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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機測控技術方向，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
[關鍵詞]測控技術；組成；特點；電子技術領域；應用
中圖分類號：TM 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）34-0226-01
無論是在人們的生活中還是在工作中，都離不開測技術的身影，這是一種新形式的電子技術，在近幾年中發展較為迅速。測控技術的發展之所以如此迅速，主要原因是在測控技術中包含了眾多的其他相關技術，將這些技術進行有機的融合，就形成了如此強大的綜合性技術，可以說測控技術的發展帶動了我國工業生產以及電子信息等各個方面的進步，如果長期堅持下去，相信在今后的時間里這一技術將會得到更廣泛的利用。下面我們就測控技術的組成與特點進行具體的分析，進而探討其在技術領域中的應用，希望測控技術能夠得到更好的發展。
1、測控技術的組成
隨著科學技術的發展，現代信息技術中所包含的最為突出的技術類型就是測控技術。這一技術的應用已經成為一種主流的趨勢，在各行各業中均有所體現。測控技術中包含了眾多的領域技術，如信息處理、計算機網絡、自動控制等，除此之外，還有測試測量以及儀器儀表等都是測控技術中最為常見的領域技術。在測控技術中，主要由五部分組成，這五部分相互聯系，相互依托，并且缺一不可，共同構成了測控技術這一技術系統。它們分別是控制器、測控應用軟件、程控設備、總線與接口、被測對象。這五部分都是測控技術中的重要組成部分，不同的部分具有不同的作用。例如，控制器主要的作用是指揮與協調，相當于我們的大腦，如果沒有大腦發出指令，就無法做出相應的動作，控制器就是起著這一作用的重要部分。常見的控制器為計算機。再如程控設備的主要作用是顯示以及存儲，沒有程控設備將信息數據存儲好，就不能在第一時間將信息輸送給控制器，發送相應的指令。常見的程控設備包含顯示器以及存儲器等。在今后的發展過程中，測控技術必將會成為信息技術的核心環節，并且為社會的發展提供源源不斷的技術支援，人們應該認識到這一發展趨勢，并且積極開拓與創新測控技術，實現自動化的發展目標。
2、測控技術的特點
測控技術具有以下幾個特點，其一是網絡化；其二是智能化；其三是數字化；其四是分布式化。這四個特點能夠充分的說明測控技術的發展是朝著更加多樣化以及信息技術的普及方向發展的。
2.1網絡化的特點是時展的要求，當前的生產生活中都離不開網絡的發展，而測控技術就是將網絡化的特點得到進一步的放大，同時能夠使人們能夠更加便捷的應用到測控技術，因為在測控技術中，包含了計算機網絡技術以及傳感器技術等，更進一步推動了網絡化的發展，在這種情況下，我們應該更進一步的完善測控技術在現代領域中的應用，將其廣泛發展成為重要的技術之一。
2.2智能化的特點主要體現在儀器在運用的過程中更加精準化，例如在進行數據計算的過程中，通過智能化儀器的運用，可以有效的降低計算的時間，同時還能使計算結果更加精準，這是現代技術的一大革新，有效的提高了測控技術的發展水平。
2.3數字化的特點是時展的必然要求。因為無論是在各行各業，都需要進行數字化的控制與管理，可以進行通訊的數字化，多媒體的數字化等，無論在何時何地，只要通過數字化的通訊手段，人們都可以達到交流與溝通的目的，同樣在信息傳輸也不例外。
2.4分布式化的特點是以網絡技術為基礎而發展起來的，這一特點使得測控技術變得更加安全與穩定，通過對不同地區進行測控，找出最為合適的地點而進行儀器的布設，這就是分布式化所體現出來的優越性。除此之外，分布式化還能有效的提高各個領域的生產效率，降低成本，促進社會的進一步發展。
3、測控技術在電子技術領域的應用
3.1傳感器技術
新興傳感器技術是當前測控技術的重要應用分支之一，依據測控技術，新開發了包括智能傳感器、數字化傳感器、集成傳感器等新興傳感器。其中新型網絡傳感器的應用最為重要，被廣泛應用于國防、軍事、工農業、城市管理、搶險救災等行業，在促進社會穩定、和諧發展中發揮著重大貢獻；而最為常見的是數字化傳感器，常用于環境測量、圖像傳感器及醫院、銀行部門的監控等；智能傳感器用于火車狀態監控及心內壓監控等：集成化傳感器常被用在溫度、壓力等的測量上。
3.2遠程測控技術
遠程測控技術是測控技術的另一項重要應用，網絡與遠程測控技術的結合使社會公眾生活更為便利，在社會發展中發揮著極為重要的作用，也是工業領域趨向大力發展的測控方向。其中無線通信遠程測控技術被廣泛應用于水、電、煤氣等自動抄表領域的遠程測控；專線遠程測控術有利于大型工程監測工作的開展，核電站監測及石油輸送的遠程監控等均充分利用了專線遠程測控技術。
3.3現代測控總線技術
總線技術可將各部件連接至處理器上，該元件的應用使得系統的可靠性、兼容性和開放性有效增加，系統結構得到進一步簡化，各個元部件更換便捷，系統成本降低。基于測控總線技術的不斷發展，應用在USB上使其能在低速設備上正常運行，GPIB總線技術則促使測控技術迅速向大規模測控方向發展，尤其在電子技術領域方向得到了較好的發展，電子自動化沿總線結構方向迅速邁進，使得企業自動化管理程度不斷提高，以及網絡相關行業都有了很大發展，企業成本得到有效節約。
3.4虛擬儀器技術
虛擬儀器技術結合計算機技術與測控技術，具有功能強大、技術性含量高等優勢，這類現代工業新產物是測試領域一項重大突破性技術，表現出靈活且交互性強的優點，實現了測控技術的系統化和網絡化。虛擬儀器技術廣泛應用于實際生產生活中，可對液力變矩器在不同壓力及轉速下性能參數的測量：還可利用視覺軟件開發出農業自動秧苗分析系統，對種子發芽期及秧苗數量進行預測，并加強秧苗質量監視；應用于蠶種催青過程中無損質量的檢測，開展農機現代化教育及管理等農業、電子技術領域。
4、結語
隨著社會的進步和科技的發展，融合了計算機技術、通信技術、光電技術、數據處理等先進技術的現代測控技術也呈現出較大的發展和突破，促進了產業的不斷升級，彰顯出潛在實用價值和重要科研價值。
參考文獻
[1] 劉志剛.現代測控技術的發展及其應用探析[J]. 機電信息. 2012（12）
關鍵詞：FPGA；PCI；構件；計算機測控系統；通用性；可維護性
中圖分類號：TP302.1 文獻標識碼：A文章編號：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卡都是目前數據采集[2]控制領域主要流行的技術之一，FPGA器件廣泛應用于通信、自動控制、信息處理等諸多領域，PCI卡是用于數據采集應用的理想采集卡產品。本文針對FPGA及PCI卡的技術特點，將其按控件組合應用在計算機測控系統中。
一、計算機測控系統硬件體系結構
根據計算機測控系統[3]的要求，在硬件設計時考慮將該系統分成工業控制計算機系統、信號調理系統、控制機箱三部分進行設計。使用計算機調試系統軟件進行各輸入輸出信號的控制和測試。
圖1.計算機測控系統硬件體系結構原理框圖
（一）工業控制計算機系統
工業控制計算機系統由主流計算機系統構成，可根據實際需求選擇配置，在工業控制計算機中可迅速插入多個I/O卡和FPGA卡，從而提高了系統的可擴展性，并減少了維護周期。本文選用的系統硬件配置為凌華科技的計算機平臺。
（二）信號調理系統
測控系統中信號調理板采用PCI接口形式，主要用于對輸出故障模擬及復位信號，輸入故障狀態信號進行調理數字I/O板卡選用AD-LINK的PCI-7296，32位PCI總線，即插即用96路TTL兼容數字量I/O通道，端口可編程設定為輸入或輸出，數字量輸入可用外部鎖存，輸出端口狀態回讀，板上帶有8254定時器/計數器芯片，16位外部信號事件計數器，32位定時器用來產生定時器中斷，狀態變換中斷，中斷源可編程的雙中斷系統。
（三）控制機箱
控制機箱內部為物理電路連接，其實現的功能即為控制機箱面板所需要觀測的數據指示燈和顯示屏及開關控制等搭建電路連接。控制機箱外表面即為物理主控面板，通過對其安裝的控制開關，控制流量或通斷量；通過機箱上的電流電壓表即時顯示電路中控制部分的電流值和電壓值，通過LED指示燈亮滅或紅綠顏色變化區分顯示信號的變化。
二、計算機測控系統軟件體系設計
