火狐电竞(中国)官方网站

智能控制仪表(精选5篇) | 火狐电竞
智能控制仪表(精选5篇)
发布时间:2023-07-01 02:21:05

  现阶段,我国科学技术发展飞速,带动了各行各业的经济增长,尤其是对于农业的发展,先进的科学技术起到较好的促进作用。这主要是因为我国在发展农业的过程中引用微电子技术和计算机技术,并不断结合我国农业发展的情况,对仪表结构进行改造。在改造仪表的过程中,我国农业部门将仪器检测技术和相关的科学技术融入到其中,制作出新的智能化仪表。智能化仪表的产生有效地弥补了传统仪表的缺陷,并且智能化仪表的功能也随之增加。先进的科学技术可以简化仪表的电路,让仪表更加稳定可靠,进而实现精度高、功能多的目标。新的智能化仪表具有自动检测、处理数据的作用,而且也具有一定的控制功能。本文主要对智能控制仪表系统在农业电气自动化中的应用进行分析。智能化控制仪表系统主要是由微型计算机和检测技术组成,微型计算机为核心组成部分。如今,我国农业较为常用的是TFW-VIII型智能化农业环境监测仪表。该检测仪器具有较强的安全性能,而且在测量数据的过程中可以保证数据的精准性,操作起来十分简单便捷。该监测仪表可以自动监测农业生态环境的变化,提供土壤、气候、水资源的实时信息。该监测仪表中安装了GPS全球卫星定位装置,在运行的过程中可以实现准确的定位,也能确定海拔的高度,为我国农业发展提供了较为可靠的保障。

  智能化控制仪表系统主要是由传感器和单片机组合而成。传感器在智能化控制仪表系统中主要作用是采集测量的数据和信息,并运用分析软件将这些数据信息转换为电信号。单片机的作用是对电信号进行相关的处理,最终形成控制信号。实际上,分布式测控系统就是由智能化控制仪表组建而成的。分布式测控系统在运行的过程中通常是由PC机对其运行程序进行管理。在管理过程中,单片机会对收集的数据进行有效的测量,实现PC机和单片机的融合。如今,我国科学技术发展迅猛,智能化测量控制仪表逐渐被改造,性能越来越强。市场上也开始出现不同类型的智能化控制仪表。农业部门在选择智能化控制仪表的过程中需结合实际情况,有针对性地选择质量高、稳定性强的智能化控制仪表,从而推进我国农业的发展[1]。

  (1)具有较好的自测功能。智能化仪表系统运行时,会对其运行状态和数据自动进行调整,并校准相关的数值,以保证仪表系统正常运行。而且,智能化控制仪表系统会自动地进行全面检测,可以及时地发现故障的位置,从而形成信号快速通知工作人员对其进行维修。在运用智能化控制仪表系统过程中,相关的工作人员只需要对其进行监管即可,该系统降低了相关工作人员的工作压力[2]。(2)具有自动操作的性能。如今,智能化控制仪表系统逐渐从现代化转为自动化,其自动操作的性能进一步推进了我国农业领域的发展。研究发现,智能化控制仪表系统在操作测量环节时都会运用微控制器,有效增强了农业自动化的能力[3]。(3)具有数据处理性能。智能化控制仪表系统是由单片机和微控制器构成,当智能化控制仪表系统在运用时相关的构建出现了问题,系统中的软件逻辑技术就会对问题进行处理。如,数字万用表虽然具有测量电压和电流的功能,但是不能处理数据,智能化控制仪表系统则会根据具体测量的数据,对平均值和统计分等相关数据进行计算,不仅为工作人员节省了时间,而且所测量的数据具有较强的精准性[4]。(4)具有可操控能力。智能化控制仪表系统在运行的过程中会对通信接口进行规范,对仪表系统进行控制。该系统的可操控能力十分有助于农业的发展.(5)人机对话功能。人机对话功能是智能化控制仪表系统中最为显著的功能。农户可以直接通过语音输入搜索内容,也可以使用键盘输入关键词,与传统的操作方式相比较更加简单便利,而且信息查询效果较为准确可靠。此外,该系统还具有较强的灵活性。

