张晓丽[1]2002年在《智能测控仪表技术的研究》文中提出针对目前仪器仪表存在的通用性差、不同测控对象需作专门的设计和制造的缺点,开发了一种新型智能测控仪表,它可接受几种不同的常用传感器信号并可根据现场要求产生相应的控制信号。开发的智能测控仪表采用了先进的模糊PID控制策略,能在控制过程中根据被测量的误差及误差变化率的情况,采用模糊推理的机制实现PID参数K_P、K_I和K_D的在线自整定,不仅保持了常规PID控制系统原理简单、使用方便、鲁棒性较强等优点,而且具有更大的灵活性、适应性和更高的控制精度。本系统还具有自动更换量程、消除温漂和时漂等功能。此外,根据现代工业过程对测控系统的要求,利用RS-485接口实现了多台智能测控仪表之间的互连,并可与微机进行现场通讯,使本仪表能与微机组成功能更为强大的集散控制系统。在开发本仪表的过程中,把硬件和软件分成若干个功能模块进行设计与调试,从而使其模块化、通用化,更换硬件模块即可实现系统功能的改变。
武心贻, 姬波[2]2016年在《智能测控仪表技术的研究》文中研究说明近年来,互联网技术正在快速的发展,在具有通用性差、针对专门的对象要进行相应的设计和制造等缺点的仪器仪表的基础上,研发了一种新型的智能测控仪表,它不仅能够接受各种各样传感器所发出的信号,做出相应的动作,还能针对信号对其进行相应的控制。在研发智能测控仪表时,主要应用了先进的PID控制战略,使测控系统变得更加便捷、灵活,文章主要分析了电力监控系统中智能测控仪表技术,希望实现智能测控仪表技术的有效应用。
夏金伟[3]2007年在《现场总线智能测控仪表的自动标定系统的研制》文中认为现场总线是近几年国际上发展形成的，用于过程自动化和制造自动化领域的现场智能设备互连网络，且该技术已经成为自动化领域内的热点。在现场总线控制系统的叁层结构中，其核心部分就是底层的现场总线智能测控仪表。在仪表出厂前精度没有确定，或在使用一段时间后精度发生偏移时，需要对仪表进行检测和再标定，以保证它的可靠性和安全性。所以说现场总线仪表的标定是一项必需的也是十分重要的工作。本文就是从现场总线仪表标定技术的现状出发，总结出现有技术中有着大量的人工操作，存在很大的局限性。为此，本课题在一种已经得到广泛应用且已基本成熟的控制系统——SHCAN2000现场总线控制系统的基础上，设计了一种专用于该系统智能测控仪表的自动标定系统。对于已经成熟的SHCAN2000系统，它已经发展成具有多种系列、多种类型的仪表的控制系统。本课题设计的自动标定系统就是针对SHCAN2000中的各种系列仪表，对他们都共同存在的模拟量和开关量的输入、输出标定，设计出一种对系统中各类型仪表都通用的自动标定系统。本标定系统在不增加任何新设备的基础上，充分利用了现场总线仪表的数据传送功能，在两台下位机之间的进行数据传递；利用RS232串口、CAN协议转换控制器，完成上位机对下位机的组态下载和下位机对上位机的数据上传；利用两点线性化原理，实现了系统的标定。该系统充分利用了现场总线技术的通讯功能以及计算机控制的实时处理技术，最终完成对SHCAN2000系列仪表的标定。本系统还设计了故障定位功能，对不合格仪表的故障能够准确定位，而且能自动识别错误类型，并在监视器上显示错误信息对用户进行提示。本标定系统对于精度要求的设置也十分灵活，用户可以自行设置，以满足各自的需求。实验表明：在本系统标定下的仪表相比传统智能测控仪表的标定，大大提高了工作效率，减少了人力消耗，同时达到普遍需要的3‰的精度要求。实现以最少的仪表资源完成对整个系统中各个系列现场总线仪表的标定。
