嚴明偉 王廣會 趙為明

摘要：當今社會，隨著社會節(jié)奏的加快，各行各業(yè)對生產、服務的要求越來越傾向于智能化、自動化，而在科學技術不斷發(fā)展的結果下，智能儀器應運而生。儀表智能化水平的提高將對我國的工業(yè)發(fā)展帶來極大的幫助，對提高我國工業(yè)生產的自動化水平具有重要意義。智能儀表的出現(xiàn)和使用已經讓我們看到了它對中國工業(yè)發(fā)展的貢獻和未來巨大的潛力，因此我們應該充分重視智能儀表的科學技術研究。

關鍵詞：智能儀表;工業(yè)自動化控制;使用分析

1智能儀表數(shù)據來源

在Web頁面中自動生成儀器需要三種數(shù)據：智能儀器信息、數(shù)據檢索信息和表格顯示的數(shù)據信息。本文研究的智能儀表數(shù)據均來自工業(yè)自動化監(jiān)控系統(tǒng)，并在此基礎上進行開發(fā)。工業(yè)自動化中的下位機單元通過數(shù)據端口傳輸?shù)絎eb服務器，以生成其表中的數(shù)據。每個單元中有不同的數(shù)據類型，這些數(shù)據應首先存儲在相應的數(shù)據庫中。這些數(shù)據隨后通過工業(yè)自動化系統(tǒng)收集，然后上傳到服務器，并存儲在表中。智能儀表中的數(shù)據需要根據工業(yè)自動化系統(tǒng)檢索到的數(shù)據信息，通過圖形軟件進行處理。網頁中的所有數(shù)據都需要通過圖形軟件進行處理，然后上傳到服務器，并可以確定表格的顯示和格式，處理完成后將以表格的最終形式顯示在網頁中。但顯示的數(shù)據最終會傳輸并存儲在數(shù)據庫中，以供日后比較，并幫助定位故障。

2智能儀表的特點與功能

2.1數(shù)據存儲功能

智能儀表中的微處理器只有在儀表通電時才能恢復到斷電數(shù)據狀態(tài)。對于傳統(tǒng)的儀器，邏輯電路和定時電路相結合可以有效地采集數(shù)據。然而，儀器斷電后，需要從初始狀態(tài)開始計算應用儀器，這需要耗費大量的人力物力。智能儀表具有記憶功能，可存儲多個數(shù)據參數(shù)。

2.2計算功能

在傳統(tǒng)的儀器使用中，操作員可以獲得基本參數(shù)，然后通過模擬算法電路進行計算。這樣，只能分析簡單的數(shù)據。如果需要處理大量復雜的數(shù)據，操作將耗費更多的時間，計算精度也會相應降低。智能儀表的應用要求采用數(shù)字電路控制方法來實現(xiàn)精確的數(shù)學運算。

2.3可編程特性

采用編輯模式，可以實現(xiàn)程序功能，植入系統(tǒng)可以替代硬件結構，充分實現(xiàn)儀器功能。從邏輯電路上講，計算機軟件程序的更換屬于硬件軟件處理。特別是接口芯片的復雜控制。選擇程序后，操作更簡單。如果應用硬件編寫，需要依賴定時電路和控制電路，增加系統(tǒng)的復雜度。

2.4糾錯功能

微處理器應用軟件可實現(xiàn)獨立計算和分析，處理檢測過程中的抗干擾和線性化問題，有效減輕硬件負擔。計算機系統(tǒng)存儲容量大，因此采用遠程控制，合理引入計算機系統(tǒng)，可以獲得儀器檢測結果，并做出相關處理響應。微處理器可以減小誤差并自動補償誤差。智能儀表采用溫度補償、傳感器動態(tài)補償和盲補償。

2.5網絡功能

智能檢測儀器具有網絡化的特點，利用網絡系統(tǒng)聯(lián)系多任務傳感器、計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，高度完成任務要求。在多操作、多網絡的條件下，可以對數(shù)據信息進行統(tǒng)一的監(jiān)控、共享和處理，確保工程技術人員和質量安全人員能夠對數(shù)據信息進行分析。在智能儀表中，將儀表與單片機集成在一起，可以改變檢測方法，創(chuàng)建新的測量儀表，無需依賴模擬儀表，按照預設計算。

3智能儀表的關鍵技術

Web頁面生成和數(shù)據庫處理是智能儀器技術的主要組成部分，本文采用的數(shù)據庫處理方法是ADO技術，利用這種方法可以實現(xiàn)數(shù)據訪問，并利用ASP技術支持頁面生成。

3.1ADO數(shù)據庫訪問方法

后臺數(shù)據庫支持所有網站的操作。智能儀器技術還不可避免地需要訪問和分析工業(yè)自動化系統(tǒng)收集的數(shù)據和數(shù)據庫，并將其作為自動生成表的基礎。因此，本文所研究的智能儀器技術的數(shù)據庫訪問和分析需要通過ADO技術來實現(xiàn)。

