鄭波　王浩

摘要：儀器儀表是工業(yè)領(lǐng)域中重要的信息傳達工具之一，隨著智能自動化技術(shù)的高速發(fā)展，儀器儀表設(shè)備逐漸向智能化自動化方向發(fā)展。在此發(fā)展過程中，工業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)技能操作要求、設(shè)備安全要求等也受到了一定的影響，行業(yè)內(nèi)各領(lǐng)域設(shè)備的智能化水平隨著儀器儀表設(shè)備的發(fā)展也得到了較大幅度的提升。但是，隨著我國工業(yè)發(fā)展的技術(shù)進步，部分原始材料的需求量急速下降，風(fēng)能等環(huán)保新能源材料的使用量急速上升，為了迎合該類工業(yè)的發(fā)展，智能自動化儀器儀表設(shè)備也需要做出相應(yīng)的改動，從而實現(xiàn)智能自動化的工業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能自動化;儀器儀表;工業(yè)領(lǐng)域;應(yīng)用;發(fā)展

引言

近幾年來我國計算機技術(shù)飛速發(fā)展，儀器儀表也在很多領(lǐng)域取得了不小的進步。在國內(nèi)國外很多機械、電子和監(jiān)控等設(shè)備中，儀器儀表的自動化控制將它的作用淋漓盡致地展現(xiàn)出來并且利用的人越來越多。未來我國工業(yè)化深化的內(nèi)涵體現(xiàn)為裝備工業(yè)由初級層次向縱深發(fā)展、由追求數(shù)量的投資驅(qū)動粗放式增長到以技術(shù)創(chuàng)新為核心的產(chǎn)業(yè)升級。

1.工業(yè)自動化儀表設(shè)備的相關(guān)技術(shù)類型

1.1系統(tǒng)集成技術(shù)

現(xiàn)階段，很多的工業(yè)自動化電氣設(shè)備的系統(tǒng)集成都有基于知識自動化的決策管理、業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)和面向服務(wù)的架構(gòu)三大功能（如圖1），這三大功能在工業(yè)設(shè)備應(yīng)用上得到充分的體現(xiàn)，這些系統(tǒng)集成化技術(shù)在系控制效果上起到積極作用，有利于工業(yè)進行系統(tǒng)監(jiān)測，間接影響到工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中自動化的水平。

1.2智能技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的興起，智能技術(shù)也慢慢得到提高，并將此應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。智能技術(shù)在自動化上的應(yīng)用主要是利用計算機實現(xiàn)，通過操控計算機來達到對設(shè)備的電腦操作，并通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠有效地監(jiān)測到系統(tǒng)工具中存在的缺陷，智能技術(shù)的應(yīng)用能夠在發(fā)現(xiàn)缺點時在第一時間內(nèi)將這種缺陷彌補，使設(shè)備更好地發(fā)展，達到儀器儀表控制最佳的狀態(tài)。就目前形勢而言，由于科技發(fā)展水平快速提高，智能化技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到工業(yè)中大部分電氣設(shè)備中，使自動化設(shè)備與計算機技術(shù)得到完美的融合，有利于工業(yè)的發(fā)展以及工業(yè)化儀器設(shè)備發(fā)展水平的提高。

1.3人機界面的技術(shù)

在操作人員對儀器儀表進行操作的時候，只有將和儀器儀表的完美配合呈現(xiàn)出來，才能將人機界面技術(shù)發(fā)揮出它的最大作用。人機界面技術(shù)就是讓操作人員和系統(tǒng)之間能夠形成一種人工交流的設(shè)備。在這其中最好是利用簡潔、方便并高效的使用原則來進行操作。人機界面技術(shù)可以將系統(tǒng)的可操作性和能夠維護的功能很好的展現(xiàn)出來。