計算機調試臺測試軟件選用Visual Basic開發[4]，它可以進行測控系統各級故障信號的模擬控制，并能顯示出操作過程，各信號的狀態，檢測結果和檢測時間，檢測可以通過自動或手動完成，可將檢測結果保存至計算機中。FPGA部分由VHDL[5]實現FPGA軟件部分編制控制，I/O卡及其他由VB統一編程實現。
三、測控構件通用性
通過將FPGA卡及PCI卡組合構成測控構件，使得測控構件能迅速的接入到工業控制計算機中，完成信號調理和數字量控制。其特點是可針對于不同測試功能需求，將測控構件移植，在新系統中只需完成FPGA的可編程部分，配合其他板卡使用即可快速完成新的計算機測控系統設計。
四、結束語
采用FPGA器件可以將原來的電路板級產品集成為芯片級產品，從而降低了功耗，提高了可靠性，同時還可以很方便地對設計進行在線修改。PCI其自身具有快速、正確、有效、可靠性好、操作方便及連續高吞吐率（即使是大量數據）地傳輸等特點；將兩者有效組合構成一個獨立的測控構件，讓計算機測控系統平臺的搭建變的更加快捷方便，使其具有更高的通用性和可維護性。
參考文獻：
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關鍵詞：無線網絡化；測控技術；測控儀器
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.097
1 引言
隨著我國現代科學技術的提高，我國計算機技術有了極大地進步，相應的與計算機有著密切聯系的測控技術也得到了同步發展，測控儀器的完善和改進為無線網絡化測控提供了有力的基礎保障。測控儀器是測控網絡化的核心，其承擔著一些最基礎但最重要的工作，測控儀器是測控技術的以完美實現的保障，同時網絡化測控技術的優化升級也依賴網絡測控儀器的發展。因此對無線網絡化測控儀器的發展，不僅僅黑絲單獨的體現出測控儀器硬件的完善和改進，而且對無線網絡化測控技術的進步也有反饋的作用，只有這樣測控技術和測控儀器兩者互相發展，互相促進才能實現整個測控行業的大進步，提高我國測控技術在我國際中的地位，增強我國的綜合實力，最終會惠及全國人民，為提高全國人民水平做出巨大的貢獻，因此網絡化測控儀器和測控技術的研究與實現是一項具有重大意義的工程。
2 無線測控技術與測控儀器的相互作用
無線測控技術的不斷發展，促進了對測控儀器的研究，無線網絡測控儀器具有復雜性，多元性，它能夠將不同的技術和不同的硬件進行有效的融合，進而為自己使用，例如：無線測控儀器將計算機、自動化控制的PLC、通信技術、測量技術，進行有效的結合，并且充分發揮各技術的優勢，實現資源整合并且得到充分利用的局面，并且能夠通過實現多系統的儀器，不僅僅為某一人或某一個特定領域服務，而是實現一臺儀器為多人或者多領域的應用，這樣節約了資源，提高了工作效率。另外無線測控技術不受地理位置的限制，使用者可以通過網絡來遠程控制測控儀器，這樣就免除了一些測試人員遠途奔波的去對一些需要調試的測控儀器去調試。無線測控技術的發展對測控儀器的發展起到了促進的作用，同時測控儀器硬件設施的不斷更新和完善，也促進和拉動了無線測控技術的發展，拉動無線測控技術的更新和提高。隨著科學技術的不斷發展，計算機的廣泛應用，人們對生活品質要求的不斷提高，無線測控技術對測控儀器的促進的優勢會越來越明顯，同時測控儀器對測控技術的拉動優勢也會越來越明顯。
3 測控儀器的發展歷程
自1970年以來，計算機的應用的已普遍，微電子技術和數電、模電的迅速發展，在這種形式下，測控技術和測控儀器應用而生，并取得了巨大的發展，相繼產生了智能儀器、虛擬儀器和網絡儀器等，這些儀器與計算機的結合越來越緊密，以至于現在很難完全界定計算機與現代測控儀器的概念，并且隨著計算機不斷地滲入到我們生活中的每個方面，現代測控技術也逐步進入了我們的家居生活中，并且到了人們離不開的地步，對此產生了一定的依賴性。1.智能儀器。1980年后，隨著微處理器技術的完善，并且被首次運用到測控儀器中，儀器前端的控制面板開始朝向實體的鍵盤化方向發展，與傳統儀器模式不同的個人儀器被首次應用，并且廣受好評得到了快速的發展和廣泛的推廣。自20世紀90年代來，儀器儀表智能化出現了很大的改觀，微電子技術影響了儀器儀表的設計，到DSP一些完善的芯片出現，這些新科技和新技術使得測控儀器儀表對于數字的處理能力大大的增強了，功能也變得更為強大，儀器儀表的處理數據和圖像的能極大地提高了。智能化儀器比傳統的測控儀器具有操縱性好、能有效地進行人機對話、可編程的優點。但由于這種智能化儀器也有一些自身的缺點，如價格昂貴、實時性差，因此智能化測控儀器還存在很大的發展空間。2.虛擬儀器。20實際90年代初期，市面上出現了一種新型的測控儀器，也就是虛擬儀器，是繼PCI之后出現的一種新型測控儀器。虛擬儀器是指以計算機為核心，有使用者定義并且具有虛擬前端面板和測試功能的一種計算機儀器系統。虛擬儀器與傳統的儀器相比有較多的優點，其并不強調物理上的一些實現形式，用戶可以根據自己的設計思維來定義儀器的相關功能，以實現軟件硬件的共享，這樣測控儀器軟硬件的局限性較小。但與傳統的測控儀器相比虛擬儀器在實時性方面存在著一些欠缺，實時性比較差，也就不可避免的產生一些量化方面的誤差。3.網絡儀器。網絡儀器的測控設備，測控對象都可以通過測試現場的一些普通儀器設備，并且將這些普通設備取得的一些相關的資料數據經過有效整合，并通過計算機網絡傳輸給異地的一些精確度比較高的儀器來進行處理分析，并且實現許多測量信息的有效共享，并且實時掌握一些關鍵信息的變化趨勢。網絡技術的發展和計算機硬件和軟件的大幅度提升，使得網絡儀器得到了迅速的發展，無線網絡化測控系統具有使用方便、操縱性強、組網容易、維護時不僅費用低而且還比較方便，不受時間和空間的束縛限制，并且在對它的安裝時比較簡單容易，對其的擴展性也比較好，因此人們對無線網絡測控儀器頗受歡迎，并且成為人們研究網絡化測控技術和測控儀器的熱點。
4 嵌入式無線網絡化測控儀器的研究現狀和意義
最近這科技迅速發展的10年來，互聯網+以及大數據的廣泛應用以及其他高科技技術的融合，智能化的測控儀器得到了迅速的發展，網絡化的測控技術已經成為了測控技術的關鍵，以互聯網為代表的計算機網絡的發展迅速，并且推動了無線測控儀器的相對完善和改進，并且突破了傳統的通信傳輸方式在時間和空間上的限制，使長距離、大范圍的通信成為了現實。到目前為之，無線網絡化測控儀器依托和依賴的技術主要有：RFID、藍牙、WIFI，每個通信技術都有各自的優點和缺點，只有分析復雜的現實情形，才能合理的運用在這些技術更好的為無線網絡化測控儀器來服務。
目前，美國及一些發達的歐美國家在無線網絡測控技術和測控儀器上面投入的經歷和成本比較大，因此也取得了相應的發展。總觀國內對無錫縣網絡化測控儀器的研究現狀，雖然也取得了一些可喜可賀的傲人成績，但總體還不算太成熟，與美國以及歐美一些發達的國家尚存在一些差距。國內目前網絡化測控儀器的研究仍停留或許長時間處在LXI-C的水平上，由于缺乏相應的理論基礎和高技術作為支撐，目前國內的無線網絡化測控儀器的發展仍需要努力，并仍有較大的提升空間。
（下轉第55頁）
（上接第118頁）
5 總結
在實際的工作需求中，一個測控儀器的可靠性和穩定性對整個測控系統都起著至關重要的作用。測控儀器的穩定性不僅與自身硬件有關，而且還與無線網絡化測控技術的發展水平和發展穩定性有關，通過二者的有效促進結合，不僅能提高無線測控系統的穩定性和實用性，還能降低整個測控系統的成本，以達到合理利用資源，減少浪費的目的，并且最終達到提高經濟效益惠及人們的日常生活水平的目的。
參考文獻：
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【關鍵字】遠程測控；分類；應用
遠程測控技術伴隨便著計算機的發展速度迅猛，同樣，遠程測控技術將隨著我國相關技術的發展而逐步完善和成熟，遠程測控系統的強大功能將會廣泛地使用在社會的各個領域，必將引領計算機發展的新方法。筆者作為一個專業的學生通過對遠程測控系統發展過程的廣泛了解，根據系統中信號遠程傳輸方式的差異，分類列舉出以下幾種比較典型的遠程測控系統，并對每種系統的優缺點以及適用的場合進行了對比和分析。
1 獨立專線的遠程測控系統
獨立的專線遠程測控系統是采用一般采用自行架設獨立專線來作為數據傳輸的橋梁。因為具有路線系統的獨立性，所以專線的遠程測控系統對于其他測控系統測控距離較短、但通信數據量大。系統包括一個主機和多方串行口及MODEN，主機通過串行口及MODEN與各地的多個子站相連。子站雙方的調制器進行 “握手協商”，以確定波特率、協議等參數，進入數據傳輸。獨立專線的遠程測控系統通信頻繁但實時性、可靠性和保密性都很高.