  在运用智能化控制仪表系统的过程中,我国农业部门需要明确主要发展的目标和运用智能化控制仪表系统的目的,从而设计智能化仪表控制系统应用的方案。我国农业部门需要不断研究新的产品,并将其融入到仪表系统中,增强仪表系统的性能。如今,我国农业已经开始广泛运用TFW—VIII型智能环境监测仪表。该仪表的特点和内部的GPS定位设备,可以为我国农业部门提供大量丰富的数据信息,十分有利于对土壤的分析,检测土壤中的化学成分,测试土壤中的酸碱值。TFW—VIII型智能环境监测仪表还可以检测出土壤中的盐分、温度等,对农作物种植具有较为良好的促进作用。TFW—VIII型智能环境监测仪表还具有储存、打印、操作功能,与计算机网络技术相互连接,即可记录储存相关的数据信息,以便于农业部门日后的测试[5]。

  (1)优化智能化控制仪表系统。我国农业部门在运用智能化控制仪表系统的过程中,应采用合理的方法对仪表系统进行优化,有效提升智能化控制仪表系统的判断性能。农业部门要慎重选择仪表设备,确保仪表设备的微处理器具有良好的数据加工处理作用,降低测量误差[6]。在优化智能化控制仪表系统的过程中,相关的工作人员要对其进行低功耗的设计,提升系统的效率。在设计低功耗的过程中,设计人员应遵循以下原则:深入分析智能化控制仪表系统同电压之间的联系,这样即使电压升高,工作人员也能有效地对其进行控制,从而延长系统的使用期限;设计人员应运用分区分时的方法对系统进行供电,可有效节省电力成本;设计人员应严格遵循相关的要求,选择电路功耗低、抗干扰性能良好的CMOS集成电路,可有效保证仪表系统的稳定性,保证仪表系统在运行过程中处于安全状态。(2)控制干扰智能化控制仪表系统的因素。对智能化控制仪表系统研究发现,该系统在运动的过程中会受到很多因素的干扰,这些因素不仅会阻碍智能化控制仪表系统的运行,还会导致仪表系统运动数据缺乏准确性。干扰智能化控制仪表系统运行的因素主要有外部共模干扰和差模干扰。工作人员要对智能仪表的设备进行合理的选择,确保仪器设备的质量达标,保证系统在运行过程中受到外界干扰后,仪器设备能够自动进行安全防护。而且在对仪表设备进行安装和结构设计时,必须要保证其具有较强的可靠、稳定性。若系统受到外界干扰,数据的精准性会降低,须深入检测仪表设备的故障位置,并对误差进行计算。为了有效地控制这些干扰,工作人员可以采取抗干扰的方法,提升外部噪声源、印制电路板的运行效率。

  农业部门应根据智能化控制仪表系统的特点,有针对性地选择、运用智能化控制仪表系统,推动我国农业的发展。

  [1]叶和友.电气自动化技术在农业水利中的应用[J].农民致富之友,2013(18):12-34.

  [2]林鹤,朱俊龙.浅析我国电气自动化技术发展现状及趋势[J].黑龙江科技信息,2016(33):55-77.

  [3]文建强,罗美凤.水电厂电气自动化设备的可靠性探讨[J].建材与装饰,2016(46):60-89.

  [4]朱后泉,刘建东.浅析电气自动化技术对电厂的重要性[J].山东工业技术,2017(05):24-67.

  [5]肖勇.智能技术对我国发电站电气自动化控制的重要性[J].数字技术与应用,2017(01):30-90.

  随着时代与科技的飞速发展,仪器仪表技术逐渐走向智能化、自动化、数字化,一直以来仪器仪表技术是人们获得信息的必备工具,属于获取信息的技术领域,在工业、科学研究等方面得到广泛的应用。与国际仪器仪表行业技术水平相比,我国仪器仪表技术水平相对落后,仅百分之五技术产品可算得上是国际水平,国内仪器仪表技术、产品附加值落后与国际水平十年,存在显著差异。本文从国内外智能化仪器仪表技术现状出发,探讨了智能化仪器仪表技术未来的发展。

