自动化仪器仪表与控制技术分析
张会兰
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张会兰,. 自动化仪器仪表与控制技术分析[J]. 中国仪器,2024.3. DOI:10.12721/ccn.2024.157021.
摘要: 仪器仪表工业是现代工业和科学技术不可缺少的组成部分,在各个领域都起着举足轻重的作用。该行业涵盖测量、控制、测试和监测等领域,为科研、工业生产、医疗诊断、环境保护等提供必要的工具和设备。仪器仪表行业在科学技术的发展中起着重要的作用。它不仅是科学研究的基础工具,也是工业自动化和现代生产的关键支持。随着科技的不断进步,仪器仪表的功能和性能也在不断提升,为各个领域的发展提供了强大的支持。例如,在制造业中,高精度的仪器仪表可以提高生产过程的质量和效率;在医疗领域,先进的医疗仪器可以实现精准的诊断和治疗。
关键词: 自动化仪器仪表;控制技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157021
基金资助:

引言

仪器仪表行业也是创新的重要来源。随着新技术的出现,仪器仪表的创新不仅改进了现有的测量和监测方法,而且为新兴领域的发展提供了支持。例如,无人机、智能传感器等新型仪器仪表正不断地改变着生产方式、生活方式以及人们对环境的认识。随着科技的迅速进步,仪器仪表产业正面临着深刻的变革和机遇。在这个充满活力的时代,科技创新不仅改变了产品设计和生产方式,也对仪器仪表的自动控制提出了新的挑战和机遇。

1.自动化仪器仪表发展现状

在经济社会快速发展的背景下,各行各业都迅速成长起来。因此,自动化仪器仪表设备需要科学合理的安装和使用,尽量避免设备与设备之间的相互影响和干扰,以保证设备生产和数据监控过程的准确性。在生产过程中,自动化仪器有效地解决了传统设备中的数据精度问题,既实现了自动化信息监控,又加强了对自动化设备的控制,已经在很多企业中得到了应用。电气自动化仪器仪表安装主要有以下几种形式:若是按照组合方式划分,主要包括组合式与模块化两种;若是按照结构形式划分,主要有液压与电动两种。无论是怎样的结构形式,都能够精准、全面地记录现场的数据信息并保存至系统中,高效收集数据。此外,可有效处理仪表使用过程中由于外部因素干扰所导致的故障问题。在仪表运作的过程中工作人员不需要开展复杂的数据计算便可以优化数据内容,强化信息检索运用的效率,全面提升仪表运作效率和质量[1]

2.仪器仪表智能运维平台软件的设计

软件的总体架构由数据层、前端服务、机器学习、信息采集、基础服务、通信层、展现层等部分组成。各部分组成如下:①数据层包括基础信息、系统配置、仪器仪表数据、仪器仪表健康。②前端服务包括管理界面服务、可视化界面服务、数据推送。③机器学习包括数据清理、数据集成、特征识别、故障表征、预测性维护、健康值评估。

用户管理功能主要包括注册用户、查询用户、修改口令、删除用户和权限设置等功能,以实现对系统使用者的有序管理,从而保证系统使用的可靠性与安全性;仪表管理功能包括查询仪器仪表和修改仪器仪表的功能,为使用者提供站库仪器仪表的台账信息展示与修改功能;日志管理功能包括查询登录日志和查询操作日志的功能,使对系统的操作与对仪器仪表的设置有迹可循,便于排查问题;报警管理功能包括报警信息展示和删除功能,使管理员能够及时得知站库仪器仪表的不稳定运行状态;系统设置功能包括仪器仪表限值等功能,以实现对系统部分细节的修改。

3.自动化仪器仪表被干扰原因

自动化仪表在安装过程中会受到多种外部因素的影响,其中最关键的是设备故障和传输线因素。一般来说,设备和传输线在运行过程中会产生外磁场,会造成严重的电气干扰。从干扰源的角度来看,通常包括以下因素:首先,射频干扰。此类干扰通常与节点断开弧光放电现象以及发射器装置功率等因素有关,以上环境下会产生严重的电磁波,电磁波会在发散的过程中影响电网导致产生射频干扰问题。其次,工频干扰。是指系统运行过程中变压器等装置在生产运输电力的同时产生电磁场,导致磁场内部的低频信号对周围环境带来严重的干扰因素。最后,感应干扰。一般来讲,对于电气设备运行周围会产生磁场信号,在运行过程中,若是电流出现明显变化,则磁场也会产生波动一旦信号处于弱点等级,则会在耦合反应的影响下出现感应干扰等情况[2]

