时间：2023-09-25 18:01:20
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇计算机测控技术方向，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
[关键词]测控技术；组成；特点；电子技术领域；应用
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0226-01
无论是在人们的生活中还是在工作中，都离不开测技术的身影，这是一种新形式的电子技术，在近几年中发展较为迅速。测控技术的发展之所以如此迅速，主要原因是在测控技术中包含了众多的其他相关技术，将这些技术进行有机的融合，就形成了如此强大的综合性技术，可以说测控技术的发展带动了我国工业生产以及电子信息等各个方面的进步，如果长期坚持下去，相信在今后的时间里这一技术将会得到更广泛的利用。下面我们就测控技术的组成与特点进行具体的分析，进而探讨其在技术领域中的应用，希望测控技术能够得到更好的发展。
1、测控技术的组成
随着科学技术的发展，现代信息技术中所包含的最为突出的技术类型就是测控技术。这一技术的应用已经成为一种主流的趋势，在各行各业中均有所体现。测控技术中包含了众多的领域技术，如信息处理、计算机网络、自动控制等，除此之外，还有测试测量以及仪器仪表等都是测控技术中最为常见的领域技术。在测控技术中，主要由五部分组成，这五部分相互联系，相互依托，并且缺一不可，共同构成了测控技术这一技术系统。它们分别是控制器、测控应用软件、程控设备、总线与接口、被测对象。这五部分都是测控技术中的重要组成部分，不同的部分具有不同的作用。例如，控制器主要的作用是指挥与协调，相当于我们的大脑，如果没有大脑发出指令，就无法做出相应的动作，控制器就是起着这一作用的重要部分。常见的控制器为计算机。再如程控设备的主要作用是显示以及存储，没有程控设备将信息数据存储好，就不能在第一时间将信息输送给控制器，发送相应的指令。常见的程控设备包含显示器以及存储器等。在今后的发展过程中，测控技术必将会成为信息技术的核心环节，并且为社会的发展提供源源不断的技术支援，人们应该认识到这一发展趋势，并且积极开拓与创新测控技术，实现自动化的发展目标。
2、测控技术的特点
测控技术具有以下几个特点，其一是网络化；其二是智能化；其三是数字化；其四是分布式化。这四个特点能够充分的说明测控技术的发展是朝着更加多样化以及信息技术的普及方向发展的。
2.1网络化的特点是时展的要求，当前的生产生活中都离不开网络的发展，而测控技术就是将网络化的特点得到进一步的放大，同时能够使人们能够更加便捷的应用到测控技术，因为在测控技术中，包含了计算机网络技术以及传感器技术等，更进一步推动了网络化的发展，在这种情况下，我们应该更进一步的完善测控技术在现代领域中的应用，将其广泛发展成为重要的技术之一。
2.2智能化的特点主要体现在仪器在运用的过程中更加精准化，例如在进行数据计算的过程中，通过智能化仪器的运用，可以有效的降低计算的时间，同时还能使计算结果更加精准，这是现代技术的一大革新，有效的提高了测控技术的发展水平。
2.3数字化的特点是时展的必然要求。因为无论是在各行各业，都需要进行数字化的控制与管理，可以进行通讯的数字化，多媒体的数字化等，无论在何时何地，只要通过数字化的通讯手段，人们都可以达到交流与沟通的目的，同样在信息传输也不例外。
2.4分布式化的特点是以网络技术为基础而发展起来的，这一特点使得测控技术变得更加安全与稳定，通过对不同地区进行测控，找出最为合适的地点而进行仪器的布设，这就是分布式化所体现出来的优越性。除此之外，分布式化还能有效的提高各个领域的生产效率，降低成本，促进社会的进一步发展。
3、测控技术在电子技术领域的应用
3.1传感器技术
新兴传感器技术是当前测控技术的重要应用分支之一，依据测控技术，新开发了包括智能传感器、数字化传感器、集成传感器等新兴传感器。其中新型网络传感器的应用最为重要，被广泛应用于国防、军事、工农业、城市管理、抢险救灾等行业，在促进社会稳定、和谐发展中发挥着重大贡献；而最为常见的是数字化传感器，常用于环境测量、图像传感器及医院、银行部门的监控等；智能传感器用于火车状态监控及心内压监控等：集成化传感器常被用在温度、压力等的测量上。
3.2远程测控技术
远程测控技术是测控技术的另一项重要应用，网络与远程测控技术的结合使社会公众生活更为便利，在社会发展中发挥着极为重要的作用，也是工业领域趋向大力发展的测控方向。其中无线通信远程测控技术被广泛应用于水、电、煤气等自动抄表领域的远程测控；专线远程测控术有利于大型工程监测工作的开展，核电站监测及石油输送的远程监控等均充分利用了专线远程测控技术。
3.3现代测控总线技术
总线技术可将各部件连接至处理器上，该元件的应用使得系统的可靠性、兼容性和开放性有效增加，系统结构得到进一步简化，各个元部件更换便捷，系统成本降低。基于测控总线技术的不断发展，应用在USB上使其能在低速设备上正常运行，GPIB总线技术则促使测控技术迅速向大规模测控方向发展，尤其在电子技术领域方向得到了较好的发展，电子自动化沿总线结构方向迅速迈进，使得企业自动化管理程度不断提高，以及网络相关行业都有了很大发展，企业成本得到有效节约。
3.4虚拟仪器技术
虚拟仪器技术结合计算机技术与测控技术，具有功能强大、技术性含量高等优势，这类现代工业新产物是测试领域一项重大突破性技术，表现出灵活且交互性强的优点，实现了测控技术的系统化和网络化。虚拟仪器技术广泛应用于实际生产生活中，可对液力变矩器在不同压力及转速下性能参数的测量：还可利用视觉软件开发出农业自动秧苗分析系统，对种子发芽期及秧苗数量进行预测，并加强秧苗质量监视；应用于蚕种催青过程中无损质量的检测，开展农机现代化教育及管理等农业、电子技术领域。
4、结语
随着社会的进步和科技的发展，融合了计算机技术、通信技术、光电技术、数据处理等先进技术的现代测控技术也呈现出较大的发展和突破，促进了产业的不断升级，彰显出潜在实用价值和重要科研价值。
参考文献
[1] 刘志刚.现代测控技术的发展及其应用探析[J]. 机电信息. 2012（12）
关键词：FPGA；PCI；构件；计算机测控系统；通用性；可维护性
中图分类号：TP302.1 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 11-0000-01
Measurement and Control System Design Based on Component
Song Changquan
(School of Computer Science&Technology,Soochow University,Suzhou215006,China)
Abstract:Computer control system using(FPGA,Field Programmable Gate Array)and the PCI card.In the analysis of the FPGA and PCI interface card is proposed,based on the characteristics of the measure and control component in a general ideas,measurement and control system for example has been designed versatility and high maintenance computer measurement and control system.
Keywords:The FPGA;PCI;Structures;Computer measurement and control system;General;Maintainability
FPGA[1]器件及PCI卡都是目前数据采集[2]控制领域主要流行的技术之一，FPGA器件广泛应用于通信、自动控制、信息处理等诸多领域，PCI卡是用于数据采集应用的理想采集卡产品。本文针对FPGA及PCI卡的技术特点，将其按控件组合应用在计算机测控系统中。
一、计算机测控系统硬件体系结构
根据计算机测控系统[3]的要求，在硬件设计时考虑将该系统分成工业控制计算机系统、信号调理系统、控制机箱三部分进行设计。使用计算机调试系统软件进行各输入输出信号的控制和测试。
图1.计算机测控系统硬件体系结构原理框图
（一）工业控制计算机系统
工业控制计算机系统由主流计算机系统构成，可根据实际需求选择配置，在工业控制计算机中可迅速插入多个I/O卡和FPGA卡，从而提高了系统的可扩展性，并减少了维护周期。本文选用的系统硬件配置为凌华科技的计算机平台。
（二）信号调理系统
测控系统中信号调理板采用PCI接口形式，主要用于对输出故障模拟及复位信号，输入故障状态信号进行调理数字I/O板卡选用AD-LINK的PCI-7296，32位PCI总线，即插即用96路TTL兼容数字量I/O通道，端口可编程设定为输入或输出，数字量输入可用外部锁存，输出端口状态回读，板上带有8254定时器/计数器芯片，16位外部信号事件计数器，32位定时器用来产生定时器中断，状态变换中断，中断源可编程的双中断系统。
（三）控制机箱
