环境监测仪器仪表控制系统设计及控制对策分析
摘要: 现代环境监测自动化的程度正在不断提升,监测仪器的种类和数量也有了一定程度上的增加,因此在生态环境监管中的作用与日俱增,科学合理使用和管理仪器设备,已经成为当下必须要重点关注的内容。本文主要是对环境监测仪器仪表控制系统的重要性和发展现状进行简要分析,然后对环境监测仪器仪表控制系统的设计和控制对策进行了重点分析,旨在促进我国环境监测水平的有效提升。

引言

现代环境监测自动化程度提升的主要原因就是,数字化技术和电路集成技术的不断发展,在这些技术的更新和拓展之下,环境监测仪器仪表的控制技术也有了更好地进步及发展,对现代化工业技术的长远发展起了重要促进性作用。对于环境监测仪器仪表的控制系统设计和控制来说,系统的组成和对策优化都是非常重要的内容,一定要对其发展进行重视,只有这样才能促进环境监测的进一步发展。

一、环境监测仪器仪表系统控制管理的重要性

当前环境监测已经发展成为涉及到多种学科的综合性监测,这也让环境监测仪器设备从经典化学分析法逐步发展成为仪器分析法,开始朝着科技化和系统化的方向进行发展。在国家各种政策的支持下,大量的环境监测设备配置让环境监测的硬件建设水平得到了有效地提升,各个监测站都开始面临着更多的考验,包括着人力、物力和资源等方面的挑战。仪器设备作为环境监测工作的重要物质基础,其系统的设计和控制与很多内容都有着重要的关系,需要对其进行重视,不断改进其科技发展状况,从而创设出更加优质、低耗和安全的监测条件,让环境监测工作可以得到更好地开展。

二、环境监测仪器仪表的发展现状

近些年,环境监测仪器仪表组件正在不断的更新,应用功能也得到了很大的丰富。在计算机技术广泛应用的背景下,自动化和智能化的程序也得到了显著的提升。因为计算机技术的发展让仪器的测定条件可以得到自动控制,同时还具有操作监控的系统,这样可以让数据处理变得更加方便与快捷,甚至说重要的工作条件可以进行储存,用户在使用的过程中还可以随意取出,能够对分析工作的繁杂性进行很大程度上的简化。

除此之外,基于虚拟仪器技术的环境监测仪器也得到了一定发展,这种技术的发展代表着测量领域的新发展,其主要是对计算机软件和硬件的优势进行利用,然后实现对仪器的控制和数据分析,从而实现对传统仪器使用方式的改变,进一步提升仪器使用的功能和使用效率,进而大幅度得降低仪器的价格,让用户可以根据自己的需求来对仪器的功能进行定义,进一步实现仪器的使用性能。

三、环境监测仪器仪表控制系统的组成

(一)可编程控制模块

可编程控制模块是环境监测控制系统的基础内容,该基础模块属于环境监测控制系统中信息采集传感器、指令执行动作机构和人机交互界面的下位机,也是中间层的范畴,其如果出现了问题,就会给整个系统造成不利影响,甚至会产生瘫痪现象。因此,必须要对各个模块的正常运行进行保证,只有这样才能让系统各个部位的传感器,将系统运行的实时数据进行有效汇集,并且还能将其传送到中央控制系统,再由中央控制系统发出相应的动作信息,后期由执行机构完成相对应的动作,最终系统可以更好地完成用户的各项指令。

(二)通信模块

对于环境监测控制系统来说,其运作不能与信号和数据的运输产生分离,而系统中通信模块所承担的就是这个方面的工作,其中包含着各种传感器的模数转换、通信电缆与光纤之间的光电转换、企业内部网络与互联网之间的内外网络交换。总体来说,环境监测控制系统中的通信模块属于的是中间链路层。

(三)中央数据处理计算控制模块

中央数据处理计算控制模块属于环境监测控制系统的关键,其可以说是系统运行的核心内容。对于这个模块来说,主要是由中央处理器和内部存储来共同组成。具体来说,该模块主要是对人机操作系统进行利用,然后实现对数据的处理和动作指令的发出,继而实现过程控制和通信数据的纠错计算功能。中央数据处理计算控制模块可以实现对下位机PLC模块的直接性管理,继而实现对操作人员的系统调试和更新,让整个监测系统可以更为自动化的执行操作人员指令。

四、环境监测仪器仪表控制系统控制策略的研究

(一)强化应用智能和信息控制技术

对于环境监测仪器仪表控制系统来说,其设计需要对效率的提升进行重视,尤其是在进入到信息时代之后,更是要对这种发展趋势进行重视。在5G时代,以物联网为基础的工业互联技术,更是被广泛的应用到电气自动化仪器仪表控制系统当中,通过这样的方式来对数据进行收集,能够让大量分散的电气设备进行聚集,然后逐渐形成一个联网化的电气设备。在人工智能技术突飞猛进的背景下,将人工智能系统嵌入到仪器仪表控制系统中,使得电气设备可以成为一个自我感知和自我控制的智能设备。

(二)加大数据互联实现监测数据共享

在当前仪器仪表控制技术中,传感器是其中的基础内容,其正朝着更加数字化和智能化的方向进行发展,与电气设备连接的通信网络也从网线转变成了光纤,又从光纤逐渐转向无线网络,并且朝着5G方向进行发展。通过对现场数据采集模块进行利用,将采集到的信号传输到控制模块,对信息进行一定处理之后,再同步到互联网和云端数据平台中,这样可以实现实时的数据共享,从而实现环境监测仪器之间的数据和技术共享,最终实现对监测数据的互通、互连和互认。

(三)强化环境监测仪器仪表开发平台建设

对于目前的环境监测仪器仪表技术来说,还没有形成一套完整且统一的开发平台,这种平台的开发和建设,对环境监测仪器仪表控制系统的设计有着非常重要意义,在这样的平台上,各种设备的传感器能够得到互认,各种执行结构能够执行平台下达的指令,同时平台也能对不同的工控要求进行满足,通过这样的方式可以实现对系统内设备的联调联测。

(四)促进自动控制系统硬件设备的标准化

环境监测仪器仪表系统中的设备比较多,而且这些设备大都来自于不同的厂家。因此。设备性能也存在一定的差异性,比较容易造成设备兼容性方面的问题。对于各种类型的设备来说,其需要进行信息的交换和传递,不同接口也会对数据的传输造成一定限制。对系统中标准化通信接口进行重视,可以实现对通信信号转换时间的节约,也能实现对成本的控制,进而达到PLC控制器、嵌入式Windows等软件平台的数据交互,对不同系统之间的有效数据连接进行有效保证。同时,这也是未来环境监测的重要发展方向。

五、结语

综上所述,在信息技术发展和5G时代的共同推进下,环境监测仪器仪表控制技术的应用,已经成为广泛关注的重要内容。想要对环境监测仪器仪表的控制效果进行有效提升,就要从自动化和智能化方向进行出发,进一步提升创新能力,有效地提升环境监测的效率,从而为相关部门提供更为有效的环境监测数据进行支撑。

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