2.智能自動化儀器儀表的工業(yè)應(yīng)用

目前，工業(yè)流程（如圖2），受到我國重點發(fā)展工業(yè)的影響，智能化儀器儀表應(yīng)用其中，應(yīng)用在在煤炭、鋼鐵等部分重型工業(yè)領(lǐng)域，同時還可以應(yīng)用于輕工業(yè)領(lǐng)域。智能自動化儀器儀表的中心處理器主要由微型計算機和人工智能技術(shù)構(gòu)成，所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，在儀器儀表運行過程中操作人員就可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺完成相關(guān)數(shù)據(jù)信息的傳送和分析。

2.1煤炭、鋼鐵等部分重型工業(yè)領(lǐng)域

為了進一步提升重工業(yè)領(lǐng)域的儀器儀表監(jiān)測效率，改善工作人員的監(jiān)測環(huán)境，智能自動化儀器儀表在煤炭領(lǐng)域的應(yīng)用范圍極其廣泛，同時，為了在保證工業(yè)生產(chǎn)達標(biāo)的基礎(chǔ)上滿足國家環(huán)保節(jié)能政策的要求，相關(guān)技術(shù)人員還需要對儀器儀表做出相應(yīng)的調(diào)整，需要根據(jù)工業(yè)領(lǐng)域的不同增減相應(yīng)的軟件設(shè)備。例如，在煤炭生產(chǎn)工業(yè)企業(yè)中應(yīng)用智能自動化儀器儀表時，就需要增設(shè)監(jiān)測井下安全生產(chǎn)氣體容量的軟件設(shè)備，同時還要增設(shè)監(jiān)測井下工作人員實際工作條件的軟件設(shè)備，并通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將該類數(shù)據(jù)及時搜集、上報、分析，從井下實際工作環(huán)境出發(fā)，盡最大可能保證井下工作人員的工作安全。在此監(jiān)測過程中，技術(shù)人員還可以通過不同位置的儀器儀表了解到井下各個區(qū)域的通風(fēng)狀況、瓦斯容量、煤炭開采條件等，從而在保證井下工作者人身安全的前提下實現(xiàn)工作效率最大化，保證煤炭工業(yè)的利潤所得。

2.2輕工業(yè)領(lǐng)域

智能自動化儀器儀表在連接網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)后，還可以借助網(wǎng)絡(luò)智能程序完成對各類數(shù)據(jù)信息的處理，通過比例運算、算術(shù)運算等多種有效的運算程序計算出該數(shù)據(jù)與此時的生產(chǎn)要求符合程度，并計算出在該生產(chǎn)準(zhǔn)備條件中能夠取得的最大生產(chǎn)產(chǎn)能，從而避免生產(chǎn)材料的錯誤消耗。例如，在進行紡織品等輕工業(yè)生產(chǎn)時，技術(shù)人員就可以在原材料加工設(shè)備中、產(chǎn)品初步完工設(shè)備中、產(chǎn)品智能檢測設(shè)備、產(chǎn)品完工分裝設(shè)備中分別安裝不同類型的智能自動化儀器儀表，在加工環(huán)節(jié)中安裝具有材料檢測和產(chǎn)品檢測功能的軟件設(shè)備，保證選材的合適度以及加工機器的生產(chǎn)效率。在產(chǎn)品質(zhì)檢環(huán)節(jié)中安裝具有專業(yè)質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的軟件設(shè)備，將加工過程中產(chǎn)生的殘次品直接進行排除，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量和價值。由于輕工業(yè)所涉及到的加工產(chǎn)品主要特點為日?；?、精細化等，因此，為了降低輕工業(yè)產(chǎn)品在加工過程中出現(xiàn)的產(chǎn)品殘次率，提升產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品的加工效率，技術(shù)人員就可以在智能自動化儀器儀表中安裝自動調(diào)控程序，在儀器儀表出現(xiàn)監(jiān)測錯誤時對儀表相關(guān)功能做出及時調(diào)整，并通過各類計算程序計算出生產(chǎn)誤差。