控制机箱内部为物理电路连接，其实现的功能即为控制机箱面板所需要观测的数据指示灯和显示屏及开关控制等搭建电路连接。控制机箱外表面即为物理主控面板，通过对其安装的控制开关，控制流量或通断量；通过机箱上的电流电压表即时显示电路中控制部分的电流值和电压值，通过LED指示灯亮灭或红绿颜色变化区分显示信号的变化。
二、计算机测控系统软件体系设计
计算机调试台测试软件选用Visual Basic开发[4]，它可以进行测控系统各级故障信号的模拟控制，并能显示出操作过程，各信号的状态，检测结果和检测时间，检测可以通过自动或手动完成，可将检测结果保存至计算机中。FPGA部分由VHDL[5]实现FPGA软件部分编制控制，I/O卡及其他由VB统一编程实现。
三、测控构件通用性
通过将FPGA卡及PCI卡组合构成测控构件，使得测控构件能迅速的接入到工业控制计算机中，完成信号调理和数字量控制。其特点是可针对于不同测试功能需求，将测控构件移植，在新系统中只需完成FPGA的可编程部分，配合其他板卡使用即可快速完成新的计算机测控系统设计。
四、结束语
采用FPGA器件可以将原来的电路板级产品集成为芯片级产品，从而降低了功耗，提高了可靠性，同时还可以很方便地对设计进行在线修改。PCI其自身具有快速、正确、有效、可靠性好、操作方便及连续高吞吐率（即使是大量数据）地传输等特点；将两者有效组合构成一个独立的测控构件，让计算机测控系统平台的搭建变的更加快捷方便，使其具有更高的通用性和可维护性。
参考文献：
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[2]周林.数据采集与分析技术[J].陕西:西安电子科技大学出版社,2005
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[4]李江全.Visual Basic串口通讯与测控应用技术实战详解[J].北京:人民邮电出版社,2007
关键词：无线网络化；测控技术；测控仪器
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.097
1 引言
随着我国现代科学技术的提高，我国计算机技术有了极大地进步，相应的与计算机有着密切联系的测控技术也得到了同步发展，测控仪器的完善和改进为无线网络化测控提供了有力的基础保障。测控仪器是测控网络化的核心，其承担着一些最基础但最重要的工作，测控仪器是测控技术的以完美实现的保障，同时网络化测控技术的优化升级也依赖网络测控仪器的发展。因此对无线网络化测控仪器的发展，不仅仅黑丝单独的体现出测控仪器硬件的完善和改进，而且对无线网络化测控技术的进步也有反馈的作用，只有这样测控技术和测控仪器两者互相发展，互相促进才能实现整个测控行业的大进步，提高我国测控技术在我国际中的地位，增强我国的综合实力，最终会惠及全国人民，为提高全国人民水平做出巨大的贡献，因此网络化测控仪器和测控技术的研究与实现是一项具有重大意义的工程。
2 无线测控技术与测控仪器的相互作用
无线测控技术的不断发展，促进了对测控仪器的研究，无线网络测控仪器具有复杂性，多元性，它能够将不同的技术和不同的硬件进行有效的融合，进而为自己使用，例如：无线测控仪器将计算机、自动化控制的PLC、通信技术、测量技术，进行有效的结合，并且充分发挥各技术的优势，实现资源整合并且得到充分利用的局面，并且能够通过实现多系统的仪器，不仅仅为某一人或某一个特定领域服务，而是实现一台仪器为多人或者多领域的应用，这样节约了资源，提高了工作效率。另外无线测控技术不受地理位置的限制，使用者可以通过网络来远程控制测控仪器，这样就免除了一些测试人员远途奔波的去对一些需要调试的测控仪器去调试。无线测控技术的发展对测控仪器的发展起到了促进的作用，同时测控仪器硬件设施的不断更新和完善，也促进和拉动了无线测控技术的发展，拉动无线测控技术的更新和提高。随着科学技术的不断发展，计算机的广泛应用，人们对生活品质要求的不断提高，无线测控技术对测控仪器的促进的优势会越来越明显，同时测控仪器对测控技术的拉动优势也会越来越明显。
3 测控仪器的发展历程
自1970年以来，计算机的应用的已普遍，微电子技术和数电、模电的迅速发展，在这种形式下，测控技术和测控仪器应用而生，并取得了巨大的发展，相继产生了智能仪器、虚拟仪器和网络仪器等，这些仪器与计算机的结合越来越紧密，以至于现在很难完全界定计算机与现代测控仪器的概念，并且随着计算机不断地渗入到我们生活中的每个方面，现代测控技术也逐步进入了我们的家居生活中，并且到了人们离不开的地步，对此产生了一定的依赖性。1.智能仪器。1980年后，随着微处理器技术的完善，并且被首次运用到测控仪器中，仪器前端的控制面板开始朝向实体的键盘化方向发展，与传统仪器模式不同的个人仪器被首次应用，并且广受好评得到了快速的发展和广泛的推广。自20世纪90年代来，仪器仪表智能化出现了很大的改观，微电子技术影响了仪器仪表的设计，到DSP一些完善的芯片出现，这些新科技和新技术使得测控仪器仪表对于数字的处理能力大大的增强了，功能也变得更为强大，仪器仪表的处理数据和图像的能极大地提高了。智能化仪器比传统的测控仪器具有操纵性好、能有效地进行人机对话、可编程的优点。但由于这种智能化仪器也有一些自身的缺点，如价格昂贵、实时性差，因此智能化测控仪器还存在很大的发展空间。2.虚拟仪器。20实际90年代初期，市面上出现了一种新型的测控仪器，也就是虚拟仪器，是继PCI之后出现的一种新型测控仪器。虚拟仪器是指以计算机为核心，有使用者定义并且具有虚拟前端面板和测试功能的一种计算机仪器系统。虚拟仪器与传统的仪器相比有较多的优点，其并不强调物理上的一些实现形式，用户可以根据自己的设计思维来定义仪器的相关功能，以实现软件硬件的共享，这样测控仪器软硬件的局限性较小。但与传统的测控仪器相比虚拟仪器在实时性方面存在着一些欠缺，实时性比较差，也就不可避免的产生一些量化方面的误差。3.网络仪器。网络仪器的测控设备，测控对象都可以通过测试现场的一些普通仪器设备，并且将这些普通设备取得的一些相关的资料数据经过有效整合，并通过计算机网络传输给异地的一些精确度比较高的仪器来进行处理分析，并且实现许多测量信息的有效共享，并且实时掌握一些关键信息的变化趋势。网络技术的发展和计算机硬件和软件的大幅度提升，使得网络仪器得到了迅速的发展，无线网络化测控系统具有使用方便、操纵性强、组网容易、维护时不仅费用低而且还比较方便，不受时间和空间的束缚限制，并且在对它的安装时比较简单容易，对其的扩展性也比较好，因此人们对无线网络测控仪器颇受欢迎，并且成为人们研究网络化测控技术和测控仪器的热点。
4 嵌入式无线网络化测控仪器的研究现状和意义
最近这科技迅速发展的10年来，互联网+以及大数据的广泛应用以及其他高科技技术的融合，智能化的测控仪器得到了迅速的发展，网络化的测控技术已经成为了测控技术的关键，以互联网为代表的计算机网络的发展迅速，并且推动了无线测控仪器的相对完善和改进，并且突破了传统的通信传输方式在时间和空间上的限制，使长距离、大范围的通信成为了现实。到目前为之，无线网络化测控仪器依托和依赖的技术主要有：RFID、蓝牙、WIFI，每个通信技术都有各自的优点和缺点，只有分析复杂的现实情形，才能合理的运用在这些技术更好的为无线网络化测控仪器来服务。
目前，美国及一些发达的欧美国家在无线网络测控技术和测控仪器上面投入的经历和成本比较大，因此也取得了相应的发展。总观国内对无锡县网络化测控仪器的研究现状，虽然也取得了一些可喜可贺的傲人成绩，但总体还不算太成熟，与美国以及欧美一些发达的国家尚存在一些差距。国内目前网络化测控仪器的研究仍停留或许长时间处在LXI-C的水平上，由于缺乏相应的理论基础和高技术作为支撑，目前国内的无线网络化测控仪器的发展仍需要努力，并仍有较大的提升空间。
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5 总结
在实际的工作需求中，一个测控仪器的可靠性和稳定性对整个测控系统都起着至关重要的作用。测控仪器的稳定性不仅与自身硬件有关，而且还与无线网络化测控技术的发展水平和发展稳定性有关，通过二者的有效促进结合，不仅能提高无线测控系统的稳定性和实用性，还能降低整个测控系统的成本，以达到合理利用资源，减少浪费的目的，并且最终达到提高经济效益惠及人们的日常生活水平的目的。
参考文献：
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【关键字】远程测控；分类；应用
远程测控技术伴随便着计算机的发展速度迅猛，同样，远程测控技术将随着我国相关技术的发展而逐步完善和成熟，远程测控系统的强大功能将会广泛地使用在社会的各个领域，必将引领计算机发展的新方法。笔者作为一个专业的学生通过对远程测控系统发展过程的广泛了解，根据系统中信号远程传输方式的差异，分类列举出以下几种比较典型的远程测控系统，并对每种系统的优缺点以及适用的场合进行了对比和分析。
1 独立专线的远程测控系统
独立的专线远程测控系统是采用一般采用自行架设独立专线来作为数据传输的桥梁。因为具有路线系统的独立性，所以专线的远程测控系统对于其他测控系统测控距离较短、但通信数据量大。系统包括一个主机和多方串行口及MODEN，主机通过串行口及MODEN与各地的多个子站相连。子站双方的调制器进行 “握手协商”，以确定波特率、协议等参数，进入数据传输。独立专线的远程测控系统通信频繁但实时性、可靠性和保密性都很高.