宋清举[4]2008年在《基于MODBUS RTU现场总线协议的智能测控模块的研究与设计》文中研究指明现场控制随着通信、微处理器、微电子学等技术的进步而不断地发展以来,计算机控制系统得到了广泛地应用,使得传统的自动控制系统过渡为连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。使用一条通讯电缆,相对于以往的。DCS(集散控制系统)减少了大量信号电缆,同时它还允许系统中的设备分布在一个较大的空间区域里。FCS(现场总线控制系统)作为一种更优秀的计算机控制方案被正式应用于工业现场并获得成功。本文所述的基于MODBUS RTU现场总线协议的智能测控模块就是基于FCS底层设备的要求提出并设计的。在论文的各章节中,详尽地论述了各功能模块的硬件设计和软件设计;基于RS-485串行通讯的MODBUS RTU协议的程序设计;上位机模块功能设定软件的设计,并列举了该系列智能模块在工业控制现场的应用实例。计算机控制系统中,由于针对地是多种物理参数(温度、压力、流量、物位、物性、位移等)的测量与控制,因此需要各种前端数据采集和控制模块。本设计源于市场对新型多功能模块的需求,共设计了8种通用模块,包括:8路标准信号(AI)采集模块,1-5V或4-20mA输入,带限流配电功能;8路标准信号输入,4路开关量输入,3路开关量输出模块;6路温度信号(AI)采集模块,支持热阻或热偶温度传感器;6路脉冲量输入采集模块;调节控制(包含AI、AO、DO)模块,能够同时支持两个单回路或者一个串级调节;16路开关量输入模块;8路开关量输出模块;数据转发通讯控制模块。这些模块能够满足大部分测控系统的需要。MCU采用了MCS—51系列单片机,编程使用了C51。设计过程中重点对隔离的RS-485驱动硬件电路、高性能的24V直流和220V交流输入隔离式开关电源、多功能模拟信号输入电路等进行了研究和设计,使此系列模块达到了比较高的技术指标。完成各功能模块之间及模块与上位机之间可靠并实时有效地进行通讯,是保证系统正常运行的基础。在设计中选择通用标准的MODBUSRTU协议作为软件通讯协议,模块通讯软件设计完成两个主要功能:首先,接收采用串口中断方式进行实时接收,同时串行口控制一个定时器限时中断判断数据流的间断,进行报文同步。其次,本设计采用了查表法计算CRC,速度快,并有效地提高了数据传送的可靠性。为满足工业控制现场参数测量与控制所提出的对智能模块的不同要求,系统应能实现对模块的灵活配置功能。本系统使用DELPHI语言设计了专用的下位机组态软件来对模块进行配置。功能包括:通讯波特率设定;模块地址设定;数字校准;模块适应性参数设定等功能。
刘晓东[5]2012年在《智能测控系统结构与性能评价研究》文中研究说明由于智能测控系统是涉及多学科、多专业领域,集测量、控制、管理等于一体的多功能、多任务的复杂系统,系统设计至关重要。面对多样化的需求环境和不断丰富的软硬件资源,目前越来越多地形成了针对不同应用的特定智能测控系统,这在一定程度上使智能测控系统通用结构研究在描述和求解时遇到了诸多困难。另一方面,现有的智能测控系统性能评价理论尚未成熟,其评价方案存在着较大的局限性。在这种背景下,本文对通用智能测控系统逻辑结构建模、系统智能性、评价指标体系建立和系统综合性能评价等方面进行了理论研究和实践探索,以期对智能测控系统可持续研究与发展提供依据,主要研究内容和创新点总结如下：首先研究了智能测控系统的内涵。智能测控系统的应用广泛性、设计复杂性、需求多样性等特点决定了智能测控系统结构构成的多样性和不确定性,论文从智能测控系统的本质特征出发,研究智能测控系统的功能,抽取一般规律,探讨了一种合理的广义智能测控系统,为智能测控系统结构构成与性能评价等深入研究奠定基础。提出了基于拟人理论的USR逻辑结构模型并应用到智能测控系统的建模之中。