智能仪表技术及其发展趋势
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智能仪表物联网行业市场动态分析及未来发展预测智能仪表物联网行业是近年来快速发展的新兴行业之一,其涵盖了智能电表、智能水表、智能煤气表等一系列智能仪表产品。
智能仪表物联网通过将仪表连接互联网,实现远程监控、数据收集和分析,为用户提供更加智能化、高效准确的服务。
本文将从市场动态和未来发展方向两个方面对智能仪表物联网行业进行分析和预测。
一、市场动态分析(一)市场规模扩大随着国内外能源资源的日益紧缺和环境问题的日益突出,能源管理问题成为社会热点。
智能仪表物联网作为能源管理的重要工具,市场前景广阔。
据国内权威机构统计数据显示,智能仪表物联网市场规模从2009年的50亿元增长到了2019年的1500亿元,年均增长率超过30%。
预计到2025年,市场规模将超过3000亿元。
(二)政策支持推动发展智能仪表物联网行业得到了政府的大力支持。
2015年,国家能源局发布了《智能电网发展“十三五”规划》,提出要推动智能电表的全面覆盖,加快智能电网建设。
2016年,国家发改委发布了《2016年-2020年节能环保产业发展“十三五”规划》,将智能仪表物联网列为重点支持领域。
政策的推动无疑为智能仪表物联网行业发展提供了有利条件。
(三)技术创新推动行业进步智能仪表物联网行业离不开物联网、云计算、大数据等先进技术的支持。
随着科技的不断进步,智能仪表物联网技术也在不断创新。
目前,智能仪表物联网已经实现了对电能、水能、煤气能等能源的实时监测、精确计量和有效管理。
未来,随着5G技术的普及和应用,智能仪表物联网将迎来更广阔的发展空间。
(四)市场竞争加剧随着市场规模的不断扩大,智能仪表物联网行业的竞争也越来越激烈。
国内外的知名企业纷纷进军该领域,形成了一定的市场格局。
目前,国内市场上主要的智能仪表物联网企业包括华为、中兴通讯、海尔、北电传媒等。
在全球市场上,西门子、ABB、GE等国际巨头也在该领域布局,形成了激烈的竞争态势。
二、未来发展预测(一)智能仪表物联网的市场前景广阔未来,随着能源消费结构的调整和节能减排的要求,智能仪表物联网将在能源管理领域发挥更加重要的作用。
2023年智能计量仪表行业市场前景分析
智能计量仪表行业是指以现代信息技术、智能化技术为基础,结合传感器、信号处理器、计算机及通信技术等为一体,对物理量进行测量、控制和监测的装置。
主要涉及的领域包括能源、交通、环保等。
从未来市场前景来看,智能计量仪表行业将会有以下几大发展趋势:
1、应用领域不断扩大。
目前,智能计量仪表已应用于能源、交通、环保等领域,未来随着科技的不断发展,图像识别、人工智能等技术的应用,将会拓展到更多行业领域,比如医疗、农业等领域,这将给智能计量仪表行业带来更多的商机。
2、数据处理能力不断提升。
随着云计算、大数据技术的不断发展,智能计量仪表将可以将海量的测量数据进行处理和管理,实现对数据的实时监测、预警和分析,让用户能够更快速地了解行业动态和市场趋势。
3、智能化技术不断升级。
随着技术发展的不断提高,智能计量仪表将不断向更智能化的方向发展,比如更加智能的识别和管理功能,更加精准的测量和监测等等。
这将不断提高智能计量仪表在全球市场的竞争力。
4、绿色环保市场需求增加。
在全球绿色环保的背景下,智能计量仪表将会越来越被认可,在环保行业将发挥更加重要的作用,从而提高其市场需求。