远方MODEN将收到的信号解调为数字信号，通过串行口送给主站(或子站)的PC机，从而实现集中管理。这种网络技术的关键是如何建立主站和各个子站之间的通信协议，以保证整个系统的实时性和避免冲突的产生，可以采用“快速巡查”或“定点查询”的方法来解决这一问题[1]。这种远程测控系统在水利、电力、交通、工业等领域的应用十分广泛，比如说铁路沿线行车信号灯的监控，水电站发电机组的监控，都可以采用这种测控网络来实现。
2 光纤通道的远程测控系统
利用光缆传输测量与控制数据，可以充分发挥光缆传输的稳定性好、抗干扰能力强、传输容量大等优点。在这种系统中，光纤收发器的主要作用是进行电／光、光／电转换，并可以直接接收串行口的控制信号，有些光纤收发器还兼具有以太网接入功能。考虑到系统的高稳定性和高可靠性，在设计过程中必须慎重选择串行接VI和光纤收发器[2]。这种测控系统的投资较高，但由于其抗干扰和抗雷击能力强，并且通信质量优越，因此在广播电视站以及通信站的发射机的远距离不问断监控中得到广泛应用。
3 电话网的远程测控系统
在通信不是很频繁、通信数据量较小、实时性和保密性要求不高的场合，可以租用公用电话网，采用拨号方式建立临时连接的方式来实现远程测控。采用这种测控系统可以降低系统的硬件成本、缩短建网周期，实现高速高效的目的。
该系统中的每个子站只需要定时采集被控对象的状态数据，并保存在自己的数据库中；主站则只能在屏幕上面按状态数据库所保存的最新数据显示各测控对象的状态。当需要检测远方测控对象的状态或对其执行操作时，主站从自己的数据库中找到对应子站的电话号码，通过拨号方式向子站发出“握手信号”，相应的子站接收到“握手信号”后执行摘机命令，从而建立起主站和子站之间的通信渠道。由于这种测控系统的实时性和保密性都比较差，因此只用在一些了解远方测控对象的运行状态和提前预防事故的场合。
4 基于Internet／Intranet的远程测控系统
测控系统以计算机为中心、以网络为核心的特征日益明显。使用Internet／Intranet的远程测控系统，人们从任何地点，在任何时刻获取到测量信息(或数据)的愿望成为现实。系统的组成见图1。
图1 基于Internet／Intranet的远程测控系统
实现该系统必须解决许多关键性问题，比如数据传输的可靠性、准确性和实时性；另外网络数据库的连接和更新不仅应是动态的、实时的，而且要有高的编程效率和很好的兼容性；TCP／IP协议和现场总线协议的兼容性，真正达到数据畅通无阻；同时网络的安全性也是一个不容忽视的环节。基于Internet／Intranet的网络化测控系统适用于异地或者远程控制和数据采集、故障监测、报警等等，其应用范围十分广泛[3]。
5 基于无线通信的远程测控系统
对于工作点多、通信距离远、环境恶劣且实时性和可靠性要求比较高的场合，可以利用无线电波来实现主控站与各个子站之间的数据通信，采用这种远程测控方式有利于解决复杂连线，无需铺设电缆或光缆，降低了环境成本。系统的组成见图2。
这种远程测控系统的关键是要使射频模块的接收灵敏度和发射功率足够高，以扩大站点间的距离，同时还需要考虑无线电波波段的选择；无线通信调制解调器已经有许多比较成熟的产品，可以根据实际需要来选择[4]。无线通信的远程测控技术的应用领域十分广泛，比如说智能小区的保安系统、油井远程监测系统等均可以采用这种技术来实现，还有航空航天上使用的无线电跟踪测轨、遥测、遥控系统，是这种技术的典型应用。
6 结束语
测控系统的多样化，都各有千秋，随着今后测控距离的不断扩大以及测控系统复杂度的不断增加，单一的数据传输方式往往不足以达到要求；在一个远程测试系统中采取多种数据传输方式相互配合使用，可以降低系统的实现难度，有利于整个系统的模块化处理。
同样，远程测控技术发展迅速，将引导测控领域主要发展方向。各种新技术、新器件、新模型的出现和计算机网络的飞速发展必然给远程测控技术提供更大更宽广的平台。但是远程测控技术要从自身着手，不断的寻求提高测控系统远程通信的可靠性、准确性和及时性的方法和手段，以及解决如何扩大通信的距离、提供通信质量等一系列关键性的问题。
参考文献：
[1]张浩平．专线式远程测控系统．计算机与现代化，1999，(5)：24～27．
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【关键词】现代控制理论 过程控制工程 预测控制 智能控制
以状态空间方法为主体的现代控制理论，借助于多变量控制系统的设计，能够实现对工业过程的状态采集、输出反馈，以及解耦控制等操作，尤其是现代计算机技术的发展和在工业生产中的应用，更使得现代控制理论获得了新的突破。自上世纪80年代基于实时动态环境下对多变量耦合系统控制技术的问世，以模型预测启发式控制和动态矩阵控制技术为代表的预测技术，逐渐成为工业过程控制应用的主角，同时，随着工业过程控制技术的不断深入，基于模型的控制理论体系也得到了完善。
一、先进控制理论的技术理论特点分析
与传统基于模型的过程控制相比，对于先进控制技术来说，如神经网络、专家控制，以及模糊控制等智能化技术，已经成为当前发展的主要方向。结合先进控制的应用实践，以多变量耦合、大时滞、被控变量与控制变量间的关系约束等方面来看，先进控制技术可以实现在常规回路上的动态约束控制，即能够适应实际工业生产过程的动态操作要求。另外从对计算功能的支持上，实时性是先进控制技术的主要特征，并能够依托先进的计算机技术来完成对控制可靠性、可维护性的高效操作。
二、基于工业过程的控制技术分类策略
从过程控制策略来看，主要分为五类，一是传统控制策略，如PID控制、手动控制、比值控制、前馈控制等；二是经典技术控制策略，如增益调整策略、解耦控制策略、时滞补偿策略等；三是统行技术控制策略，如模型预测控制策略、自适应控制策略、内模控制策略等；四是潜在技术控制策略，如专家控制策略、最优控制策略、神经控制策略、非线性控制策略、及模糊控制策略等；五是研究上的策略，如U综合策略、鲁棒控制策略等。对于不同控制技术来说，结合不同的应用领域选择适应的控制策略来完成具体的应用操作。
三、对预测控制技术的研究与分析
自上世纪60年代卡尔曼将状态空间法引入到控制理论中，从而揭开了现代控制理论的序幕。特别是在自动化控制技术日益发展的今天，借助于多变量、时变和非线性等特点，在工业过程控制中将时效性和经济性作为控制模型的基础，并从最优化性能指标算法中实现了对复杂工业过程的控制。同时，为了克服数学模型精度和不确定性因素的影响，从工业过程建模、鲁棒控制及自适应控制中进一步突破传统思想的束缚，以现代计算机技术为支撑的高性能计算平台来完善控制新算法，以实现对预测控制技术的有效改进。
基于非参数模型的模型预测控制技术。以Richalet（1987）、Mehra（1982）等提出在脉冲响应模型基础上而改进的模型预测启发控制系统，其原理是利用脉冲响应来实现对工业现场的控制，不需要额外系统来进行系统识别，从而避免不确定性的运行，提高了控制的鲁棒性。如在炼油厂催化裂化装置中，对于原油预热过程进行控制，能够获得较好的控制效果。再如对于某钢厂加热炉进行综合控制时，从多变量约束条件控制算法中来获得各环节的预测参数值，并从工业现场过程中的解耦、跟踪上来优化控制算法，从而获得良好的控制目标。
基于参数化模型的预测控制技术。为了在自适应控制理论中增强系统的鲁棒性，从广义最小方差的基础上，Clarke（1987）提出的广义预测控制技术。其原理是吸取预测控制技术中多步预测优化策略，并从过程参数识别控制中，来提高系统的自适应控制能力。如将自适应控制技术与预测控制技术进行结合，从参数修正过程中来实现对预测模型的动态修正，从而改善系统的控制性能。如在联铸工业生产过程中对结晶液位的控制上，从广义预测控制技术上克服了拉速变化产生的有色噪声，提高了过程控制的鲁棒性。预测控制技术的成功源自工业实践，更因为预测控制技术能够从控制目标的优化、约束条件的广泛性，以及控制算法、鲁棒性等的优越性，使其能够获得更好的应用前景。
四、智能控制在工业控制过程中的应用研究
智能控制技术作为一门新的学科分支，在以现代信息技术、人工智能技术的支撑下，信息论、控制论、系统论理论的日益成熟，将控制技术进行高度分化和综合，从而获得了对控制对象时变性、时滞性、非线性的有效控制，也使得智能控制技术能够从模拟人类思维的方式来解决复杂的控制策略，并取得了较好的应用效果。如在工业领域中的材料加工、冶炼、化工等过程控制中，面对复杂的反应机理，从不确定的外界环境干扰中对系统运行过程进行实时自动化控制，如引入专家控制系统，神经元网络控制系统，从对整个生产现场实际控制中来提高自动化水平，其中包含对相关操作工艺的优化控制，对控制过程不同故障的诊断和改进等。
在专家控制系统中，优点是借助于专家操作经验和计算机信息处理能力，来实现对现场工业过程中时变性、非线性、以及负责控制对象的控制效果，其应用主要从系统设计、建模、参数整定、以及过程故障检测和监控，不足是专家控制系统因知识库更新困难而难以实现同步提升。在模糊控制系统中，利用人类模糊语言系统可以实现对现场过程的判定和决策，不足是稳态精度不高，自适应能力差。对于神经网络控制系统来说，以其高度组织性、学习性和自适应性为特征的智能控制，因无法对模糊信息的有效处理，也使其具有局限性。为此，结合复杂控制环境下的过程控制，将智能控制与常规控制进行统合，以充分发挥各自优势，并从人工智能技术上来提高整个系统的智能化水平。如将模糊控制技术与滑模控制技术进行结合来实现对水下机器人的控制；利用模糊C均值聚类算法来对电容进行分组，并借助于神经网络算法来进行补偿导纳，以实现对电网电压、无功功率和不平衡的综合补偿。需要说明的是，在工业生产控制过程中，对于模型化研究的目标旨在从工业过程中来实现故障诊断和控制决策，其方法体现了模糊识别、统计分析和归纳推理等知识，以满足实际工程控制的需要。
五、结语
现代控制理论与控制工程的不断发展，特别是对于工业生产大型化、集成化、复杂化趋势来说，借助于现代控制技术，融入先进计算机技术、信息分析技术来实现对工业过程的准确控制，如以现场总线为基础的企业生产、经营、管理综合控制系统的实现，必将成为未来工业生产自动化发展的方向。
参考文献：
关键词：虚拟技术；测控技术；网络研究
1引言