  二十世纪七十年代首次提出智能化仪器概念,由一家美国公司推出世界上第一台具备微处理器的智能仪器,随后智能仪器得到持续的发展,致使当时大量的智能仪器产品面世,其中包括MAT 331高分辨质谱仪、9610智能色谱仪等,前者系统中有三万多张质谱图,通过分析样品显示其化学结构图,主要用于研究化学结构。后者完美的实现了微处理器芯片与接口软件的对应,提高系统的控温功能,保证智能仪器的安全性、可靠性,使其程序分辨率得以提高。后来由德国制造的在线智能统量计一经推出,就得到了人们广泛的关注,此种系统可远程控制仪器仪表的各项参数,工作人员只需在控制中心调整测量零点、复位及其范围等,运用相应接口的计算机、通讯设备,有助于实现人机交流。经大量数据研究表明,国外智能化仪器仪表具有以下的发展特点,首先是仪器仪表的智能化程度高,其功能比较多样,应用范围广,与人们的生活息息相关,微处理器容量由八位数发展为十六位数,部分容量还可达三十二位数,功能增多,速度与性能得到提高,信息精确度进一步提升。国外智能仪器仪表技术可实现通讯、决策、遥控诊断、优化控制、分析、专家系统等功能,单片微机标准越来越高,仪器仪表智能程度高。国际要求智能仪器的标准串行总线,连接多台仪器使其构成可自动测试、复杂性更高的智能仪器。国外智能仪器仪表更新速度较快,通常仪器使用周期不超过五年,个人仪器也逐渐面世。

  我国智能化仪器仪表行业分类齐全,逐渐形成了布局合理、结构完整、生产规模大、技术水平扎实的工业体系,在国内工业市场上具有良好的口碑,国产智能化仪器仪表生产水平比较稳定,使我国智能化仪器仪表市场得到了蓬勃发展,国内控制系统企业竞争激烈,在我国国民经济中发挥出了重要作用,部分企业实现了与国际企业发展水平的有效对接,使我国控制系统生产企业在国际上具有一定优势。例如现场仪表中有复合传感器、金属电容传感器、光纤传感器、新型硅传感器、科氏力传感器等,其信息精度比传统的传感器信息精度高二倍,压力变送器、差压变送器、气体及液气体流量测量精度等级均得到提高。将数字技术、传感器联系在一起,使智能化仪器性能得到提高,相应的操作水平趋向成熟,在实际仪表工作的过程中将智能化技术结合网络化技术应用,使智能仪表功能更多,还可实现数据运算、控制、补偿、通信等,满足多样环境下的仪表操作。现阶段国内市场可使用的智能化仪器有很多,其中不乏国产制造、国内研发的仪器仪表,例如变送器、智能执行机构、流量计等,我国自主研发的集散控制系统占据了整体市场份额的百分之三十四,我国基础的智能化仪器仪表技术比较扎实,例如测压仪表、简易调节仪、测温仪表、流量仪表等,其生产、制造、工艺等比较成熟,还能在原有的基础上加以创新,研发出更多智能仪器,使其在国际市场上也能发挥优势。我国极大多数智能化仪器仪表科技水平不高,例如由国外引进的差压变送器、压力变送器等,对其操作、设计、加工等能力相对低下,缺乏创新思想、实用能力、创新能力,后续产品难以开发。虽然我国集散控制系统得到实际的应用,但在企业生产中灵活性不高,技术经验不足,集散控制系统在大型项目中装置较少,我国智能化仪器仪表行业普遍呈现中以制造中、低档产品为主的现象,适用于中、小型项目,而国外市场则主要生产高中档产品,适用于大、中型项目,创新能力、核心技术不足,大型项目存在被国外市场垄断的风险。

  国外智能化仪器仪表更新与改进速度较快,具有广阔的市场空间,例如光学分析与测量控制仪器仪表、微处理器与微型计算机等,前者以每年百分之二十的更新速度递增,后者以每年百分之三十五的更新速度递增。经大量的研究数据表明,现今国内智能化仪器仪表重点开发、研究、制造工业在线过程控制仪表,这是国内智能仪器发展的核心,同时也是市场竞争的关键,随着智能化仪器仪表在我国各行各业逐渐得到应用,根据实际的市场需求,开发与制造应用前景广泛的领域,例如建筑项目中可智能化测量的仪器,其测量内容包括地基受力、土壤受力、地基下沉、地基变形等,我国是一个人口众多的农业大国,现阶段农用仪器研制水平不高,大量的农业仪器尚未开发,其测量工具可考虑农药残留分析仪、土壤酸碱度测试仪、土壤质量测试仪、饲料成分分析仪、粮食干湿度测试仪、种子呼吸仪等。智能化仪器主要用于科研、工业领域,现代化工业生产智能化要求较高,将测控系统运用在智能化工业生产的现场,有利于提高各控制设备的连接,嵌入式智能仪表的远程监控系统见下图1。

