浅谈工业仪表与装置智能化网络化
【摘 要】本文系统而客观地总结了工业仪器仪表智能化网络化的含义与特征，分析了未来工业仪器仪表的发展方向和现今仍存在的问题。
【关键词】工业仪器仪表；智能化的含义及特征；嵌入式仪表
人类之所以与动物相区别，就是因为人类懂得使用工具并制造工具。人类从懵懂开始就制造工具以谋生，繁衍至今世界已然被人类改变。然而今随着现在社会知识经济的发展，人们在工业发展过程中对工具的认识有了新的变化。各种仪器仪表走进了人们的生活，带来了前所未有的变化，人们对仪器仪表的更新也产生了新的概念和观点。在现代工业生产过程中，自动化仪表在数字化领域的发展迅速，正引领工业仪表与装置大跨步进入智能化和网络化的高新时代。
一、关于工业仪表的智能化
1、工业仪表智能化的含义
有专家预测，21世纪的热点将是智能与网络通信。众所周知，在信息时代若想开展工业活动，科研活动，其基础便是必须依靠精准的仪器仪表来获取准确可靠的信息。作为工业时代不可或缺的工具和科技信息时代的尖兵，仪器仪表不仅是信息的来源，还要用来计算处理信息，是工业能源的左膀右臂。仪器仪表的智能化和网络化发展已经成为未来工业发展的必然趋势。
智能化是工业仪表与装置发展的主要动向。而对于什么是智能化，中国人工智能学会理事长涂序彦教授曾这样论述：“智能化”绝非“电脑化”，二者不是同一个概念。“智能化”应该有如下两方面含义：
（1）利用“人工智能”的技术处理数据；（2）具备“拟人智能”的特性或功能，例如自适应，自学习，自校正，自诊断，自修复等。
由此可得到关于智能化的定义：是“采用人工智能理论、方法、技术”并具有某种拟人智能特性和功能。
2、关于智能化的特征
智能化简而言之就是以微计算机为处理器，用CPU芯片处理变成处理软件，采用新技术进行联想，学习，推理。工业仪表与工具智能化应该具有以下特征：
（1）能独自完成或在程序指导下完成信息的数字化测量；（2）具有进行各种复杂计算和修正错误数据，即“自校正”和“自修复”的能力；（3）具有自适应、自学习，自诊断功能；（4）组成一个少量集中的，加强与人互动的复杂系统，实现智能组件与调度系统的互动，并进行灵活的改进和扩展
二、智能检测仪表和执行器及研究成果
1、现代仪表执行器科学技术的发展存在着许多关键的技术
（1）传感技术：传感技术是执行器运行的基础技术，通过控制信息精度和信息状态，进而实现对于最终效果的掌控。
（2）智能控制技术：这是执行器与人类最接近的方式。利用一部分脑力，自行进行仪表的监控和信息管理。智能控制技术是整个执行系统中最重要和最关键的软件资源，其中包括仿人特征提取技术、目标自动辨识技术、知识自学技术、环境适应技术以及最佳决策技术等。
（3）人机界面技术：智能化的含义是利用一部分智能而非全部，因此需要有一个界面供仪表与人进行交流。仪表界面技术主要为方便操作人员或配有执行机构的主设备的操作人员服务。这项技术是人获取信息的主要渠道，是认识世界改造世界的直接操作工具。
（4）可靠性技术：随着现代工业中仪表应用领域的扩大，可靠性技术在大型工业技术中的作用越来越大，尤其在军事，航空航天，电力水利以及核工业的应用领域。这些领域是一个国家的命脉，如果遭到破坏，可能会导致灾难性的后果。因此，装置的可靠性极其重要。
三、国际国内的研究成果
近年来，国际国内智能化工业仪表发展尤为迅猛。国内企业已经拥有自动化领域的代表性高科技产品，如上海的XDPS-400分散型控制系统，能够自动进行差压补偿的智能节流式流量计，能够实现熟悉PID和各种复杂控制规律的智能调节器，以及能够对各种谱图进行分析和数据处理的智能色谱仪等。
现如今国际上智能仪表的新品种更是种类繁多，最受关注的就是嵌入式仪表。嵌入式的亮点就在于注重发展一起的网络化。仪表嵌入式Internet技术在工业生产过程中是应用于设备状态的远程监控，在DevicetoDevice时代，将只能下移到设备中，是大量的嵌入式设备连接到Internet。新一代的智能仪表--IP智能现场仪表就是采用嵌入式web服务技术，并采用以太标准接口，实现了现场设备和Internet的直接连接。目前，惠普公司生产的嵌入式以太网控制器具有10-baseT以太接口，应用于传感器、驱动器等现场设备。国内的东大阿尔派公司为自己的CP产品开发了远程维修诊断系统这个系统贯穿于网络的各个层次，实现了真正意义上的办公自动化与工业自动化的无缝结合，他的扩展性良好具有全开放的网络体系结构，是在应用上一个真正意义上的大统一，它的应用将越来越广泛，将成为工业生产中各种各仪表在网络化进程中的必然趋势。
四、工业仪表智能化和网络化的优势及趋势
现代工业仪表集使用方便，智能分析，远距离传输，即使保存，及时备份，信息共享，保密性好，可靠性强等优势于一身，因而现代仪表取代了过去仪表。对于信息时代科技发展的需要，仪表的智能化与网络化已成趋势。
（1）微型化。微型仪表是指体积小，功能齐全，应用微电子等技术的智能仪器，能够完成信号的采集，数据处理，与其他一起接口，与人的交互等功能。
（2）多功能化。多功能本身就是智能仪表的一个特点，在结构复杂的数字灯系统中应用十分广泛，用来处理各种复杂函数，而且在测试功能上提供了较好的方案。
（3）融合ISP和EMIT技术，实现仪器仪表的网络化。伴随网络技术的飞速发展，网络技术正在逐步向工业仪表控制和设计系统渗透，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。
（4）虚拟仪器仪表是智能仪器发展的新阶段。传统仪器仪表在仪表技术中运用了某种计算机技术，而虚拟仪器仪表则强调在通用计算机技术中吸收仪器技术。作为虚拟仪器仪表核心的软件系统具有通用性，通俗性，可视性，可扩展性和升级性，因此具有传统的智能仪器仪表所无法比拟的前景。
五、工业仪表智能化和网络化发展中存在的问题
尽管如今的仪表已具备了多种功能，然而要适应人类需求和科学技术的进步仍有很大的提升空间，仍然存在诸多问题。大型智能化网络化的仪表仪器体积仍然较大，搬运困难，在有些场合不适用；故障产生的频率不固定，一旦出现故障，维修检查时技术要求较高，危险较大；大型仪器功耗较大，费用较高；在与网络连接过程中存在某些连接限制和技术局限，这是阻挡仪表智能化进程的最大障碍。
六、结束语
工业仪表的智能化和网络化是未来工业的发展方向，是衡量工业发展程度的重要途径，是衡量科技发达程度的全新标准。国家对工业仪表的发展也是相当重视，2011年的中央一号文件以及全国各大省市地区均为我国智能仪表行业采取了政策东风，这将为我国智能仪表行业的进步推行了有力的阶梯，会使中国在世界智能仪表市场中扮演重要的角色。毫无疑问，工业仪表智能化的时代已经来临，可以预料，各种工功能的智能仪表在不远的将来一定会广泛地应用于工业发展以及社会各个领域。
参考文献
[1]张雪红.浅谈工业仪表与装置智能化网络化的进展.《黑龙江科技信息》，2004年08期
[2]吴钦炜.工业仪表与装置智能化网络化的进展.《自动化博览》，2003年第S1期