互联网最大的优势就是可以在网络上进行模拟测试，在新时代的今天，运用虚拟技术方法，充分运用资源以减少资源浪费，从而降低成本，提高效率。结合互联网与虚拟技术的配合，对测控技术进行测试，从而将用户之间的信息进行整合与运用，能够更好提高测控技术的研究效；并且互联网技术的特点是不受时间与空间的限制，对系统测试更加的方便，能尽快满足系统的测试要求，获得测试的结果。现代虚拟技术正是基于互联网的前提下，对测控技术的应用研究发展方向不断转变为分散和远程的特点，测试的内容也更加丰富多彩。在现代虚拟技术的基础上，对测控技术的应用研究是本课题的主要内容，并对其进行设计和研究，从而寻求能够有利于测控系统的方法，寻求有利于测控技术在现代虚拟技术的创新之处。
2现代测控技术概述
在现代测控技术的研究中，计算机是其重要的组成部分，这源于计算机在测量和控制方面的优势，以及它能够准确的对现代测控技术进行有效的计算。计算机的应用对现代测控技术有着重要的作用，它能够全方位实现测量和计算，形成数据信息的共享，推动着现代测控技术的发展[1]。
2.1测控技术现状介绍现代测控技术的发展呈现着快速发展的态势，不断的应用在生活与工作的各个方面。当前，现代测控技术是一套综合的系统，包含测量与控制，智能化的发展从而实现自动管理。不过我国的技术发展水平还比不上其他先进的国家，测控技术水平的发展状态也没有其他国家优秀，还需要不断的学习和自我创新，尽快提升测控技，形成独特的研究体系。
2.2测控技术背景与发展方向测控技术的发展需要互联网技术等一系列科学技术的支持。随着互联网技术的不断发展，测控技术的发展将会向着多元化方向。使用者可以自由的学习和运用测控技术，对工作的内容有效的了解，如此能够更好的把握测控技术，提高学习和工作的效率。未来测控技术除了向多元化发展，还会更多的开放用户，不断的融入市场。当前，科学技术的引入是现代测控技术发展的一大支持，它极大的促进了测控技术的发展，这一点上文也有所提及。信息技术的不断丰富，使得测控技术也在不断的创新，现代测控技术朝着智能化发展，这些都离不开互联网技术（尤其是现代虚拟技术）的发展，它将是现代测控技术
3虚拟技术下现代测控技术设计
互联网的到来，打破了时间和空间的限制要求，现代测控技术的发展也慢慢步向远程化，所谓远程主要是基于互联网这一有利优势。测试技术系统主要包含虚拟技术、数据信息的远程采集以及通信三个方面的网络化测试，在现场将虚拟的测试设备与网络连接在一起，通过互联网使用者能够通过浏览器对其进行操作，从而能够远程控制现场，进行数据信息的远程采集和通信。虚拟测试系统主要有三个重要的组成部分，对服务器以及虚拟仪器和数据库进行现场测试，将数据库和服务器以及监控管理组成服务器单元进行数据收集，不同的用户共同组成客户，图1是虚拟测试系统的主要组成部分。测试设备与数据库共同组成了现场测试服务器，每一个测试设备都是独力的，并且数量很多，它是测试的数据来源；现场测试服务器对数据进行有效的收集，以及进行数据的传输，对使用者的测试和运用的用处很大；并且它与客户之间形成紧密联系，对测试结果进行汇总[2]。通常若干台电脑组成服务器端，它是测试系统的主体，不仅将使用者与数据库之间的信息进行有效的交流，还对现场测试服务器的数据信息进行汇总，并对使用者进行管理和维护，从而保障测试的正常运行；并且服务器端存有大量的数据库，用于对使用者信息进行比对，更好的对测试系统进行分析，以此不断完善测试系统。
4虚拟技术在现代测控技术的运用
科学技术的不断创新，更加的便捷了现代测控技术的运用和发展，也提供了有效技术支持。它广泛的运用在生活与工作的各个方面，生产全球化，往往需要通过虚拟技术在地球的一端对另一端的产品进行测试和分析，在生产领域有着重要的作用，不仅节约了时间和成本，也提高了测试效率[3]。不仅如此，现代测控技术的运用不论对工作或是生活都有着重要的作用，在以后对测控技术运用会更加的广泛，也更加的频繁。测控技术的运用在军事国防方面有着重要的作用，能够通过远程对各项武器装备进行有效的检测，能够快速有效的对武器装备进行保养和维护，这对国家安全有重要的作用；在航天飞行的测控，对航天仪器进行有效的测量，从而获得最新的数据信息，实时保障航天英雄的安全；运用现代测控技术，实时了解农作物的生产状况，从而有效提高生产产量。而现代虚拟技术对测控技术的极大提升，不论是以上哪方面，都可以先进行虚拟技术的模拟，从而有效的把握测控进度，这很大程度上节约成本，保障安全，提高效率。图2测控技术的运用分类5结论本文在现代虚拟技术的基础上对测控技术进行有效的研究和分析，对现代测控技术的发展现状和背景进行相应的介绍，并以此验证现代虚拟技术对测控技术有着重要的作用。在互联网时代，现代虚拟技术的运用离不开它，同时也间接推动了测控技术的不断发展和进步。课题中，对虚拟技术的框架进行简单的设计，它存在于互联网并运用互联网的多元化和智能化对现代测控技术进行有效的交流和研究，其所表达的优势尤为明显并在文末做出介绍。
参考文献：
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[2]LiuCJ.ResearchonApplicationandDevelopmentofCompetitiveSportsSimulationBasedonVirtualRealityTechnology[J].AdvancedMaterialsResearch,2011,179-180:1063-1068.
关键词：自动化仪表；控制系统；开放性；智能化；总线化
现阶段，世界经济竞争已经从传统竞争模式向工业化生产发展，早期的仪器设备不能适应新时期的生产要求。为此，我国制造业不断普及自动化仪表控制系统。若要实现工业的一体化生产，需要完善仪器设备辅作用。微电子技术、网络通信技术对自动化仪表革新有着重要影响力，是自动化仪表控制系统发展的新推动力。自动化仪表具有灵敏性、高速性和可靠性的特点，能够快速获取全方位信息，突破了传统的机、光、电框架，向着开放性、总线化、智能化和网络化方向发展。
1.开放性的发展趋势
目前，国内测控仪器常采用VxWorks、Linux等嵌入型操作系统。硬件系统核心部分是高性能的微处理器和软件核心。计算机和仪器仪表的联系将会更加紧密。仪器仪表在发展过程中，会不断具备计算机接口功能。例如打印机接口、USB接口等。测量数据会以USB接口把数据存储于仪器设备内。齐备接口能连接执行器设备和现场测控仪表。控制系统在网络技术的支持下会拥有特定的测控功能，实现智能化现场中测控设备开放式的互连。
西门子微机综合保护测控装置7SJ68专为发电厂和供电系统用户设计，它能够提供大屏幕图形显示、中文操作界面，调试和操作非常方便。同时，7SJ68具有不带方向/带方向时限过流/电动机/电压/频率保护，附加操作容易的就地控制功能和自动化功能。可控制开关的数量只取决于保护装置可用的开关量输入/输出点的数量。集成的可编程逻辑工具（CFC）允许用户实现自定义功能，如开关的自动化功能（联锁）等。用户也能生成自定义的信息。
2.总线化的发展趋势
在生产现场，用于测量各种过程参数、执行各种控制指令或转换信号并实现通讯的仪表称为现场仪表。现场仪表包括压力表、流量计、温度表、液位计、物位计等。随着现场总线技术的发展和应用，分布式和集中式的测试系统组建比较容易。但集中测控并不能满足远程、复杂和大范围测控任务。由此出现了新型的FCS（现场总线控制系统）。FCS由PLC、DCS发展而来，利用开放的现场总线网络互联现场的控制器和仪表，完善现场控制功能，并降低维修费用和安装成本。现场总线为实现高适应、高稳定和低消耗提供了发展空间和巨大动力。世界诸多制造厂家为了销售自己的FCS，推出了和控制系统相配套的调节阀和测量仪器。
西门子SITRANS FCS200能应用在各种压缩天然气（CNG）中，具有额外的灵活性。该传感器具有不同的三类尺寸，安装较为容易。SITRANS FCS200流量传感器结合质量变送器使用，可形成完整的流量计。提供的各种标准气体连接，能够满足多数市场的需求。
3.智能化的发展趋势
自动化仪表智能化是运用微处理器、集成电路、接口通信技术，以嵌入式的软件对内部操作进行协调，让仪表具备智能化处理功能。在温度压力补偿、输入信号的处理、零点修正与漂移等基础上，要控制好工业过程，分散控制系统危险性。该类产品的出现形式是数字输出，不仅便于信息沟通，而且提升仪表性能，能够利用网络构成开放式、新型化的过程控制系统。
西门子S120系列变频器具备完全集成式的安全保护功能，是全球第一个具备SLS和SS1功能的产品。它的智能化较为明显，基于集成化安全保护技术，操作更为简便、设备运行更加安全。由于集成式安全保护功能，降低了驱动系统构建和安全保护自动化的费用。西门子S120系列变频器将PROFIBUS和PROFINET总线标准集成，有了多种的网络拓扑，工程和组态结构有足够的优化。和常规变频器相比，所需线电流能够降低到80%，散热效率较高。
西门子PLC S7-400是中、高档性能范围的可编程序控制器。西门子S7-400自动化系统采用模块化设计。它的模板扩展性和配置功能够按照每个不同的需求灵活组合。系统包括电源模板、CPU、各种信号模板、通讯模板、功能模板、接口模板、SIMATIC S5模板。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。西门子PLC S7-400以工厂复位功能能够快速恢复出厂设置的存储卡序列号，保护专有技术。它的智能性还体现在额外写保护，监视装载内容。通过开放的以太网通讯，具有灵活的集成选项。
4.网络化的发展趋势
在FCS中采取数字化、计算机通信技术，能够将现场设备和自动控制系统归于制造企业信息网络中。这是企业的信息网络基础，有助于充分发挥智能仪表功能。随着信息网络技术发展，自动化仪表的特征逐渐向网络结构发展。新一代的控制网络必然是IP智能仪表。控制网络体系形成了嵌入式因特网。因特网会介入网络每个层次内，形成透明的网络。它是企业范围覆盖的应用实体。嵌入式因特网控制网络体系能够实现工业自动化和办公自动化的结合，因此可称为扁平式工业控制网络。它的特点在于可扩展性、互连性和全开放。随着时代的发展，IP智能的现场仪表将会有更广泛的应用范围。
5.结束语
随着科技的进步和经济的发展，自动化仪表从最初的获取、存储、处理和传输信息，发展到了实时控制工业生产过程。微电子技术、超导技术、网络通信技术推动了自动化仪表向开放性、总线化、智能化和网络化方向发展。在发展的过程中，计算机技术促进了自动化仪表技术发展，而计算机技术和工业局域网之间的融合又发展和丰富了自动控制技术。现代自动化仪表控制系统的功能不再单一，在未来发展的过程中将会取得更广泛的应用。
参考文献：
[1]叶君辉.浅谈工业自动化仪表的发展与应用[J].大科技，2012，（5）.
[2]李惠勇，孙宏伟.试论自动化仪表及控制系统的发展方向[J].科技资讯，2011，（22）.
