信息时代的自动化仪表与装置
[摘 要]中国有句俗语：“工欲善其事，必先利其器。”在原始时代人类开始研究并且制造和使用工具。随着中国信时代的全面发展，人类对于仪表的认知不再仅限于方便使用，而是更高标准的去追求科技化和信息化，在高科技的推动下，自动化仪表与装置，迈向了技术化，智能化，网络化的时代。
[关键词]信息时代；自动化；仪表；装置
中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0201-01
一、 自动化仪表和装置的构成和工作原理
（一） 自动化仪表和装置的构成
自动化仪表是由或多或少的自动化元件构成的，并且具有较完善功能的自动控制的技术的应用型工具。自动化仪表是一个完善的小型系统， 但又是属于自动化大规模中的一个系统。自动化仪表是一种“信息信号传输机器”它的主要功能是完成信息的转换和传递，将输入信号转换成输出信号发出去。 信号可以按时间域转换成连续的模拟量或断续的数字量形式呈现出去。[1]
（二） 自动化仪表和装置的工作原理。
随着科技的发展，自动化仪表技术也得到了快速的发展，因此对于自动化仪器仪表有了更高的要求和标准。近年来，自动化仪器仪表的发充分运用了全新的工作原理以及选用全新的材料和原件来制作，比如运用远红外线、核磁共振、超声波、X射线、微波和激光等原理。部分自动化仪表中有的传感器是运用硅材料，比如硅电容和硅压阻以及硅的谐振三种原理构造而成的，除此之外，还有些仪表会运用固态硅传感器技术、光纤传感器技术、生物芯片技术、电化学传感器技术、气体传感器技术、图像传感器技术以及多传感器技术。根据不同的工作原理进而运用不同的材料，仪器制作最终极的目的是使得仪器仪表更加小型化，重量更輕、并且要尽可能的寻求生产成本低的材料。除此此外，随着自动化仪器仪表的性能不断提高，从而使得仪器仪表的智能化与自动化程度以及数据处理能力进一步增强。从而实现仪器仪表的单项使用，实现计算机与数据通道高效结合，进而构成可以进行不同的测控管理工作的综合系统。[2]
二、 自动化仪表与装置的特点
（一） 自动化仪表和装置具有柔性化和智能化
在工业发展中控制和自动化模块最为注重和追求的就是智能化。产品是否具有智能化已经成为自动控制领域产品和技术的发展趋势的衡量标准。那么什么叫做“智能化”呢？就现在来说，“智能化”一词还没有明确公认的科学定义。但是，“智能”并不等于“电脑”，两者之间有着很大的差距。智能化自动仪表是采用人工智能技术的理论做基础，把理论用方法和技术与实际相结合，冠以与人相似的智能特性和功能而制造出来的仪器。研发者和制造者利用电脑来代替人类的一部分脑力劳动。电脑也是智能的一部分，但并不包含电脑。电脑具有可以输入信息进而使其进行知识的推理、学习、联想并且可以解决一定的实际问题的能力。现在的测控系统和仪器装置普遍具有刚性体系结构，所以也都缺乏自我组织、自我维修、自我适应的特点，也就是缺乏柔性，并且智能水平也不高。
现在市场上的部分智能仪表戴着“智能化”的帽子，事实上仅仅按照 “电脑化”的模式生产制造，只是把计算机和自动化仪表制造相结合。电脑化不等于智能化，所以自动化仪表的装置的制造不能只局限于电脑化。[3]所以为了促进科技的发展，我们提出了柔性智能测控仪表的研究理论和思路。所谓柔性智能测控仪表，指的就是在现阶段开发出来的电脑化仪表的基础上，把硬件软化然后再进行软件集成、把现实虚拟化、运用软测量等人工智能的方法和技术，实现测控自动化仪表的柔性化，研究和开发出人工特性的自动化仪表和装置， 这就是名副其实的智能化仪表。近几年所用到的多回路数字调节器（TDM一50A型），它的特点就是带有人工智能预估和控制的功能，它的作用是能解决特大纯滞后过程的启动翱稳定控制，并且自动检测纯滞后时间，自动寻优建立全部控制参数，快速并且无超调。