在全面考虑拟人理论特点和现阶段典型智能测控系统实例的基础上,利用拟人理论建立智能测控系统通用逻辑结构USR模型,给出了系统USR模型的定义,分析讨论了结构单元集U、服务集S、关系集R等模型叁要素的内涵,并对USR模型的优点及所解决的问题进行了分析。USR模型将智能测控系统看作一个由各个部分构成的有机整体,从系统结构方面和运行机理上进行形式化描述,可作为系统深层次分析与评价的起点。研究了智能测控系统的智能性。智能是智能测控系统与一般测控系统的最大区别,论文剖析了智能测控系统的智能含义,从技术层面上阐述了智能化方法在感知系统、分析处理系统、知识系统及表达系统等结构单元中的体现典型应用,并以智能弧压调高系统为应用实例,具体分析了模糊控制智能算法在应用中的优越性。针对系统智能水平的评价问题,采用拟人的智商算法进行计算,探讨基于改进离差智商算法进行智能测控系统智能水平评价的方法,为深入理解智能特性提供了理论依据和技术手段。构建了智能测控系统综合性能评价指标体系。指标体系按照系统科学性、可操作性、定量指标与定性指标相结合的原则,以系统逻辑结构划分为基础,以智能测控系统综合性能为总目标,共包含6个决策指标和15个基础指标,该指标体系能够较为全面地反映智能测控系统的综合性能状况。论文阐述了各评价指标的测算方法并利用层次分析方法确定了各指标权重。提出了一种利用证据推理理论评价智能测控系统综合性能的方法。由于智能测控系统的性能评价问题属于复杂的多目标决策问题,基于智能测控系统具有评价信息多源性、参数不确定性和模糊性等特点,论文选取综合证据理论、效用理论、模糊理论等优点的证据理论ERA(Evidential Reasoning Approach)评价方法实现对智能测控系统性能的评价,该方法能够有效处理智能测控系统中含有不知道和不确定参数信息的情况。论文分析了评价算法,并建立了智能测控系统综合性能评价ERA模型,而且针对评价信息的多源性给出了相应的信息融合处理方法。最后,在上述逻辑结构分析与综合性能评价方法的指导下,应用两个典型智能测控系统实例分别进行研析和理论验证。选取油井作业智能监测系统实例进行逻辑结构分析,利用拟人理论建立了油井作业监测系统逻辑结构USR模型,验证了基于拟人理论建立的逻辑结构模型的有效性。同时以电脑鼠迷宫寻迹系统为背景,以本团队设计的叁种电脑鼠迷宫寻迹系统方案为对象建立了证据理论ERA评价模型,进行了系统性能综合评价。研究表明,评价结果比较合理,证据理论ERA评价方法能够有效解决智能测控系统性能综合评价问题,并对相关领域以及智能测控系统进一步研究具有一定的意义。
马天程[6]1997年在《智能测控仪表的研究》文中认为本文重点介绍以ＭＩＣＲＯＣＨＩＰ公司的ＰＩＣ１６Ｃ７１单片机为核心的智能测控仪表的研究。其中包括硬件和软件的结构设计。
黄敏[7]2012年在《发酵过程智能测控系统软件可重构方法及实现研究》文中指出由于计算机技术水平的提高，构建的测控系统规模逐渐庞大，需要采用通用化方法对系统进行设计，并采用恰当的方法对系统中各模块进行管理，使得系统性能一直保持较高水平。现有的测控系统大多功能固定、难以在线修改，针对的是固定不变的对象，系统性能可能随运行时间的推移而逐渐降低，且软件在智能测控系统中起关键作用。因此，在智能测控系统软件中以性能优化为目标研究可重构性意义重大，可在线更新系统结构，并且具有较高的实用性。本文在智能测控系统软件部分的设计中采用可重构的方法，应用模块化的思想设计了智能测控系统软件功能模块，提出系统的重构原则和重构逻辑，给出基本单元和系统的体系结构；对不同模块性能评估过程中采用不同方法；采用XML描述模块信息和结构信息，对描述文档进行有效性验证，并对测控数据进行存储；采用本地加载和远程调用的模块加载方式，扩展了系统功能；应用虚拟仪器技术设计并实现了软件可重构的智能测控系统，并在发酵实验室中进行应用，对该系统进行测试。测试结果显示，应用软件可重构方法设计的智能测控系统在发酵过程中对各参数的检测和控制效果较好，并且在运行过程中保持良好性能，构建的系统具有良好的重构性。应用于发酵过程的软件可重构智能测控系统具有灵活性、可扩展性及开放性等特点，且运行过程中可在线更新，系统性能不会随时间推移而大幅下降，有效的提高了系统的性能。