4.自动化控制技术在仪器仪表中应用的有效策略

4.1提高仪器仪表自动化控制工作人员的综合素养

仪器仪表的自动控制技术可以使其独立完成检测、计算和反馈工作,无需人工参与,整个过程可以自动化,但这并不意味着不需要人工劳动,在维护、检修和精密测量中仍然需要工作人员的参与。而自动化控制技术与仪器仪表的融合程度也与设计人员的专业水平密切相关。对此,加强自动化控制技术在仪器仪表中的应用,还应当提高相关工作人员的综合素养,一方面,要对操作人员的工作职责和工作内容进行详细的界定,避免其利用自动化仪器仪表代替必要性工作,同时企业还应当注重加强对员工的培训工作,要妥善掌握自动化仪器仪表的应用、维修和保养知识,这样才能够在出现故障的时候第一时间进行检修,从而保证仪器仪表的正常运行,避免其对正常的生产和工作造成反向作用。另一方面,要想促进自动化控制技术的融合,还应当注重综合型人才的培养,相关的设计人员不仅要掌握自动化知识,更要了解仪器仪表的使用场景,掌握更多丰富的应用知识和应用数据,这样才能够提高自动化仪器仪表设计的针对性和有效性。

4.2注重位置识别技术在仪器仪表中的应用

自动控制在仪器仪表中的应用将实现自动监控,工作人员可以通过计算机直接观察相关数据信息,无需现场检查。此时为了区分不同的仪器设备,在参数出现错误时及时发现问题设备,凸显自动控制技术的优势。还应注意仪表位置的显示。对此,在自动化控制技术应用的过程中还应当增添位置识别技术,要能够精准的识别仪器仪表所在的位置。可以将位置识别技术分为两大类,通过具体的仪器仪表设计来进行类别的选择,也可以两者同时使用形成双保险。其中第一类是指内部识别技术,也就是接触仪器仪表内部的传感设备,来实现内部位置的系统分析和精准识别。另一类是外部识别分析,主要是根据信息的传输来源和设备的位置监控来进行针对性的分析,从而能够保障数据处理的及时和准确,避免出现问题查找过度浪费时间的情况,降低自动化控制技术的应用水平[3]

4.3健全管理组织计划

当企业负责组织仪器仪表自动化时,需要制定完善的管理和组织计划。在制定组织计划的早期阶段,应该提出多种备选方案来处理不确定性,并确保计划始终处于控制之下。除了制定管理组织计划外,还需要选择能够按时完成仪器管理工作的负责人。在计划实施的各个过程和环节中,都应配备专业的管理人员。只有这样,才能对工作人员施加压力,确保高质量、高效率地完成仪器仪表自动化组织计划的相关工作。

结束语

仪器仪表在生产和生活中的应用,自动化控制技术与仪器仪表的结合可以进一步凸显仪器仪表的作用,对生产设备进行实时监控和管理。因此,自动控制技术在仪器仪表中的应用可以充分发挥存储、数据处理和可扩展性的优势。对此,加强自动化控制技术在仪器仪表中的应用应当注重位置识别技术在仪器仪表中的应用,提高工作人员的综合素养、健全管理组织计划,进而便能够有利于自动化控制技术在仪器仪表中的全面应用,也能够提高仪器仪表的性能,强化仪器仪表的功能,为更多的领域提供帮助。

参考文献:

[1] 田娜.工业自动化仪表与自动化控制技术探讨[J].橡塑技术与装备,2016(4):86-88.

[2] 仪器仪表产业需要超前发展[J].中国工程科学,2002(10).

[3]王秀瑛.入世后国内仪器仪表行业的生存与发展[J].大众标准化,2002(04).

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