[关键词]航道 计算机 航标 遥测
[中图分类号]F2[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)03-0029-02
1 引言
湖州位于浙江省北部,杭嘉湖平原西侧,北濒太湖,西接安徽省,东临江苏,南与杭州相邻,是连接江、浙、皖、沪的重要交通枢纽。湖州西部属丘岭半山区,非金属矿产资源非常丰富,东部为平原,航道纵横交错,港口密布,具有十分优越的水运条件,航道网络十分发达。
湖州航区现有定级航道116条,总里程1163公里,设有各类标志标牌510座,其中发光标志69座。长期以来,在航标维护管理方面均采用传统的以航标艇巡查方式进行日常维护工作,而辖区航标设置线长、点多,最远的航标距航标管理部门约50余公里,采用传统方法维护航标不仅维护成本高、劳动强度大,而且不能及时发现航标失常。加之专职航标维护工作人员编制有限,维护力量明显不足。针对这一现状,我们必须开展技术创新和技术开发,探索设计航标遥测监控系统来提高航标巡查效率,减轻工作人员的劳动强度、减少日常维护费用开支,确保航标发光正常有效。
2 系统设计
2.1 设计概述
传统的数据采集系统由单片机和PC机串行口组成,这些系统大多采用RS232和RS485或有线Modem的通信方式,虽然经济实用,但是其有线数据传输方式在很大程度上限制了应用环境的拓展。
移动通讯业务经过多年的发展,目前技术已经相当成熟,利用现有的GSM网络资源,发挥网络覆盖率高、传输特性好等优势,为现有数据采集系统提供一种便捷的无线数据传输方式,这种方式已成为工业控制和现场监测等领域新的发展趋势。该系统主要结合移动通信网络和单位局域网,成功解决了航标技术参数的实况采集和传输,通过手机短信进行控制和了解航标运行情况,实现受控航标的实时监测。
2.2 系统架构
系统主要由三部分组成,即航标前端数据采集系统、通信系统和后台监控管理系统组成。结构如图1所示。
2.3 通信设计
系统通信设计主要包括以下内容:
(1)主控计算机通过串口与外置GSM-Modem相连接,读取GSM接收到的短消息从而获得现场传来的测量数据,并可直接下发指令要求远端设备发数据。(2)如发生故障,则可通过GSM―Modem向航标管理人员的手机发送报警信号。(3)现场信号经采集器采集后转换成数据信号,发送给现场的GSM-Modem,通过GSM网络发送给主控计算机。(4)发送时间间隔可由航标管理人员定时设置,也可直接接收数据。(5)航标管理人员也可直接通过手机下发指令给远端GSM-Modem,远端设备收到指令后向该手机发送现场数据。
2.4 测控对象
该系统的测控对象为航标灯及其相关辅助设施,主要为以下设备。
(1)主灯:绿光,175W,AC110V供电,无换泡机和闪光器,一台AC220V交流日光开关。(2)副灯:白光,8秒4闪,DC12V20W,2节6V/50AH蓄电池供电。(3)充电:AC220V交流转直流给蓄电池充电。
2.5 测控设备
(1)主测控站:电脑,打印机一套,通信控制箱一台。(2)通信控制箱:通信控制箱内设置SIEMENS TC-35 GSM-MODEM一台。(3)测控设备箱:测控设备箱内设置一套电量变送器,一套Z-WORLD公司生产的LP3500 FOX低功耗RTU及相关器件。
2.6 测控平台软件设计要求
(1)总体要求:操作简单、明了,界面简洁、美观,以图表表示为主、文字为辅;系统容量为200个子站。(2)数据库要求:数据库需要设计原始数据库、故障数据库、运行数据库和历史数据库,其中原始数据库数据信息要能反映被测点的原始数据,如编号、名称、描述、照片等。(3)软件主要功能:实现向子站信息查询,接收子站信息功能;对报警信息,在屏幕上醒目显示;能查询各子站原始数据,增加、删除、修改数据(对后三项设置操作权限);能以图、表形式查询子站的信息(原始、历史、运行等);能以表格形式打印数据并对相关功能进行加密和密码控制。
3 系统功能
航标遥测监控系统由测控主站和测控子站组成。测控主站由计算机和通讯控制箱组成,设在航标站内。用户管理平台由系统完成,该系统能实时输入和修改航标基本信息和技术参数,具有记录运行参数和数据存储查询功能,包括以下基本功能:信号查询、招测数据、用户管理、系统设定、整理数据库、数据查询等,并设置完善的口令系统,保证系统的安全性。在此基础上还可以根据需要增加功能,使得系统更适用,升级换代和维护保养方便。测控子站由测控设备箱和通讯设备箱组成,测控设备箱担负检测和控制功能的完成,通讯设备箱担负通讯功能的完成。测控设备箱和通讯设备箱均为三防水密机箱。其主要测控功能为:
(1)监控中心可随时向测控子站查询信息。(2)子站定时向主站发送信息,间隔时间可根据需要设置。(3)子站的航标设备一旦失常或故障,能及时向主站报告。(4)用手机能与子站建立联系,得到子站的工作信息。(5)当主灯故障时,向主站和手机报告。
4 技术指标及参数
4.1 测量参数(子站)
交流供电:电流、电压。
主灯:动态电流、动态电压、静态电流、静态电压。
副灯:动态电流、动态电压、静态电流、静态电压、闪光灯质。
蓄电池:电流、电压。
充电控制器:充电电压、充电电流。
断电时间:停电时间、恢复时间。
4.2 测控技术指标
闪光采集精度:≤±1%。
交流:电流传感器精度0.5级,电压传感器精度0.2级。
直流:电流传感器精度≤±2.5%,电压传感器精度≤±0.5%。
4.3 监控设备指标
(1)测控设备箱要求:威图三防水密机箱。连线有标识,走线规范。工作电压:DC10V～15V。
整机工作电流:≤60mA.整机静态电流:≤30mA.工作温度:-25℃～+55℃。
(2)通信设备箱要求:威图三防水密机箱。连线要标识,走线规范。工作电压:DC10V～15V。
整机静态电流:整机不工作时,处于待机状态。工作温度:-25℃～+55℃。
5 结语
内河航道航标遥测监管系统的成功开发,重点解决了野外航标设施技术参数的实况采集和传输,对内河航标的管理和维护将起到积极的作用,具有一定的技术创新性,可以实现航标的实时监测控制。该系统在浙江湖州内河航区推广应用后,可使航标管理和维护由传统的管理手段向科学化、自动化过渡,可以降低管理成本,提高工作效率和管理水平。
[参考文献]
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[2] G.Andrew Duthie编,《Microsoft 进阶》.世界图书出版社,2002.
[3] 李红,李凤洁,杨森等主编.《管理信息系统开发与应用》.电子工业出版社,2003,1.
[4] 浙江省港航管理局.中华人民共和国航标条例,1995.
[作者简介]
远程虚拟仪器系统是近年来诞生并发展迅速的一种新型网络测控技术，它不同于一般的信息网络技术，其主要应用于远方有传感器或其他数据接收设备得到的数据的传输与通信。例如，医疗系统远程会诊、环境监测与数据分析等等。本文对远程虚拟仪器中的网络通信、工作原理、实现方案等作了系统的探讨和研究。
虚拟仪器与远程虚拟仪器
随着微电子技术、计算机技术、软件技术和网络技术的高度发展，在科研、工业和医学领域，随着低成本高性能的计算机资源的有效利用，数字化平台逐渐成为测量仪器的基础。仪器技术和计算机技术的深层次的结合创造了虚拟仪器的概念，将计算机(处理器、存储器、显示器等)和通用仪器硬件(A／D、D／A 变换器、数字输入／输出、定时和信号处理器等)与用于数据分析、过程通讯及用户图形界面的软件有效地结合起来，就组成了虚拟仪器。
虚拟仪器技术的出现彻底打破了传统仪器由厂家定义、用户无法改变的模式，用户借助通用的仪器硬件平台，调用不同的测试软件，就可以构成不同功能的仪器。虚拟仪器能提供给用户一个充分发挥自己才能和想象力的空间，用户可以随心所欲地设计和构造自己的仪器系统以满足多种多样的测试需求，而所需的只是一些必要的硬件、软件加上通用计算机。仪器的智能化和虚拟化已经成为未来各级实验室以及研究机构发展的方向，“The Soft is Instruments(软件就是仪器)”正在被广大科技、教学工作者逐步接受。
继“软件就是仪器”的概念之后，出现了“网络就是仪器”的新观念。远程虚拟仪器就是虚拟仪器在网络领域的扩展。远程虚拟仪器技术结合了虚拟仪器技术与网络技术，将虚拟仪器的应用范围拓展到整个Internet网上，使信号采集、传输和处理一体化，一方面可以使许多昂贵的硬件资源得以共享，充分利用现有的实验室资源; 另一方面还有利于远程教育实验教学的开展，从而解决限制远程教育中的实验教学进行的难题。因此构建基于Internet上的远程虚拟仪器实验系统已经成为虚拟仪器应用发展的一个重要的环节。远程虚拟仪器结构模式如图1所示。
图1 远程虚拟仪器的结构模式
远程虚拟仪器的实现
无论哪种远程虚拟仪器系统，都是将硬件仪器(传感器、调理放大器、A/D卡)搭载到远端服务器上，加上应用软件并和本地的笔记本电脑、台式 PC 机或工作站等各种计算机通过网络相连而构成的，实现了用计算机和网络技术的全数字化的采集测试分析，因此远程虚拟仪器的发展跟计算机和网络技术的发展步伐完全同步，显示出其灵活性和强大的生命力，Internet为实现远程虚拟仪器系统提供了一个很好的平台，利用浏览器／服务器模式，操控者可以在浏览器端控制远程服务器进行测试以及进行远程实验的操作，从而实现对远地实验系统的远程控制和监控。
远程虚拟仪器是虚拟仪器在网络领域的拓展，除了具备虚拟仪器的全部优点外，主要优势还在于不受地域、环境的限制。用网络技术组建的远程虚拟仪器系统，可以使信号采集、传输和处理一体化，不但可以共享许多昂贵的硬件资源，而且还便于扩展测试系统、提高测试效率，所以应用极为广泛，是科研、教育、开发、测量、检测、计量、测控等领域不可多得的好工具，更值得一提的是它的出现对远程医疗、远程诊断等新兴领域的发展有重要意义，也使现代远程教育的全面开展成为可能，同时也会使教学实验走上一个新的发展高度。
远程虚拟仪器开发和实现方案
Internet 网络技术和基于计算机技术的虚拟仪器(VI)系统技术正在推动着远程测控技术的迅速发展。基于 Internet 的远程测控开发主要研究和讨论基于Web的虚拟仪器技术，本文则基于最流行的现场测控开发平台LabVIEW，讨论了四种用于开发远程虚拟仪器的技术实现过程及其工作原理，并对其实现特点进行了分析。
