Technical application技术应用 摘要：随着各种新技术的发展和应用，目前传统的自动化仪表正朝着网络化、智能化、数字化的方向发展。文章从通信网络技术、智能化实现技术和新型元件三个方面介绍自动化仪表新技术的应用，以进一步促进自动化新技术的应用。关键词：通信；网络技术；自动化仪表；新技术；工业领域文章编号：2096-4137（2018）07-094-03 DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2018.07.18■ 文／梁 波自动化仪表新技术在工业领域的应用近年来，网络通信技术、计算络上发布信息，从而有效实现各节交换机，接入网络的节点各自独占机技术和电子技术的飞速发展，对点之间的自由通信。由于每个节点一条线路，以此避免了冲突。采用传统自动化仪表技术的发展产生了都有自己的标识，并通过这些标识高速背板交换或者微处理器交换，深刻的影响，并出现了一些自动化的优先级来进行总线的总裁，因此响应时间控制在了合理范围之内。仪表新技术。本文旨在介绍自动化可以有效避免通信冲突的产生。因在工业级的以太网中，126个节点仪表新技术在工业领域的应用，以此，其具有更强的环境适应性和可的100M交换式以太网的响应时间是进一步促进自动化新技术的应用。靠性，非常适合分布式测控系统2～3ms，可以满足各种控制系统的之间的数据通信。此外，CAN总线要求。采用屏蔽的双绞线后，其抗1 通信及网络技术插卡可以任意插在PCATXT兼容机干扰能力可以与4～20mA的模拟传通信是自动化仪表发展的重上，能够方便地构成监控系统，进输线路相当，如果需要进一步提高要方向，在仪表实现通信功能后，一步扩大其应用范围。传输的抗干扰性，可以采用光纤通不仅便于工业生产实现远程管理，1.2 工业以太网信的形式。以太网传输总线与传统还能实现各种自动化仪表的集中管以往，很多人认为以太网是专的工业传输总线相比，具有以下的理，大大提高了仪表管理的效率，门为IT领域而生的，在工业自动化优点：它可以满足工业仪表控制中间接增加了企业的效益。目前常用领域中只能进行有限的使用。产生各种传输要求的需要，使企业信息的通信标准有：RS-232、CAN通这个想法的主要根源为：以太网采网络和控制网络得以统一。随着以信、RS-485、RTU。用CSMA/CD的碰撞检测方式，在网太网技术的普及，以太网设备的市1.1 CAN通信络负荷较大时，网络的时间确定性场价格往往较低，大大降低了企业CAN通信是目前世界上发展最不能满足工业控制的实时要求。在的技术投入成本。快的一种通信方式，由德国的博士以太网通信中使用的接插件、集线1.3 无线网络技术公司开发，其高可靠性和高性能已器、交换机和电缆是为办公环境而目前，在工业自动化领域应用被广泛认同，并应用于工业自动设计的，无法适应工业现场复杂的较多的无线网络技术有：4G无线网化、船舶、医疗设备、工业设备等电磁环境。在实际的工业环境中，络、蓝牙技术、无线局域网络。领域，是仪表自动化技术的发展热以太网的抗干扰能力太差，很容易（1）4G通信网络就是智能手点之一，被称为“自动化领域中的出现数据传输错误，这是工业生产机终端上网的网络，最大的优势是计算机局域网”。CAN总线实现了所不能允许的，极有可能造成危险覆盖范围最广、实现最为方便。只开放性的总线结构，采用多主竞争事故的发生。要现场有4G信号，就可以进行工业模式，具有多主站运行和分散仲裁随着以太网技术的不断发展，数据传播。但由于其收费较高，大的串行总线以及广播通信的特点。上述问题都已经得到了较好的解大限制了应用范围，只有在一些特CAN总线上的任意节点都可以在网决。