遠方MODEN將收到的信號解調為數字信號，通過串行口送給主站(或子站)的PC機，從而實現集中管理。這種網絡技術的關鍵是如何建立主站和各個子站之間的通信協議，以保證整個系統的實時性和避免沖突的產生，可以采用“快速巡查”或“定點查詢”的方法來解決這一問題[1]。這種遠程測控系統在水利、電力、交通、工業等領域的應用十分廣泛，比如說鐵路沿線行車信號燈的監控，水電站發電機組的監控，都可以采用這種測控網絡來實現。
2 光纖通道的遠程測控系統
利用光纜傳輸測量與控制數據，可以充分發揮光纜傳輸的穩定性好、抗干擾能力強、傳輸容量大等優點。在這種系統中，光纖收發器的主要作用是進行電／光、光／電轉換，并可以直接接收串行口的控制信號，有些光纖收發器還兼具有以太網接入功能。考慮到系統的高穩定性和高可靠性，在設計過程中必須慎重選擇串行接VI和光纖收發器[2]。這種測控系統的投資較高，但由于其抗干擾和抗雷擊能力強，并且通信質量優越，因此在廣播電視站以及通信站的發射機的遠距離不問斷監控中得到廣泛應用。
3 電話網的遠程測控系統
在通信不是很頻繁、通信數據量較小、實時性和保密性要求不高的場合，可以租用公用電話網，采用撥號方式建立臨時連接的方式來實現遠程測控。采用這種測控系統可以降低系統的硬件成本、縮短建網周期，實現高速高效的目的。
該系統中的每個子站只需要定時采集被控對象的狀態數據，并保存在自己的數據庫中；主站則只能在屏幕上面按狀態數據庫所保存的最新數據顯示各測控對象的狀態。當需要檢測遠方測控對象的狀態或對其執行操作時，主站從自己的數據庫中找到對應子站的電話號碼，通過撥號方式向子站發出“握手信號”，相應的子站接收到“握手信號”后執行摘機命令，從而建立起主站和子站之間的通信渠道。由于這種測控系統的實時性和保密性都比較差，因此只用在一些了解遠方測控對象的運行狀態和提前預防事故的場合。
4 基于Internet／Intranet的遠程測控系統
測控系統以計算機為中心、以網絡為核心的特征日益明顯。使用Internet／Intranet的遠程測控系統，人們從任何地點，在任何時刻獲取到測量信息(或數據)的愿望成為現實。系統的組成見圖1。
圖1 基于Internet／Intranet的遠程測控系統
實現該系統必須解決許多關鍵性問題，比如數據傳輸的可靠性、準確性和實時性；另外網絡數據庫的連接和更新不僅應是動態的、實時的，而且要有高的編程效率和很好的兼容性；TCP／IP協議和現場總線協議的兼容性，真正達到數據暢通無阻；同時網絡的安全性也是一個不容忽視的環節。基于Internet／Intranet的網絡化測控系統適用于異地或者遠程控制和數據采集、故障監測、報警等等，其應用范圍十分廣泛[3]。
5 基于無線通信的遠程測控系統
對于工作點多、通信距離遠、環境惡劣且實時性和可靠性要求比較高的場合，可以利用無線電波來實現主控站與各個子站之間的數據通信，采用這種遠程測控方式有利于解決復雜連線，無需鋪設電纜或光纜，降低了環境成本。系統的組成見圖2。
這種遠程測控系統的關鍵是要使射頻模塊的接收靈敏度和發射功率足夠高，以擴大站點間的距離，同時還需要考慮無線電波波段的選擇；無線通信調制解調器已經有許多比較成熟的產品，可以根據實際需要來選擇[4]。無線通信的遠程測控技術的應用領域十分廣泛，比如說智能小區的保安系統、油井遠程監測系統等均可以采用這種技術來實現，還有航空航天上使用的無線電跟蹤測軌、遙測、遙控系統，是這種技術的典型應用。
6 結束語
測控系統的多樣化，都各有千秋，隨著今后測控距離的不斷擴大以及測控系統復雜度的不斷增加，單一的數據傳輸方式往往不足以達到要求；在一個遠程測試系統中采取多種數據傳輸方式相互配合使用，可以降低系統的實現難度，有利于整個系統的模塊化處理。
同樣，遠程測控技術發展迅速，將引導測控領域主要發展方向。各種新技術、新器件、新模型的出現和計算機網絡的飛速發展必然給遠程測控技術提供更大更寬廣的平臺。但是遠程測控技術要從自身著手，不斷的尋求提高測控系統遠程通信的可靠性、準確性和及時性的方法和手段，以及解決如何擴大通信的距離、提供通信質量等一系列關鍵性的問題。
參考文獻：
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【關鍵詞】現代控制理論 過程控制工程 預測控制 智能控制
以狀態空間方法為主體的現代控制理論，借助于多變量控制系統的設計，能夠實現對工業過程的狀態采集、輸出反饋，以及解耦控制等操作，尤其是現代計算機技術的發展和在工業生產中的應用，更使得現代控制理論獲得了新的突破。自上世紀80年代基于實時動態環境下對多變量耦合系統控制技術的問世，以模型預測啟發式控制和動態矩陣控制技術為代表的預測技術，逐漸成為工業過程控制應用的主角，同時，隨著工業過程控制技術的不斷深入，基于模型的控制理論體系也得到了完善。
一、先進控制理論的技術理論特點分析
與傳統基于模型的過程控制相比，對于先進控制技術來說，如神經網絡、專家控制，以及模糊控制等智能化技術，已經成為當前發展的主要方向。結合先進控制的應用實踐，以多變量耦合、大時滯、被控變量與控制變量間的關系約束等方面來看，先進控制技術可以實現在常規回路上的動態約束控制，即能夠適應實際工業生產過程的動態操作要求。另外從對計算功能的支持上，實時性是先進控制技術的主要特征，并能夠依托先進的計算機技術來完成對控制可靠性、可維護性的高效操作。
二、基于工業過程的控制技術分類策略
從過程控制策略來看，主要分為五類，一是傳統控制策略，如PID控制、手動控制、比值控制、前饋控制等；二是經典技術控制策略，如增益調整策略、解耦控制策略、時滯補償策略等；三是統行技術控制策略，如模型預測控制策略、自適應控制策略、內模控制策略等；四是潛在技術控制策略，如專家控制策略、最優控制策略、神經控制策略、非線性控制策略、及模糊控制策略等；五是研究上的策略，如U綜合策略、魯棒控制策略等。對于不同控制技術來說，結合不同的應用領域選擇適應的控制策略來完成具體的應用操作。
三、對預測控制技術的研究與分析
自上世紀60年代卡爾曼將狀態空間法引入到控制理論中，從而揭開了現代控制理論的序幕。特別是在自動化控制技術日益發展的今天，借助于多變量、時變和非線性等特點，在工業過程控制中將時效性和經濟性作為控制模型的基礎，并從最優化性能指標算法中實現了對復雜工業過程的控制。同時，為了克服數學模型精度和不確定性因素的影響，從工業過程建模、魯棒控制及自適應控制中進一步突破傳統思想的束縛，以現代計算機技術為支撐的高性能計算平臺來完善控制新算法，以實現對預測控制技術的有效改進。
基于非參數模型的模型預測控制技術。以Richalet（1987）、Mehra（1982）等提出在脈沖響應模型基礎上而改進的模型預測啟發控制系統，其原理是利用脈沖響應來實現對工業現場的控制，不需要額外系統來進行系統識別，從而避免不確定性的運行，提高了控制的魯棒性。如在煉油廠催化裂化裝置中，對于原油預熱過程進行控制，能夠獲得較好的控制效果。再如對于某鋼廠加熱爐進行綜合控制時，從多變量約束條件控制算法中來獲得各環節的預測參數值，并從工業現場過程中的解耦、跟蹤上來優化控制算法，從而獲得良好的控制目標。
基于參數化模型的預測控制技術。為了在自適應控制理論中增強系統的魯棒性，從廣義最小方差的基礎上，Clarke（1987）提出的廣義預測控制技術。其原理是吸取預測控制技術中多步預測優化策略，并從過程參數識別控制中，來提高系統的自適應控制能力。如將自適應控制技術與預測控制技術進行結合，從參數修正過程中來實現對預測模型的動態修正，從而改善系統的控制性能。如在聯鑄工業生產過程中對結晶液位的控制上，從廣義預測控制技術上克服了拉速變化產生的有色噪聲，提高了過程控制的魯棒性。預測控制技術的成功源自工業實踐，更因為預測控制技術能夠從控制目標的優化、約束條件的廣泛性，以及控制算法、魯棒性等的優越性，使其能夠獲得更好的應用前景。
四、智能控制在工業控制過程中的應用研究
智能控制技術作為一門新的學科分支，在以現代信息技術、人工智能技術的支撐下，信息論、控制論、系統論理論的日益成熟，將控制技術進行高度分化和綜合，從而獲得了對控制對象時變性、時滯性、非線性的有效控制，也使得智能控制技術能夠從模擬人類思維的方式來解決復雜的控制策略，并取得了較好的應用效果。如在工業領域中的材料加工、冶煉、化工等過程控制中，面對復雜的反應機理，從不確定的外界環境干擾中對系統運行過程進行實時自動化控制，如引入專家控制系統，神經元網絡控制系統，從對整個生產現場實際控制中來提高自動化水平，其中包含對相關操作工藝的優化控制，對控制過程不同故障的診斷和改進等。
在專家控制系統中，優點是借助于專家操作經驗和計算機信息處理能力，來實現對現場工業過程中時變性、非線性、以及負責控制對象的控制效果，其應用主要從系統設計、建模、參數整定、以及過程故障檢測和監控，不足是專家控制系統因知識庫更新困難而難以實現同步提升。在模糊控制系統中，利用人類模糊語言系統可以實現對現場過程的判定和決策，不足是穩態精度不高，自適應能力差。對于神經網絡控制系統來說，以其高度組織性、學習性和自適應性為特征的智能控制，因無法對模糊信息的有效處理，也使其具有局限性。為此，結合復雜控制環境下的過程控制，將智能控制與常規控制進行統合，以充分發揮各自優勢，并從人工智能技術上來提高整個系統的智能化水平。如將模糊控制技術與滑模控制技術進行結合來實現對水下機器人的控制；利用模糊C均值聚類算法來對電容進行分組，并借助于神經網絡算法來進行補償導納，以實現對電網電壓、無功功率和不平衡的綜合補償。需要說明的是，在工業生產控制過程中，對于模型化研究的目標旨在從工業過程中來實現故障診斷和控制決策，其方法體現了模糊識別、統計分析和歸納推理等知識，以滿足實際工程控制的需要。
五、結語
現代控制理論與控制工程的不斷發展，特別是對于工業生產大型化、集成化、復雜化趨勢來說，借助于現代控制技術，融入先進計算機技術、信息分析技術來實現對工業過程的準確控制，如以現場總線為基礎的企業生產、經營、管理綜合控制系統的實現，必將成為未來工業生產自動化發展的方向。
參考文獻：
關鍵詞：虛擬技術；測控技術；網絡研究
1引言
