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工业仪表自动化控制技术发展的新趋势探讨摘要：随着科学技术的高速发展，自动化控制技术在众多领域中得到广泛应用，在工业领域也不例外。
在工业生产过程中，借助自动化控制技术不但能够提高产品的产量与质量，同时也能确保工业生产的安全性与可靠性。
目前工业仪表自动化控制技术已成为现代工业生产中的关键技术，基于此，本文主要对工业仪表自动化控制技术的发展新趋势进行分析。
关键词：工业仪表；自动化控制技术；应用；发展趋势引言：在当前科技水平快速提升的背景下，自动化控制技术也得到了广泛应用，工业生产自动化主要由设备、仪器、技术组成，借助于计算机技术实现对工业仪表的自动化控制，进而逐渐表现出明显的自动化、智能化趋势，一方面大幅节约了企业的生产成本，提高了经济效益，另一方面也同步提升了生产质量与效率。
鉴于自动化控制技术在工业生产、社会经济发展中发挥着重要作用，下文便主要针对工业仪表自动化控制技术的发展展开深入分析。
1工业仪表自动化控制技术发展现状对工业仪表自动化控制的发展现状进行分析，需要从如下几方面着手：其一，工业仪表中的数控技术。
数控技术作为精密仪表加工过程中不可或缺的技术，主要应用了数学原理，精准定位切削工件的刀具，计算出待加工工件的长、宽、高，然后开展自动化、封闭式加工。
所以，数控技术在工业仪表自动化控制中应用极为广泛，只需预先编写好程序，输入CNC系统，便可在成品产出前无须任何操作，不仅能确保工件精度，也能提高生产效率；其二，工业仪表自动化的应用。
我们生活中常见的水表、电表、汽车仪表盘等等，就是工业仪表自动化的应用，而生活与工业联系密切，随处可见各种工业仪表的自动化，因此工业仪表自动化控制技术与人类的生活、发展密不可分；其三，工业仪表自动化的安全。
倘若工业仪表齿轮精准度不够，便极有可能造成仪表失灵，进而出现安全问题。
鉴于工业仪表对人们的生活会产生直接影响，所以在生产加工时需要高度重视这方面问题。
其四，工业仪表的智能化。
第12章虚拟仪器技术虚拟仪器是在20世纪后期随计算机水平和软件技术的迅速进步而出现并发展起来的有别于传统仪器的新概念。
虚拟仪器技术突破了传统电子仪器以硬件为主体的模式，具有用简单硬件将被测量采集到上位机，然后通过软件设计即可方便灵活地完成对被测试量的分析、判断、显示及数据存储等功能的特点。
软件设计的灵活易变、成本低等特点使虚拟仪器在测试测量技术中越来越发挥出其优势。
目前，虚拟仪器的开发工具有LabVIEW、LabWINDOWS、VB等，下面主要介绍用NI 公司的LabVIEW软件开发虚拟仪器的方法。
本书第13章到17章的综合实例是在计算机上对整个测量系统的联合软件仿真设计，因此在本章后面将介绍用LabVIEW同NI公司的另一款电路仿真软件Multisim进行联合仿真的方法。
12.1 LabVIEW软件的特点LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineer Workbench，实验室虚拟仪器工作平台）是美国NI公司推出的一种基于G语言（Graphics Language，图形化编程语言）的具有革命性的图形化虚拟仪器开发环境，是业界领先的测试、测量和控制系统的开发工具。
虚拟仪器的概念是用户在通用计算机平台上，在必要的数据采集硬件的支持下，根据测试任务的需要，通过软件设计来实现和扩展传统仪器的功能。
传统台式仪器是由厂家设计并定义好功能的一个封闭结构，有固定的I/O接口和仪器操作面板。
每种仪器只能实现一类特定的测量功能，并以确定的方式提供给用户。
虚拟仪器的出现，打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，使得用户可以根据自己的需求，设计自己的仪器系统，并可通过修改软件来改变或增减仪器的功能，真正体现了“软件就是仪器”这一新概念。
作为虚拟仪器的开发软件，LabVIEW的特点如下。