3.發(fā)展趨向

受到計算機程序、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及人工智能化等高科技技術(shù)的影響，使用智能自動化儀器儀表的工業(yè)數(shù)量迅速擴大。這不僅加大了各類工業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)能，還為智能自動化儀器儀表的發(fā)展提供了重要的發(fā)展平臺。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)信息分析，目前，我國智能自動化儀器儀表未來主要涉及到的工業(yè)企業(yè)以大部分重工業(yè)和輕工業(yè)為主，智能自動化儀器儀表憑借適應(yīng)性強、穩(wěn)定性高、智能操作便捷等特點，在對人體危害較大、工作環(huán)境極端的工業(yè)領(lǐng)域中更是能夠發(fā)揮出其自身特點。同時，在發(fā)展過程中智能自動化儀器儀表還會隨著相關(guān)計算機技術(shù)的發(fā)展獲得更大范圍內(nèi)的技能提升，其智能化、自動化、安全性等核心性能還會得到進一步提升。

我國為了保證環(huán)境與發(fā)展和諧共處，對于智能自動化儀器儀表的設(shè)置中還會更加注重環(huán)?；刃阅艿陌l(fā)展。根據(jù)目前智能儀表的發(fā)展定位來看，該類型的儀器儀表在未來發(fā)展中會更加趨向于數(shù)字化程序，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)多個數(shù)據(jù)分析平臺共同接收并分析數(shù)據(jù)，在原有的計算機系統(tǒng)中融入更加專業(yè)的通信系統(tǒng)，達到多個決策者和數(shù)據(jù)信息分析者共同分析并決策的工作目的，從而提升各類工業(yè)在生產(chǎn)過程中的操作正確性。

智能自動化儀器儀表設(shè)備未來的主要發(fā)展趨勢仍然以智能化、自動化為發(fā)展核心，但是，受到國家對工業(yè)發(fā)展要求的影響，該類儀器儀表的相關(guān)智能軟件在設(shè)計過程中還會融合各類工業(yè)的行業(yè)發(fā)展特色和國家發(fā)展要求，在原有的智能化基礎(chǔ)上增設(shè)行業(yè)特色生產(chǎn)程序，以及環(huán)保監(jiān)測程序等，從而達到工業(yè)發(fā)展智能化、環(huán)?；?、安全化的高效發(fā)展。

4.智能制造

隨著網(wǎng)絡(luò)平臺服務(wù)越來越廣泛，傳統(tǒng)制造無力應(yīng)對大規(guī)模個性化需求（如圖3），智能自動化儀器儀表設(shè)備實現(xiàn)智能制造網(wǎng)絡(luò)化，并且公司和企業(yè)也將使用戶參與到生產(chǎn)流程中來。在互聯(lián)網(wǎng)虛擬環(huán)境里面的雇員，供應(yīng)商和消費者們可以一同工作，使得新點子變成現(xiàn)實（The Economist），將會出現(xiàn)面向社會需求的動態(tài)網(wǎng)民群體（如圖4），從21世紀(jì)的工業(yè)4.0信息物理系統(tǒng)（CPS）網(wǎng)絡(luò)化時代步入工業(yè)5.0社會物理信息系統(tǒng)（CPSS）的平行時代（如圖5），社會物理信息系統(tǒng)考慮多人、多機、多物組成的動態(tài)開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，利用網(wǎng)絡(luò)世界無限的數(shù)據(jù)和信息資源，突破物理世界資源有限的約束，物理世界時空的限制，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，真正的納“人”于制造業(yè)系統(tǒng)和管理流程之內(nèi)，例如平行時代的平行農(nóng)業(yè)，利用青園，可以再虛擬世界中仿真、計算、預(yù)測真實世界的植物（如圖5）。

結(jié)束語

為了進一步提升智能自動化儀器儀表的使用效率，擴大儀器儀表的應(yīng)用領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)工作者還需要結(jié)合不同工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)需求改善儀器儀表的軟件安裝技術(shù)。同時，為了提升工業(yè)領(lǐng)域的加工安全，技術(shù)人員還應(yīng)該加強安全性能和自主修復(fù)性能的提升，從而在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)等智能系統(tǒng)的幫助下，更好地完成工業(yè)化生產(chǎn)，并為各類工業(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)信息。

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