采用的主要技术措施有：采用殊的偏远地区的设备通信时才会用·94·中国高新科技 2018年第7期4上发网站4.indd 942018/4/17 18:23:54到该网络，例如在石油平台的通信中。但由于其独特的特点，4G通信网络未来发展潜力最大。（2）蓝牙技术主要用于短距离通信，一般传输距离在10m以内，如果增加功率，可以将距离扩展到100m，其数据传输速率可达1兆，其传输功耗也较低。在工业现场的主要应用为对自动化仪表数据的采集，只要在规定的距离就可以对其数据进行采集，避免近距离采集造成的危险。（3）无线局域网络，即WiFi网络。该技术的发展最快，目前很多先进的自动化仪表设备都支持这种数据传输技术，其传输速度可以达到11Mpbs，其实现成本也较低。以上介绍的技术都已实现模块化，固化在各种芯片当中。在使用过程中，只需购买相应的芯片就可以实现仪表设备的功能扩展。目前，随着单片机技术的不断发展，其在仪表领域的应用范围不断扩大，有很多单片机已经实现了以上所说的技术集成，便于综合使用。2 智能化实现技术自动化仪表的智能化分为两个层次：一是现场设备具有数字化的接口，大大提高了仪表的控制质量，提高了设备的抗干扰能力和安全性。此外，随着微处理技术的不断进步，微处理芯片的处理能力越来越强，自动化仪表的发展进入了第二个层次，即智能性，对周围环境的感知更加丰富，并根据内部智能化的程序运行，具有智能决策的功能，这大大扩展了这些设备的功能。传统的自动化仪表主处理器主要采用CISC结构，主要代表为8051内核结构。随着自动化仪表的发展，对其运算能力和功耗提出了更4上发网站4.indd 95技术应用Technical application 高的要求，使得仪表的主处理器朝接将这些信号转化成数字信号，不着32位的方向发展。目前已经出现仅提高了信号的抗干扰能力，在一了主流的32位RISC处理器，其具有体化的传感器中还直接实现了模数32位的运算能力和寻址空间，是高的转换，将其变成了常规的数据传性能自动化仪表的第一选择。新的输格式，大大提高了系统功能的可自动化仪表不仅对处理器的运算能扩展性。力提出了很高的要求，也对其多任3.2 数字信号变换器务性提出了很高的要求，系统的程其主要实现电压变换和隔离，序也越来越复杂。实时系统的出现在很多自动化仪表中都具有数字信很好地解决了这个问题，能有效缩号变换器。它具有以下优点：功率短开发的周期，并降低程序开发的较小；由于采用变压器隔离，系统难度。RTOS操作系统就是其中典的抗干扰能力更强；效率可以达到型的代表，它实行任务抢占机制，85%；温度的适应范围更广，满足是多任务的实时操作系统，非常适户外作业的要求；外形体积较为小合工业现场的要求，还可以扩展图巧，适合狭窄空间的作业；可靠性形、网络协议等功能。更高，无故障使用时间更长。3.3 Flash存储器3 新型元器件这是一种发展迅速的储存器，随着电子半导体技术、光电技具有可读可写的特点，可以重复写术、存储技术的不断发展，目前各10万次，数据的保持时间也可大于种新型的电气元气件不断问世，应10年，价格也较为便宜。其最大的用在自动化仪表设备中，大大提高特点是容量特别大，功率消耗也较了仪表的性能，拓展了功能，有效减低。Flash存储器在自动化仪表中的小了体积，价格也更加便宜。下文重使用，多是作为微处理器的程序存点介绍几种主要的新型元器件。储器，能够大大增加微处理器的程序3.1 模数转换器量，但由于其数据读取速度较快，并传统的自动化仪表多采用模不影响微处理的程序执行速度。拟设备，传递的信号是模拟信号，3.4 数字电位器抗干扰能力较弱，需借助处理器进数字电位器又称为非易失性行进一步处理。