  由于我国智能化仪器仪表处于初级发展阶段,但其产品更新速度不亚于国外市场,其市场发展前景也十分广阔,存在巨大的开发空间和潜力,在国内智能化仪器仪表行业中具有极大的优势。笔者认为智能化仪器仪表生产机构要抓住这一机遇,面对广阔的仪器市场,不断创新、研发相关技术与手段,制定科学合理的战略发展计划,明确市场发展方向。

  综上所述,随着科技的不断发展,仪器仪表行业技术逐渐走向成熟,在科学研究、工业生产等领域得到广泛的应用,现今的仪器仪表技术设计越来越多样,技术手段、制造工艺越来越高精尖,应用范围不再局限,在更多科学研究中得到使用。智能化仪器仪表产品属于新型高科技的技术产品,综合了计算机、互联网等多资源的仪器仪表技术在未来的发展道路还会更加光明。

  [1]宋慧欣.新经济下智能仪表的新机遇[J].自动化博览,2010(10)

  随着人类科学技术的进步,控制理论及仪表技术不断发展和完善。在一个多世纪中,伴随着4C技术,即计算机(Computer)、控制器 (Controller)、通信(Communication)和显示器(CRT)技术的发展,过程控制仪表经历了自力式、基地式、单元组合式、集散式及 现场总线式几个发展阶段。如果从信号及传输形式划分,我们将其发展划分为模拟控制系统、数字控制系统和网络控制系统。

  80年代的时候,微型处理器已经被用到仪器中,仪器前面板开始朝键盘化方向进行发展,测量系统常是通过IEEE―488总线进行连接。和传统独立仪器模式不同的个人仪器得到了发展等。

  90年代初,仪器仪表的智能化尤其突出体现到以下几个方面:第一个,微电子技术的进步已经更深刻地影响仪器仪表的设计;第二点,DSP芯片的研发,大大加强了仪器仪表数字信号处理的功能;第三点,微型计算机的发展,使仪器仪表拥有了更强的数据处理的能力;图像处理的功能增加也相当普遍;第四点,VXI总线同时也得到广泛的应用与发展。

  近年来,可以看到智能化测量控制仪表的发展很明显,成果很显著。在国内市场上已经出现了各种各样的智能化测量控制的仪表,例如,能够自动进行差压分析进行补偿的智能节流式的流量计,也有能够进行程序控温方面的智能多段温度的控制仪,还有能够实现数字化PID和许多复杂控制规律方面的智能式调节器。

  国际上涉及智能测量仪表的品种更是繁多,例如,HONEYWELL公司生产的DSTJ-3000系列新型智能变送器,能针对差压值状态的复合测量,可对变送器本体附近的温度、静压等实现自动的补偿,其精度最高可达到±0.1%FS;美国RACA-DANA公司的9303型产品超高电平表,利用微信处理器消除电流流经电阻所发出的热噪声,测量的电平可低达-77dB;美国FLUKE公司生产的超级多功能校准器5520A,内部采用了3个微处理器,其短期稳定性达到1ppm,线ppm;美国FOXBORO公司生产的数字化自整定的调节器,采用了先进技术,能够像经验丰富的工程是一样,根据现场参数快速地整定调节器的参数设置。这种调节器尤其适合于对象变化频繁或非线性的控制系统。由于这种调节器能够自动整定调节参数,可使整个系统在生产过程的时候始终保持最佳的品质。

