浅谈智能仪器仪表技术的发展及其应用论文_丛云霞,张庆军,刘晓阳

浅谈智能仪器仪表技术的发展及其应用论文_丛云霞,张庆军,刘晓阳

(1.青岛横河埃佛科技发展有限公司 山东省青岛市 266042;2.青岛碱业发展有限公司 山东省青岛市 266043; 3.青岛仪迪电子有限公司 山东省青岛市 266100)

摘要:信息技术促进了仪器仪表行业的发展,环保、交通、医药以及通讯等各行业普遍运用了智能化仪器仪表。本文就目前智能仪器仪表行业发展现状和技术特点进行了分析,并就仪器仪表的未来发展趋势和应用前景进行了展望。

关键词:智能;仪器仪表;现状特点;发展趋势

随着网络时代的来临,仪器仪表行业借助于信息技术、微机械技术以及微电子技术等的发展成果,出现了以智能化为特征的发展趋势,在环保、交通、教育、医药以及通讯等各行业都得到了普遍运用,智能化设备的普及开始日益影响着我们的生产生活,给社会的发展带来了极大便利。

一、我国仪器仪表行业技术发展的现状

我国仪器仪表行业发展较晚,起点低,但经过近些年的迅速发展,在产品结构如工业自动化、电工、环保、医疗、信息技术、测量测试等仪表技术及元器件制造方面开始有了长足的进步。进入“十二五”时期,新兴行业的发展、研发水平的提高、应用市场的旺盛需求,如在节能减排、低碳环保等环保、资源压力下,国家对能源的需求带动了风电、核电、太阳能等新能源的发展;交通压力带来的出行难、电子商务的发展也直接促进了物联网、智能电网以及高铁和轨道交通业的建设,这些都为仪器仪表产业提供了良好的机遇。尤其是智能化技术已经成为时代的潮流,必将进一步推动行业整体水平的提升。

二、智能化仪器仪表技术的特点

智能仪表的发展是由1983年美国霍尼韦尔公司研制的智能压力变送器开始的,这标志着仪器仪表制造从传统的模拟仪表向着数字化智能仪表的重大转变。由于计算机、网络通信等相关技术的飞速进步,极大地促进了仪器仪表技术发展。智能仪器仪表主要具备以下几个特点。硬件的集成化、模块化是现代仪器仪表的一个重要特征,可以使得仪器自身变得更加简洁、更加灵活,虽然体积变小,但功能更强大、齐全,具备了搜集、处理、输出以及对话沟通功能,如智能数字多用表除了传统的测量功能外,还能进行零点平移、平均值、极值、统计分析以及数据处理,大大提高了工作效率。

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在智能化条件下,由于仪器仪表采用了多样化的通用接口,从而编制各种各样的软件进行匹配成为可能,这也有效地拓展了仪器仪表的用途,提高了仪器仪表的使用效率。数字信号处理)(DSP)技术的发展极大增强了仪器的信号处理能力,软件的高速处理可以很快地实现很多硬件难以处理的问题,同时编程软件技术的不断修改升级,又可以在不更新硬件系统的环境中,轻松地带来以软件实现仪器仪表的升级换代。软件系统的可升级、可扩展性以及通用性等显著特征,代表了仪器仪表的未来发展方向。以功能强大的微处理器和操作系统作为支撑,现在的仪器仪表已经具备了双向通信能力,不仅能够做到信号的采集和控制,也能够迅速地实现计算分析和传输功能,甚至远程的实时控制也已经变成了现实。基于Internet的测控系统,不管距离多远,操作者都可通过客户机浏览到实时数据,掌握设备运行情况;同时还能运用智能化软件和数据库系统进行数据分析,从而可以节省时间、快速决策,直接的下达各项指令。

智能仪器仪表具有极强的通用性和多功能性,几乎都配有GP-IB(或RS-232C)通信接口总线,可以像堆积木一样,与PC机、各种可程控仪器组成一个多功能的网络,形成一个通用平台,调用不同的软件后就能形成功能不同的仪器和系统,从而完成较复杂的测试任务。例如具有脉冲发生器、频率合成器和任意波形发生器等功能的函数发生器,不但性能上比专用脉冲发生器和频率合成器高,而且在各种测试功能上提供了较好的解决方案。借助PC技术,人机交互、模糊控制、多媒体技术都应用在仪器仪表的操作中,在无人值守情况下就能够实现自动转换、自动调零、自动校准、自诊断等功能,如数字示波器的自动分度键)(AUTOSET),能根据被测信号的频率及幅度,自动设置合理的垂直灵敏度、时基以及最佳的触发电平,使信号稳定的显示在屏幕上。这都大大提高了工作效率,降低了人工操作的难度。

三、 智能化仪器仪表的广泛应用

智能化仪器仪表已经成为仪器仪表行业今后发展的主导产品,其高技术、高投入、高产出、低能耗、低污染的特点,为仪器仪表行业提供了广阔的市场空间和发展需求,也带动了低碳经济和新兴产业的发展。如在电力系统中广泛运用智能化软硬件,就能保证数据信息分析的快速高效和准确得当,能切实提高电力系统的运营水平和工作效率,开创电力系统新的发展局面。2012年以后我国新建变电站已全面按照智能变电站技术标准建设,并且对重点对枢纽及中心变电站进行智能化改造。“十二五”期间新建智能变电站7000多亿新增投资,500kv和750kv变电站智能化投资约占10%,220kv智能化投资约占10%,110kv智能化投资约占20%。

随着网络时代的来临,智能仪器仪表和计算机已初步实现了共融,尤其是云技术的广泛应用,人类已经开启了第三次工业革命――“云智慧时代”,云智慧仪器即将来临我们身边,从Virtual Instrument虚拟仪器)(VI)到Cloud Smart Instrument云智慧仪器)(CSI),各方面仪器连起来,形成一个全国各地都可以用、都可以共享的互联网仪器时代。这不仅保证了自动测量、运算、存储、控制的正常发挥,还能远程操作、实时监控、分析测量数据以及故障诊断等,保证了仪器仪表设备的正常运行。这些都切实提高了仪器仪表的工作效率,加快了资源共享的速度,为现代仪器仪表的快速发展指明了道路。

结语:

总之,智能化仪器仪表已经应用到各行各业,并发挥着不可替代的作用,必将对我们的生产生活产生巨大影响。

参考文献:

[1]袁涛. 智能仪器仪表的进展与展望[J]. 电子制作. 2016(10)

[2]钟山. 浅析智能仪器仪表的设计方法及设计实例[J]. 硅谷. 2011(08)

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[5]李中,石梅,齐智涛. 实验室智能仪器仪表及控制系统维修的新理念与方法[J]. 现代科学仪器. 2008(04)

[6]杨林洪,王英. 供热智能仪器仪表的常用故障检查方法[J]. 农业装备与车辆工程. 2006(08)

论文作者:丛云霞,张庆军,刘晓阳

论文发表刊物:《电力设备》2016年第13期

论文发表时间:2016/10/8

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