（二） 自动化仪表具有网络化
实现自动化仪表和Internet网络联接，是近几年来国自动化仪表制造取得的一个重大成就。但这其中却有很多的困难之处，为了保证自动化仪表和装置可以成功的和互联网连接，嵌入式技术就起到了至关重要的作用，可以很好的解决这个问题。不得不提的就是嵌入式微型互联网技术（简称EMIT）。EMIT技术的主要作用就是链接。我们通过EMIT 技术可以把自动控制仪表和装置和网络连接起来，并且运用高性能的嵌入式处理器或桌面计算机作为网关，（网络协议的实现主要放在该网关上）这样就能很好地把网络和自动化仪表的制造相结合起来了。总而言之，自动化仪表的网络化不仅释放了Windows系统的潜力，最主要的成就是打破了必须在同一地点进行采集、分析和显示的局限性，依靠网络技术的传输功能运用自动化仪表与装置能够有效地控制远程仪器设备，没有地域局限性地在任何地方进行采集、任何地方进行分析、任何地方进行显示。[4]
三、 自动化仪表和装置的应用技术
在我国，自动化仪表和装置应用的技术不断的更新主要运用的技术还是以下五种技术：
（1）传感器技术。高精度压力、高精度差压传感器技术非常复杂，需要的用量也很大，是现代工业自动化测控中最为重要的传感器。
（2）特殊工艺技术和精密加工技术。精密仪表和高档仪器的研发关键在于精密的加工水平，大量高中档自动化仪表开发的核心技术都会涉及一些专用特殊工艺，目前我们国开发的自动化仪表中用到的工艺有：光学元件的磨削及加工工艺、过精密成型的工艺、多维精密加工的工艺、以及特殊光学薄膜的设计和制备的工艺等。用到的技术主要有专用芯片加工技术，MEM技术等
（3）智能化技术。智能化技术是测控设备用到的仪器仪表的一个主流技术。具有自我检测和校准、自我诊断和修复、自我适应和调节的功能，并且还有运用复杂运算的共功能，还具有可以灵活改变和扩展功能等。
（4） 数字通信网络技术。数字通信网络技术近几年来飞速发展。被用于各方面，各领域中，其中在自动化仪表与装置的研发中也得以应用。
（5） 系统集成和应用技术。工业设备的特点是高参数化和大型化，因此在工业方面提高了上对自动化仪表与装置的要求。为了实现大型工业设备的安全启动、稳定运行、及时进行故障处理等需求，必须把各个地方生产的各种仪器仪表产品进行“无缝连接”成为一个可以相互协调运转的系统。这些仪器仪表产品之间的数据传递和信息共享等功能已经成为一项十分重要的技术，就是系统集成技术。[5]
结语：
当今世界已经进入信息化时代，所以，在自动化仪表与装置领域中，现代自动化仪表的所运用的智能化技术不仅仅改善了仪表和装置本身的属性和功能， 对于控制网络体系也有一定的影响，它不再是功能单一老式仪表，它们的适应变的更加强大， 功能也更加丰富。我相信新一代的自动化仪表和装置将会在计算机网络技术支持下， 在各行各业得到更为广泛的应用。
参考文献
[1]王德秀.光纤接入网技术及应用[J].智能建筑与城市信息， 2008， （02）. [2]叶大革.接入网技术的分析与选择[J].电力系统通信， 2016， （02）.
[3]吴拥民，王晓东.光纤接入网技术对专网建设的影响[J].引进与咨询， 2016， （02）.
[4]舒颖.民航有线通信中光纤接入网运用初探[J].空中交通管理，
[5]胡军波.浅谈 BXPON 无源光网络传输系统 — 在农村电信网改造中的说应用 [J].电力系统通信， 2015， （05）.