  微型智能仪器只要包括微电子技术、微机械技术、信息技术等集成应用于仪器的生产设计中,从而使仪器成为体积小、功能齐全的智能仪器。它能够完成信号的采集、线性化处理、数尽可能的成为信号处理,控制信号的输出、放大、和其他仪器的接口、与人的交流等功能的设备。微型智能仪器伴随着微电子机械技术断的发展,其技术也随之不断成熟,价格不断的降低,所以其应用的领域也将不断的扩大。它不但具有传统设备的功能,并且在航天、自动化技术、军事、医疗、生物技术等领域起到独特作用。例如,目前要同时测量一个病人的几个不同的参量,并进行某些参量的控制,通常病人的体内要几个管子,这增加了病人感染的机会,微型智能仪器能同时测量多参数,而且体积小,可植入人体,使得这些问题得到解决。

  多功能本身就是智能仪器仪表的一个特点。例如,为了设计速度较快和结构较复杂的数字系统,仪器生产厂家制造了具有脉冲发生器、频率合成器和任意波形发生器等功能的函数发生器。这种多功能的综合型产品不但在性能上如准确度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。人工智能是计算机应用的一个崭新领域,利用计算机模拟人的智能,用于机器人、专家系统、推理证明、医疗诊断、等各方面。智能仪器的进一步发展将含有一定的人工智能,即代替人的一部分脑力劳动,从而在视觉图形及色彩辨读、思维推理、判断、听觉语音识别及语言领悟、学习与联想等方面具有一定的能力。这样,智能仪器可无需人的干预而自主地完成检测或控制功能。显然,人工智能在现代仪器仪表中的应用,使我们不仅可以解决用传统方法很难解决的一类问题,而且可望解决用传统方法根本不能解决的问题。

  伴随着网络技术的飞速发展,Internet技术正在逐渐向工业控制和智能仪器仪表系统设计领域渗透,实现智能仪器仪表系统基于Internet的通讯能力以及对设计好的智能仪器仪表系统进行远程升级、功能重置和系统维护。

  在系统编程技术In-System Programming,简称ISP技术是对软件进行修改、组态或重组的一种最新技术。它是LATTICE半导体公司首先提出的一种使我们在产品设计、制造过程中的每个环节,甚至在产品卖给最终用户以后,具有对其器件、电路板或整个电子系统的逻辑和功能随时进行组态或重组能力的最新技术。ISP技术消除了传统技术的某些限制和连接弊病,有利于在板设计、制造与编程。ISP硬件灵活且易于软件修改,便于设计开发。由于ISP器件可以像任何其他器件一样,在印刷电路板PCB上处理,因此编程ISP器件不需要专门编程器和较复杂的流程,只要通过PC机,嵌入式系统处理器甚至INTERNET远程网进行编程。

  EMIT嵌入式微型因特网互联技术是emWare公司创立ETIeXtend the Internet扩展Internet联盟时提出的,它是一种将单片机等嵌入式设备接入Internet的技术。利用该技术,能够将8位和16位单片机系统接入Internet,实现基于Internet的远程数据采集、上传/下载数据文件、智能控制等功能。

  测量仪器的主要功能都是由数据采集、数据分析和数据显示等三大部分组成的。在虚拟现实系统中,数据分析和显示完全用PC机的软件来完成。因此,只要额外提供一定的数据采集硬件,就可以与PC机组成测量仪器。这种基于PC机的测量仪器称为虚拟仪器。在虚拟仪器中,使用同一个硬件系统,只要应用不同的软件编程,就可得到功能完全不同的测量仪器。可见,软件系统是虚拟仪器的核心,“软件就是仪器”。

  传统智能仪器主要在仪器技术中运用了计算机技术,但是虚拟仪器则强调在通用的计算机技术中吸收现有的仪器技术。作为虚拟仪器核心的软件系统具有可视性、可扩展性、通用性、通俗性、升级性,能为用户带来极大的利益,所以,具有传统的智能仪器所无法比拟的应用市场和前景。

  智能化仪器是数字信号处理、计算机科学、人工智能、电子学、VLSI等新时代技术与传统的仪器仪表技术的结合。随着专用个人仪器、集成电路等相关技术的成熟,智能化仪器也将会得到更好、更广泛的应用。现在作为智能仪器核心的部件单片机技术是推动智能仪器朝向多功能化、小型化、更加灵活的方向努力的动力。不难看出,多种功能的智能仪器在将来会更加广泛地使用在社会的各个领域中去。

  【关键词】CAN总线;智能测控仪表;现场总线 文献标识码:A 文章编号:

  智能仪表是现代化工业生产中不可缺少的设备之一,是自动化学科的核心。伴随着社会生产技术的不断发展,工业生产中自动化水平不断提高,尤其是在计算机技术日新月异的新时期,对现场监测控制仪表的智能化提出了新的要求。同时,随着工业化社会的不断发展,工业生产规模和生产技术的不断改进使得对生产过程的集中控制要求也逐渐迫切,这就要求现场控制仪表必须具备良好的远距离通讯和操控功能。在这种社会趋势下,智能仪表逐步朝着数字化、信息化和智能化方向发展,这也是目前测控仪表的主要时代要求。

  在现代化信息技术当中,现场总线控制技术对于解决工业生产中存在的各种问题起着巨大的作用,是通过在工业生产中将计算机技术、集中操控技术和常规仪表控制系统结合形成的一种综合性的智能测控仪表系统。这种仪表系统有着软件复杂、操控难度大、智能化要求高的特点。

  自上个世纪八十年代以来,现场总线技术不断发展并广泛的应用在各种社会生产领域中。这些现场总线技术的应用各有优劣。在近三十年的社会发展中,有的随着时间的推移而烟消云散,也有一些由于本身存在的巨大优势和新技术的融合而占据相当大的社会市场份额,成为目前最长采用的远程操控技术之一。目前最长件的现场总线技术有CAN总线、Lonworks总线、PROFIBUS总线等。CAN总线技术是目前公认最有发展前途的现场总线之一,具体而言,其自身存在着结构简单、两线内外相连和通信灵活的优势;同时在工作中其以多主方式下作而不分主从,可以点对点、点对多点及全局广播方式发送和接收数据,废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码,采用短帧格式,每帧数据长度最多为8个字节,可满足工业控制领域的一般要求。

  智能仪表在现阶段被广泛的应用在个行业之中,一方面可以通过其直接进行人机交流和控制,使得工作人员通过现场总线直接进入自动测试系统,进而对其中存在的相关问题进行深入分析,另外一方面,使用者可以通过智能仪表中的显示器和键盘来对设备进行综合性测试,同时通过现场总线来接入自动测试系统之中,并设置其自动运行程序和工作参数。在现代社会发展中,现场总线的产生与广泛应用反映了时展需求,也是仪器仪表自身全面发展的现代化需要。在计算机生产领域中,通过数据的全面传输来长期采用新的通信标准来进行深入控制。目前的的现场总线应用是一种地数据处理速率和兑点数据传输的标准进行的,无法得到大型计算机的支持与配合,同时也无法实现其功能的进一步深化。同时,在复杂或大规模应用中,需要使用大量的传感器、执行器和控制器等,它们通常分布在非常广的范围内,所以在底层,的确需要一种造价低廉而又能适应工收现场环境的通信系统,现场总线就是在这种背景下应运而生的。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网,是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的低层控制网络,是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。由于它适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向,在减少系统线缆,简化系统安装、维护和管理,降低系统的投资和运行成本,增强系统性能等方面的优越性,它一经产生便成为全球工业自动化技术的热点,受到全世界的普遍关注。二、智能测控仪表的系统结构一个典型的基于CAN总线是现代化智能仪表监测控制系统的关键,该系统通常都是分为两个组成部分,即上位机和智能测控仪表,测控仪表的主要任务是接收来自上位机的命令完成工业现场的各种模拟量的采集和实现对各种生产设备的控制,而上位机则负责对整个智能测控系统进行监控和管理,其任务包括CAN节点状态消息的显示及报警、向CAN节点发送命令及控制参数、接收CAN节点数抓、曲线显示、存储打印等。这些功能可利用微机丰富的资源和强大的功能实现,除此之外,通过对采集数据的后台处理,还可实现诸如数字滤波PFT变换等智能化功能,CAN通信采用两线接口,要进行通信的各节点的控制器通过CAN驱动器连接到CAN总线上,各节点在CAN通信中没有物理地址,而是采用软件ID辨识的方式对在总线上广播的信息进行过滤,以及当多个节点需要同时信息传送时决定信息传送的优先级。