3.2 ASP技術在服務器中的應用

智能儀器技術的實現(xiàn)主要是用HTML語言描述靜態(tài)頁面，而數(shù)據庫中數(shù)據信息的描述則是通過ASP技術完成的。ASP中的內置對象只有在用戶在頁面中鍵入信息時才能開始運行;當訪問數(shù)據庫或測量其中的數(shù)據時，可以通過VBScript語言完成。最后，通過組合VBScript和HTML并將它們相互嵌套，智能電表顯示有組織的完整數(shù)據信息。

4智能儀表的過程控制優(yōu)化

在實際生產操作中，由于極限條件的變化，最優(yōu)設定點將處于動態(tài)變化狀態(tài)。智能儀表根據控制量的變化修改控制過程參數(shù)。在過程控制中，涉及到預處理電路，可對輸入信號進行整形、運算、補償處理，采用模數(shù)轉換器，可將模擬信號轉換成微處理器識別信號，利用串口數(shù)據傳輸?shù)郊拇嫫鳎鎯ο嚓P數(shù)據信息。使用CPU，處理參數(shù)，將其存儲在內存中，優(yōu)化配置寄存器，顯示獲勝數(shù)據。隨著微電子技術和優(yōu)化技術的飛速發(fā)展，實時優(yōu)化技術可以有效地應用于微機控制過程，優(yōu)化整個生產過程。實時優(yōu)化的概念很復雜，但可分為動態(tài)優(yōu)化控制和穩(wěn)態(tài)設定點優(yōu)化。

4.1動態(tài)優(yōu)化控制

這種優(yōu)化控制措施主要是因為調節(jié)變量接近設定的目標值，且目標值隨時間的變化而不斷變化，而不是固定值。系統(tǒng)優(yōu)化反饋控制和模型預測控制方法要求較高，控制參數(shù)和控制算法的轉換可以保證系統(tǒng)滿足預期要求。

4.2穩(wěn)態(tài)設定值優(yōu)化控制

這種優(yōu)化控制措施主要是通過算子建立代數(shù)方程。系統(tǒng)深入分析約束條件，根據設定目標的要求計算最優(yōu)控制參數(shù)和算法，以尋求穩(wěn)態(tài)設定值。

5智能自動化儀表的應用

（1） 智能自動化儀表在信息獲取中的應用。工業(yè)自動化儀表的發(fā)展主要是基于信息技術。通過網絡數(shù)據采集、數(shù)據處理和存儲、信號處理和存儲，以及校正和零補償，實現(xiàn)工業(yè)生產自動化模式。中國的工業(yè)化進程比其他國家慢。智能自動化儀表可以獲得更全面、更方便的信息，提高工業(yè)生產的利用率，減少勞動力。

（2） 微處理器芯片具有強大的處理能力，實時操作系統(tǒng)已經轉變?yōu)樽詣觾x表驅動程序。此外，可以實時監(jiān)控生產過程，并發(fā)送信號幫助工人解決問題。能夠及時處理和分析錯誤，避免工業(yè)生產過程中的許多問題。系統(tǒng)建模應采用智能自動測量裝置，通過通信接口采集數(shù)據，將采集的數(shù)據轉換為數(shù)字量，并對數(shù)據進行直觀分析。

（3） 智能技術可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。在智能技術飛速發(fā)展的時代，人們對智能的需求越來越高，國家也在大力推動智能產業(yè)的發(fā)展。國家大力發(fā)展智能產業(yè)，人們對智能的需求越來越大。由于現(xiàn)階段的技術研究還不是很成熟，生產工藝的操作只能由人工進行，智能化更適用于動態(tài)加工過程。如果智能技術能夠充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，結合工業(yè)生產規(guī)律，智能制造將達到另一個高度。

5智能自動化儀表的發(fā)展趨勢

（1） 自動化程度高。目前，大多數(shù)自動化設備采用集成電路、微處理器以及與計算機技術相結合的接口通信技術。結合計算機技術進行操作，對輸入信號進行非線性處理，不僅可以跟蹤誤差，還可以在線控制生產。潛在問題可提前反饋并及時解決。

（2） 簡單的控制。隨著自動化工業(yè)的發(fā)展，簡單控制系統(tǒng)的優(yōu)勢日益突出。它是一種能與現(xiàn)場網絡連接，實現(xiàn)數(shù)據高度集中、開放、安全、雙向系統(tǒng)的智能儀表。

（3） 網絡控制。該系統(tǒng)由自動化儀表和無線網絡組成化學控制系統(tǒng)。同時，由自動化儀表和無線網絡組成的系統(tǒng)可以在化工行業(yè)形成一個控制系統(tǒng)。

6結論

自動化儀表已滲透到工業(yè)生產的各個環(huán)節(jié)，智能儀表控制生產、邏輯操作、實時測控和在線測控，使智能信息交換更加快捷。目前，我國的智能儀表仍處于發(fā)展階段，當務之急是跟上時代的步伐，研究適合國情的自動化儀表。同時，我們要敢于面對智能自動化儀表的挑戰(zhàn)，積極應對。

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