互聯網最大的優勢就是可以在網絡上進行模擬測試，在新時代的今天，運用虛擬技術方法，充分運用資源以減少資源浪費，從而降低成本，提高效率。結合互聯網與虛擬技術的配合，對測控技術進行測試，從而將用戶之間的信息進行整合與運用，能夠更好提高測控技術的研究效；并且互聯網技術的特點是不受時間與空間的限制，對系統測試更加的方便，能盡快滿足系統的測試要求，獲得測試的結果。現代虛擬技術正是基于互聯網的前提下，對測控技術的應用研究發展方向不斷轉變為分散和遠程的特點，測試的內容也更加豐富多彩。在現代虛擬技術的基礎上，對測控技術的應用研究是本課題的主要內容，并對其進行設計和研究，從而尋求能夠有利于測控系統的方法，尋求有利于測控技術在現代虛擬技術的創新之處。
2現代測控技術概述
在現代測控技術的研究中，計算機是其重要的組成部分，這源于計算機在測量和控制方面的優勢，以及它能夠準確的對現代測控技術進行有效的計算。計算機的應用對現代測控技術有著重要的作用，它能夠全方位實現測量和計算，形成數據信息的共享，推動著現代測控技術的發展[1]。
2.1測控技術現狀介紹現代測控技術的發展呈現著快速發展的態勢，不斷的應用在生活與工作的各個方面。當前，現代測控技術是一套綜合的系統，包含測量與控制，智能化的發展從而實現自動管理。不過我國的技術發展水平還比不上其他先進的國家，測控技術水平的發展狀態也沒有其他國家優秀，還需要不斷的學習和自我創新，盡快提升測控技，形成獨特的研究體系。
2.2測控技術背景與發展方向測控技術的發展需要互聯網技術等一系列科學技術的支持。隨著互聯網技術的不斷發展，測控技術的發展將會向著多元化方向。使用者可以自由的學習和運用測控技術，對工作的內容有效的了解，如此能夠更好的把握測控技術，提高學習和工作的效率。未來測控技術除了向多元化發展，還會更多的開放用戶，不斷的融入市場。當前，科學技術的引入是現代測控技術發展的一大支持，它極大的促進了測控技術的發展，這一點上文也有所提及。信息技術的不斷豐富，使得測控技術也在不斷的創新，現代測控技術朝著智能化發展，這些都離不開互聯網技術（尤其是現代虛擬技術）的發展，它將是現代測控技術
3虛擬技術下現代測控技術設計
互聯網的到來，打破了時間和空間的限制要求，現代測控技術的發展也慢慢步向遠程化，所謂遠程主要是基于互聯網這一有利優勢。測試技術系統主要包含虛擬技術、數據信息的遠程采集以及通信三個方面的網絡化測試，在現場將虛擬的測試設備與網絡連接在一起，通過互聯網使用者能夠通過瀏覽器對其進行操作，從而能夠遠程控制現場，進行數據信息的遠程采集和通信。虛擬測試系統主要有三個重要的組成部分，對服務器以及虛擬儀器和數據庫進行現場測試，將數據庫和服務器以及監控管理組成服務器單元進行數據收集，不同的用戶共同組成客戶，圖1是虛擬測試系統的主要組成部分。測試設備與數據庫共同組成了現場測試服務器，每一個測試設備都是獨力的，并且數量很多，它是測試的數據來源；現場測試服務器對數據進行有效的收集，以及進行數據的傳輸，對使用者的測試和運用的用處很大；并且它與客戶之間形成緊密聯系，對測試結果進行匯總[2]。通常若干臺電腦組成服務器端，它是測試系統的主體，不僅將使用者與數據庫之間的信息進行有效的交流，還對現場測試服務器的數據信息進行匯總，并對使用者進行管理和維護，從而保障測試的正常運行；并且服務器端存有大量的數據庫，用于對使用者信息進行比對，更好的對測試系統進行分析，以此不斷完善測試系統。
4虛擬技術在現代測控技術的運用
科學技術的不斷創新，更加的便捷了現代測控技術的運用和發展，也提供了有效技術支持。它廣泛的運用在生活與工作的各個方面，生產全球化，往往需要通過虛擬技術在地球的一端對另一端的產品進行測試和分析，在生產領域有著重要的作用，不僅節約了時間和成本，也提高了測試效率[3]。不僅如此，現代測控技術的運用不論對工作或是生活都有著重要的作用，在以后對測控技術運用會更加的廣泛，也更加的頻繁。測控技術的運用在軍事國防方面有著重要的作用，能夠通過遠程對各項武器裝備進行有效的檢測，能夠快速有效的對武器裝備進行保養和維護，這對國家安全有重要的作用；在航天飛行的測控，對航天儀器進行有效的測量，從而獲得最新的數據信息，實時保障航天英雄的安全；運用現代測控技術，實時了解農作物的生產狀況，從而有效提高生產產量。而現代虛擬技術對測控技術的極大提升，不論是以上哪方面，都可以先進行虛擬技術的模擬，從而有效的把握測控進度，這很大程度上節約成本，保障安全，提高效率。圖2測控技術的運用分類5結論本文在現代虛擬技術的基礎上對測控技術進行有效的研究和分析，對現代測控技術的發展現狀和背景進行相應的介紹，并以此驗證現代虛擬技術對測控技術有著重要的作用。在互聯網時代，現代虛擬技術的運用離不開它，同時也間接推動了測控技術的不斷發展和進步。課題中，對虛擬技術的框架進行簡單的設計，它存在于互聯網并運用互聯網的多元化和智能化對現代測控技術進行有效的交流和研究，其所表達的優勢尤為明顯并在文末做出介紹。
參考文獻：
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關鍵詞：自動化儀表；控制系統；開放性；智能化；總線化
現階段，世界經濟競爭已經從傳統競爭模式向工業化生產發展，早期的儀器設備不能適應新時期的生產要求。為此，我國制造業不斷普及自動化儀表控制系統。若要實現工業的一體化生產，需要完善儀器設備輔作用。微電子技術、網絡通信技術對自動化儀表革新有著重要影響力，是自動化儀表控制系統發展的新推動力。自動化儀表具有靈敏性、高速性和可靠性的特點，能夠快速獲取全方位信息，突破了傳統的機、光、電框架，向著開放性、總線化、智能化和網絡化方向發展。
1.開放性的發展趨勢
目前，國內測控儀器常采用VxWorks、Linux等嵌入型操作系統。硬件系統核心部分是高性能的微處理器和軟件核心。計算機和儀器儀表的聯系將會更加緊密。儀器儀表在發展過程中，會不斷具備計算機接口功能。例如打印機接口、USB接口等。測量數據會以USB接口把數據存儲于儀器設備內。齊備接口能連接執行器設備和現場測控儀表。控制系統在網絡技術的支持下會擁有特定的測控功能，實現智能化現場中測控設備開放式的互連。
西門子微機綜合保護測控裝置7SJ68專為發電廠和供電系統用戶設計，它能夠提供大屏幕圖形顯示、中文操作界面，調試和操作非常方便。同時，7SJ68具有不帶方向/帶方向時限過流/電動機/電壓/頻率保護，附加操作容易的就地控制功能和自動化功能。可控制開關的數量只取決于保護裝置可用的開關量輸入/輸出點的數量。集成的可編程邏輯工具（CFC）允許用戶實現自定義功能，如開關的自動化功能（聯鎖）等。用戶也能生成自定義的信息。
2.總線化的發展趨勢
在生產現場，用于測量各種過程參數、執行各種控制指令或轉換信號并實現通訊的儀表稱為現場儀表。現場儀表包括壓力表、流量計、溫度表、液位計、物位計等。隨著現場總線技術的發展和應用，分布式和集中式的測試系統組建比較容易。但集中測控并不能滿足遠程、復雜和大范圍測控任務。由此出現了新型的FCS（現場總線控制系統）。FCS由PLC、DCS發展而來，利用開放的現場總線網絡互聯現場的控制器和儀表，完善現場控制功能，并降低維修費用和安裝成本。現場總線為實現高適應、高穩定和低消耗提供了發展空間和巨大動力。世界諸多制造廠家為了銷售自己的FCS，推出了和控制系統相配套的調節閥和測量儀器。
西門子SITRANS FCS200能應用在各種壓縮天然氣（CNG）中，具有額外的靈活性。該傳感器具有不同的三類尺寸，安裝較為容易。SITRANS FCS200流量傳感器結合質量變送器使用，可形成完整的流量計。提供的各種標準氣體連接，能夠滿足多數市場的需求。
3.智能化的發展趨勢
自動化儀表智能化是運用微處理器、集成電路、接口通信技術，以嵌入式的軟件對內部操作進行協調，讓儀表具備智能化處理功能。在溫度壓力補償、輸入信號的處理、零點修正與漂移等基礎上，要控制好工業過程，分散控制系統危險性。該類產品的出現形式是數字輸出，不僅便于信息溝通，而且提升儀表性能，能夠利用網絡構成開放式、新型化的過程控制系統。
西門子S120系列變頻器具備完全集成式的安全保護功能，是全球第一個具備SLS和SS1功能的產品。它的智能化較為明顯，基于集成化安全保護技術，操作更為簡便、設備運行更加安全。由于集成式安全保護功能，降低了驅動系統構建和安全保護自動化的費用。西門子S120系列變頻器將PROFIBUS和PROFINET總線標準集成，有了多種的網絡拓撲，工程和組態結構有足夠的優化。和常規變頻器相比，所需線電流能夠降低到80%，散熱效率較高。
西門子PLC S7-400是中、高檔性能范圍的可編程序控制器。西門子S7-400自動化系統采用模塊化設計。它的模板擴展性和配置功能夠按照每個不同的需求靈活組合。系統包括電源模板、CPU、各種信號模板、通訊模板、功能模板、接口模板、SIMATIC S5模板。當控制系統規模擴大或升級時，只要適當地增加一些模板，便能使系統升級和充分滿足需要。西門子PLC S7-400以工廠復位功能能夠快速恢復出廠設置的存儲卡序列號，保護專有技術。它的智能性還體現在額外寫保護，監視裝載內容。通過開放的以太網通訊，具有靈活的集成選項。
4.網絡化的發展趨勢
在FCS中采取數字化、計算機通信技術，能夠將現場設備和自動控制系統歸于制造企業信息網絡中。這是企業的信息網絡基礎，有助于充分發揮智能儀表功能。隨著信息網絡技術發展，自動化儀表的特征逐漸向網絡結構發展。新一代的控制網絡必然是IP智能儀表。控制網絡體系形成了嵌入式因特網。因特網會介入網絡每個層次內，形成透明的網絡。它是企業范圍覆蓋的應用實體。嵌入式因特網控制網絡體系能夠實現工業自動化和辦公自動化的結合，因此可稱為扁平式工業控制網絡。它的特點在于可擴展性、互連性和全開放。隨著時代的發展，IP智能的現場儀表將會有更廣泛的應用范圍。
5.結束語
隨著科技的進步和經濟的發展，自動化儀表從最初的獲取、存儲、處理和傳輸信息，發展到了實時控制工業生產過程。微電子技術、超導技術、網絡通信技術推動了自動化儀表向開放性、總線化、智能化和網絡化方向發展。在發展的過程中，計算機技術促進了自動化儀表技術發展，而計算機技術和工業局域網之間的融合又發展和豐富了自動控制技術。現代自動化儀表控制系統的功能不再單一，在未來發展的過程中將會取得更廣泛的應用。