王兴强[8]2014年在《基于SHCAN的现场总线智能仪表测控试验台的研制》文中研究说明现场总线是一种双向传输的通信网络,可以用来连接智能设备和自动化系统。现场总线涉及到几乎所有的工业领域,由于适应了网络化分布式的工业控制系统要求,且不断的向智能化的方向发展,它已成为一种运用广泛的工业自动化技术。采用叁层的体系结构,其中,现场总线智能仪表是基础,起着至关重要的作用。由于智能仪表的自身因素和周围环境的影响,可能会使其性能产生变化,为了保证质量,对使用中的各种仪表,必须定期的用适当精确度的测控设备进行检测。本文的主题是基于广泛使用的控制系统——SHCAN2000现场总线控制系统,设计了一种专用于该系统各种系列智能仪表的测控试验台。本试验台集自动标定、老化检测、记录并自动报警等功能于一体。该SHCAN2000系统已经十分成熟,它已经发展成为一个运用广泛的控制系统,‘具有多种系列产品和各类仪器仪表,该项目的试验台的设计是针对SHCAN2000中的各种系列仪器在输入／输出模拟量和开关量方面,设计了一种能多功能、多用途的仪表检测系统。该试验台主要是采用现场总线智能仪表的数据传输功能,实现在计算机之间的数据传输；使用RS232串口以及CAN协议转换控制器,完成了上位机对下位机的组态下载,下位机对上位机的数据上传；测试试验台也利用计算机的实时处理技术与总线的通讯功能,最终完成对SHCAN2000系列仪表的检测,同时还设计了一种确定出现故障的位置.功能,可以准确地找到不合格的仪器,也可自动识别错误的类型,显示在电脑显示器屏幕上或并对操作人员进行报警提示。该测试台设置的精度也非常灵活,可以根据用户自己的需要进行设置,以满足不同的需求。
赵利强[9]2009年在《发酵过程智能测控系统关键技术研究》文中认为生物发酵是生物工程和现代生物技术及其产业化的基础。随着生物工程技术的进步和发酵工业生产规模的不断扩大,迫切需要对发酵过程进行先进的控制和优化。现有的发酵测控系统(如MCU、IPC、PLC、DCS、FCS)缺少关键生物参量(如底物浓度、菌体浓度、产物浓度)检测的智能检测单元,生物发酵过程机理复杂,具有高度的非线性、时变性,难以实现这些关键生物参量的在线检测；且这些测控系统结构上均为单元式结构,开放性和可靠性较差,使得先进优化控制算法和策略难以工业化应用,不能满足发酵过程优化控制的需要,因此,研究具有智能检测单元的发酵过程智能测控系统及其关键技术具有重要的理论意义和应用价值。本文在详细分析现有发酵过程测控系统集成方法及关键技术研究现状基础上,对发酵过程智能测控系统集成方法及关键技术进行研究。提出了发酵过程智能测控系统集成方法；讨论了发酵过程智能测控系统的开放性和可靠性,并研究了系统软件体系结构；给出了发酵过程智能测控系统的实现方法。发酵过程智能测控系统集成了基于人工智能技术的智能检测单元,为发酵工业智能测控系统的发展提供了新的途径。由于生物发酵过程机理十分复杂,造成传统的单一建模方法难以取得很好的建模效果。因此,提出了一种利用状态空间模型和支持向量机的生物参量混合软测量建模方法。该方法针对复杂的发酵过程机理模型,利用群能量守恒粒子群优化算法(SECPSO),建立了发酵过程简化机理模型,将其作为混合软测量模型的状态方程；基于支持向量机(SVM)构建了状态空间模型中的非线性测量补充方程。该方法建立的混合模型能够较完善地描述发酵过程特征,具有较高的建模精度,为解决生物参量高精度在线检测提供了一种有效的方法。