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摘要：随着社会，科技的不断进步与发展，智能化技术获得了很好的发展，并且获得可越来越广泛的应用。仪器仪表在很多行业的占据了基础技术工具的作用，仪器仪表的自动化控制化技术为人们的生产生活带来了极大的方便。
关键词：仪器仪表；自动化控制；应用
一、自动化仪器仪表的基本简介
1.1 自动化仪器仪表的基本概念
自动化仪器仪表，是具有多能能的原组器件，结合的很多的科学知识与技术，在物理，化学等等方面发挥着非常重要的作用。在使用过程中，充当着设备以及工具的角色，能够有效，快速的测出我们需要的数据。从广义上来讲，仪器仪表具有报警，自动控制以及传递信号等等的功能。其在使用过程中所起的作用就是将信息进行形式上的转换，对输入对信息按照一定的规则进行转换，变成我们所需要的信号的形式。
自动化仪器仪表不是一个器件，而是很多自动化原件的组合，其实现的主要功能就是实现自动化。就目前的发展情况来看，自动化仪器仪表主要涉及的领域包括流量控制，压力控制以及温度控制等等的内容，其功能具有很强的自动化控制性，在很多行业中得到了广泛的应用，比如说是国家电网，煤矿开采，智能家居控制得等等。对于一般的自动化仪表来讲，按照功能主要包括以下几个模块：传感器模块，变送器模块，以及显示器模块。这些模块有各自功能，将信号的采集，收集，分析以及表达有机的结合在一起，最终可以将测量的结果很直观的表现在仪表中。
1.2 自动化仪器仪表的应用范围
自动化仪器仪表的应用范围是十分广泛的，包括基础的血库以及应用科学的各个领域，比如其可以应用于环保仪器仪表，这种仪器仪表能够实时的检测出环境的污染源，以及分析环境的质量，这种仪器仪表的使用有利于治理我国的水污染，大气污染等等，符合人民的利益；对于电工仪器仪表来讲，其对我国智能电网的建设以及推进我国电力用户信息采集系统具有非常重要的意义；工业自动化仪器仪表在我国工业行业中占据了举足轻重的作用，具有重要的应用价值。由此可以看出，仪器仪表对于社会的进步与发展起着推动的作用。
二、仪器仪表的自动化控制与应用
21 世纪以来，我国经济发展迅猛，各个行业的自动化程度逐渐显著，因而对于自动化仪表以及控制系统的需求与日俱增，我国的科研工作者在理论上的不断创新以及技术工作者在实践中的不断应用，使得我国在仪器仪表的自动化控制和应用方面取得了较为显著地成就。
2.1 我国仪器仪表自动化控制发展现状
仪器仪表经过近几十年的不断发展，社会普及率大发提高，但发展不均衡。虽然相对于国外起步较晚，但是在某些领域还是能够排在世界前列。总体来说，中国的仪器仪表发展呈现出百花齐放的趋势。
近十年来，现场总线技术虽然取得了长足的进展，但在实际应用中仍未发展成熟，而基于现场总线技术之上的分布式控制以及网络式控制理论与实践，并没有得到普遍的推广和应用，而且在某些领域，和传统的仪器仪表相比，现场总线的性能表现疲软，并没有发挥出自己独特的优势。因此，亟需对仪器仪表设备实施自动化的控制，对其进行优化和升级，应用全新的理念，改进仪器仪表的结构和性能，设计虚拟仪器结构，形成网络化的控制是其今后发展的必然趋势。
2.2 仪器仪表自动化控制与应用的发展趋势
伴随着信息化和网络化的迅猛发展，自动化仪表技术也得到了长足的进步。随着人类的认知水平和探索水平的不断提高，当前的一些理论知识和应用实践已经无法满足人们的需求，于是研究出了更为先进的理论，发现了前所未有的新材料、研制出更为精确的元器件，并将其投入到仪器仪表的开发中。其中材料包括石墨烯、碳纳米管、高分子复合材料、光导纤维等；器件包括有湿敏、气敏、化学敏等。仪器仪表正在朝着小型化、智能化、网络化的趋势发展，生产成本不断降低，应用范围更为广泛。
具体来说有如下几个发展的方向：
2.2.1在仪器仪表结构、性能改进中的应用
首先，智能自动化技术为仪器仪表与测量的相关领域的应用开辟了广阔的前景。运用智能化软硬件，使每台仪器或仪表能随时准确地分析、处理当前的和以前的数据信息，恰当地从低、中、高不同层次上又如则量过程进行抽象，以提高现有测量系统的性能和效率，扩展传统测量系统的功能，如运用神经网络、遗传算法、进化计算、混沌控制等智能技术，使仪器仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，也可在分散系统的不同仪器仪表中采用微处理器、微控制器等微型芯片技术，设计模糊控制程序，设置各种测量数据的临界值，运用模糊规则的模糊推理技术，对事物的各种模糊关系进行各种类型的模糊决策。其优势在于不必建立被控对象的数学模型，也不需大量的测试数据，只需根据经验，总结合适的控制规则，应用芯片的离线计算、现场调试，按我们的需要和精确度产生准确的分析和准时的控制动作。特别是在传感器测量中，智能自动化技术的应用更为广泛。用软件实现信号滤波，如快速傅立叶变换、短时傅立叶变换、小波变换等技术，是简化硬件，提高信噪比，改善传感器动态特性的有效途径，充分利用人工神经网络技术强有力的自学习、自适应、自组织能力，联想、记忆功能以及对非线性复杂关系的输人、输出间的黑箱映射特性，无论在适用性和快速实时性等各方面都将大大超过复杂函数式，可充分利用多传感器资源，综合获取更准确、更可信的结论。
