén)，從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制檢測(cè)目標(biāo)。
2.2 基于數(shù)字調(diào)節(jié)器的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
對(duì)于數(shù)字調(diào)節(jié)器來(lái)說(shuō)，由微處理器、ROM、RAM、以及數(shù)模I/O轉(zhuǎn)換通道、電源等部件構(gòu)成的微型控制系統(tǒng)。根據(jù)控制回路需要分為單路、2回路、4回路或8回路等，還可以實(shí)現(xiàn)串級(jí)控制和前饋控制等要求。數(shù)字調(diào)節(jié)器從功能上來(lái)看相對(duì)單一，可以通過(guò)軟件控制程序來(lái)完成不同的控制任務(wù)。同時(shí)對(duì)于數(shù)字調(diào)節(jié)器的通信能力，既可以通過(guò)上位機(jī)來(lái)讀取數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行設(shè)置回路參數(shù)。
2.3 基于PLC的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
對(duì)于PLC（可編程控制器）系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，對(duì)于PLC的控制功能應(yīng)用更加廣泛，不僅可以完成工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)開(kāi)關(guān)量、模擬量、狀態(tài)信息、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的控制，還能從PLC擴(kuò)展通信功能中來(lái)實(shí)現(xiàn)特殊的函數(shù)運(yùn)算。同時(shí)，對(duì)于由PLC組成的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其良好的可靠性、高精度、以及可維護(hù)性，能夠通過(guò)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被控設(shè)備的自動(dòng)化控制。以電磁閥的性能檢測(cè)為例來(lái)進(jìn)行可靠性分析，對(duì)于電磁閥性能的檢測(cè)旨在通過(guò)動(dòng)作試驗(yàn)來(lái)分析不同工作環(huán)境下動(dòng)作的可靠性，理論上電磁閥關(guān)閉時(shí)介質(zhì)是不能通過(guò)的，而對(duì)于微量的流體滲漏等問(wèn)題都需要從泄漏試驗(yàn)中來(lái)確定。因此在對(duì)電磁閥檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要借助于PLC控制系統(tǒng)來(lái)結(jié)合電磁閥工作原理和性能特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，并依據(jù)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)全面獲得電磁閥的性能指標(biāo)，以滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)控制需要。
2.3.1 基于系統(tǒng)檢測(cè)控制功能的分析
系統(tǒng)檢測(cè)控制主要從動(dòng)力源、試驗(yàn)臺(tái)架，以及測(cè)控機(jī)柜三方面來(lái)布置，動(dòng)力源的檢測(cè)是針對(duì)電機(jī)、泵、變頻器、穩(wěn)壓穩(wěn)流裝置、以及必要的模擬量?jī)x表和電動(dòng)截止閥進(jìn)行信號(hào)采集和轉(zhuǎn)換；對(duì)于試驗(yàn)臺(tái)架主要是結(jié)合電磁閥、測(cè)試管路、各類(lèi)傳感器，及控制閥等來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制；對(duì)于測(cè)控機(jī)柜則主要針對(duì)工控計(jì)算機(jī)、軟件硬件、PLC控制接口設(shè)備，以及采集卡等來(lái)進(jìn)行操作和控制，以滿(mǎn)足對(duì)信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換、傳輸和分析控制，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行必要的放大、濾波、隔離等標(biāo)準(zhǔn)化處理。
2.3.2 傳感與檢測(cè)單元的硬件結(jié)構(gòu)配置