參考文獻：
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[關鍵詞]航道 計算機 航標 遙測
[中圖分類號]F2[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2010)03-0029-02
1 引言
湖州位于浙江省北部,杭嘉湖平原西側,北瀕太湖,西接安徽省,東臨江蘇,南與杭州相鄰,是連接江、浙、皖、滬的重要交通樞紐。湖州西部屬丘嶺半山區,非金屬礦產資源非常豐富,東部為平原,航道縱橫交錯,港口密布,具有十分優越的水運條件,航道網絡十分發達。
湖州航區現有定級航道116條,總里程1163公里,設有各類標志標牌510座,其中發光標志69座。長期以來,在航標維護管理方面均采用傳統的以航標艇巡查方式進行日常維護工作,而轄區航標設置線長、點多,最遠的航標距航標管理部門約50余公里,采用傳統方法維護航標不僅維護成本高、勞動強度大,而且不能及時發現航標失常。加之專職航標維護工作人員編制有限,維護力量明顯不足。針對這一現狀,我們必須開展技術創新和技術開發,探索設計航標遙測監控系統來提高航標巡查效率,減輕工作人員的勞動強度、減少日常維護費用開支,確保航標發光正常有效。
2 系統設計
2.1 設計概述
傳統的數據采集系統由單片機和PC機串行口組成,這些系統大多采用RS232和RS485或有線Modem的通信方式,雖然經濟實用,但是其有線數據傳輸方式在很大程度上限制了應用環境的拓展。
移動通訊業務經過多年的發展,目前技術已經相當成熟,利用現有的GSM網絡資源,發揮網絡覆蓋率高、傳輸特性好等優勢,為現有數據采集系統提供一種便捷的無線數據傳輸方式,這種方式已成為工業控制和現場監測等領域新的發展趨勢。該系統主要結合移動通信網絡和單位局域網,成功解決了航標技術參數的實況采集和傳輸,通過手機短信進行控制和了解航標運行情況,實現受控航標的實時監測。
2.2 系統架構
系統主要由三部分組成,即航標前端數據采集系統、通信系統和后臺監控管理系統組成。結構如圖1所示。
2.3 通信設計
系統通信設計主要包括以下內容:
(1)主控計算機通過串口與外置GSM-Modem相連接,讀取GSM接收到的短消息從而獲得現場傳來的測量數據,并可直接下發指令要求遠端設備發數據。(2)如發生故障,則可通過GSM―Modem向航標管理人員的手機發送報警信號。(3)現場信號經采集器采集后轉換成數據信號,發送給現場的GSM-Modem,通過GSM網絡發送給主控計算機。(4)發送時間間隔可由航標管理人員定時設置,也可直接接收數據。(5)航標管理人員也可直接通過手機下發指令給遠端GSM-Modem,遠端設備收到指令后向該手機發送現場數據。
2.4 測控對象
該系統的測控對象為航標燈及其相關輔助設施,主要為以下設備。
(1)主燈:綠光,175W,AC110V供電,無換泡機和閃光器,一臺AC220V交流日光開關。(2)副燈:白光,8秒4閃,DC12V20W,2節6V/50AH蓄電池供電。(3)充電:AC220V交流轉直流給蓄電池充電。
2.5 測控設備
(1)主測控站:電腦,打印機一套,通信控制箱一臺。(2)通信控制箱:通信控制箱內設置SIEMENS TC-35 GSM-MODEM一臺。(3)測控設備箱:測控設備箱內設置一套電量變送器,一套Z-WORLD公司生產的LP3500 FOX低功耗RTU及相關器件。
2.6 測控平臺軟件設計要求
(1)總體要求:操作簡單、明了,界面簡潔、美觀,以圖表表示為主、文字為輔;系統容量為200個子站。(2)數據庫要求:數據庫需要設計原始數據庫、故障數據庫、運行數據庫和歷史數據庫,其中原始數據庫數據信息要能反映被測點的原始數據,如編號、名稱、描述、照片等。(3)軟件主要功能:實現向子站信息查詢,接收子站信息功能;對報警信息,在屏幕上醒目顯示;能查詢各子站原始數據,增加、刪除、修改數據(對后三項設置操作權限);能以圖、表形式查詢子站的信息(原始、歷史、運行等);能以表格形式打印數據并對相關功能進行加密和密碼控制。
3 系統功能
航標遙測監控系統由測控主站和測控子站組成。測控主站由計算機和通訊控制箱組成,設在航標站內。用戶管理平臺由系統完成,該系統能實時輸入和修改航標基本信息和技術參數,具有記錄運行參數和數據存儲查詢功能,包括以下基本功能:信號查詢、招測數據、用戶管理、系統設定、整理數據庫、數據查詢等,并設置完善的口令系統,保證系統的安全性。在此基礎上還可以根據需要增加功能,使得系統更適用,升級換代和維護保養方便。測控子站由測控設備箱和通訊設備箱組成,測控設備箱擔負檢測和控制功能的完成,通訊設備箱擔負通訊功能的完成。測控設備箱和通訊設備箱均為三防水密機箱。其主要測控功能為:
(1)監控中心可隨時向測控子站查詢信息。(2)子站定時向主站發送信息,間隔時間可根據需要設置。(3)子站的航標設備一旦失常或故障,能及時向主站報告。(4)用手機能與子站建立聯系,得到子站的工作信息。(5)當主燈故障時,向主站和手機報告。
4 技術指標及參數
4.1 測量參數(子站)
交流供電:電流、電壓。
主燈:動態電流、動態電壓、靜態電流、靜態電壓。
副燈:動態電流、動態電壓、靜態電流、靜態電壓、閃光燈質。
蓄電池:電流、電壓。
充電控制器:充電電壓、充電電流。
斷電時間:停電時間、恢復時間。
4.2 測控技術指標
閃光采集精度:≤±1%。
交流:電流傳感器精度0.5級,電壓傳感器精度0.2級。
直流:電流傳感器精度≤±2.5%,電壓傳感器精度≤±0.5%。
4.3 監控設備指標
(1)測控設備箱要求:威圖三防水密機箱。連線有標識,走線規范。工作電壓:DC10V～15V。
整機工作電流:≤60mA.整機靜態電流:≤30mA.工作溫度:-25℃～+55℃。
(2)通信設備箱要求:威圖三防水密機箱。連線要標識,走線規范。工作電壓:DC10V～15V。
整機靜態電流:整機不工作時,處于待機狀態。工作溫度:-25℃～+55℃。
5 結語
內河航道航標遙測監管系統的成功開發,重點解決了野外航標設施技術參數的實況采集和傳輸,對內河航標的管理和維護將起到積極的作用,具有一定的技術創新性,可以實現航標的實時監測控制。該系統在浙江湖州內河航區推廣應用后,可使航標管理和維護由傳統的管理手段向科學化、自動化過渡,可以降低管理成本,提高工作效率和管理水平。
[參考文獻]
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[作者簡介]
遠程虛擬儀器系統是近年來誕生并發展迅速的一種新型網絡測控技術，它不同于一般的信息網絡技術，其主要應用于遠方有傳感器或其他數據接收設備得到的數據的傳輸與通信。例如，醫療系統遠程會診、環境監測與數據分析等等。本文對遠程虛擬儀器中的網絡通信、工作原理、實現方案等作了系統的探討和研究。
虛擬儀器與遠程虛擬儀器
隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術和網絡技術的高度發展，在科研、工業和醫學領域，隨著低成本高性能的計算機資源的有效利用，數字化平臺逐漸成為測量儀器的基礎。儀器技術和計算機技術的深層次的結合創造了虛擬儀器的概念，將計算機(處理器、存儲器、顯示器等)和通用儀器硬件(A／D、D／A 變換器、數字輸入／輸出、定時和信號處理器等)與用于數據分析、過程通訊及用戶圖形界面的軟件有效地結合起來，就組成了虛擬儀器。
虛擬儀器技術的出現徹底打破了傳統儀器由廠家定義、用戶無法改變的模式，用戶借助通用的儀器硬件平臺，調用不同的測試軟件，就可以構成不同功能的儀器。虛擬儀器能提供給用戶一個充分發揮自己才能和想象力的空間，用戶可以隨心所欲地設計和構造自己的儀器系統以滿足多種多樣的測試需求，而所需的只是一些必要的硬件、軟件加上通用計算機。儀器的智能化和虛擬化已經成為未來各級實驗室以及研究機構發展的方向，“The Soft is Instruments(軟件就是儀器)”正在被廣大科技、教學工作者逐步接受。
繼“軟件就是儀器”的概念之后，出現了“網絡就是儀器”的新觀念。遠程虛擬儀器就是虛擬儀器在網絡領域的擴展。遠程虛擬儀器技術結合了虛擬儀器技術與網絡技術，將虛擬儀器的應用范圍拓展到整個Internet網上，使信號采集、傳輸和處理一體化，一方面可以使許多昂貴的硬件資源得以共享，充分利用現有的實驗室資源; 另一方面還有利于遠程教育實驗教學的開展，從而解決限制遠程教育中的實驗教學進行的難題。因此構建基于Internet上的遠程虛擬儀器實驗系統已經成為虛擬儀器應用發展的一個重要的環節。遠程虛擬儀器結構模式如圖1所示。
圖1 遠程虛擬儀器的結構模式
遠程虛擬儀器的實現
無論哪種遠程虛擬儀器系統，都是將硬件儀器(傳感器、調理放大器、A/D卡)搭載到遠端服務器上，加上應用軟件并和本地的筆記本電腦、臺式 PC 機或工作站等各種計算機通過網絡相連而構成的，實現了用計算機和網絡技術的全數字化的采集測試分析，因此遠程虛擬儀器的發展跟計算機和網絡技術的發展步伐完全同步，顯示出其靈活性和強大的生命力，Internet為實現遠程虛擬儀器系統提供了一個很好的平臺，利用瀏覽器／服務器模式，操控者可以在瀏覽器端控制遠程服務器進行測試以及進行遠程實驗的操作，從而實現對遠地實驗系統的遠程控制和監控。
遠程虛擬儀器是虛擬儀器在網絡領域的拓展，除了具備虛擬儀器的全部優點外，主要優勢還在于不受地域、環境的限制。用網絡技術組建的遠程虛擬儀器系統，可以使信號采集、傳輸和處理一體化，不但可以共享許多昂貴的硬件資源，而且還便于擴展測試系統、提高測試效率，所以應用極為廣泛，是科研、教育、開發、測量、檢測、計量、測控等領域不可多得的好工具，更值得一提的是它的出現對遠程醫療、遠程診斷等新興領域的發展有重要意義，也使現代遠程教育的全面開展成為可能，同時也會使教學實驗走上一個新的發展高度。
遠程虛擬儀器開發和實現方案
Internet 網絡技術和基于計算機技術的虛擬儀器(VI)系統技術正在推動著遠程測控技術的迅速發展。基于 Internet 的遠程測控開發主要研究和討論基于Web的虛擬儀器技術，本文則基于最流行的現場測控開發平臺LabVIEW，討論了四種用于開發遠程虛擬儀器的技術實現過程及其工作原理，并對其實現特點進行了分析。