根据强跟踪有限差分扩展卡尔曼滤波(STFDEKF)的思想,给出了一种带弱化因子的强跟踪不敏卡尔曼滤波(STUKF)算法；为了进一步提高STUKF对于噪声方差的鲁棒性,将自适应噪声估计器引入STUKF,提出了一种自适应强跟踪不敏卡尔曼滤波(ASTUKF)算法。该算法在保证一定滤波精度的条件下,对系统各个初始参数均具有较强鲁棒性,且算法简单,数值稳定性好,能够用于生物发酵过程状态高精度在线估计；同时该算法能够直接应用于各种类型的复杂非线性系统,具有很好的工程应用价值。建立了工业酵母发酵过程仿真模型,基于该模型进行了工业酵母发酵混合软测量模型的建模和非线性状态估计实验,实验结果验证了混合软测量建模方法的正确性和有效性,表明ASTUKF滤波算法适合于发酵过程状态估计,并在保证滤波精度的同时,具有较强数值稳定性和鲁棒性；利用青霉素发酵过程仿真系统进行软测量混合建模,在得到混合模型基础上进行发酵过程生物参量的在线状态估计实验,通过实验验证了软测量混合模型建模方法中SVM测量补充方程对滤波结果的补偿作用。通过上述实验结果可知,利用所提出的软测量混合建模方法与ASTUKF滤波算法进行发酵发酵过程状态估计,可以有效地增强系统对于噪声和未建模误差干扰的鲁棒性,极大地促进了发酵过程智能检测技术工程化应用的发展。集成了基于PXI总线的发酵过程智能测控系统,将该系统用于L-乳酸发酵过程优化控制中,实现了L-乳酸发酵过程的优化控制,提高了发酵产物的最终得率。实验表明,所提出的发酵过程智能测控系统集成方法正确可行,所集成的测控系统是实现发酵过程优化控制的优秀平台,是发酵过程智能优化控制算法实用化应用中不可缺少的关键系统。本文所提出的发酵过程智能测控系统体系结构具有很好的开放性与可靠性,为发酵智能测控系统的构建提供了新的途径,具有指导意义；所集成的基于PXI总线的发酵过程测控系统不仅能够实现关键参量的在线检测和控制,同时在发酵过程控制领域有着广泛的应用前景。
朴金慧[10]2016年在《智能测控技术网络化的分析及其展望》文中指出进入21世纪以来,随着科学技术和信息技术的进步与发展,使得我国许多生产行业都朝着网络化方向发展。在基于网络环境的背景下,我国许多生产领域实现了网络信息技术与智能测控技术的相互结合,进而形成了智能测控的新领域。其中,工业现场测控网络、远程智能测控等技术手段都是测控理论与技术相互结合下的产物。近些年来,这些网络化智能测控技术的发展为人们提供了更加便利的生产方式,引领人们朝着技术、经济、网络化的方向发展。
参考文献：
[1]. 智能测控仪表技术的研究[D]. 张晓丽. 江苏大学. 2002
[2]. 智能测控仪表技术的研究[J]. 武心贻, 姬波. 科技创新与应用. 2016
[3]. 现场总线智能测控仪表的自动标定系统的研制[D]. 夏金伟. 大连交通大学. 2007
[4]. 基于MODBUS RTU现场总线协议的智能测控模块的研究与设计[D]. 宋清举. 吉林大学. 2008
[5]. 智能测控系统结构与性能评价研究[D]. 刘晓东. 大连交通大学. 2012
[6]. 智能测控仪表的研究[J]. 马天程. 仪表技术与传感器. 1997
[7]. 发酵过程智能测控系统软件可重构方法及实现研究[D]. 黄敏. 北京化工大学. 2012
[8]. 基于SHCAN的现场总线智能仪表测控试验台的研制[D]. 王兴强. 大连交通大学. 2014
[9]. 发酵过程智能测控系统关键技术研究[D]. 赵利强. 北京化工大学. 2009
[10]. 智能测控技术网络化的分析及其展望[J]. 朴金慧. 化学工程与装备. 2016
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