在對(duì)傳感與檢測(cè)單元的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行配置時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集需要，同時(shí)為現(xiàn)場(chǎng)控制提供準(zhǔn)確的信息反饋控制，需要對(duì)傳感及檢測(cè)單元的硬件進(jìn)行有效配置，如對(duì)于傳感器的選擇上，結(jié)合檢測(cè)系統(tǒng)的性能特點(diǎn)和要求，針對(duì)電磁閥檢測(cè)中涉及的水、氣、油等不同介質(zhì)壓力、溫度、流量等開(kāi)關(guān)量與模擬量的差異性，對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行劃分，如渦輪式流量傳感器誤差范圍為±（0.25-1.5）%，可承載的壓力損失為8×106Pa，溫度范圍可達(dá)-240℃至+540℃，靈敏度要求0.01m3/h等；對(duì)于試驗(yàn)臺(tái)周邊環(huán)境的干擾問(wèn)題，尤其是強(qiáng)電配電柜、變頻器柜等產(chǎn)生的電磁干擾，采取強(qiáng)-弱分離技術(shù)，針對(duì)不同供電線路避免電源線與信號(hào)線之間的干擾，同時(shí)采用多重屏蔽方案，如對(duì)弱電系統(tǒng)中的模擬量與數(shù)字量進(jìn)行分離，以雙電源分離供電和分離接地的方式來(lái)減少數(shù)字部分對(duì)模擬部分的干擾；采用光電耦合器件來(lái)對(duì)輸入輸出開(kāi)關(guān)量進(jìn)行電氣隔離，并采取濾波電路有效減少干擾量對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?/p>
2.3.3 電磁閥PLC控制檢測(cè)系統(tǒng)流程
在電磁閥PLC控制檢測(cè)系統(tǒng)中，主控模塊負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，以及線程控制等操作；數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)軟件與硬件間的連接，并通過(guò)自檢系統(tǒng)來(lái)提前對(duì)系統(tǒng)校準(zhǔn)，以確保數(shù)據(jù)采集卡、傳感器、調(diào)理電路等環(huán)節(jié)的可靠性，并對(duì)環(huán)境干擾進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量；系統(tǒng)維護(hù)模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)自檢與故障報(bào)警，并通過(guò)對(duì)各系統(tǒng)模塊的功能、可用性進(jìn)行測(cè)試，以確保測(cè)試過(guò)程中數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性，并在故障或異常時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；過(guò)程控制模塊負(fù)責(zé)通信控制與智能控制，并通過(guò)向PLC發(fā)送指令來(lái)完成對(duì)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和處理；數(shù)據(jù)處理模塊是實(shí)施檢測(cè)的數(shù)據(jù)中心，包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析及報(bào)告的生成，并通過(guò)數(shù)據(jù)分析模塊來(lái)對(duì)檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估，并形成報(bào)告文件；顯示操作模塊負(fù)責(zé)用戶(hù)操作和實(shí)時(shí)顯示功能，對(duì)被測(cè)閥相關(guān)性能參數(shù)、測(cè)試方式、以及各測(cè)量值的狀態(tài)顯示，以滿(mǎn)足形成實(shí)時(shí)控制的需要。
3 結(jié)語(yǔ)
隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益成熟與發(fā)展，以網(wǎng)絡(luò)為特征的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，能夠突破傳統(tǒng)回路控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)控制目標(biāo)，特別是網(wǎng)絡(luò)接口向自動(dòng)化儀表單元的轉(zhuǎn)移，使得網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)建立融合；同時(shí)，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景下網(wǎng)絡(luò)通訊能力和網(wǎng)絡(luò)連接規(guī)模的擴(kuò)大，能夠滿(mǎn)足信息傳遞和交換的實(shí)時(shí)性需要，從而突破了分布式與集散式控制系統(tǒng)在交互性上的不足，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了扁平化控制系統(tǒng)目標(biāo)。總之，在先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程當(dāng)中，借助于對(duì)智能控制技術(shù)與應(yīng)用控制理論的作用，必然推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)水平的不斷提高。
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[關(guān)鍵詞]儀表自動(dòng)化 應(yīng)用 開(kāi)放化 總線化
中圖分類(lèi)號(hào)：TP21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）40-0338-01
一、化工儀表自動(dòng)化應(yīng)用
1.化工儀表自動(dòng)化概述