1. DataSocket 技术
LabVIEW 具有强大的网络通信功能，这种功能使得 LabVIEW 的用户可以很容易地编写出具有强大网络通信能力的 LabVIEW 应用软件，实现远程虚拟仪器。DataSocket 是 LabVIEW 最新提供的一个网络测控系统开发工具，它大大简化甚至免除了网络通信编程，用户使用这种技术可以很容易地在互联网上实现高速实时数据交换。借助它可以在不同的应用程序和数据源之间共享数据并进行实时数据（Live data）的传输。图2描述了 DataSocket 的体系结构。
DataSocket 可以访问本地文件以及 HTTP 和 FTP 服务器上的数据，并为低层通信协议提供了统一的 API 函数，编程人员无需为不同的数据格式和通信协议编写具体的通信程序代码。DataSocket 使用一种增强型数据类型来交换仪器类型的数据，这种数据类型包括数据特性(如采样率、操作员、通道数、时间、及采样精度)和实际测试数据。
DataSocket 遵循了 TCP/IP 协议，并对底层进行了高度封装，所提供的参数简单友好，用类似与 Web 中的统一资源定位符(Uniform Resource Locator，URL)定位数据源，URL 不同的前缀代表了不同的数据类型。FILE 表示本地文件，HTTP 为超文本传输资源，FTP 为文件传输服务器上的资源，OPC表示访问的资源是 OPC 服务器，DSTP(DataSocket Transfer Protocal，DataSocket 传输协议)则说明数据是来自 DataSocket 服务器的实时数据。
2. 基于 ActiveX 技术
组件式技术已经成为当今软件技术的潮流之一，组件式技术是一种广泛的体系结构，支持包括设计、开发和部署在内的整个生命周期计算的理念，它将彻底改变目前软件生产和开发的模式。组件是一种能够提供某种服务的自包含的软件模块,它封装了一定的数据（属性）和方法,并提供特定的接口,开发人员利用这一特定的接口来使用组件,并使其与其它组件交互通信,以此来构造应用程序，用户可根据自己的需求灵活购买软件组件。他们只需编写一些“胶水编码”将各个组件“粘”起来，便可构建自己的应用系统，就如同今天我们购买板卡组装计算机一样简单。
目前，基于组件式技术的规范主要有 Microsoft 的 COM／ActiveX 和 Sun的 Java／JavaBeans。由于 Microsoft 的 Windows 操作系统已经成为桌面 PC 操作系统的事实上的标准，所以 COM／ActiveX 得到了许多第三方厂商的支持。利用 COM／ActiveX 技术，我们可创建各式各样的桌面和 Internet 应用程序。ActiveX 控件技术是 COM／ActiveX 技术的重要组成部分，是 COM 技术在 Internet 上的扩展。ActiveX 是一种可以在应用程序和网络十计算机上重复使用的程序对象。创建它的主要技术是 Microsoft 的 COM／ActiveX 技术，组件对象模型(COM)是其基础。ActiveX 控件可以以小程户下载装入网页，也可以用在一般的 Windows 应用程序环境中。
ActiveX 控件可以由不同的可以识别 Microsoft 的 COM 技术的语言开发，它是一个组件，它可以在同一个或分布式的计算环境中开发或使用。COM 的分布式支持技术称为 DCOM。在实现中，ActiveX 控件是一个动态链接库(DLL)模块，它包括在容器(包括 COM 程序接口的应用程序)当中,这种可重复使用的组件技术可以加快开发速度和质量。
通常情况下，基于以下三点可以考虑采用 ActiveX 控件实现远程测控功能:
浏览器对组件技术，尤其是ActiveX 的广泛支持;
ActiveX 控件在客户端的执行效率要高于 JavaApplet;
易于开发，Delphi 开发的程序可以直接以 ActiveX 控件形式进行网络开发。
在远程测控系统开发中，我们可以用 Borland Delphi 开发平台对远程测控客户端软件进行重新开发，并以 ActiveX 控件的形式进行封装。当客户端在访问服务器网页时，会自动下载和运行该 ActiveX 控件程序，从而实现了类似Java Applet 程序所实现的功能。
3. 基于 Java Applet 技术
(1)Java Applet 技术的特点
首先，Applet 程序是从服务器端自动下载到客户端执行，并且是嵌入到浏览器中运行。对用户而言，这与一般的上网浏览没有任何区别，Applet 只能在浏览器环境内运行，只需所用的浏览器支持 Java 即可，而当前几乎所有的浏览器均支持 Java 并拥有 Java 虚拟机，无须下载插件。而且，Java 方便的语言操作能力，无论在界面操作还是程序设计上，均给开发人员带来极大的便利。
其次，Java 语言具有强大而完善的网络开发功能。在 Applet 程序中，很容易就可以实现同远程服务器之间建立连接并控制数据传递。当客户端打开服务器网页时，会自动下载和启动 Applet 程序，这样，客户端只需简单操作 Applet程序即可控制远端系统工作和结果数据传输。
第三，由于 Java 本身是一种优秀的跨平台语言，这使得无论在 Windows操作系统还是 Unix 系统抑或是 Linux 系统下，针对客户端开发的 Applet 程序都无须修改而做到完全移植。这一特点很大程度地扩展了远程测控系统的应用范围。
(2)Java Applet的工作原理及通信过程
应用本方案实现的远程测控系统的基本结构示意图如图3所示。客户端由两个部分组成，一个是网络浏览器，另一部分则是嵌入到浏览器页面中运行的 Java Applet 程序，客户端通过 Internet 和支持 Java Applet 的浏览器来访问服务器，自动下载并运行 Applet。服务器端由 Web 服务器、LabVIEW 程序和DataServer 三部分组成。Web 服务器为客户端提供 WWW 服务，使得客户端能够通过浏览器访问服务器。LabVIEW 程序负责服务器端的现场测控。而 Data Server 一方面同客户端 JavaApplet 程序建立网络连接，作为 Applet 程序的数据服务器，按受客户端 Applet 程序的请求并传送数据; 另一方面又负责响应Applet 程序的请求，以客户方式对 LabVIEW 程序进行相应的控制。
具体过程如下:
①客户端 Web 浏览器请求服务器端的网页，JavaApplet 自动下载到客户端并启动运行。建立客户端于服务器端 Data Server 的网络连接。
②Applet 向 Data Server 发送数据请求，实现数据接收和显示。
③Applet 程序获取鼠标和键盘事件，并发送到服务器端的 Data Server，Data Server 对 LabVIEW 程序进行相应的控制，从而间接实现远程控制。
4. AppletVIEW 技术
AppletVIEW 是 Nacimiento Software Corporation 的产品，它能够把由LabVIEW 以及 LabWindow/CVI 生成的虚拟仪器到 Web 上。
(1) AppletVIEW 技术的特点
客户端程序采用 AppletVIEW 开发实现，AppletVIEW 是一个为 LabVIEW开发 Web 应用程序的软件，可以实现 B/S 模式虚拟仪器。它为服务器端提供了网络开发的 G 语言支持，从而在服务器端，可以在 LabVIEW 平台上结合AppletVIEW 的功能更好的解决网络多用户问题。而且，数据的传输是基于 Socket 的一种传输方式，具有较高的数据吞吐量。针对客户端程序开发，AppletVIEW 提供了一个友好的可视化开发环境和―些测控常用的组件，这个环境也加快了客户端程序的设计开发。
(2) AppletVIEW 的工作原理及通信过程
AppleWIEW 开发包的一部分是 VITP 服务器，它负责处理本地仪器和远端仪器的经由 Web 的通信。在服务器端的仪器系统里，它作为 LabVIEW 程序运行，提供了一个在 AppletVIEW 子仪器和远端仪器之间的接口界面。此服务器管理经过 AppletVIEW 子仪器的来自以及送入虚拟仪器的数据，并且通过JavaApplet ID 以及一组数据管道在本地仪器和远端仪器间进行通信。在远端可以监控本地仪器的运行状态，具体通信过程如图4所示，过程描述如下:
1-2: Web 浏览器从 Web 服务器请求 HTML 页面，Web 服务器发送此页面到 Web 浏览器。
3-4: 在浏览器端，带有< Applet>标示的 HTML 页面说明有 Java 程序被调用，Web 浏览器的 Java 虚拟机运行并从 Web 服务器请求 Applet 类文件。需要的 Java 类文件在 AppletVIEW.jar 中。
5: 服务器发送 AppletVIEW.jar 到 Web 浏览器。
6-7: AppletVIEW.jar 加载后，程序开始运行，请求“configureFile”中的参数。
8: Appletbuilder 生成的 MyApplet.jvi 被送到 Web 浏览器的程序中。
9: Java 程序与服务器通过数据端口（默认 4749）建立 TCP/IP 连接，通信过程建立。
链接:四种实现方案比较
基于DataSocket技术的远程测控方案，优点是DataSocket定义了一个测控数据传输协议，从而利用这种方法可以达到很高的数据传输效率，实时性能相当好。缺点是它只能实现C/S模式而不能实现B/S模式，需要同时开发服务器端程序和客户端程序，客户端控制功能太弱，尚有待加强。
基于ActiveX实现方案，在实现上采用 Delphi开发，它的优点是开发效率高，而且一旦程序下载成功，比起同样功能的Java 程序具有更高的执行速度和效率，占用的系统资源也相对比较少; 但是，实验证明，它生成的ActiveX控件程序的尺寸比 Java 程序要大许多，客户端需要花费大量的时间来下载这个程序。
基于Java Applet技术的优点是可以实现B/S模式，只需开发服务器端程序，开发效率高，客户端无须下载插件，程序较小便于下载执行; 缺点是图像质量差,动态显示有跳动感不连续。