综合分析来看,智能计量仪表行业是一个非常有前景的行业,如果企业想要在其中获得更好的竞争优势就需要不断准确把握技术发展趋势和市场需求,加强自身的创新能力,不断研发出更加符合市场需求的产品。
浅谈我国智能仪表的发展现状及趋势近年来,我国智能仪表的发展取得了长足的进步,智能仪表在各个领域的应用也日益广泛。
从家庭到工业,从商业到公共服务,智能仪表都扮演着越来越重要的角色。
本文将从我国智能仪表的发展现状和未来趋势两个方面进行探讨,以期深入了解智能仪表领域的最新动态。
一、发展现状我国智能仪表在发展现状方面取得了长足的进步,主要体现在以下几个方面:1. 技术水平持续提升随着科技的不断发展,我国在智能仪表领域的技术水平也持续提升。
尤其是在无线通信技术、传感器技术、数据处理技术等方面,我国智能仪表已经达到了国际先进水平。
这为智能仪表在各个领域的应用提供了坚实的技术支持。
2. 应用领域不断拓展除了传统的家用电器行业,智能仪表在工业、商业、公共服务等领域的应用也在不断拓展。
在工业领域,智能仪表可以用于设备监控、自动化控制等方面;在商业领域,智能仪表可以用于数据监测、能源管理等方面;在公共服务领域,智能仪表可以用于智能交通、智能建筑等方面。
这些应用领域的拓展,为智能仪表的发展提供了更多的机遇和挑战。
3. 产业生态不断完善我国智能仪表的产业生态也在不断完善。
从芯片、传感器、通信模块等关键零部件的生产到智能仪表的整体设计和制造,整个产业链日益完善。
相关标准、政策、法规等配套措施也在逐步完善,为智能仪表产业的健康发展提供了有力的支持。
二、未来趋势2. 智能化程度不断提升未来,智能仪表的智能化程度将不断提升。
随着人工智能、大数据、云计算等技术的发展,智能仪表将变得更加智能化、智能化程度将不断提升。
未来,智能仪表有望实现更加智能的自动控制、更加智能的数据分析、更加智能的人机交互等功能,从而更好地满足社会各个领域的需求。
3. 物联网时代的到来随着智能技术的不断发展,智能仪表也将成为物联网时代的重要组成部分。
未来,智能仪表有望与其他智能设备通过物联网技术进行互联互通,形成一个智能化的生态系统。
在家庭领域,智能家电、智能安防、智能环境等智能设备可以通过智能仪表进行互联互通;在工业领域,各种智能制造设备、智能传感器等设备也可以通过智能仪表进行互联互通。
电气仪表行业智能化趋势智能化技术的应用与前景电气仪表行业智能化趋势:智能化技术的应用与前景随着科技的迅猛发展,智能化技术在各行各业中得到了广泛的应用,电气仪表行业也不例外。
智能化技术的应用为电气仪表行业带来了许多的优势和便利,成为该行业发展的重要趋势。
本文将探讨电气仪表行业智能化趋势以及智能化技术的应用与前景。
一、智能化趋势的背景与意义电气仪表行业是一个关键的基础行业,它的发展和应用涉及到能源、工业生产和交通等方方面面。
应对日益复杂的生产需求和技术挑战,电气仪表行业纷纷转向智能化发展。
智能化技术的应用,不仅可以提高电气仪表的测量精度、可靠性和稳定性,还能实现自动化和远程控制,从而提高工作效率和降低人力成本。
二、智能化技术在电气仪表行业中的应用1. 传感器技术:传感器技术在电气仪表行业中有着广泛的应用。
通过传感器的监测和数据采集,可以实现对电气参数、电流、电压等的实时监控和分析,从而准确判断系统的工作状态。
2. 物联网技术:物联网技术的快速发展为电气仪表行业带来了更多的机遇。
通过物联网技术,可以实现电气仪表的远程监控、诊断和控制,及时发现和解决问题,提高设备的运行效率和安全性。
3. 人工智能技术:人工智能技术在电气仪表行业中也得到了广泛的应用。
