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摘要:自动化技术在仪器仪表中具有理想的应用价值。通过自动化技术可进一步强化仪器仪表的运行能力,满足未来社会的生产要求,因此应在更多地区推广。鉴于此,本文主要分析仪器仪表中的自动化控制及应用。
关键词:仪器仪表;自动化控制;技术应用
仪器仪表经过多年的发展研究,已经广泛普及应用到社会生活生产各个方面,给人类提供便利操作条件,尤其是在自身功能趋于完善的形势下,表现性能更加优异,适应性能更加强大。未来仪器仪表在自动化控制和应用中会朝着智能化和网络化发展方向,为人类进步做出更大的贡献。
1仪器仪表自动化现状
仪器仪表自动化又被称为自动化仪表,是大数据信息技术与计算机技术相结合的产物。仪器仪表中包含着大量元件,在自动化技术的影响下,元件也具有了自动化能力。目前,自动化仪表主要包括流量仪器表盘、温度仪表盘及压力仪表盘等。
传感器是自动仪器仪表的第一个功能区,其主要功能是采集信号,并控制各种功能单元。变送器的主要功能是分析各种传感器的传输信号,处理各种功能单元,并将模拟信号转变为电信号。显示器是接收电信号的关键,能将分析结果体现在仪表上,完成各种功能单元的输出。
分析社会生产现状发现,自动化仪表已广泛应用于较多装置,包括气动调节装置和电动调节装置。此外,在石油化工、制造业及机械电子等行业,都可应用自动化仪表。例如,通过电力自动化仪表直接与系统相连接,可快速收集电力用户的信息资料。计算机网络技术的支持下,工作人员通过电网终端计算机,了解整个地区的用户耗电量情况。环境保护工作中,通过自动化仪表可对水质情况进行实时检测,摆脱了传统实验室检测的繁琐,工作效率更高。
2仪器仪表自动化控制的优势
第一,储存功能更加合理化。从目前工业市场上使用的自动化仪器仪表的情况来看,大部分自动化仪表仪器都可以保存数据记录,而且不会时间的推移,数据出现残缺或者消失的情况。自动化仪器仪表在优化储存功能的同时,也完善了自动化仪器仪表的工作状态,为后续工作的开展奠定了良好的基础。
第二,数据计算、处理能力提高。自动化仪器仪表中最主要的技术就是计算机技术,借助这一技术,仪器仪表的数据处理能力得到大幅度提高。即使在高速运作环境下,仪器仪表的计算效率和精确程度也没有改变。第三,程序设计拓展性增强。自动化仪器仪表的操作系统中包括了软件处理计算环节,采用逻辑设计方式,让软件编程系列操作得到真正的提高,不仅可以修复产业漏洞,也能够实现优化操作。随着认知水平、操作水平的发展,会出现更多自动化控制仪器仪表,可以对生产成本进行更加高效的控制,让仪器仪表得到更广泛的应用。
3 各种类型的自动化仪表在实际生产中的应用
3.1压力测量仪器的应用
在日常生产活动中,一些设备的运行经常会对压力有一定的要求,如果压力不达标的情况下可能会导致一些设备的损坏或是生产效率的下降。在此种情况下就需要在相关的设备设备上安置上一定的压力测量仪器,以便对设备上的压力指标作出实时的反馈。该种类型的仪器一般都由压力变送器和压力传感器两个部分构成。在科技高度发展的今天,许多压力测量仪器都是通过仪表的自动化来实现对压力的实时监测的,同时仪表在数据采集功能的基础上,还兼有数据信息的传递和处理功能。
3.2温度测量仪器的应用
温度测量仪器在实际的生产和生活中也具有极为广泛的应用。最开始的温度测量仪器一般都是通过热电偶和热电阻来实现对温度的测量和控制的。随着智能化技术的快速进步,如今的温度测量仪器都是通过总线技术来实现对温度数据的采集和处理功能的。其具体的工作方式是先把温度的实时变化值采集上来,然后将采集来的数据信息通过总线系统结构传输到微电网系统中,然后再由微电网系统对传输来的数据信息进行处理。
3.3流量测量仪器的应用
3.3.1节流式差压流量计