1. DataSocket 技術
LabVIEW 具有強大的網絡通信功能，這種功能使得 LabVIEW 的用戶可以很容易地編寫出具有強大網絡通信能力的 LabVIEW 應用軟件，實現遠程虛擬儀器。DataSocket 是 LabVIEW 最新提供的一個網絡測控系統開發工具，它大大簡化甚至免除了網絡通信編程，用戶使用這種技術可以很容易地在互聯網上實現高速實時數據交換。借助它可以在不同的應用程序和數據源之間共享數據并進行實時數據（Live data）的傳輸。圖2描述了 DataSocket 的體系結構。
DataSocket 可以訪問本地文件以及 HTTP 和 FTP 服務器上的數據，并為低層通信協議提供了統一的 API 函數，編程人員無需為不同的數據格式和通信協議編寫具體的通信程序代碼。DataSocket 使用一種增強型數據類型來交換儀器類型的數據，這種數據類型包括數據特性(如采樣率、操作員、通道數、時間、及采樣精度)和實際測試數據。
DataSocket 遵循了 TCP/IP 協議，并對底層進行了高度封裝，所提供的參數簡單友好，用類似與 Web 中的統一資源定位符(Uniform Resource Locator，URL)定位數據源，URL 不同的前綴代表了不同的數據類型。FILE 表示本地文件，HTTP 為超文本傳輸資源，FTP 為文件傳輸服務器上的資源，OPC表示訪問的資源是 OPC 服務器，DSTP(DataSocket Transfer Protocal，DataSocket 傳輸協議)則說明數據是來自 DataSocket 服務器的實時數據。
2. 基于 ActiveX 技術
組件式技術已經成為當今軟件技術的潮流之一，組件式技術是一種廣泛的體系結構，支持包括設計、開發和部署在內的整個生命周期計算的理念，它將徹底改變目前軟件生產和開發的模式。組件是一種能夠提供某種服務的自包含的軟件模塊,它封裝了一定的數據（屬性）和方法,并提供特定的接口,開發人員利用這一特定的接口來使用組件,并使其與其它組件交互通信,以此來構造應用程序，用戶可根據自己的需求靈活購買軟件組件。他們只需編寫一些“膠水編碼”將各個組件“粘”起來，便可構建自己的應用系統，就如同今天我們購買板卡組裝計算機一樣簡單。
目前，基于組件式技術的規范主要有 Microsoft 的 COM／ActiveX 和 Sun的 Java／JavaBeans。由于 Microsoft 的 Windows 操作系統已經成為桌面 PC 操作系統的事實上的標準，所以 COM／ActiveX 得到了許多第三方廠商的支持。利用 COM／ActiveX 技術，我們可創建各式各樣的桌面和 Internet 應用程序。ActiveX 控件技術是 COM／ActiveX 技術的重要組成部分，是 COM 技術在 Internet 上的擴展。ActiveX 是一種可以在應用程序和網絡十計算機上重復使用的程序對象。創建它的主要技術是 Microsoft 的 COM／ActiveX 技術，組件對象模型(COM)是其基礎。ActiveX 控件可以以小程戶下載裝入網頁，也可以用在一般的 Windows 應用程序環境中。
ActiveX 控件可以由不同的可以識別 Microsoft 的 COM 技術的語言開發，它是一個組件，它可以在同一個或分布式的計算環境中開發或使用。COM 的分布式支持技術稱為 DCOM。在實現中，ActiveX 控件是一個動態鏈接庫(DLL)模塊，它包括在容器(包括 COM 程序接口的應用程序)當中,這種可重復使用的組件技術可以加快開發速度和質量。
通常情況下，基于以下三點可以考慮采用 ActiveX 控件實現遠程測控功能:
瀏覽器對組件技術，尤其是ActiveX 的廣泛支持;
ActiveX 控件在客戶端的執行效率要高于 JavaApplet;
易于開發，Delphi 開發的程序可以直接以 ActiveX 控件形式進行網絡開發。
在遠程測控系統開發中，我們可以用 Borland Delphi 開發平臺對遠程測控客戶端軟件進行重新開發，并以 ActiveX 控件的形式進行封裝。當客戶端在訪問服務器網頁時，會自動下載和運行該 ActiveX 控件程序，從而實現了類似Java Applet 程序所實現的功能。
3. 基于 Java Applet 技術
(1)Java Applet 技術的特點
首先，Applet 程序是從服務器端自動下載到客戶端執行，并且是嵌入到瀏覽器中運行。對用戶而言，這與一般的上網瀏覽沒有任何區別，Applet 只能在瀏覽器環境內運行，只需所用的瀏覽器支持 Java 即可，而當前幾乎所有的瀏覽器均支持 Java 并擁有 Java 虛擬機，無須下載插件。而且，Java 方便的語言操作能力，無論在界面操作還是程序設計上，均給開發人員帶來極大的便利。
其次，Java 語言具有強大而完善的網絡開發功能。在 Applet 程序中，很容易就可以實現同遠程服務器之間建立連接并控制數據傳遞。當客戶端打開服務器網頁時，會自動下載和啟動 Applet 程序，這樣，客戶端只需簡單操作 Applet程序即可控制遠端系統工作和結果數據傳輸。
第三，由于 Java 本身是一種優秀的跨平臺語言，這使得無論在 Windows操作系統還是 Unix 系統抑或是 Linux 系統下，針對客戶端開發的 Applet 程序都無須修改而做到完全移植。這一特點很大程度地擴展了遠程測控系統的應用范圍。
(2)Java Applet的工作原理及通信過程
應用本方案實現的遠程測控系統的基本結構示意圖如圖3所示。客戶端由兩個部分組成，一個是網絡瀏覽器，另一部分則是嵌入到瀏覽器頁面中運行的 Java Applet 程序，客戶端通過 Internet 和支持 Java Applet 的瀏覽器來訪問服務器，自動下載并運行 Applet。服務器端由 Web 服務器、LabVIEW 程序和DataServer 三部分組成。Web 服務器為客戶端提供 WWW 服務，使得客戶端能夠通過瀏覽器訪問服務器。LabVIEW 程序負責服務器端的現場測控。而 Data Server 一方面同客戶端 JavaApplet 程序建立網絡連接，作為 Applet 程序的數據服務器，按受客戶端 Applet 程序的請求并傳送數據; 另一方面又負責響應Applet 程序的請求，以客戶方式對 LabVIEW 程序進行相應的控制。
具體過程如下:
①客戶端 Web 瀏覽器請求服務器端的網頁，JavaApplet 自動下載到客戶端并啟動運行。建立客戶端于服務器端 Data Server 的網絡連接。
②Applet 向 Data Server 發送數據請求，實現數據接收和顯示。
③Applet 程序獲取鼠標和鍵盤事件，并發送到服務器端的 Data Server，Data Server 對 LabVIEW 程序進行相應的控制，從而間接實現遠程控制。
4. AppletVIEW 技術
AppletVIEW 是 Nacimiento Software Corporation 的產品，它能夠把由LabVIEW 以及 LabWindow/CVI 生成的虛擬儀器到 Web 上。
(1) AppletVIEW 技術的特點
客戶端程序采用 AppletVIEW 開發實現，AppletVIEW 是一個為 LabVIEW開發 Web 應用程序的軟件，可以實現 B/S 模式虛擬儀器。它為服務器端提供了網絡開發的 G 語言支持，從而在服務器端，可以在 LabVIEW 平臺上結合AppletVIEW 的功能更好的解決網絡多用戶問題。而且，數據的傳輸是基于 Socket 的一種傳輸方式，具有較高的數據吞吐量。針對客戶端程序開發，AppletVIEW 提供了一個友好的可視化開發環境和―些測控常用的組件，這個環境也加快了客戶端程序的設計開發。
(2) AppletVIEW 的工作原理及通信過程
AppleWIEW 開發包的一部分是 VITP 服務器，它負責處理本地儀器和遠端儀器的經由 Web 的通信。在服務器端的儀器系統里，它作為 LabVIEW 程序運行，提供了一個在 AppletVIEW 子儀器和遠端儀器之間的接口界面。此服務器管理經過 AppletVIEW 子儀器的來自以及送入虛擬儀器的數據，并且通過JavaApplet ID 以及一組數據管道在本地儀器和遠端儀器間進行通信。在遠端可以監控本地儀器的運行狀態，具體通信過程如圖4所示，過程描述如下:
1-2: Web 瀏覽器從 Web 服務器請求 HTML 頁面，Web 服務器發送此頁面到 Web 瀏覽器。
3-4: 在瀏覽器端，帶有< Applet>標示的 HTML 頁面說明有 Java 程序被調用，Web 瀏覽器的 Java 虛擬機運行并從 Web 服務器請求 Applet 類文件。需要的 Java 類文件在 AppletVIEW.jar 中。
5: 服務器發送 AppletVIEW.jar 到 Web 瀏覽器。
6-7: AppletVIEW.jar 加載后，程序開始運行，請求“configureFile”中的參數。
8: Appletbuilder 生成的 MyApplet.jvi 被送到 Web 瀏覽器的程序中。
9: Java 程序與服務器通過數據端口（默認 4749）建立 TCP/IP 連接，通信過程建立。
鏈接:四種實現方案比較
基于DataSocket技術的遠程測控方案，優點是DataSocket定義了一個測控數據傳輸協議，從而利用這種方法可以達到很高的數據傳輸效率，實時性能相當好。缺點是它只能實現C/S模式而不能實現B/S模式，需要同時開發服務器端程序和客戶端程序，客戶端控制功能太弱，尚有待加強。
基于ActiveX實現方案，在實現上采用 Delphi開發，它的優點是開發效率高，而且一旦程序下載成功，比起同樣功能的Java 程序具有更高的執行速度和效率，占用的系統資源也相對比較少; 但是，實驗證明，它生成的ActiveX控件程序的尺寸比 Java 程序要大許多，客戶端需要花費大量的時間來下載這個程序。
基于Java Applet技術的優點是可以實現B/S模式，只需開發服務器端程序，開發效率高，客戶端無須下載插件，程序較小便于下載執行; 缺點是圖像質量差,動態顯示有跳動感不連續。