通过人工智能技术,可以对电气参数进行分析和预测,实现智能化的优化调度和运维管理,提高系统的可靠性和效率。
4. 大数据分析技术:随着数据的快速增长,电气仪表行业也面临着大数据处理和分析的挑战。
通过大数据分析技术,可以对电气仪表的工作状态、故障信息和历史数据进行深入挖掘和分析,为后续的决策提供准确的依据。
三、智能化技术的前景与挑战智能化技术给电气仪表行业带来了广阔的发展前景。
首先,智能化技术可以提高电气仪表的测量精度和可靠性,满足日益复杂的生产需求。
其次,智能化技术可以实现电气仪表的远程监控和控制,提高工作效率和降低人力成本。
最后,智能化技术可以通过对大数据的分析和应用,优化电气仪表的运维管理,提高系统的可靠性和稳定性。
智能仪器仪表技术的运用及发展摘要:最近几年,随着社会的飞速发展,我们国家的智能建筑也得到了很大的发展。
现代信息科技的发展,极大地促进了智能仪器仪表技术的发展。
随着信息技术在各个领域的普及,智能仪器仪表也在多方面引入新技术,以实现自身的优化升级。
智能通信、微机械、微电子等方面的研究成果被成功地引入到智能仪器仪表中,从而使其朝着网络化、智能化、可重构化的发展趋势迈进。
本文从智能仪器仪表的行业发展状况出发,对目前的使用状况进行了分析,并指出了今后的发展方向。
关键词:智能仪器仪表技术;运用;发展引言“十三五”时期,国民经济和社会经济发展对设备提出了更高的要求,使生产效率得到更大的提升。
在这样的情况下,智能自动化仪表应运而生。
每一种产业都会按照自己的发展需求来进行技术革新,运用科技来推动生产力的解放。
当前,智能自动化仪表在工业生产中的应用日益广泛。
所以,在科技转型的今天需要对智能自动化仪表进行更深入的探讨。
1智能仪器仪表行业发展现状智能仪表技术已深入到生活的各个方面。
目前,它在人类的生产和生活中得到了广泛的运用,它所涵盖的行业有工业、农业、电力、交通、国防、文教卫生等。
为人民的生活提供了很大的便利,对国家经济的发展起到了积极的推动作用。
例如,某公司自主开发并研制了一套自力式微压力控制系统(ZDF氮封装置),它的主要作用是维持容器顶部保护气(通常是氮气)的压力不变,从而防止容器中的物料与空气直接接触,防止物料挥发、被氧化,并对容器的安全起到了保护作用。
它尤其适合于各类大型储罐的气封保护系统。
该产品节能,工作灵敏,工作可靠,使用和维护简单,在石油和化工行业得到了广泛的应用。
该氮气封闭装置的进料和出料压力设置容易,能实现连续生产。
压力检测膜片有较大的作用区域和较低的设置弹性,操作敏感,工作稳定;为了保证储罐的使用安全,必须在储罐顶部安装一个呼吸器,该呼吸器只作为一种安全型功能,从而克服了传统的储罐封闭系统中的供气阀门、排气阀门开闭次数多,容易发生故障的缺点。
人工智能技术在仪器仪表中的发展与应用摘要:人工智能在当前阶段具有先进性,其作为一门技术科学,所研究内容比较宽泛,比如机器人、语言识别、图像识别等。
人工智能技术是产业变革的重要驱动力,可以在科技变革及产业变革过程中释放巨大能量。
近年来,仪器仪表的自动化和智能化程度不断提高,通过对这类仪器仪表的使用,不仅能够大幅提高生产效率,还可以提高生产产品质量,在推动我国现代化建设方面表现出积极意义,更好地满足当前社会及人类发展需求。
基于此,本文主要围绕人工智能技术在仪器仪表中的发展与应用进行分析和探讨,以期为相关人员提供参考。
关键词:人工智能;仪器仪表;发展;应用引言:就现阶段实际情况来看,我国仪器仪表行业在发展过程中仍更多依赖传统技术,虽然大部分企业对此方面有所意识,并且积极采取相应应对措施,不断进行产品结构、人员配置的优化,但却仍然难以获取优异成果。