节流式差压流量计不仅是传统流量仪表中最为基础的一项流量计,也是当代工业生产中运用最为普遍的一项流量计。一般来说,节流式差压流量计主要适用于测量液体、蒸汽以及气体等流体。节流式差压流量计主要是指在液体、气体以及蒸汽等流体流经如孔板、文丘里管以及喷嘴这样的节流装置时,会产生一定的压力,压力再转换为动能的过程中,差压信号逐渐形成。凭借差压信号与流体流量之间的某种关系,可以确定流量的大小。孔板是所有节流装置中最为经济可靠的节流装置,因其具备维护方便和结构简单的特点,广泛被工业企业所运用。但由于孔板在应用过程中所产生的噪音比较明显,因此,人们通常采用V锥来获得更为准确的信号读数。
3.3.2靶式流量计
靶式流量计可以有效解决流量计被污物堵塞的问题,这对于现代工业产品测量具有重要意义。靶式流量计的出现使得测量重油、原油等高黏度、低雷诺数流体变得更加简单。靶式流量计主要是指通过流体对放置于测量管中心的圆形靶的冲击,使靶体在外力的作用下产生微小位移,从而反映流量的大小。用力传感器是传统靶式流量计重点应用的部件之一,最具代表性的就是应变片式靶式流量计。由于该种流量计在流体温度变化的情况下极易产生温漂等问题,因此,其在现代工业生产中的应用比较少。
3.3.3容积式流量计
目前使用最为广泛的三大流量计分别是差压式流量计、浮子流量计以及容积式流量计。由于容积式流量计具备测量精度高的优点,其被广泛应用于一些昂贵流体介质的测量中,比如原油、液化石油气、天然气以及柴油等。容积式流量计的应用原理主要是指在计量室中多次充满和排放流体,最终得出流体总量大小。当前,容积式流量计主要用于国内外的贸易结算中。为避免基本误差的干扰,可以采用基本误差法和流量计系数法对基本误差进行处理。
4 仪器仪表中自动化控制技术的应用
4.1改进仪器仪表结构和性能
首先,自动化控制技术的广泛普及应用,需要仪器仪表技术提供支撑,与此同时对仪器仪表的发展具有推动促进作用。仪器仪表和智能化硬件、软件之间相结合必然会不断提升测量速率和性能,拓宽测量功能。在仪器仪表中嵌入智能算法,例如遗传算法,有助于提高仪器仪表工作的效率,提升整体速度,完善和提高性能优势。其次,不同相互独立的仪器仪表系统,通过微处理器和微控制器两者之间的结合,利用模糊控制算法加以控制。主要的优势在于没有可以形成参考的数据进行比较,和对应的数学模型存在微妙联系,只需要借鉴以往经验,总结出系统规则,综合考虑芯片现场调试,计算出离线功能,根据预定的数据分析和控制反应。
4.2设计虚拟仪器结构
仪器仪表设计不断在改进优化过程中,借助到厂家需要的虚拟仪器,组合成源代码的形式提供用户需要,并且和虚拟仪器驱动器相结合,随时根据需求即插即用。综合对用户的需求开始进一步开发和完善,提高整个运转效率,对此提升程序软件的管理效率和管理灵活度,对系统结构进行优化升级。首先是驱动设备的方便性、直观性和灵活性,对运行效率进行大范围改观。其次是开发工具运用在人机交互体验中,有助于形成智能化仪器驱动代码,简化工作量,有效统一代码,使得操作更加方便快捷。最后,智能化手段需要有效运用,自动监测、识别、维护仪器的运行状态和状况,用户根据具体的底层生产需要进行设置,借助智能化方式加强管理。根据具体场合需求,可以在开发测试模式和正常运行过程模式过程中来回切换。
5结语
总之,仪器仪表大大便利了人们的生产和生活,特别是随着仪器仪表的自动化水平逐渐提高,使自身的性能有所保证,而且功能也逐渐变得多样化,各种功能作用日益增强,使得仪器仪表的应用领域也处在不断扩大的态势之中,与此同时,仪器仪表自身的功能也趋于完善,不但具有高性能,而且具有强大的适应能力。可以这样说,当智能化和网络化结合到一定的程度时,那便是在为人类营造一个更加美好的未来到来的时候。
参考文献:
[1]张同君.仪器仪表中的自动化控制及应用[J].通信电源技术,2019(7).
[2]揭兵有,张民强.探析仪器仪表中的自动化控制及其应用[J].民营科技,2017(11).