自上世紀(jì)40年代化工儀表自動(dòng)化誕生以來(lái)，其不斷經(jīng)歷著科技革新的變革和改進(jìn)。最早的化工儀表自動(dòng)化主要應(yīng)用與基本數(shù)據(jù)的顯示，如氣壓、溫度等，但這些儀表因體積大、精度低而在半導(dǎo)體晶體管出現(xiàn)后，被迅速的替代和革新。以半導(dǎo)體晶體管為依托，人們可以將不同功能的電器件組裝在裝在集成電路板上，由此帶來(lái)化工儀表的小體積、高性能等，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)在儀表功能應(yīng)用中的推廣頁(yè)進(jìn)一步提高了自動(dòng)化儀表的運(yùn)算速度和精度，為化工產(chǎn)品的生產(chǎn)作出了巨大的貢獻(xiàn)。隨著科技水平的不斷提高和進(jìn)步。化工儀表和自動(dòng)化技術(shù)不斷的融合，超大規(guī)模集成電路和信息技術(shù)革命也應(yīng)運(yùn)而生，新產(chǎn)品和新技術(shù)層出不窮，這些技術(shù)革命的帶來(lái)使得儀表走向多功能、高精度等方向的發(fā)展。微型計(jì)算機(jī)的在化工儀表自動(dòng)化的應(yīng)用更是有力的推動(dòng)了其服務(wù)生產(chǎn)的能力。
2.化工儀表自動(dòng)化的種類(lèi)
化工儀表自動(dòng)化的種類(lèi)依據(jù)儀表信號(hào)形式的不同、儀表安裝形式的不同以及為儀表提供能源動(dòng)力的不同等而可分為諸多類(lèi)型。其中按儀表信號(hào)形式可將其分為模擬儀表和數(shù)字儀表；按照儀表所使用的能源種類(lèi)可將其分為氣動(dòng)儀表、液態(tài)儀表和電動(dòng)儀表；按儀表安裝形式可以將其分為現(xiàn)場(chǎng)儀表、盤(pán)裝儀表和架裝儀表，其中架裝儀表主要是指相比于常規(guī)儀表的盤(pán)裝表而言，以支架為依托將不需要操作的儀表固定安裝，需要操作的儀表安裝成盤(pán)裝儀表。
3.化工儀表自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)
化工儀表自動(dòng)化控制一大優(yōu)勢(shì)就是整合和利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，使其能夠在減小體積、降低生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力和可編程性能提高其儀表運(yùn)行的安全性、可靠性以及精度等諸多方面的性能。化工儀表自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在其存儲(chǔ)功能、可拓展性以及擁有計(jì)算和數(shù)據(jù)處理功能。
首先，相對(duì)于以往采用組合邏輯電路和時(shí)序電路的儀表而言，化工儀表自動(dòng)化擁有存儲(chǔ)功能，其克服了前者只能在某一時(shí)刻對(duì)簡(jiǎn)單狀態(tài)的記憶，缺乏長(zhǎng)期的存儲(chǔ)和記憶功能。隨著微型計(jì)算機(jī)同自動(dòng)化技術(shù)在化工儀表上的應(yīng)用和融合，保障了化工儀表自動(dòng)化的長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)功能。其次，微型計(jì)算機(jī)在化工儀表中的應(yīng)用，推動(dòng)了儀表自動(dòng)化的進(jìn)程，計(jì)算機(jī)軟件在儀表中的應(yīng)用，使得抽象的運(yùn)算程序代替了硬件的邏輯電路，實(shí)現(xiàn)了儀表自動(dòng)化過(guò)程中功能的可拓展性和復(fù)雜性。最后，微型計(jì)算機(jī)具有較強(qiáng)的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)處理恩呢管理。而化工儀表內(nèi)正是在微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用下實(shí)現(xiàn)了其自動(dòng)化。因此，儀表自動(dòng)化也就隨之擁有復(fù)雜計(jì)算能力，同時(shí)具有精確的數(shù)據(jù)處理功能。
二、化工儀表總線化應(yīng)用
化工儀表總線化是指過(guò)程控制系統(tǒng)的自動(dòng)化里，包括執(zhí)行器、變送器在線分析方面的儀表以及氣態(tài)類(lèi)型的檢測(cè)儀表等在內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的總線化。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的深刻發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使得組建集中測(cè)試系統(tǒng)和分布式測(cè)試系統(tǒng)更加容易。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的產(chǎn)生是由于集中式測(cè)試控制系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足化工儀表對(duì)復(fù)雜、遠(yuǎn)程以及范圍較大的測(cè)控任務(wù)的需求的大背景下，發(fā)展而成的一個(gè)可供所有現(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)據(jù)共享的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在中央控制盒各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)智能化儀表之間構(gòu)建了一種開(kāi)放式、全數(shù)字化、雙向互動(dòng)、多站的通信系統(tǒng)。