并且,近年来我国各仪表企业在市场中的竞争不断加剧,但仍有一些企业存在较多问题,比如产品稳定性较差、产品寿命短等,这将给仪器仪表行业的发展造成较为严重的限制,需相关企业领导层对此方面给予高度重视。
1人工智能技术种类分析人工智能是科学技术发展和进步的一个重要体现,其所涵盖内容非常广泛,并且所应用技术类型具有多样性及复杂性,主要能够划分成以下几方面:1.1弱人工智能技术其是人工智能技术发展初期阶段的一种技术类型,其主要指对某一专业或某一方面使用人工智能技术。
比如人工智能下棋,当该技术仅能够围绕下棋展开技术分析,对其他信息无法进行存储或读取。
1.2强人工智能技术该技术作为人工智能技术的重要组成部分,其具有较强先进性,和人类思维方式较为接近。
现阶段,强人工智能技术在一些产品中的应用,可以有效代替部分人的脑力劳动。
比如人工智能机器人,其能够与人类进行直接沟通,目前已经一定程度应用在银行、营业厅等地,可以辅助人类引导客户进行相关手续的办理。
然而强人工技术的开发难度较大,目前该技术的发展空间非常广。
浅谈我国智能仪表的发展现状及趋势随着科技的发展,智能仪表作为传统仪表的一种升级替代品,现在已经广泛应用于各个行业。
智能仪表以其高度智能化、信息数字化等特点,在节能降耗、提高生产效率、保证用能安全等方面发挥了重要作用。
本文将探讨我国智能仪表的发展现状及趋势。
一、发展现状目前,我国智能仪表研究和发展已经取得了很大的进展。
从产品数量和品种上看,国内企业已经能够独立设计、制造和销售智能仪表产品。
在智能仪表技术上,国内企业已经能够媲美国际先进水平,一些产品甚至已经走出国门,被国际市场广泛接受。
目前国内智能仪表的应用领域非常广泛,包括工业生产、交通运输、能源、建筑等多个领域。
例如在工业生产领域,智能仪表可应用于对生产流程和能源使用的监测与管理;在交通运输领域,智能仪表可监测交通流量、车速等情况,为城市交通优化管理提供支撑;在建筑领域,智能仪表可实现建筑的智能化管理,包括能源的控制与管理、温度、湿度等环境的监测。
二、发展趋势未来,在智能化时代的背景下,智能仪表将逐步成为各行业数字化转型的重要工具,呈现出以下发展趋势:1. 产品功能将更加多元化。
智能仪表应用领域不断拓展,需求也日益多样化,因此智能仪表产品的功能将更加普遍和多元化。
除基本的监测、测量、计数等功能外,智能仪表还将涵盖指标分析、智能控制、故障预警等功能,以满足用户的多种需求。
2. 数据处理以及反馈的能力将得到提升。
智能仪表收集了大量的数据,如何更好地分析和利用这些数据将成为未来的一个重要方向。
随着物联网、云计算等新技术的普及,智能仪表可以不断地收集、处理数据,并向用户反馈信息,帮助用户更好地掌握和管理数据,进而提高生产效率。
3. 产品质量将得到大幅提升。
随着智能仪表应用的不断推广,用户对产品质量的要求也在大幅提升。
智能仪表的高可靠性、高稳定性、高精确度以及长寿命等方面,将成为智能仪表未来的发展方向。
4. 研发和应用将更多关注能源的节约和环境保护。
未来智能仪表的研发和应用将更加关注能源的节约和环境保护。
智能仪器仪表发展的主要技术与展望智能仪器仪表是指具有智能化功能的测量、控制、监测和管理设备。
随着科技的不断发展,智能仪器仪表在各个领域中得到了广泛的应用,并逐渐成为各行业提高生产效率、优化管理的重要工具。
智能仪器仪表的发展离不开先进的技术支持,下面将会介绍一些关于智能仪器仪表发展的主要技术与展望。