2.2.2在虚拟仪器结构设计中的应用
在仪器仪表结构设计中，仪器厂家过去都是以源代码形式向用户提供智能虚拟仪器即插即用的仪器驱动器，为了简化最终用户的使用操作与开发过程，不断提高运行效率，以及编程质量和编程灵活性，相关仪器厂家在VXI即插即用的总线仪器驱动器标准的基础上作出了一套新的智能化仪器驱动软件规范，在虚拟仪器结构与性能上进行了下述多方面改进。首先，考虑需要兼顾用户的直观、易用性及尽可能提高运行效率，并保持原来V X I 总线即插即用标准的高层编程接口，以提供相同的功能函数调用格式。其次，在最新Lab windows/ CV I 5. 0 内建的开发工具基础上，运用智能化手段，使智能虚拟仪器（IVI）的仪器驱动器代码，可以在人机交互作用下自动生成，这样既简化了大量编程工作量，又统一了驱动器代码的编程结构和风格，还大大方便了不同水平用户的使用和维护。再次，应用一系列智能手法，识别、跟踪和管理所有各种仪器状态和设置，使用户能直接进人所有低层设置，并通过智能状态管理，使用户可根据需要，在“测试开发”和“ 正常运行”两种模式之间随意切换。在“测试开发” 模式下，驱动器可智能自动化地完成一系列状态检查，以帮助发现各种编程错误。当程序调试正常投人使用后，用户即可切换到即正常运行. 模式，以使驱动软件高速运行。这样既保证了仪器的安全性和可靠性，又可使软件随时投人高速运行，尽可能提高其运行效率。另外，也由于采用了各种智能化方法，使驱动器可实现多线程同时安全运行，进行多线程并行测试；同时，驱动器还具有强大的仿真功能，可以在不连接实际仪器的情况下，开发测试程序。最后一个特点是驱动器运行只与测试功能相关，而与仪器采用的接口总线方式无关，只通过一个初始化函数In it with options来区分仪器接口总线和地域的异用。总之，由于虚拟仪器采用了一系列智能自动化手段，彻底改变了以往VXI总线即插即用标准仪器驱动器的运行效率低，编程的结构、风格不一致，编程困难，质量低，工作量大，使用、维护麻烦等等一系列缺陷，从而在高效、高质量、安全可靠、使用方便、灵活的条件下实现全面地统一运行，显示出智能自动化技术对虚拟仪器以至整个仪器仪表工业高速发展的深远影响。
2.2.3仪器仪表网络化中的应用
由于仪器与计算机一旦组成网络，即可凭借智能化软硬件（诸如模式识别、神经网络的自学习、自适应、自组织和联想记忆功能），充分发挥灵活调用和合理配置网上各种计算机和仪器仪表的各自资源特性和潜力，产生1+1> 2的组合优势。例如，目前已可使用连接到Web 的数字万用表和示波器，通过因特网和模式识别软件区别不同的时空条件和仪器仪表的类别特征以及测出临界值，作出不同的特征响应；也可使用分布式数据采集系统代替过去单独使用的数据采集设备，以至可跨越以太网或其他网络，实施远程测量和采集数据，并进行分类的存储和应用。网络化的智能测量环境将网上各种类型，不同任务的计算机和仪器仪表有机地联系在一起，完成各种形式的任务要求，如在某地采集数据后送往各种需要这些数据的地方，把相同数据按需拷贝多份，送往各需要部门；或者定期将测量结果送往远方数据库保存，供需要时随时调用。而多个用户可同时对同一过程进行监控，例如各部门工程技术人员、质量监控人员以及主管领导人员可同时分别在相距遥远的各地监测、控制同一生产运输过程，不必亲临现场而又能及时收集各方面数据，进行决策或建立数据库，分析现象规律。一旦发生问题，可立即展现眼前或重新配置，或即时商讨决策，立即采取相应措施。另外，智能重构信息处理技术也将为仪器仪表创造更广阔的活动舞台。结合了计算机与专用集成电路（ASIC）优点的可重构计算机，不仅要根据不同的计算任务对大量的可编程逻辑单元阵列任（FPG A）作出灵活的相应配置，其指令级、比特级、流水线级以至任务级的并行计算，使其运行速度达到通用计算机的数百倍以上。
结束语：
随着经济科技的迅猛发展，人们对于仪器仪表的功能需求也在不断增加。仪器仪表中的自动化控制技术的研发过程还在不断的进行，以此来达到提升仪器仪表性能，不断强化其功能，提高其适应性，增加其应用范围的目的。仪器仪表的发展，能够更好促进其在各个领域中的应用，促进社会的发展。
参考文献：
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[2]王科.仪器仪表中的自动化控制及其应用 2017.4
[3]杜柚壁、张黎晨.基于数字化发射机自动化控制系统应用与研究 2015.9
论文作者:沈小清
论文发表刊物:《河南电力》2018年9期
论文发表时间:2018/10/19
标签：仪器仪表论文; 仪器论文; 驱动器论文; 智能论文; 技术论文; 功能论文; 自动化控制论文; 《河南电力》2018年9期论文;