目前，現(xiàn)場(chǎng)總線嫣然成為全球自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的前沿科技成果，過(guò)程測(cè)控儀表在現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)基礎(chǔ)上迎來(lái)了千載難逢的發(fā)展機(jī)遇期。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線為實(shí)現(xiàn)儀表進(jìn)一步的高精度、高穩(wěn)定、高可靠、高適應(yīng)和低能耗等方面蘊(yùn)育著巨大的發(fā)展前景和動(dòng)力，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的發(fā)展提供了巨大的發(fā)展那空間，各主要生產(chǎn)制造廠商紛紛研制推出與現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)相兼容的測(cè)量?jī)x表和調(diào)節(jié)閥，這位現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)體系的發(fā)展提供了潛力。總而言之，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了功能的豐富化，規(guī)避了單一功能的現(xiàn)場(chǎng)儀表的使用和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了各儀器儀表之間功能的相互兼容和互聯(lián)，在降低安裝成本和維修費(fèi)用的基礎(chǔ)上，提高了化工儀器的環(huán)境適應(yīng)能力，提高了儀器的壽命。
三、化工儀表開(kāi)放化應(yīng)用
化工儀表自動(dòng)化的開(kāi)放性得益于微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，在微型計(jì)算機(jī)安裝于自動(dòng)化儀表內(nèi)部后，就實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)軟件在化工儀表開(kāi)放性中的功能地位。目前多數(shù)相關(guān)監(jiān)控儀器采用軟件和硬件相結(jié)合的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，其中軟件以將Windows/CE、Linux等嵌入式的操作系統(tǒng)作為系統(tǒng)軟件的核心，硬件以高性能的微處理器為核心。隨著科學(xué)技術(shù)尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀表之間的進(jìn)一步融合成為化工儀表的一大發(fā)展趨勢(shì)。化工儀表?yè)碛型?jì)算機(jī)相同的如USB接口、局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口、打印機(jī)接口等所有接口，將大大加大化工儀表的開(kāi)放性。通過(guò)USB接口的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)集市的在可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備里進(jìn)行存儲(chǔ)保存，如此一來(lái)，工作人員操作化工儀表就像是操作一臺(tái)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)一樣，對(duì)于擁有齊備完整接口的化工儀表而言，其可以同多種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和控制儀表或者執(zhí)行器設(shè)備等進(jìn)行有效的銜接，在過(guò)程控制系統(tǒng)的主機(jī)支持下，通過(guò)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)所形成的具有一些特定功能的相關(guān)測(cè)控系統(tǒng)，對(duì)多種智能化的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控設(shè)備方面的開(kāi)放式的互連系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。
四、結(jié)語(yǔ)
總而言之，隨著化工儀表自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，這就要求了化工儀表自動(dòng)化技術(shù)要擁有精度高、性能優(yōu)、可靠性和兼容性強(qiáng)等功能。同時(shí)，化工儀表自動(dòng)化也要結(jié)合利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，這樣才能有效的簡(jiǎn)化生產(chǎn)的流程，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人力資源和經(jīng)濟(jì)成本等方面，創(chuàng)造更多的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