一、传感技术传感技术是智能仪器仪表的核心技术之一。
它通过将物理量转换成电信号,实现对被测量的实时监测和数据采集。
传感技术的发展使得传感器的灵敏度、稳定性和精度得到了极大提升,可以满足不同行业对实时监测和数据采集的需求。
随着微电子技术和纳米技术的不断发展,传感技术将会越来越小型化、智能化和多样化,使得智能仪器仪表能够更好地适应各种环境和应用场景。
二、数据处理技术数据处理技术是智能仪器仪表的关键技术之一。
它通过对采集到的数据进行处理、分析和计算,最终实现对被测对象的监测、控制和管理。
随着计算机技术和人工智能技术的不断发展,数据处理技术已经取得了长足的进步。
从简单的数据处理到复杂的数据挖掘和模式识别,数据处理技术已经能够为智能仪器仪表提供更强大、更智能的功能。
未来,数据处理技术将会继续向着高速、高效、智能的方向发展,使得智能仪器仪表能够更好地适应数字化、智能化的趋势。
三、通信技术通信技术是智能仪器仪表的重要技术之一。
它通过网络将智能仪器仪表与外部设备连接起来,实现数据的传输和共享。
随着物联网技术、5G技术的不断发展,通信技术已经实现了从有线通信到无线通信、从局域网通信到广域网通信的转变,使得智能仪器仪表能够更加灵活地进行远程监控和远程操作。
未来,通信技术还将会继续朝着高速、低延迟、大带宽的方向发展,为智能仪器仪表的智能化、互联化提供更好的支持。
四、人机交互技术人机交互技术是智能仪器仪表的关键技术之一。
它通过界面设计、声音识别、手势识别等技术,实现人与智能仪器仪表的自然交互。
随着虚拟现实技术、增强现实技术和人工智能技术的不断发展,人机交互技术已经可以实现更加智能、更加直观的交互方式,使得用户更加便捷地使用智能仪器仪表。
仪表自动化应用发展趋势仪表自动化应用是指利用仪表设备进行自动化控制和监测的应用领域。
随着技术的发展和应用需求的增加,仪表自动化应用呈现出以下发展趋势:1. 智能化:随着人工智能、大数据分析和云计算等技术的快速发展,仪表设备正变得越来越智能化。
通过将智能算法和模型应用于仪表设备中,可以实现自动故障诊断、智能预测和优化控制等功能。
利用机器学习算法对仪表数据进行分析,可以实现对设备的性能和工作状态进行实时监测和预测,并提供相应的优化建议,从而提高设备的效率和可靠性。
2. 互联化:随着物联网技术的发展,仪表设备之间的互联互通已经成为可能。
通过将仪表设备与互联网连接,可以实现设备之间的数据传输和共享,从而实现系统的协同控制和监测。
在工业生产中,通过将生产设备与仪表设备连接,可以实现设备之间的实时通信和数据共享,从而实现生产过程的自动化调控和监测。
3. 网络化:随着通信技术的发展,仪表设备也越来越多地采用网络通信模块,实现远程监控和远程控制。
通过网络连接,可以实现对仪表设备的远程访问和控制,无论是在工业生产中还是在家庭中,都可以通过电脑、手机等终端设备对仪表设备进行远程监控和控制。
这样,不仅能够方便用户进行实时监测和控制,还能够实现设备的远程维护和故障排除,提高设备的稳定性和可靠性。
4. 自主化:随着自动化技术的发展,仪表设备正变得越来越自主化。
通过将传感器、执行器和控制器等功能集成到仪表设备中,可以实现设备的自主运行和控制。
在机器人领域,通过将传感器、运动控制器和决策算法等集成到机器人系统中,可以实现机器人的自主感知、决策和动作执行,从而完成复杂的任务。
5. 超精密化:在某些领域,如航天、科学研究和仪器仪表等,对仪表设备的测量和控制精度要求非常高。
随着精密制造技术的发展,仪表设备的精密度也在不断提高。