基于AppletVIEW組件技術實現的遠程測控方案，可以實現B/S模式，AppletVIEW 是第三方開發的遠程測控專用組件，為遠程測控系統提供了可視化開發環境，能把LabVIEW儀器面板自動生成Java儀器面板，所以具有很高的開發效率。而且，數據的傳輸是基于Socket的一種傳輸方式，具有較高的數據吞吐量，缺點是需要修改本地測控程序，并在本地VI程序中調用AppletVIEW提供的一些網絡控件VI，來與瀏覽器端的Java程序通信，從而實現網絡測控。
遠程虛擬儀器是虛擬儀器在網絡領域的拓展，它的許多優點使其應用極為廣泛，是科研、教育、開發、測量、檢測、計量、測控等領域不可多得的好工具。網絡通信技術和虛擬儀器技術相結合是本文的討論重點，文中對遠程虛擬儀器的網絡結構及構成、開發方案及工作原理都作了較為系統的研究。最后再給出幾點經驗和建議:
(1) 如果是實驗室或小范圍的遠程測控，可采用C/S模式，客戶端實現與服務器直接相連，沒有中間環節，因此響應速度快。如果是遠距離、大范圍的遠程測控工作，可采用B/S模式，具有分布性特點，可以隨時隨地進行操作，而且升級維護方便。
(2) DataSocket定義了一個測控數據傳輸協議，數據傳輸效率高，實時性能好，但只能實現C/S模式。而基于ActiveX 技術開發效率高，具有更高的執行速度和效率，但生成的ActiveX控件的尺寸較大，客戶端需要花費大量的時間來下載這個程序。采用Java Applet技術可以實現B/S模式，開發效率高，實驗證明圖像質量差，動態顯示有跳動感不連續。基于AppletVIEW組件技術可以實現B/S模式，開發效率高，數據的傳輸是基于Socket的一種傳輸方式，具有較高的數據吞吐量，試驗結果表明，系統穩定可靠，實時性好。
關鍵詞 自動化；儀表；綜述
中圖分類號：TH39 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）032-017-01
從理論上講，自動化儀表的概念指的是，用來實現相關信息的存儲、分析加工，以及之前的數據的獲得、傳遞以及互換等過程，最終通過處理得到結果，并且整個過程中可以通過這個技術工具實現高度控制。這些年來，隨著網絡信息技術、計算機技術、數字信息處理以及微電子技術的快速發展，對推動自動化儀器儀表的發展進步有了非常重大的、長遠的影響。
1 自動化儀器儀表的構成及原理
從實際的組成結構上看來，作為一種自動化技術工具，自動化儀器儀表是由很多的自動化元件組成的，并且擁有非常完善的功能。實際上看，自動化儀器儀表具有控制、記錄、測量、顯示，以及報警等多種功能，它本身就是一個比較系統的工程，是自動化系統的一個重要的組成部分，作為一個信息收集、分析和處理的工具，它的主要功能就是應用于交換信息和數據，將輸入的信號變成輸出的信號，并且可以用頻率域或者時間域進行相應的表達，用斷續的數字量或者連續的模擬量的形式進行信號的輸出。
2 自動化儀器儀表的發展方向
2.1 智能化發展方向
現代的自動化儀器儀表往往使用了大量的接口通信技術、微處理器技術和大規模的集成電路等技術，在協調內部的操作上采用了嵌入式軟件，這樣儀表的功能上就實現了智能化的處理，在進行量程刻度標尺的變換，零點的漂移與修正，信號的非線性處理，故障診斷等內容的基礎上，同時可以進行控制工業，實現了分散控制系統風險的作用，進一步增強了自動化儀器儀表的功能。自動化儀器儀表利用數字輸出的形式，有助于提高自身的性能，有利于提高信息的交流和溝通的效率，同時可以利用信息網絡來構成開放的過程控制體系。
2.2 總線化發展方向
現場設備又稱為現場儀表，指的是在過程控制系統自動化中現場使用的設備。它主要是由在線分析儀表、執行器和變送器組成的。通過廣泛的應用現場總線，能夠將分布式測試系統以及組建集中越來越容易實現。但是面對范圍大、遠程和復雜的測控任務，集中測控已經無法滿足需要，所以這就是需要一個通過網絡把進行數據信息分析處理各種現場儀表聯系起來。面對這種實際的要求，現場總線控制系統出現了。它能夠將中央控制與現場的各種儀器儀表通過一個雙向、多站、全數字化和開放的通訊網絡系統聯系在一起，并且它還具有高穩定、高適應、低能耗、高精度等優點。并且總線控制系統的出品廠商為了使該系統能夠得到更好的應用，推出了相配套的調節閥和測量儀表，使該系統變得更加的完善。
2.3 網絡化發展方向
由于計算機數字化通訊技術已經應用到現場總線技術中去，這就是使現場設備和自動控制系統成為工程信息網絡的重要組成部分，已經是工廠的底層信息網絡，能夠充分發揮智能儀器儀表的積極作用。現場總線技術采用計算機數字化通信技術，使自動控制系統與現場設備加入工廠信息網絡，成為企業信息網絡底層，可使智能儀表的作用得以充分發揮。伴隨我國計算機以及信息網絡技術越來越快的發展速度，所以在未來的發展中就會有更加先進的自動化儀器儀表出現，它的基本特征就是以網絡為基礎的，可以稱之為IP智能現場儀表，它的基本特點就是網絡的不同層次用Ethernet聯系起來，使網絡變得更加的開放和透明，能夠對企業整體全部的覆蓋起來。它的應用能夠使工業自動化與辦公自動化達到緊密的結合，可以稱之為扁平化工業控制網絡，它變得更加的方面，并且可以擴展，成為一個開放性的網絡體系結構。因此，它必將在工業應用中得到廣泛的實踐，并產生巨大的實際效益。
2.4 開放性發展方向
由于使用以VxWorks、Linux和Windows/CE之類的嵌入式操作系統為核心，以及高性能微處理器為硬件核心的嵌入式系統技術，所以計算機與自動化儀器儀表之間的關系就會變得更加的緊密，有的自動化儀器儀表制造企業稱，未來的儀器儀表將和計算機一樣具備各種借口和功能，各種工業數據也可以通過儀器儀表直接下載到移動存儲器中，操作上和使用計算機一樣的簡單。并且多種接口可以滿足各種現場測量和計算的需要，并且這套智能系統還具有開放式互聯的功能，能夠極大程度的滿足各種現場的需要。
作為一個開放的系統，WEB技術所帶來的好處是值得肯定的。主要表現在以下幾方面。
1）通訊數據網絡能夠滿足多個用戶的使用，滿足處理需要，避免訪問沖突，具有網絡共享特征。
2）在對測控終端的利用上，可以通過遠程信道實現對終端時時訪問，在使用上更加的便捷。
3）通過觀察自動化儀器儀表的發展進程，我們可以看到在自動化儀器儀表的發展中計算機技術起著非常重要的作用，占有首屈一指的地位是，在將來的發展中，計算機及通訊網絡等相關的軟硬件會有著越來越突出的實際的作用。所以說，作為最基本的特征智能化儀表是儀器儀表的一個大的發展方向，智能化儀器儀表在未來的具體應用中其實際的效果會變得越來越突出，作用也會越來越大，能夠很好的適應各個現場的實際需要。雖然目前國內自動化儀表行業發展中存在一些問題，相信在行業逐漸成熟的背景下，這些問題能逐一解決。新開發出的最新的智能化儀器儀表在各個應用領域發揮著更加重要的作用，相信在將來，必將會有更加先進、更加智能的儀器儀表出現并得到廣泛應用。
參考文獻
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【關鍵詞】現代計算機 控制系統 PLC 工控機 行業應用 發展趨勢
計算機控制系統是集計算機技術、微電子技術、電氣控制技術，以及現代控制理論為一體的綜合性自動化技術。從組成來看，計算機控制系統和模擬控制系統存在著一定程度的相似性，其中包含著控制器、控制對象、測量裝置、執行機構等，對于系統模擬信號的接受和傳輸上，還需要借助于D/A 數模轉換器與A/D模數轉換器。現代控制理論的發展為計算機控制系統的分析與設計注入了理論源泉，也為實現連續控制系統的發展帶來了內驅力。
1 計算機控制系統概述
1.1 計算機控制系統組成及特點
計算機控制系統從組成上分為系統軟件和應用系統，系統軟件主要包含操作系統、語言處理程序及服務性程序，而應用軟件主要是結合特定的控制需要而編制的專用程序，如信息采集軟件、控制決策程序，報警程序等。對于計算機控制系統來說，數據采集模塊通常需要對被控對象模擬量參數進行檢測，并A/D轉換成數字量信號進行計算處理，對于實時控制模塊，則需要將控制信息通過D/A轉換出模擬量，以實現對被控設備做出相應的控制。其主要特點為：一是對于系統控制來說，主要是結合程序化模塊的修改來實現特定的控制任務；二是從現代計算機控制系統信息傳輸來看，對被控對象采樣、量化等操作都是基于數字信息的輸入、輸出；三是從實時控制來看，控制系統對信息的處理過程與控制過程是相互適應的；四是從控制中心來看，以計算機為中心的智能化控制中心能夠滿足多回路、多對象、多參數、多變量的自適應需要。
1.2 計算機控制系統的關鍵技術分析
現代計算機控制系統的發展因涉及多方面的的技術，如軟件設備、硬件設備、執行機構、傳感系統、檢測系統等，因此，探討其關鍵技術主要從以下幾點來著手：一是對于嵌入式智能計算機技術的應用，特別的微控制器技術、單片機技術等；二是對于實時控制軟件技術的應用，特別是分布式數據庫管理系統的開發，實現了對組態軟件編程、實時操作；三是以仿真模擬技術基礎的控制系統，特別是數字仿真技術、模型混合仿真軟件的開發等；四是現場總線技術的應用，使得網絡集成技術與現場智能設備進行互相通信；五是綜合自動化系統的應用，將網絡、信息、軟件等融合控制，以滿足在線優化、人工智能、預測控制等。
2 計算機控制系統典型應用分析
2.1 基于PC總線的計算機控制系統
工控機作為典型的DDC控制系統，將PC總線作為信息實時采集、轉換、控制決策的重要載體，以促進工業生產過程中的控制需要。由于基于總線的計算機控制系統在應用中組成靈活和成本較低等優點，如根據信號處理需要而集成的模塊化結構設計功能，將模擬量輸入輸出（A/D，D/A）、開關量輸入輸出、脈沖量輸入等多功能板塊進行組合，從而滿足不同工業生產需要，如臺灣研華、德國西門子等工控機廠商提供的工控機占有較高的市場份額。以汽車性能檢測系統為例來探討計算機控制系統的卓越表現，對于汽車工業生產來說，汽車性能測試是確保汽車出廠的重要內容，尤其是利用計算機技術來實現對多站點汽車性能動態監測管理，更需要從檢測數據的采集、傳輸、比較分析和輸出檢測結果中來完成。結合汽車故障檢測行業實際，首先從故障檢測上來設定各檢測項目和內容，通過模塊化控制系統來分別針對常見的故障點進行自動判斷，并完成對相關檢測信息的記錄和統計，對于符合相應要求的汽車予以檢驗合格通過，對于存在性能問題的故障點進行報警并回饋給維修部門，從而實現了計算機控制檢測目標。