基于AppletVIEW组件技术实现的远程测控方案，可以实现B/S模式，AppletVIEW 是第三方开发的远程测控专用组件，为远程测控系统提供了可视化开发环境，能把LabVIEW仪器面板自动生成Java仪器面板，所以具有很高的开发效率。而且，数据的传输是基于Socket的一种传输方式，具有较高的数据吞吐量，缺点是需要修改本地测控程序，并在本地VI程序中调用AppletVIEW提供的一些网络控件VI，来与浏览器端的Java程序通信，从而实现网络测控。
远程虚拟仪器是虚拟仪器在网络领域的拓展，它的许多优点使其应用极为广泛，是科研、教育、开发、测量、检测、计量、测控等领域不可多得的好工具。网络通信技术和虚拟仪器技术相结合是本文的讨论重点，文中对远程虚拟仪器的网络结构及构成、开发方案及工作原理都作了较为系统的研究。最后再给出几点经验和建议:
(1) 如果是实验室或小范围的远程测控，可采用C/S模式，客户端实现与服务器直接相连，没有中间环节，因此响应速度快。如果是远距离、大范围的远程测控工作，可采用B/S模式，具有分布性特点，可以随时随地进行操作，而且升级维护方便。
(2) DataSocket定义了一个测控数据传输协议，数据传输效率高，实时性能好，但只能实现C/S模式。而基于ActiveX 技术开发效率高，具有更高的执行速度和效率，但生成的ActiveX控件的尺寸较大，客户端需要花费大量的时间来下载这个程序。采用Java Applet技术可以实现B/S模式，开发效率高，实验证明图像质量差，动态显示有跳动感不连续。基于AppletVIEW组件技术可以实现B/S模式，开发效率高，数据的传输是基于Socket的一种传输方式，具有较高的数据吞吐量，试验结果表明，系统稳定可靠，实时性好。
关键词 自动化；仪表；综述
中图分类号：TH39 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）032-017-01
从理论上讲，自动化仪表的概念指的是，用来实现相关信息的存储、分析加工，以及之前的数据的获得、传递以及互换等过程，最终通过处理得到结果，并且整个过程中可以通过这个技术工具实现高度控制。这些年来，随着网络信息技术、计算机技术、数字信息处理以及微电子技术的快速发展，对推动自动化仪器仪表的发展进步有了非常重大的、长远的影响。
1 自动化仪器仪表的构成及原理
从实际的组成结构上看来，作为一种自动化技术工具，自动化仪器仪表是由很多的自动化元件组成的，并且拥有非常完善的功能。实际上看，自动化仪器仪表具有控制、记录、测量、显示，以及报警等多种功能，它本身就是一个比较系统的工程，是自动化系统的一个重要的组成部分，作为一个信息收集、分析和处理的工具，它的主要功能就是应用于交换信息和数据，将输入的信号变成输出的信号，并且可以用频率域或者时间域进行相应的表达，用断续的数字量或者连续的模拟量的形式进行信号的输出。
2 自动化仪器仪表的发展方向
2.1 智能化发展方向
现代的自动化仪器仪表往往使用了大量的接口通信技术、微处理器技术和大规模的集成电路等技术，在协调内部的操作上采用了嵌入式软件，这样仪表的功能上就实现了智能化的处理，在进行量程刻度标尺的变换，零点的漂移与修正，信号的非线性处理，故障诊断等内容的基础上，同时可以进行控制工业，实现了分散控制系统风险的作用，进一步增强了自动化仪器仪表的功能。自动化仪器仪表利用数字输出的形式，有助于提高自身的性能，有利于提高信息的交流和沟通的效率，同时可以利用信息网络来构成开放的过程控制体系。
2.2 总线化发展方向
现场设备又称为现场仪表，指的是在过程控制系统自动化中现场使用的设备。它主要是由在线分析仪表、执行器和变送器组成的。通过广泛的应用现场总线，能够将分布式测试系统以及组建集中越来越容易实现。但是面对范围大、远程和复杂的测控任务，集中测控已经无法满足需要，所以这就是需要一个通过网络把进行数据信息分析处理各种现场仪表联系起来。面对这种实际的要求，现场总线控制系统出现了。它能够将中央控制与现场的各种仪器仪表通过一个双向、多站、全数字化和开放的通讯网络系统联系在一起，并且它还具有高稳定、高适应、低能耗、高精度等优点。并且总线控制系统的出品厂商为了使该系统能够得到更好的应用，推出了相配套的调节阀和测量仪表，使该系统变得更加的完善。
2.3 网络化发展方向
由于计算机数字化通讯技术已经应用到现场总线技术中去，这就是使现场设备和自动控制系统成为工程信息网络的重要组成部分，已经是工厂的底层信息网络，能够充分发挥智能仪器仪表的积极作用。现场总线技术采用计算机数字化通信技术，使自动控制系统与现场设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底层，可使智能仪表的作用得以充分发挥。伴随我国计算机以及信息网络技术越来越快的发展速度，所以在未来的发展中就会有更加先进的自动化仪器仪表出现，它的基本特征就是以网络为基础的，可以称之为IP智能现场仪表，它的基本特点就是网络的不同层次用Ethernet联系起来，使网络变得更加的开放和透明，能够对企业整体全部的覆盖起来。它的应用能够使工业自动化与办公自动化达到紧密的结合，可以称之为扁平化工业控制网络，它变得更加的方面，并且可以扩展，成为一个开放性的网络体系结构。因此，它必将在工业应用中得到广泛的实践，并产生巨大的实际效益。
2.4 开放性发展方向
由于使用以VxWorks、Linux和Windows/CE之类的嵌入式操作系统为核心，以及高性能微处理器为硬件核心的嵌入式系统技术，所以计算机与自动化仪器仪表之间的关系就会变得更加的紧密，有的自动化仪器仪表制造企业称，未来的仪器仪表将和计算机一样具备各种借口和功能，各种工业数据也可以通过仪器仪表直接下载到移动存储器中，操作上和使用计算机一样的简单。并且多种接口可以满足各种现场测量和计算的需要，并且这套智能系统还具有开放式互联的功能，能够极大程度的满足各种现场的需要。
作为一个开放的系统，WEB技术所带来的好处是值得肯定的。主要表现在以下几方面。
1）通讯数据网络能够满足多个用户的使用，满足处理需要，避免访问冲突，具有网络共享特征。
2）在对测控终端的利用上，可以通过远程信道实现对终端时时访问，在使用上更加的便捷。
3）通过观察自动化仪器仪表的发展进程，我们可以看到在自动化仪器仪表的发展中计算机技术起着非常重要的作用，占有首屈一指的地位是，在将来的发展中，计算机及通讯网络等相关的软硬件会有着越来越突出的实际的作用。所以说，作为最基本的特征智能化仪表是仪器仪表的一个大的发展方向，智能化仪器仪表在未来的具体应用中其实际的效果会变得越来越突出，作用也会越来越大，能够很好的适应各个现场的实际需要。虽然目前国内自动化仪表行业发展中存在一些问题，相信在行业逐渐成熟的背景下，这些问题能逐一解决。新开发出的最新的智能化仪器仪表在各个应用领域发挥着更加重要的作用，相信在将来，必将会有更加先进、更加智能的仪器仪表出现并得到广泛应用。
参考文献
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[3]吴钦炜.工业仪表与装置智能化网络化的进展[J].世界仪表与自动化，2002，6（1）：12-15.
【关键词】现代计算机 控制系统 PLC 工控机 行业应用 发展趋势
计算机控制系统是集计算机技术、微电子技术、电气控制技术，以及现代控制理论为一体的综合性自动化技术。从组成来看，计算机控制系统和模拟控制系统存在着一定程度的相似性，其中包含着控制器、控制对象、测量装置、执行机构等，对于系统模拟信号的接受和传输上，还需要借助于D/A 数模转换器与A/D模数转换器。现代控制理论的发展为计算机控制系统的分析与设计注入了理论源泉，也为实现连续控制系统的发展带来了内驱力。
1 计算机控制系统概述
1.1 计算机控制系统组成及特点
计算机控制系统从组成上分为系统软件和应用系统，系统软件主要包含操作系统、语言处理程序及服务性程序，而应用软件主要是结合特定的控制需要而编制的专用程序，如信息采集软件、控制决策程序，报警程序等。对于计算机控制系统来说，数据采集模块通常需要对被控对象模拟量参数进行检测，并A/D转换成数字量信号进行计算处理，对于实时控制模块，则需要将控制信息通过D/A转换出模拟量，以实现对被控设备做出相应的控制。其主要特点为：一是对于系统控制来说，主要是结合程序化模块的修改来实现特定的控制任务；二是从现代计算机控制系统信息传输来看，对被控对象采样、量化等操作都是基于数字信息的输入、输出；三是从实时控制来看，控制系统对信息的处理过程与控制过程是相互适应的；四是从控制中心来看，以计算机为中心的智能化控制中心能够满足多回路、多对象、多参数、多变量的自适应需要。
1.2 计算机控制系统的关键技术分析
现代计算机控制系统的发展因涉及多方面的的技术，如软件设备、硬件设备、执行机构、传感系统、检测系统等，因此，探讨其关键技术主要从以下几点来着手：一是对于嵌入式智能计算机技术的应用，特别的微控制器技术、单片机技术等；二是对于实时控制软件技术的应用，特别是分布式数据库管理系统的开发，实现了对组态软件编程、实时操作；三是以仿真模拟技术基础的控制系统，特别是数字仿真技术、模型混合仿真软件的开发等；四是现场总线技术的应用，使得网络集成技术与现场智能设备进行互相通信；五是综合自动化系统的应用，将网络、信息、软件等融合控制，以满足在线优化、人工智能、预测控制等。
2 计算机控制系统典型应用分析
2.1 基于PC总线的计算机控制系统
工控机作为典型的DDC控制系统，将PC总线作为信息实时采集、转换、控制决策的重要载体，以促进工业生产过程中的控制需要。由于基于总线的计算机控制系统在应用中组成灵活和成本较低等优点，如根据信号处理需要而集成的模块化结构设计功能，将模拟量输入输出（A/D，D/A）、开关量输入输出、脉冲量输入等多功能板块进行组合，从而满足不同工业生产需要，如台湾研华、德国西门子等工控机厂商提供的工控机占有较高的市场份额。以汽车性能检测系统为例来探讨计算机控制系统的卓越表现，对于汽车工业生产来说，汽车性能测试是确保汽车出厂的重要内容，尤其是利用计算机技术来实现对多站点汽车性能动态监测管理，更需要从检测数据的采集、传输、比较分析和输出检测结果中来完成。结合汽车故障检测行业实际，首先从故障检测上来设定各检测项目和内容，通过模块化控制系统来分别针对常见的故障点进行自动判断，并完成对相关检测信息的记录和统计，对于符合相应要求的汽车予以检验合格通过，对于存在性能问题的故障点进行报警并回馈给维修部门，从而实现了计算机控制检测目标。