光学测量设备的分辨率越来越高,精密天平的称量精度越来越高。
这些超精密的仪表设备可以应用于更加苛刻的环境和要求,如微重力环境的太空飞行、高能物理实验等。
自动化仪器仪表市场前景分析1. 引言自动化仪器仪表是现代工业生产过程中不可或缺的重要设备,通过测量和控制各种物理量,实现工业过程的监测和自动控制。
随着科技的不断发展,自动化仪器仪表市场呈现出较好的发展前景。
本文将对自动化仪器仪表市场的发展趋势进行分析,并探讨其前景。
2. 市场规模及发展趋势自动化仪器仪表市场的规模不断扩大。
根据市场调研公司的数据,自动化仪器仪表市场在过去几年中每年都保持了稳定的增长率。
这主要得益于工业生产过程中对自动化程度的提高和对产品质量的要求越来越高。
预计未来几年,自动化仪器仪表市场规模将继续增长。
自动化仪器仪表市场的发展呈现以下几个趋势: - 技术创新和应用拓展:随着科技的进步,自动化仪器仪表的技术不断创新和应用拓展。
例如,传感器技术的进步使得仪器的测量精度和可靠性得到提高;物联网技术的应用使得仪器的远程监测和控制成为可能。
- 数据处理和分析能力的加强:随着大数据和人工智能技术的发展,自动化仪器仪表具备了更强的数据处理和分析能力,可以实现对生产过程的更精准监测和控制。
- 行业需求的多样化:各个行业对自动化仪器仪表的需求越来越多样化。
例如,制药行业对仪器仪表的洁净度要求较高;能源行业对仪器仪表的节能性能要求较高。
这种多样化的需求促进了市场的发展。
3. 市场竞争格局自动化仪器仪表市场竞争激烈,主要有以下几个竞争因素: - 技术创新能力:技术创新是企业在市场中竞争的重要因素。
具有先进技术并能不断推出新产品的企业在市场中更具竞争力。
- 品牌知名度:企业的品牌知名度对市场竞争有着重要影响。
知名品牌的企业往往拥有更多的客户和销售渠道。
- 产品质量和性能:高质量和可靠性的产品能够赢得客户的信赖和口碑,提高企业在市场中的竞争力。
- 服务质量:优质的售前、售中和售后服务也是企业竞争的关键。
良好的服务能够提升客户满意度,增加客户的忠诚度。
4. 市场机遇与挑战自动化仪器仪表市场存在着一些机遇和挑战: - 市场机遇:随着工业生产过程的智能化和信息化的推进,自动化仪器仪表市场将面临更大的发展机遇。
智能仪表技术及其发展趋势
【摘要】从智能仪表相对传统仪表的优势出发,分析了智能仪表的构成,提出了智能仪表设计的设计思路,并通过分析智能仪表技术的优势和特点,展望了智能仪表的未来发展方向。
【关键词】智能仪表;微处理器;中断处理;
1智能仪表的概念
微型计算机技术和嵌入式系统的迅速发展,引起了仪器仪表结构的根本性变革,即以微型计算机为主体,代替传统仪表的常规电子线路,成为新一代具有某种智能的灵巧仪表。
这类仪表的设计重点,已经从模拟和逻辑电路的设计转向专用的微机模板或微机功能部件、接口电路和输入偷出通道的设计,以及应用软件的开发。
这类仪表已经实现人脑的一部分功能,例如四则运算、逻辑判断、命令识别等,有的还能够进行自校正、自诊断,并具有自适应、自学习的能力,因此习惯上称之谓“智能仪表”。
但“智能化”的水平高低不一,目前所见的一部分这类产品,智能化的程度还不高,需要不断改进和完善。
随着科学技术的进步发展,这类仪表所具有的智能水平将会越来越高。
一些新技术新器件,如32位RISC处理器、DSP、ARM、大容量存储器、嵌入式实时操作系统等的不断涌现,将对智能仪表的发展起到极大的推动作用。
2智能仪表的设计
2.1智能仪表的构成