  三、智能测控仪表的接口设计CAN总线是一种串行数据通信协议,在CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能,可以完成对通信数据的成帧处理。SJA1000是Philips公司PCA82C200型CAN控制器的后续产品,在软件和引脚上均与PCA82C200兼容,井增加了许多新的功能,性能更佳,尤其适用于对系统优化、诊断和维护要求比较高的场合。SJA1000的功能由以下几部分构成:接口管理逻辑;发送缓冲器,能够存储1个完整的报文事(扩展的或标准的);验收滤波器;接收F1F0;CAN核心模块。若用SJA1000作为流量计的CAN控制器,与CPU(单片机)相连,再通过PCA82C250组成CAN总线。这种结构很容易实现CAN节点中的信息收发,从而实现对现场的控制。CAN通信协议主要由CAN控制器完成,SJA1000是适用于汽车和一般工收环境控制器局域网(CAN)的高集成度控制器,具有完成高性能通信协议所要求的全部特性,具有简单总线可完成物理层和数据链路层的所有功能,应用层功能可由微控制器完成,SJA1000为其提供多用途的接口。

  自动化仪表是由众多自动化元件组成的自动化技术工具,通常同时具有测量、显示、记录、控制、报警等多项功能。自动化仪表是自动化系统的重要组成部分,可以完成信息形式的转换工作,将采集的信号输入并转换输出。目前,自动化仪表正向以最优质量为目标的最优化控制发展,控制方法由传统的模拟反馈方式转变为数字开环预测试控制,控制装置从手动定值调节器、PID调节器发展为以微型机为核心的数字调节器以及自适应调节器。自动化仪表在化工安全生产中的广泛应用,使化工行业的管理战略发生了巨大的转变,改变了化工行业的竞争机制,创造了新的经济增长点。

  要提高生产效率,简化生产过程,就需要减少人工控制需求。化工生产的复杂性要求自动化仪表首先必须满足直观、易用的要求,这样才能提高自动化仪表的运行效率和实际应用能力。然后,还需要满足智能化和网络化的要求。此外,对于仪表等设备的管理和维护采取先进的管理模式,要求各个方面都做到规范化,进行精细化管理。

  由于计算机软件的应用于仪表后,大大简化硬件结构,利用简单的软件编程可在控制电路中应用一些接口芯片可完成一个控制复杂的功能,能代替大量的电气硬件逻辑连锁。

  由于自动化化仪表内含微型计算机,可进行复杂的运算,控制精度很高,在自动化仪表中可经常进行诸如乘除一个常数、确定极大值和极小值、被测量的给定极限检测等多方面的运算和比较。

  实时地修正测量值误差是较为复杂的功能。装有微处理器的仪表可以减少误差,依靠限制干扰来提高精度。例如在温度计电路中,如果使用的敏感元件为热电偶就会出现非线性感应,而通过在智能温度计中加入相应的子程序就可以有效地修正热电偶带来的非线、数据处理的功能

  在测量中常常会遇到线性化处理、自检自校、测量值与工程值的转换以及抗干扰问题。

  通过通信器可以查出变送器自诊断的故障结果信息。智能仪表建立在微电子技术发展的基础上,超大规模集成电路的嵌入,将CPU、存储器、A/D转换、输入/输出等功能集成在一块芯片上,甚至将PID控制组件也置入其中。加之现场总线的应用,智能仪表与控制系统之间的数字通讯将替代以往的模拟传递,大大提高了精度和可靠性,避免了模拟信号在传输过程中的衰减,长期难以解决的干扰问题得到解决。此外,由于数字通讯,节省了大量电缆、安装材料和安装费用。

  将计算机与化工仪表连接起来,通过神经网络自学习、自组织联想记忆功能、模式识别以及自适应等智能化软硬件实现对计算机及化工仪器仪表中资源特性以及潜力的灵活调用。例如通过将数字万用表以及示波器连接到WEB,借助于模式识别软件以及因特网就可以对不同时空条件以及仪器仪表类别特征进行区别,并检测出临界值,最终作出不同的响应;同时也可以借助于分布式数据采集系统替代传统的单独数据采集设备,从而可以通过跨越以太网等网络实现远程的数据采集与测量。