2.2 基于数字调节器的计算机控制系统
对于数字调节器来说，由微处理器、ROM、RAM、以及数模I/O转换通道、电源等部件构成的微型控制系统。根据控制回路需要分为单路、2回路、4回路或8回路等，还可以实现串级控制和前馈控制等要求。数字调节器从功能上来看相对单一，可以通过软件控制程序来完成不同的控制任务。同时对于数字调节器的通信能力，既可以通过上位机来读取数据，还可以进行设置回路参数。
2.3 基于PLC的计算机控制系统
对于PLC（可编程控制器）系统来说，随着大规模集成电路技术的成熟，对于PLC的控制功能应用更加广泛，不仅可以完成工业生产中对开关量、模拟量、状态信息、定时器、计数器等的控制，还能从PLC扩展通信功能中来实现特殊的函数运算。同时，对于由PLC组成的控制系统来说，其良好的可靠性、高精度、以及可维护性，能够通过PLC来实现对被控设备的自动化控制。以电磁阀的性能检测为例来进行可靠性分析，对于电磁阀性能的检测旨在通过动作试验来分析不同工作环境下动作的可靠性，理论上电磁阀关闭时介质是不能通过的，而对于微量的流体渗漏等问题都需要从泄漏试验中来确定。因此在对电磁阀检测系统进行设计时，需要借助于PLC控制系统来结合电磁阀工作原理和性能特点来进行整体设计，并依据相关行业标准来全面获得电磁阀的性能指标，以满足工艺生产控制需要。
2.3.1 基于系统检测控制功能的分析
系统检测控制主要从动力源、试验台架，以及测控机柜三方面来布置，动力源的检测是针对电机、泵、变频器、稳压稳流装置、以及必要的模拟量仪表和电动截止阀进行信号采集和转换；对于试验台架主要是结合电磁阀、测试管路、各类传感器，及控制阀等来进行现场控制；对于测控机柜则主要针对工控计算机、软件硬件、PLC控制接口设备，以及采集卡等来进行操作和控制，以满足对信号的采集、转换、传输和分析控制，并对信号进行必要的放大、滤波、隔离等标准化处理。
2.3.2 传感与检测单元的硬件结构配置
在对传感与检测单元的硬件结构进行配置时，为了实现对现场数据的实时采集需要，同时为现场控制提供准确的信息反馈控制，需要对传感及检测单元的硬件进行有效配置，如对于传感器的选择上，结合检测系统的性能特点和要求，针对电磁阀检测中涉及的水、气、油等不同介质压力、温度、流量等开关量与模拟量的差异性，对被测信号进行划分，如涡轮式流量传感器误差范围为±（0.25-1.5）%，可承载的压力损失为8×106Pa，温度范围可达-240℃至+540℃，灵敏度要求0.01m3/h等；对于试验台周边环境的干扰问题，尤其是强电配电柜、变频器柜等产生的电磁干扰，采取强-弱分离技术，针对不同供电线路避免电源线与信号线之间的干扰，同时采用多重屏蔽方案，如对弱电系统中的模拟量与数字量进行分离，以双电源分离供电和分离接地的方式来减少数字部分对模拟部分的干扰；采用光电耦合器件来对输入输出开关量进行电气隔离，并采取滤波电路有效减少干扰量对信号传输的影响。
2.3.3 电磁阀PLC控制检测系统流程
在电磁阀PLC控制检测系统中，主控模块负责对系统进行初始化，以及线程控制等操作；数据采集模块负责软件与硬件间的连接，并通过自检系统来提前对系统校准，以确保数据采集卡、传感器、调理电路等环节的可靠性，并对环境干扰进行动态测量；系统维护模块负责系统自检与故障报警，并通过对各系统模块的功能、可用性进行测试，以确保测试过程中数据的真实性和可靠性，并在故障或异常时及时发出报警信号；过程控制模块负责通信控制与智能控制，并通过向PLC发送指令来完成对工作状态数据的采集和处理；数据处理模块是实施检测的数据中心，包括数据的存储、分析及报告的生成，并通过数据分析模块来对检测项目进行评估，并形成报告文件；显示操作模块负责用户操作和实时显示功能，对被测阀相关性能参数、测试方式、以及各测量值的状态显示，以满足形成实时控制的需要。
3 结语
随着网络通信技术、计算机技术的日益成熟与发展，以网络为特征的网络化控制系统，能够突破传统回路控制系统实现现场级网络控制目标，特别是网络接口向自动化仪表单元的转移，使得网络化控制系统与网络通讯系统建立融合；同时，基于网络技术背景下网络通讯能力和网络连接规模的扩大，能够满足信息传递和交换的实时性需要，从而突破了分布式与集散式控制系统在交互性上的不足，进而实现了扁平化控制系统目标。总之，在先进的计算机控制系统实现过程当中，借助于对智能控制技术与应用控制理论的作用，必然推动工业自动化系统水平的不断提高。
参考文献
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[关键词]仪表自动化 应用 开放化 总线化
中图分类号：TP21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0338-01
一、化工仪表自动化应用
1.化工仪表自动化概述
自上世纪40年代化工仪表自动化诞生以来，其不断经历着科技革新的变革和改进。最早的化工仪表自动化主要应用与基本数据的显示，如气压、温度等，但这些仪表因体积大、精度低而在半导体晶体管出现后，被迅速的替代和革新。以半导体晶体管为依托，人们可以将不同功能的电器件组装在装在集成电路板上，由此带来化工仪表的小体积、高性能等，计算机数据处理技术在仪表功能应用中的推广页进一步提高了自动化仪表的运算速度和精度，为化工产品的生产作出了巨大的贡献。随着科技水平的不断提高和进步。化工仪表和自动化技术不断的融合，超大规模集成电路和信息技术革命也应运而生，新产品和新技术层出不穷，这些技术革命的带来使得仪表走向多功能、高精度等方向的发展。微型计算机的在化工仪表自动化的应用更是有力的推动了其服务生产的能力。
2.化工仪表自动化的种类
化工仪表自动化的种类依据仪表信号形式的不同、仪表安装形式的不同以及为仪表提供能源动力的不同等而可分为诸多类型。其中按仪表信号形式可将其分为模拟仪表和数字仪表；按照仪表所使用的能源种类可将其分为气动仪表、液态仪表和电动仪表；按仪表安装形式可以将其分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表，其中架装仪表主要是指相比于常规仪表的盘装表而言，以支架为依托将不需要操作的仪表固定安装，需要操作的仪表安装成盘装仪表。
3.化工仪表自动化的优势
化工仪表自动化控制一大优势就是整合和利用了计算机技术，使其能够在减小体积、降低生产成本的基础上，利用计算机的运算能力和可编程性能提高其仪表运行的安全性、可靠性以及精度等诸多方面的性能。化工仪表自动化的优势主要体现在其存储功能、可拓展性以及拥有计算和数据处理功能。
首先，相对于以往采用组合逻辑电路和时序电路的仪表而言，化工仪表自动化拥有存储功能，其克服了前者只能在某一时刻对简单状态的记忆，缺乏长期的存储和记忆功能。随着微型计算机同自动化技术在化工仪表上的应用和融合，保障了化工仪表自动化的长时间存储功能。其次，微型计算机在化工仪表中的应用，推动了仪表自动化的进程，计算机软件在仪表中的应用，使得抽象的运算程序代替了硬件的逻辑电路，实现了仪表自动化过程中功能的可拓展性和复杂性。最后，微型计算机具有较强的计算能力和数据处理恩呢管理。而化工仪表内正是在微型计算机的应用下实现了其自动化。因此，仪表自动化也就随之拥有复杂计算能力，同时具有精确的数据处理功能。
二、化工仪表总线化应用
化工仪表总线化是指过程控制系统的自动化里，包括执行器、变送器在线分析方面的仪表以及气态类型的检测仪表等在内的现场设备的总线化。现场总线技术的深刻发展和广泛应用，使得组建集中测试系统和分布式测试系统更加容易。现场总线控制系统的产生是由于集中式测试控制系统无法满足化工仪表对复杂、远程以及范围较大的测控任务的需求的大背景下，发展而成的一个可供所有现场仪表数据共享的网络系统，在中央控制盒各个现场智能化仪表之间构建了一种开放式、全数字化、双向互动、多站的通信系统。目前，现场总线嫣然成为全球自动化技术发展的前沿科技成果，过程测控仪表在现场总线的技术基础上迎来了千载难逢的发展机遇期。同时现场总线为实现仪表进一步的高精度、高稳定、高可靠、高适应和低能耗等方面蕴育着巨大的发展前景和动力，市场经济的发展也为现场总线控制系统的发展提供了巨大的发展那空间，各主要生产制造厂商纷纷研制推出与现场总线控制系统相兼容的测量仪表和调节阀，这位现场总线控制系统体系的发展提供了潜力。总而言之，现场总线控制系统实现了功能的丰富化，规避了单一功能的现场仪表的使用和应用，实现了各仪器仪表之间功能的相互兼容和互联，在降低安装成本和维修费用的基础上，提高了化工仪器的环境适应能力，提高了仪器的寿命。
三、化工仪表开放化应用
化工仪表自动化的开放性得益于微型计算机的应用，在微型计算机安装于自动化仪表内部后，就实现了计算机软件在化工仪表开放性中的功能地位。目前多数相关监控仪器采用软件和硬件相结合的嵌入式系统技术，其中软件以将Windows/CE、Linux等嵌入式的操作系统作为系统软件的核心，硬件以高性能的微处理器为核心。随着科学技术尤其是计算机技术的不断发展，未来计算机技术和仪表之间的进一步融合成为化工仪表的一大发展趋势。化工仪表拥有同计算机相同的如USB接口、局域网的网络接口、打印机接口等所有接口，将大大加大化工仪表的开放性。通过USB接口的应用，能够实现测量的相关数据集市的在可移动存储设备里进行存储保存，如此一来，工作人员操作化工仪表就像是操作一台简单的计算机一样，对于拥有齐备完整接口的化工仪表而言，其可以同多种现场测试和控制仪表或者执行器设备等进行有效的衔接，在过程控制系统的主机支持下，通过相关网络所形成的具有一些特定功能的相关测控系统，对多种智能化的现场测控设备方面的开放式的互连系统进行了实现。
四、结语
总而言之，随着化工仪表自动化技术的不断发展和应用，这就要求了化工仪表自动化技术要拥有精度高、性能优、可靠性和兼容性强等功能。同时，化工仪表自动化也要结合利用现代计算机技术，这样才能有效的简化生产的流程，提高生产效率，节约人力资源和经济成本等方面，创造更多的社会和经济效益。
参考文献