通常,智能仪表由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分包括MCU、过程输入偷出通道(模拟量输入辟俞出通道和开关量输入偷出通道)、人机交互部分和接口电路以及USB、Internet、GPRS、短消息数据通信接口等。
主机电路用来存储数据、程序,并进行一系列运算处理,它通常由微处理器、ROM、RAM、FlashFRAM、I/O接口和定时/计数电路等芯片组成,或者它本身就是一个单片机或嵌入式系统。
模拟量输入输出通道用来输入偷出模拟信号;数字量输入/输出通道用于输入德出数字信号。
人机交互部分是操作者与仪表之间的桥梁,通信接口则用来实现仪表与外界的数据交换功能,进而实现网络化互联的需求。
外部时序/逻辑扩展部分常用CPLD/FPGA等器件来扩展CPU的功能。
显示/打印模块用于外接打印机和LCD/LED。
智能仪表的软件通常包括监控程序、中断处理(或服务)程序以及实现各种算法的功能模块。
监控程序是仪表软件的中心环节,它接收和分析各种命令,管理和协调全部程序的执行;中断处理程序是在人机交互部分或其它外围设备提出中断申请并为主机响应后直接转去执行的程序,以便及时完成实时处理任务;功
能模块用来实现仪表的数据处理和控制功能,包括各种测量算法(例如数字滤波、标度变换、非线性校正等)和控制算法(PID控制、前馈控制、纯滞后控制、模糊控制等)。
2.2设计过程和要点
研制与开发一台智能仪表是一个复杂的过程,这一过程包括:分析仪表的功能要求和拟制总体设计方案,确定硬件结构和软件算法,研制逻辑电路和编制程序,以及仪表的调试和性能功能测试等。
为保证仪表质量和提高研制效率,应在正确的设计思想指导下进行仪表研制的各项工作。
2.2.1模块化设计
依据仪表的功能、精度要求和经济技术指标,自上而下(或由大到小)按仪表功能层次把硬件和软件分成若干个模块,分别进行设计与调试,然后把它们连接起来,进行总调,这就是设计仪表的最基本的思想。
通常把硬件分为主机、过程通道、人机联系部件、通信接口、传感器及工作电源等几个模块;而把软件分成监控程序(包括初始化、键盘与显示管理、中断管理、时钟管理、自诊断等)、中断处理程序及各种测量和控制算法等功能模块。
这些硬件和软件模块还可以根据所设计的仪表的特殊性与特殊功能继续细分,由下一层次的更为具体的模块来支持和实现。
模块化设计的优点是:无论硬件还是软件,每个模块都相对独立,故能独立地进行研制和修改,从而使复杂的研制工作得到简化。
同时模块化设计方式有助于研制工作的分解和设计研制人员之间的分工合作,从而提高了工作效率和研制速度。
2.2.2模块的连接
上述各种软、硬件研制和调试之后还需要将它们按一定的方式连接起来,才能构成完整的仪表,以实现既定的各种功能。
软件模块的连接一般是通过监控主程序调用各种功能模块,或采用中断的方法实时地执行相应服务模块来实现。
硬件模块连接方式有两种:一种是以主机模块为核心,通过设计者自行定义的内部总线(数据总线、地址总线和控制总线)连接其它模块;另一种是以标准总线连接其它模块(例如STD总线等)。
第一种方法由设计人员自行研制模板,电路结构简单,硬件成本低;第二种方法,设计人员可选用商品化模块,配接灵活、方便,研制周期短,但硬件成本高。
3智能仪表的发展趋势
智能仪表建立在微电子技术发展的基础上,超大规模集成电路的嵌入,将CPU、存储器、A/D转换、输入/输出等功能集成在一块芯片上,甚至将PID 控制组件也置入其中。