➢具有图形化的编程方式，设计者无须编写任何文本格式的代码，是真正的工程师语言➢提供丰富的数据采集，分析及存储的库函数➢提供传统的数据调试手段，如设置断点，单步运行，同时提供独具特色的执行工具，使程序动画式进行，利于设计者观察到程序运行的细节，使程序的调试和开发更为便捷➢囊括了PCI,GPIB,PXI,VXI,RS-232/485,USB等各种仪器通信总线标准的所有功能函数，使得不懂得总线标准的开发者也能驱动不同总线标准接口设备与仪器➢提供大量与外部代码或软件进行连接的机制，如DLL（动态链接库），DDE（共享库），Activex等➢具有强大的Internet功能，支持常用的网络协议，方便网络，远程测控仪器开发在测试和测量方面，LabVIEW已经变成了一种工业的标准开发工具；在过程控制和工厂自动化应用方面，LabVIEW软件非常适用于过程监测和控制；而在研究和分析方面，LabVIEW软件有力的软件分析库提供了几乎所有经典的信号处理函数和大量现代的高级信号的分析。
利用LabVIEW实现电气设备的智能远程监测与维护随着科技的不断发展，电气设备的智能化已经成为现代化生活的重要组成部分。
然而，传统的电气设备监测与维护方式存在一定的局限性，比如无法实时获取设备状态、无法及时发现故障等。
为了解决这些问题，人们开始采用利用LabVIEW实现电气设备的智能远程监测与维护。
一、LabVIEW简介LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种基于图形化编程的软件开发环境，由美国国家仪器公司开发并推广使用。
其特点是可视化编程，使程序员可以通过拖拽图形化元件进行程序编写。
LabVIEW广泛应用于各种领域，包括电子、自动化和工程等。
二、LabVIEW在电气设备监测与维护中的应用1. 实时数据采集利用LabVIEW开发的监测系统可以通过传感器实时采集电气设备的各种数据，如温度、电压、电流等，将数据传输给LabVIEW，进行实时监测与分析。
采用实时数据采集可以帮助运维人员及时了解设备的运行状态，发现异常情况，并采取相应的措施。
2. 远程控制与维护利用LabVIEW可以实现对电气设备的远程控制与维护。
通过与网络通信，运维人员可以从任何地方远程接入设备监测系统，远程执行维护操作。
比如，运维人员可以通过LabVIEW远程开关设备、设置参数、进行诊断与维修等。
这样，即便不在设备所在地，也能够对设备进行及时的维护。
3. 故障预测与预警利用LabVIEW的数据分析功能，可以进行电气设备的故障预测与预警。
LabVIEW可以根据历史数据和特定的算法来分析设备的运行状况，通过比较当前的运行数据与历史数据，判断设备是否存在潜在故障风险，并及时发送预警信息给相关人员，以便及时采取维护措施，避免设备损坏。
4. 数据记录与报表生成LabVIEW可以将采集到的数据进行记录和存储，并生成相应的报表。
这对于设备的长期监测和维护非常重要。
虚拟仪器技术是一种基于计算机和软件的测量和控制系统，它可以通过软件模拟各种物理、电学或机械设备，以实现各种测试、分析和控制任务。
以下是虚拟仪器技术的应用案例：
虚拟测试平台：将虚拟仪器技术应用于汽车、航空航天等领域，可以构建出真实且可靠的虚拟测试平台，对各种零部件进行测试和仿真。
生产线监测：利用虚拟仪器技术，可以开发出能够监测生产线的工作状态和性能的虚拟仪器，从而提高生产效率并减少故障。
医疗诊断：虚拟仪器技术可以应用于医疗领域，如开发出虚拟血压计、心电图等设备，可以帮助医生更快速、更准确地进行疾病诊断和治疗。
环境监测：虚拟仪器技术可以应用于环境监测中，如气体检测仪、水质监测仪等，能够及时检测环境污染并采取相应的措施。
教育培训：虚拟仪器技术可以被应用于教育领域，如开发出虚拟实验室、虚拟仪器等，可以帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
总之，虚拟仪器技术在各个领域都有广泛的应用，通过模拟真实设备，可以提高测试效率和准确性，并降低成本。
基于虚拟仪器技术的电路测试研究电路是电子工程学科的基石之一，而电路测试则是电路设计和制造的关键环节之一。
传统的电路测试方式主要是使用实物仪器，但是这种方式存在着不便携、测试成本高等问题，而基于虚拟仪器技术的电路测试则能很好地解决这些问题。
本文将从以下几个方面展开讨论。
