摘要：近代科技的发展对于许多仪器仪表的精度以及智能化的程度提出了更高的要求，强烈的市场需求使仪器仪表行业也迎来了飞速发展的时期，仪器仪表的智能化与精密度不断提升的同时也使现代作业效率不断提升，给人们的生产生活带来了方便。本文针对目前仪器仪表的概念和分类进行了介绍，分析了仪器仪表的自动化控制与应用的现状并对未来发展趋势进行了展望。
关键词：机械控制系统；自动化控制；仪器仪表；自动化运用
引言
随着计算机和人工智能的不断发展，各个领域仪器仪表在精度、自动化控制程度和功能方面都得到了很大的完善。从国内外众多的机械设备、电子设备、监控系统等来看，仪器仪表的自动化控制发挥的作用与日俱增，不仅能让操作效率显著提高，还能使仪表故障率大大降低。作为中枢系统的自动化仪表，能够实时监测整个系统的运行情况，如果设备出现故障，自动化仪表可以迅速检测到，提醒技术或维护人员进行决策和判断，在监测的同时还能够为调整设备的主要参数做出参考。
1自动化仪器仪表的相关概述
所谓的自动化仪表主要是指将多个自动化元件组合在一起的，能够发挥出极强的自动化功能的工具。从目前来看，市场上较多使用的自动化仪表主要包括测量温度、压力和流量的各类仪表，因为自动化控制功能比较强，所以被用在了环境监测、国家电网和煤矿开采等多个行业中。仪器自动化因其与信息采集有直接的密切关系，使其自身有较强的重要性和特殊性，仪表自动化的特性，确保可以在无人操作的情况下自动对生产过程进行测量和记录，并根据结果进行实时反馈。
自动化仪器主要是由三个功能模块组合而成的：其一，传感器也就是用于信号的收集以及控制的；其二，变送器，也就是信号的分析以及处理的单元，传感器接收的信号处理完成之后形成了相应的电信号；其三，显示器，也就是结果的表达以及输出的单元，测量之后的结果能够在测量流量的仪表上显示出来。
仪器仪表的应用范围相对较广，包括应用科学和基础科学等领域，比如说：环保的仪器仪表，这种主要用在对污染物的检测这块以及环境质量的检测上，来有效的解决水环境和大气环境这两个牵涉到民生的重大的环境资源的污染问题上，和我国节能减排的战略决策相契合；电工的仪表仪器，随着智能电网的飞速发展，电工仪器也需要能跟上发展的需要，只有这样才能积极推进电力用户信息采集工作的落实；工业的自动化仪表在最近几年有了迅猛发展，自动化控制已经变成刚性的需要。总的来说，仪器仪表能够积极的推动社会的发展和进步。
2仪器仪表自动化控制和有效应用
二十一世纪以来，我国经济飞速的发展，不同行业的仪表器械自动化程度也全面推广，对于自动化仪表和控制系统的需要也显著增加，我国的技术工作者在实践中广泛应用、科研工作者在理论上不断的创新，我国的仪器仪表在自动化控制以及应用这块取得了突出成就。
2.1我国的仪器仪表在自动化控制的发展现状
仪器仪表经过了数十年的发展之后，在各行各业都得到了广泛的普及的运用，但是仪表的发展成熟度在各个行业是不均衡的。和国外相比，我国仪器仪表的运用与改良起步相对较晚，但是在某些方面还是能够处在世界前列，总的来说，我国的仪器仪表的发展呈现全面开花的态势。
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最近这十年时间里，仪器仪表的现场总线技术有了较大的发展，但是也只是停留在理论上，实际的应用中尚不成熟，尚待完善，而且建立在现场总线技术之上的网络式控制和分布式控制理论和实践，没有得到工业上的全面应用和推广。在某些特殊的领域，和传统的仪表仪器比较之后发现，现场的总线在性能上呈现疲软的态势，并没有将其优势充分的发挥出来。所以，实现仪器仪表设备的自动化控制显得尤为必要，需要对其升级、优化，应用全新理念，对仪器仪表的性能和结构加以改良，设计出虚拟的仪器结构，未来的发展趋势必然是实现网络化的控制。
2.2仪表仪器自动化应用
受到网络化和信息化技术快速发展的影响，自动化技术的使用也有了非常快速的发展。当人类的认知水平和探索精神处于不断上升的时候，传统的理论知识已经没有办法满足社会发展的需要，因此，需要加大创新的力度，很多新材料和新技术相济被发现，并应用到实际操作中，新的材料包括了碳纳米管、石墨烯、光导纤维以及高分子复合材料等；新的器件包括了湿敏、化学敏以及气敏等。仪表仪器朝着精细化的方向发展，成本也在不断减低。仪表仪器自动化的应用具体表现以下方面：
（1）功能集成化
近几年来，信息化技术的不断提升使得仪器仪表性能和结构方面的改进比较大。首先，随着自动化控制技术的广泛推广，需要仪器仪表技术的重点支持，同时对仪器仪表的发展也具有促进作用。仪器仪表在智能化软件和硬件的相互融合下，有效实现了测量性能、效率与功能的提升。将智能算法加入到仪器仪表当中，例如，遗传算法、蚁群算法以及神经网络算法等，能够提升仪器仪表的工作效率，实现性能的提升和功能的完善。其次，对每个相互独立的仪器仪表系统通过微控制器和微处理器实现联合，再利用模糊控制算法加以设计。它的主要优点就是不需要参照之前的数据或者是数学模型，只需要在相关经验的基础上进行总结，并根据实际的计算功能，实现控制反应和数据分析。
（2）智能化的运用
在对仪器仪表设计的改进工作中，很大一部分厂家会选择虚拟仪器，通过源代码的形式传达给用户，并联系虚拟的用户驱动器，实现即插即用的功能。由于用户需要进一步的开发或者是操作，提升运行效率，所以必须要提升程序软件的灵活性，有部分厂家推出了新的驱动软件管理规定，实现了结构方面的多功能升级。首先，驱动设备的直观性、运行效率以及方便性等方面有了很大的改进，其次，受到最新的Labwindows/CVI 5.0内建开发工具的影响，人机有效的实现了交互体验，智能的仪器驱动代码能够自动化的生成，不仅简化了工作量，还实现了代码的有效统一，操作起来更加的方便快捷。最后，结合智能化的手段，可以完成仪器的自动识别、监测以及维护等，用户只需要对底层进行设置，就可以实现智能化方式的管理。还可以从实际需要出发，在正常运行模式和开发软件中进行切换。
3结语
综上所述，仪器仪表经过几十年的发展与完善，已逐渐应用到生产生活的各个方面，涉及环保、采矿、电力等行业，给人类带来方便的同时，自身功能也逐渐趋于完善，性能更加优异，适应性愈加强大。未来仪器仪表在自动化控制与应用中呈现出智能化、网络化的发展趋势，继续为人类的福祉做出贡献。
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论文作者:韩亚冬
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/2/26
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