加之现场总线的应用,智能仪表与控制系统之间的数字通讯将替代以往的模拟传递,大大提高了精度和可靠性,避免了模拟信号在传输过
程中的衰减,长期难以解决的干扰问题得到解决。
此外,由于数字通讯,节省了大量电缆、安装材料和安装费用。
正是由于这些有利条件,推动着智能仪表不断发展。
3.1传感器技术
传感器技术是保证智能仪表测量控制系统准确可靠的前提。
目前,随着集成电路制造技术和材料科学的发展,传感器正向小型化、低功耗、网络化的方向发展,准确性和稳定性也有了很大的提高。
其中,网络传感器技术IST(Internet Sensor Technology)是倍受世界关注的新兴科技领域。
在新的世纪里必将引起一场技术革命。
此外,纳米技术的研究和开发,也是由于光电子检测技术的提高和发展,才使其成为可能。
3.2测量仪表技术
测量仪表在计算机控制系统出现以后,近几十年来,其核心一般采用各类单片机,如Intel80C5180C196,MotorolaMC68等,其信号传送一般采用4-20mA 的电流信号形式.需要一对传输线来单向传送一个模拟信号。
这种传输方法使用的导线多,现场安装及调试的工作量大.投资高,传输精度和抗干扰能力较低,不便维护。
主控室的工作人员无法了解现场仪表的实际情况,不能对其进行参效调整和故障诊断,所以处于最底层的模拟变送器和执行机构成了计算机控制系统中最薄弱的环节,即便是DCS和PLC系统也没有解决这个问题。
近年来,随着通讯和网络技术的飞速发展,以及1EC61158国际标准的形成,现场总线技术应运而生,该技术虽然刚刚兴起,但却代表着智能仪器仪表的发展方向,势必成为智能仪器仪表的主流。
3.2.1DCS与PLC的广泛应用目前,对于石油、电力、冶金等企业大型测量控制系统,广泛采用的是分散控制系统DCS,其与现场测量部分与常规仪表并投有很大差别。
仍然需要大量测控电境接人监控和组态.同时其控制算法和逻辑可灵活配置.可对通道进行诊断等。
目前许多DCS厂家都在努力改进其产品的通讯与开放性.但其固有特点决定了其产品的落后。
而PI.C则范围小一些,尽管现代的PLC已不仅仅是逻辑控制.但其模拟量控制测点容量小,价格高,一般仍然应用于与开关量和逻辑控制为主的场合,但由于有些PLC支持现场总线,其前景要较常规DCS好一些。
3.2.2软仪表——虚拟仪器技术
以美国国家NI(National Instruments)为代表,提出了Software is Instrumentation“软件即是仪器”的思想,其棱心是采用通用测量I/O卡,通过软件编程来实现仪表的功能,如软示渡器,测试系统等,充分利用软件的灵活性和智能性,可以减少投资和快速组建测试系统。
3.3现场总线技术
现场总线技术是一种先进的现场工业控制技术,它综合了数字通信技术、计算机技术、自动控制技术.网络技术和智能仪表等多种技术手段,从根本上突破了传统的点对点式的模拟信号或数字—模拟信号控制的局限性,构成一种全分散、全效字化、智能、双向、互连、多变量、多接点的通信与控制系统。
现场总线则是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络,其基础是智能仪表FCS把传统Dcs的控制功能进一步下放到现场智能仪表,由现场智能仪表完成效据采集、散据处理、控制运算和数据输出等功能。
现场仪表的数据(包括采集的散据和诊断效据)通过现场总线传到控制室的控制设备上,控制室的控制设备用来监视各个现场仪表的运行状态,保存各智能仪表上传的数据,同时完成少量现场仪表无法完成的高级控制功能。
现场总线技术势必成为智能仪表的发展主流。