如果使用数模转换数控电位器。在传统的自动化仪表器，则可以在模拟信号的采集端直中，调零操作都是通过操作滑动变中国高新科技 2018年第7期·95·2018/4/17 18:23:55Technical application技术应用 阻器来进行的，可靠性较低，在多片机系统替换了传统的数字逻辑电次的调零操作后有可能被损坏。且路，不仅缩小了控制电路的体积，由于其是机械结构，在工作过程中还显著增强了系统的功能，通过其容易受到工业现场震动的影响，需强大的数字运算能力，可以有效提要定期对仪表进行校正。采用数字高系统的自动化水平，让系统实现电位器后，电位的调整可以通过数复杂的自动控制功能。由于单片机字通信的形式进行，由于避免了机具有通信功能，也就无须再为系统械的结构，稳定性较好，不易受到布置信息传输系统，还可以利用单周围环境的影响。此外，由于其电片机强大的功能直接扩展系统的功位的调整采用数字化的方式，因此能，使系统获得一些新的功能。目可以采用自动校准的模式，根据实前单片机技术正处在迅猛的发展际使用情况进行自动化的校准。期，相信未来会在仪表自动化中发挥更大的作用。4 高性能微处理器的应用随着数字技术的不断发展，处5 显示信息丰富的液晶显示理器体积的不断减小，甚至出现了技术程序嵌入式的单片机系统。它具有在传统的仪表设备中，大多强大的运算能力，有的单片机已经使用机械仪表盘显示信息，不仅可可以实现32位的数字运算和32位靠性低容易损坏，而且显示的信息的寻址空间，可以和早期的电脑处内容不够丰富。使用液晶显示后，理器相媲美，且其功能十分强大，可以大大丰富仪表的显示信息。这不仅具有标准的I/O端口，并融合种技术的实现一方面得益于液晶技各种通信协议可以进行高速的信息术的进步，让液晶显示屏幕的分辨传输，有的单片机还具有AD转化率更高、色彩更为丰富，液晶显示功能。例如意法半导体退出的stm系统的操作更为方便；另一方面要系列的单片机，就是其中非常典型归功于功能强大的单片机系统的支的32位单片机，它具有低功耗、低持。通过液晶屏幕可以显示出各种成本、高性能的特点，这一些高档信息，不仅可以显示出当前的数字的自动化仪表中经常采用。有些自信息和最近一段时间的仪表记录曲动化仪表设备中，已经用先进的单线，还可以通过液晶显示对仪表做·96·中国高新科技 2018年第7期4上发网站4.indd 96进一步的设置和校对，大大方便了仪表操作。6 手持仪表检测设备手持仪表检测设备是综合运行现代自动仪表技术最多的设备，它们使用嵌入式单片机系统进行管理，具有超大屏幕的液晶显示屏，且由于内部集成了各类传感器，因此具有多功能的仪表检测。与传统的仪表设备相比，手持仪表检测设备具有功能强大、设置方便、仪表信息丰富等特点，在现场检测中的应用越来越多。7 结语随着各种新技术的发展和应用，目前传统的自动化仪表正朝着网络化、智能化、数字化的方向发展。这让新型的自动化仪表功能更强，功能更多，信息化程度更高，可以更加高速、可靠地传输数据，其运算能力也得到了大程度的提升。这为综合性、智能性仪表的产生奠定了良好的基础，智能技术的应用使这些仪表变得更加“聪明”，其会在不断的工作中不断提高自己的决策能力，让这些仪表越用越好用。参考文献[1]田娜．工业自动化仪表与自动化控制技术探讨[J].橡塑技术与装备，2016，42（4）.[2]于浩．工业化中的温度检测仪表自动化控制的探讨[J].电子技术与软件工程，2016，（9）.[3]曹庆年，王薛飞，刘晋熙，等．自动化仪表新技术的应用探讨[J]．电子技术与软件工程，2015，（17）.（作者系四川宜宾五粮液集团公司工程师）2018/4/17 18:23:562上发网站2