工业自动化仪器仪表控制系统设计及开发

工业自动化仪器仪表控制系统设计及开发

李贤文,刘浩

身份证号：37048119920319****   身份证号：37048119891210****

联泓（山东）化学有限公司  山东滕州  277527

摘要：电气自动化仪器仪表在许多领域中的控制生产状况，已经成为关键设备，自动化仪器仪表的控制技术也变得越来越重要，基于此，本文对该项技术进行分析。

关键词：工业自动化；仪器仪表；控制；系统设计

引言

随着工业自动化水平的逐渐提升，使得各类新技术在工业生产中的应用频率越来越高，且应用效果越来越显著，各项先进的自动化生产设备已经成为工业现代化发展的基础和重点。由此也使得自动化控制技术在工业生产中的应用要求更加严格和专业。在工业生产中，仪器仪表是各类工具中的基础，仪器仪表的自动化水平不仅决定着工业自动化的水平，还直接影响着工业生产的整体效率与质量。所以，积极开展自动化控制技术在仪器仪表中的应用研究具有重要的现实意义。

1电气自动化仪器仪表控制技术

电气自动化仪器仪表控制技术的功能。电气自动化仪器仪表的控制技术是许多领域中必不可少的，其主要功能涉及两个方面。（1）电气自动化仪器仪表控制在工业生产中是一项基础工作，各项电气设备的运行状态会影响到工业生产的质量，而设备运行不稳时可能会由于电流过大或是高压引起的，进而导致设备出现故障，影响到生产工作，也会直接造成经济损失，而仪器仪表可以对这些电气设备起到保护功能，有效降低的设备出现故障的概率，维持稳定生产。（2）电气自动化仪器仪表控制技术有着强大的监督功能，能够实现智能监控，其核心基础是传感器，通过发送信号来充分掌握生产环境，若是信号在半路受到阻碍，则说明存在异常，这时系统会发出警报，以免引发出安全事故。

2工业自动化仪器仪表控制系统硬件设计

设计工业自动化仪器仪表控制系统首先要进行硬件的设计，控制系统需要将仪器仪表与计算机进行连接，通过二者之间的连接来实现计算机控制工业自动化仪器仪表的目的。GPIB总线的传输能力强，可以实现仪器仪表之间或者是仪器仪表与计算机之间的双向信息传输，并且传输的速度非常快，因此，采用GPIB总线用于连接仪器仪表及计算机在理论上可以实现更快的控制。GPIB总线的连接方法分为星型和线型两种，由于线型连接方法对于各个机器之间的距离有严苛的要求，因此，本文采用星型连接方法连接仪器仪表与计算机。以计算机为中心，通过星型连接方式利用GPIB总线接入接。

中间的接口为计算机接口，四周的四个接口为仪器仪表接口，呈星型分布，且各个仪器仪表之间也可以进行数据传输，这样一来，该控制系统就实现仪器仪表之间和仪器仪表与计算机之间的双向高速信息传输

3工业自动化仪器仪表控制系统软件设计

3.1虚拟仪器设计方面

自动化控制技术在仪器仪表开发环节的应用，主要体现在虚拟器技术的应用设计与开发方面。通过对虚拟器进行可视设计，能够利用源代码的形式精准地展现仪器仪表中的关键信息，并且还能对其进行针对性的解读分析。当仪器仪表被顾客所购买之后，仪器仪表的生产厂家只需要将相应的源代码提供给客户，客户便能够获取自身所购买设备的代码信息，从而实现对虚拟仪器的有效驱动，引导仪器仪表满足自身生产的各项要求。在自动化仪器仪表中，虚拟器技术的应用范围较为广泛，并且在应用的过程中还会体现出显著的适应性。部分厂家通过调查客户的实际需求，对虚拟器技术进行不断优化与完善，仪器仪表的运行效率得到了显著提升，并且通过不断调整与提升程序软件的管理效率与灵活程度，自动化仪器仪表的系统结构得到了科学的优化与完善，具体的优化方式主要体现在以下方面：①对驱动设备的灵活性进行科学提升，从而实现提高设备运行效率的目标。②将开发工具应用在人机交互体系中，并在智能化技术的促进作用下获得驱动代码，通过统一代码而达到简单快捷的操作目标。③利用智能化技术自动检测与识别仪器仪表的运行状态，用户还可以结合自身的具体生产需求，借助智能化技术，针对不同场合下仪器仪表的运行模式进行科学转换。

3.2自动化系统数据模块

在构建数据模块时，将整个系统划分为较小的系统，每个系统都安装单独的数据模块，以便每个系统执行任务。将这些模块集成，以完成整个系统的数据收集和分析，可以降低了系统数据运行压力。工业企业使用的配置模块是单片机结构，单片机主要用于完成数据采集，通常执行简单的任务。对于一些特定的单片机设定要求是确定管道流体压力，当超过标准值时，将数据传输至分析平台。压力值在标准内时，不传输信号。将标准数据值和管道内读取内流体压力值进行比较，完成进一步的比对工作。对于数据分析平台来说，信号必须在数据分析系统中采集。系统需要有完整的核算程序，对信号进行计算后，确认安全问题。如果对系统安全造成影响，信号被传送到控制单元进行协调处理。

3.3系统集成技术

系统集成技术主要是指电气自动化仪器仪表借助于通信功能，来实现设计工业语言的目的，进一步强化生产功能，促进多种工业设备的结合，再应用工业测量方式，控制整个工业生产过程的集约化。一些工业企业的大型生产工作中仪表仪器控制常常会采用系统集成技术，该项技术是推进效益化生产模式实现的一项关键，能够进一步提升工业企业的生产质量与效率，因此也得到了广泛运用。

3.4群控协作方面

受工业生产规模逐渐扩大的影响，使得仪器仪表设备的运行要求逐渐提升。现阶段的仪器仪表设备逐渐向联合运行的趋势发展，那么针对仪器仪表的自动化控制水平则具有更加专业严格的要求。为此，将自动化控制技术应用在仪器仪表中开展联合运行时，首先需要结合设备的特点进行装置检测工作，由此确保联合运行时各个设备的运行情况均能够得到精准有效的监测。其次，当设备运行的各项数据信息得到精准获取之后，再将这些信息自动传输到控制中心，技术人员利用电脑系统对这些数据信息进行专业处理，由此实现优化设备运行方法，精准传输指令信息，保障操作有序进行的根本目标。

3.5人机界面技术

人机界面技术在电气自动化仪表仪器控制当中也是发挥出了重要功能。在智能技术发展的时代，机器成为代表性的物质，但机器本身始终是过于机械化的，尽管其不断向更先进的水平发展，但仍旧是需要人在整个过程中的参与。在这种情况下就需要用到人机界面技术，该项技术主要是指在机器操控过程中的通过界面实现人员下达指令，电气自动化仪表仪器的控制也借助于人机界面来实现，因此要做好这个界面的设计，这样也能够提升电气自动化的实际控制水平。

结束语

本文针对工业自动化仪器仪表进行了一个控制系统设计，通过实验发现本文设计的控制系统比传统的控制系统反应时间更短，有效地节省了工业自动化仪器仪表的控制时间。本文由于篇幅的原因，在实验过程中仅测试本文设计的系统和传统系统的反应时间，对于其他方面例如控制的精准度、对数据的敏感程度还未进行实验，因此还存在一些不足。在未来工业自动化仪器仪表的控制上，可以参考本文设计的系统以实现快速控制的目的。

参考文献

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