一、虚拟仪器技术介绍虚拟仪器技术是指基于计算机软件和硬件的一种仪器测试方法，它能够模拟出传统实物仪器的测量功能，并且能够完成更多的其他测试任务，例如数据采集、信号分析和仪器自动化控制等。
虚拟仪器技术的核心是通过计算机软件来模拟各种电路测试仪器，同时具备精度高、成本低、便携等优点，已经成为现代电路测试领域中的重要技术。
二、虚拟仪器技术的电路测试应用在电路测试应用方面，虚拟仪器技术可以模拟诸如示波器、频谱分析仪、数字多用表等传统实物电路测试仪器，可以输出测量结果、生成测试报告等。
此外，虚拟仪器技术还可以控制实际仪器完成不同测试任务，并可以连接通信网络进行数据传输和处理，为测试分析提供更加方便、快速、准确的手段。
三、虚拟仪器技术的特点1、精度高虚拟仪器技术可以实现数字信号处理、数据采集等功能，相较于传统实物仪器精度更高，不受环境因素影响，并且可以做到零误差测量，在设计出测试方案时提供更为准确的数据。
2、成本低虚拟仪器技术大多低于实物仪器，虚拟仪器所需要的设备和软件成本较低，不仅易于采购，而且可根据产品使用情况进行灵活配置。
3、便于携带由于虚拟仪器技术硬件设备小巧、轻便，可以随时携带，因此在各种测试场合都能够实现自身的功能，这一点可以大大提高电路制造方面的效率。
四、虚拟仪器技术在电路测试中的应用实例1、模拟电路测试在模拟电路测试方面，虚拟仪器技术可以模拟测试各种模拟电路的基本参数，例如电流、电压、功率等，在测试过程中能够实现高精度测量，并且可以通过数据处理和分析实现更加准确的测试结果。
2、数字电路测试在数字电路测试方面，虚拟仪器技术不仅可以用于物理信号测试，而且可以处理数字信号，并与计算机软件协同工作，实现自动测试、自动分析，从而提高电路测试的快速性、精确性和效率。
机载电子设备检测虚拟化仪表应用虚拟化仪表的控制和检测方式-9编写:贺军LabVIEW与Arduino控制器互动基础设计方式介绍9、LabVIEW与Arduino控制器互动基础“机载电子设备维修和校验工作间环境动力监测装置虚拟仪表控制方式”说明9.1、概述“机载电子设备维修工作间环境动力监控装置”是用于直升机场内场对机载电子设备进行故障检查、维修、校验的工作间环境条件和动力电源进行综合监测的设备，该设备在对维修和校验工作间监测时部分的功能具有自动控制系统。
该设备的监测屏幕在内部局域网内可以通过计算机、平板电脑、手机等实时监测到维修和校验工作间内 4 种动力电源的电压变化情况、室内温度、湿度变化情况、可监测工作间内 8 套测试台的温度变化情况和自动报警情况,可监测工作间内 6 个区域漏水自动报警信号，可监测定位工作间漏水地点、可监测工作间 6 个区域烟雾报警传感器报警信号，可监测由人体红外线传感器感应到的人员进出维修和校验工作间时图形显示。
维修和校验工作间内 8 套专用测试台上设置的温度监测传感器实时监测放置在测试台上的机载电子设备的温度变化,当温度超过设定上限值时自动切断28V/DC工作电源,并自动报警。
9.2、功能和特性：9.2.1、监测动力电源工作环境：1）、市电输入电压检测：监测外接市电输入电压变化情况，在虚拟化仪表屏幕显示出来，可设定电压波动系数上限和下限幅度，超出电压波动幅度时发出报警信号，但不对电源实时控制功能。
2）、115V/400Hz电压检测：监测115V/400Hz输入电压变化情况，在虚拟化仪表显示显示出来，可设定电压波动系数上限和下限幅度，超出电压波动幅度时发出报警信号，但不对电源实时控制功能。
3）、26V/400Hz电源电压检测：监测26V/400Hz电源电压变化情况，在虚拟化仪表屏幕显示出来，可设定电压波动系数上限和下限幅度，超出电压波动幅度时发出报警信号，但不对电源实时控制功能。
4）、28V/DC电压检测：监测28V/DC电压变化情况，在虚拟化仪表屏幕显示出来，可设定电压波动系数上限和下限幅度，超出电压波动幅度时发出报警信号，但不对电源实时控制功能。
9.2.2、室内温度、湿度检测：通过安放在维修校验工作间的室内温度、湿度检测传感器监测工作间室内温度、湿度变化在虚拟化仪表显示屏幕显示出来，不设定控制范围和实行自动控制。
9.2.3、维修和校验工作间内专用测试台上机载电子设备温度检测和电源控制：“机载电子设备维修工作间环境动力监控装置”的专用测试工作台上配置有 8 套设备具有温度监测和电源控制管理功能，并具有报警信号发出功能。