2.2 基于數字調節器的計算機控制系統
對于數字調節器來說，由微處理器、ROM、RAM、以及數模I/O轉換通道、電源等部件構成的微型控制系統。根據控制回路需要分為單路、2回路、4回路或8回路等，還可以實現串級控制和前饋控制等要求。數字調節器從功能上來看相對單一，可以通過軟件控制程序來完成不同的控制任務。同時對于數字調節器的通信能力，既可以通過上位機來讀取數據，還可以進行設置回路參數。
2.3 基于PLC的計算機控制系統
對于PLC（可編程控制器）系統來說，隨著大規模集成電路技術的成熟，對于PLC的控制功能應用更加廣泛，不僅可以完成工業生產中對開關量、模擬量、狀態信息、定時器、計數器等的控制，還能從PLC擴展通信功能中來實現特殊的函數運算。同時，對于由PLC組成的控制系統來說，其良好的可靠性、高精度、以及可維護性，能夠通過PLC來實現對被控設備的自動化控制。以電磁閥的性能檢測為例來進行可靠性分析，對于電磁閥性能的檢測旨在通過動作試驗來分析不同工作環境下動作的可靠性，理論上電磁閥關閉時介質是不能通過的，而對于微量的流體滲漏等問題都需要從泄漏試驗中來確定。因此在對電磁閥檢測系統進行設計時，需要借助于PLC控制系統來結合電磁閥工作原理和性能特點來進行整體設計，并依據相關行業標準來全面獲得電磁閥的性能指標，以滿足工藝生產控制需要。
2.3.1 基于系統檢測控制功能的分析
系統檢測控制主要從動力源、試驗臺架，以及測控機柜三方面來布置，動力源的檢測是針對電機、泵、變頻器、穩壓穩流裝置、以及必要的模擬量儀表和電動截止閥進行信號采集和轉換；對于試驗臺架主要是結合電磁閥、測試管路、各類傳感器，及控制閥等來進行現場控制；對于測控機柜則主要針對工控計算機、軟件硬件、PLC控制接口設備，以及采集卡等來進行操作和控制，以滿足對信號的采集、轉換、傳輸和分析控制，并對信號進行必要的放大、濾波、隔離等標準化處理。
2.3.2 傳感與檢測單元的硬件結構配置
在對傳感與檢測單元的硬件結構進行配置時，為了實現對現場數據的實時采集需要，同時為現場控制提供準確的信息反饋控制，需要對傳感及檢測單元的硬件進行有效配置，如對于傳感器的選擇上，結合檢測系統的性能特點和要求，針對電磁閥檢測中涉及的水、氣、油等不同介質壓力、溫度、流量等開關量與模擬量的差異性，對被測信號進行劃分，如渦輪式流量傳感器誤差范圍為±（0.25-1.5）%，可承載的壓力損失為8×106Pa，溫度范圍可達-240℃至+540℃，靈敏度要求0.01m3/h等；對于試驗臺周邊環境的干擾問題，尤其是強電配電柜、變頻器柜等產生的電磁干擾，采取強-弱分離技術，針對不同供電線路避免電源線與信號線之間的干擾，同時采用多重屏蔽方案，如對弱電系統中的模擬量與數字量進行分離，以雙電源分離供電和分離接地的方式來減少數字部分對模擬部分的干擾；采用光電耦合器件來對輸入輸出開關量進行電氣隔離，并采取濾波電路有效減少干擾量對信號傳輸的影響。
2.3.3 電磁閥PLC控制檢測系統流程
在電磁閥PLC控制檢測系統中，主控模塊負責對系統進行初始化，以及線程控制等操作；數據采集模塊負責軟件與硬件間的連接，并通過自檢系統來提前對系統校準，以確保數據采集卡、傳感器、調理電路等環節的可靠性，并對環境干擾進行動態測量；系統維護模塊負責系統自檢與故障報警，并通過對各系統模塊的功能、可用性進行測試，以確保測試過程中數據的真實性和可靠性，并在故障或異常時及時發出報警信號；過程控制模塊負責通信控制與智能控制，并通過向PLC發送指令來完成對工作狀態數據的采集和處理；數據處理模塊是實施檢測的數據中心，包括數據的存儲、分析及報告的生成，并通過數據分析模塊來對檢測項目進行評估，并形成報告文件；顯示操作模塊負責用戶操作和實時顯示功能，對被測閥相關性能參數、測試方式、以及各測量值的狀態顯示，以滿足形成實時控制的需要。
3 結語
隨著網絡通信技術、計算機技術的日益成熟與發展，以網絡為特征的網絡化控制系統，能夠突破傳統回路控制系統實現現場級網絡控制目標，特別是網絡接口向自動化儀表單元的轉移，使得網絡化控制系統與網絡通訊系統建立融合；同時，基于網絡技術背景下網絡通訊能力和網絡連接規模的擴大，能夠滿足信息傳遞和交換的實時性需要，從而突破了分布式與集散式控制系統在交互性上的不足，進而實現了扁平化控制系統目標。總之，在先進的計算機控制系統實現過程當中，借助于對智能控制技術與應用控制理論的作用，必然推動工業自動化系統水平的不斷提高。
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[關鍵詞]儀表自動化 應用 開放化 總線化
中圖分類號：TP21 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）40-0338-01
一、化工儀表自動化應用
1.化工儀表自動化概述
自上世紀40年代化工儀表自動化誕生以來，其不斷經歷著科技革新的變革和改進。最早的化工儀表自動化主要應用與基本數據的顯示，如氣壓、溫度等，但這些儀表因體積大、精度低而在半導體晶體管出現后，被迅速的替代和革新。以半導體晶體管為依托，人們可以將不同功能的電器件組裝在裝在集成電路板上，由此帶來化工儀表的小體積、高性能等，計算機數據處理技術在儀表功能應用中的推廣頁進一步提高了自動化儀表的運算速度和精度，為化工產品的生產作出了巨大的貢獻。隨著科技水平的不斷提高和進步。化工儀表和自動化技術不斷的融合，超大規模集成電路和信息技術革命也應運而生，新產品和新技術層出不窮，這些技術革命的帶來使得儀表走向多功能、高精度等方向的發展。微型計算機的在化工儀表自動化的應用更是有力的推動了其服務生產的能力。
2.化工儀表自動化的種類
化工儀表自動化的種類依據儀表信號形式的不同、儀表安裝形式的不同以及為儀表提供能源動力的不同等而可分為諸多類型。其中按儀表信號形式可將其分為模擬儀表和數字儀表；按照儀表所使用的能源種類可將其分為氣動儀表、液態儀表和電動儀表；按儀表安裝形式可以將其分為現場儀表、盤裝儀表和架裝儀表，其中架裝儀表主要是指相比于常規儀表的盤裝表而言，以支架為依托將不需要操作的儀表固定安裝，需要操作的儀表安裝成盤裝儀表。
3.化工儀表自動化的優勢
化工儀表自動化控制一大優勢就是整合和利用了計算機技術，使其能夠在減小體積、降低生產成本的基礎上，利用計算機的運算能力和可編程性能提高其儀表運行的安全性、可靠性以及精度等諸多方面的性能。化工儀表自動化的優勢主要體現在其存儲功能、可拓展性以及擁有計算和數據處理功能。
首先，相對于以往采用組合邏輯電路和時序電路的儀表而言，化工儀表自動化擁有存儲功能，其克服了前者只能在某一時刻對簡單狀態的記憶，缺乏長期的存儲和記憶功能。隨著微型計算機同自動化技術在化工儀表上的應用和融合，保障了化工儀表自動化的長時間存儲功能。其次，微型計算機在化工儀表中的應用，推動了儀表自動化的進程，計算機軟件在儀表中的應用，使得抽象的運算程序代替了硬件的邏輯電路，實現了儀表自動化過程中功能的可拓展性和復雜性。最后，微型計算機具有較強的計算能力和數據處理恩呢管理。而化工儀表內正是在微型計算機的應用下實現了其自動化。因此，儀表自動化也就隨之擁有復雜計算能力，同時具有精確的數據處理功能。
二、化工儀表總線化應用
化工儀表總線化是指過程控制系統的自動化里，包括執行器、變送器在線分析方面的儀表以及氣態類型的檢測儀表等在內的現場設備的總線化。現場總線技術的深刻發展和廣泛應用，使得組建集中測試系統和分布式測試系統更加容易。現場總線控制系統的產生是由于集中式測試控制系統無法滿足化工儀表對復雜、遠程以及范圍較大的測控任務的需求的大背景下，發展而成的一個可供所有現場儀表數據共享的網絡系統，在中央控制盒各個現場智能化儀表之間構建了一種開放式、全數字化、雙向互動、多站的通信系統。目前，現場總線嫣然成為全球自動化技術發展的前沿科技成果，過程測控儀表在現場總線的技術基礎上迎來了千載難逢的發展機遇期。同時現場總線為實現儀表進一步的高精度、高穩定、高可靠、高適應和低能耗等方面蘊育著巨大的發展前景和動力，市場經濟的發展也為現場總線控制系統的發展提供了巨大的發展那空間，各主要生產制造廠商紛紛研制推出與現場總線控制系統相兼容的測量儀表和調節閥，這位現場總線控制系統體系的發展提供了潛力。總而言之，現場總線控制系統實現了功能的豐富化，規避了單一功能的現場儀表的使用和應用，實現了各儀器儀表之間功能的相互兼容和互聯，在降低安裝成本和維修費用的基礎上，提高了化工儀器的環境適應能力，提高了儀器的壽命。
三、化工儀表開放化應用
化工儀表自動化的開放性得益于微型計算機的應用，在微型計算機安裝于自動化儀表內部后，就實現了計算機軟件在化工儀表開放性中的功能地位。目前多數相關監控儀器采用軟件和硬件相結合的嵌入式系統技術，其中軟件以將Windows/CE、Linux等嵌入式的操作系統作為系統軟件的核心，硬件以高性能的微處理器為核心。隨著科學技術尤其是計算機技術的不斷發展，未來計算機技術和儀表之間的進一步融合成為化工儀表的一大發展趨勢。化工儀表擁有同計算機相同的如USB接口、局域網的網絡接口、打印機接口等所有接口，將大大加大化工儀表的開放性。通過USB接口的應用，能夠實現測量的相關數據集市的在可移動存儲設備里進行存儲保存，如此一來，工作人員操作化工儀表就像是操作一臺簡單的計算機一樣，對于擁有齊備完整接口的化工儀表而言，其可以同多種現場測試和控制儀表或者執行器設備等進行有效的銜接，在過程控制系統的主機支持下，通過相關網絡所形成的具有一些特定功能的相關測控系統，對多種智能化的現場測控設備方面的開放式的互連系統進行了實現。
四、結語
總而言之，隨著化工儀表自動化技術的不斷發展和應用，這就要求了化工儀表自動化技術要擁有精度高、性能優、可靠性和兼容性強等功能。同時，化工儀表自動化也要結合利用現代計算機技術，這樣才能有效的簡化生產的流程，提高生產效率，節約人力資源和經濟成本等方面，創造更多的社會和經濟效益。
參考文獻