  借助于网络化的智能测量环境,可以将不同任务、不同类型的计算机以及仪器仪表有机连接,从而高效的完成多种形式的任务要求,例如可以将某区域采集的数据传送到需要这些信息的部门或者地方,同时将数据拷贝多份送达相应的部门或者送到远方的数据库进行保存,便于日后的调用。此外化工仪表管理的网络化可以实现不同用户对同一过程的监控,例如

  实际操作中质量监控人员、各部门的工程技术人员、主管领导人员等可以在不同地方对各地进行监测,从而免去了亲临现场的麻烦,同时也便于信息的及时搜集、决策制定以及规律分析。在网络化背景下一旦发现问题可以立即实现重新配置或者及时的商讨对策,从而尽快的制定挽救措施。

  仪表设备的使用寿命和日常维护是分不开的,同一台仪表设备因使用的环境不同,维护标准不同,其使用寿命肯定不同。使用环境是仪表安装位置与外界环境接触的空气环境,如油污、水汽、灰尘及防护息息相关,仪表内部接触的介质环境都影响着设备的使用寿命及测量数据的准确性,不同环境下使用的仪表设备不尽相同。如何有效提高仪表设备的使用寿命,通过科学理论,结合仪表设备维护经验,对仪表设备使用生命周期预算,在仪表设备损坏故障发生前有计划、有预见性的进行防护检修或更换,有利于现场生产的顺利进行。化工行业仪表设备可分为三大部分:即测量仪表、控制系统、执行机构。

  测量仪表主要包括温度、压力、流量、液位等参数的测量装置,这些仪表应根据其重要性及使用寿命周期定期进行维护和更换,对于影响生产的测量仪表可安装两个,作为一备一用,实现化工生产的顺利进行。

  化工生产的控制系统一般采用DCS控制系统,DCS可靠性高,故障率低,自诊断报警功能强,安装位置周边安全性高,机房建设标准高,使用环境好,而且重要仪表控制回路又采用冗余配置,因此DCS设备生命周期较长,优于现场仪表设备。

  生产控制的执行机构绝大部分是仪表调节阀,仪表调节阀应用面广,故障率高,故障点多,调节阀内件、盘根及其附件使用寿命差异较大,对其实行寿命管理十分必要。

  智能仪表的智能化程度表征着其应用的广度和深度,目前的智能仪表还只是处于一个较低水平的初级智能化阶段,但某些特殊工艺及应用场合则对仪表的智能化提出了较高的要求,而当前的智能化理论,如:神经网络、遗传算法、小波理论、混沌理论等已经具备潜在的应用基础,这就意味着我们有必要也有能力结合具体的应用需要下大气力开发高级智能化的仪表技术。

  仪表运行的稳定性、可靠性是用户首要关心的问题,智能仪表也不例外,随着智能仪表技术的不断拓展、新型的智能仪表也将陆续投放市场,这需要我们始终把握一个原则:每一项智能新技术的应用有待实践的检验,是否用户有信心和勇气敢于做“第一个吃螃蟹的人”。这就需要安全性、可靠性技术的并行开发。

  目前工业自动化领域的实际应用尚未将智能仪表的功能发挥最大化,而更多的只是应用了其总体功能的半数左右,而这一应用现状的主要原因是,控制系统的总体架构忽略了诸如现场总线的技术优势,这需要仪表厂商与用户建立良好的合作伙伴关系,加强长期合作,以短期投资促长期效益,通过建立“智能仪表+现场总线”的控制系统架构,确立优化的投资观念,达成和谐共赢的目标。

  如果将整个化工生产装置当作一个人体的话,那么仪表就像是人的眼睛和耳朵,能及时“看到”和“听到”化工生产系统中的各类参数,然后可以进行自动化控制。随着信息化的发展,仪表的自动化程度越来越高,其应用也越来越广泛。在化工安全生产过程中,通过自动化控制技术,可以有效控制液位、压力、温度等参数。一旦出现异常,系统会自动产出、报警、联锁、紧急切断等功能,防范事故的发生,大大的提高了化工生产的安全指数。

  [1]宋庭芙.探析化工安全生产中的自动化控制[J].化工管理,2013,5:52.

  以上文章内容均来源于本站老师原创或网友上传,不代表本站观点,与本站立场无关,仅供学习和参考。本站不是任何杂志的官方网站,直投稿件和出版请联系出版社。火狐电竞