通过安放在维修和校验工作间测试台内的温度检测传感器感知测试台上机载电子设备温度，温度的变化在虚拟化仪表屏幕显示出来，可设定温度控制上限和下限，具有电源控制管理功能，并具有报警信号发出功能。
当维修和校验工作间专用测试台温度超出设定下限值时，具有报警信号发出功能。
9.2.4、维修和校验工作间漏水检测：通过维修和校验工作间内防静电地板下安装的 6 个区域漏水检测线和沿工作间四周布设的定位距离漏水检测线进行漏水自动检测，当由于空调机漏水，或者水管漏水，下雨漏水等情况发生时自动报警，在虚拟化仪表屏幕显示出来，同时显示出大约漏水区域。
9.2.5、烟雾感应检测报警：在维修和校验工作间顶部分 6 个区域安装 6 个烟雾传感器，当哪个区域产生烟雾时能及时发出报警，同时在虚拟化仪表显示屏幕显示出来报警区域。
9.2.6、主要技术指标：市电输入电压检测： 0-300V 可设定检测报警信号上限、下限范围值。
115V/400Hz 输入电压检测： 0-150V 可设定检测报警信号上限、下限范围值。
26V/400Hz 输入电压检测：0-30V 可设定检测报警信号上限、下限范围值。
28V/DC 输入电压检测： 0-35V 可设定检测报警信号上限、下限范围值。
室内温度检测： 0-50℃ ±2℃。
室内湿度检测： 20 - 90% RH维修和校验工作间漏水检测：1）、6个定点区域检测（I/O开关量检测）2）、1个定位距离检测（漏水电阻值检测） 红外线门禁检测： 1 个安装在维修和校验工作间门旁的热释电人体红外线探测器，（I/0 开关量检测）烟雾探测器检测： 6 个烟雾浓度探测传感器 （I/0 开关量监测）测试台温度检测： 0-100℃ ±2℃。
8 个测试台温度检测传感器，可设定监测温度上限、下限。
超出设定上限时启动电源控制和报警系统。
超出设定下限时启动报警系统。
9.3、维修和校验工作间环境动力监控装置结构说明：“机载电子设备维修工作间环境动力监控装置”系统结构组成如图所示，由传感器部分、控制主机部分、输出控制信号部分组成。
“机载电子设备维修工作间环境动力监控装置”控制主机为 4U 标准机箱结构，各种传感器接入和控制输出端口安装在机箱后部，机箱正面有显示器窗口和键盘鼠标抽板， 控制机箱可以安装在 19”标准机柜内机架上。
9.4、维修和校验工作间环境和动力监测系统说明：9.4.1、维修和校验工作间动力系统监测内容： 1）、供电系统：供电系统监测主要是对市电供应电压、115V/400Hz、26V/400Hz和28V/DC运行电压状况进行监测，当供电系统电压高于设定值或低于设定值均需要进行报警。
一般情况下电源低于设定值会是由于负载短路或负载过重引起的，电源高于设定值会是电源接错线路故障等原因，都会对设备造成威胁。
2）、环境系统监测内容：（1）、空调设备：维修和校验工作间的特点之一就是设备密集，发热量大。
因此，空调对控制维修和校验工作间的温、湿度起着决定性作用。
通过实时监控温度、湿度变化情况，能够间接全面诊断空调运行状况。
（2）、漏水检测：漏水检测系统分定位和不定位两种。
所谓定位式，就是指可以准确报告具体漏水地系统由传感器和控制器组成。
控制器监视传感器的状态，发现水情立即将信息上传给监控主机。
测漏传感器有线检测和面检测两类，维修和校验工作间内主要采用线检测。
线检测使用测漏绳， 将水患部位围绕起来，漏水发生后，水接触到检测线发出报警。
（3）、维修和校验工作间测试台温度监测：在机载电子设备维修中，经常会遇到一些很奇葩的故障，在维修工作间检测时设备各项技术指标均没有问题，检查不出故障，安装到飞机上就是时好时坏，遇到这样的故障经常需要给机载电子设备盖上一个小被子，模拟机载电子设备安装在直升机的机舱内工作时温度升高的恶劣环境条件，这个时候就需要时刻监测着机载电子设备温度变化情况，防止设备温度过高损坏了设备内其他没有故障的元器件。
在维修和校验工作间内设立有 8 个专用测试台，在测试台放置机载电子设备的地方下边装设有温度检测传感器，一旦温度传感器检测到机载电子设备温度高于设定值时，即自动切断给机载电子设备供电的28V/DC电源，并启动报警信号，提醒管理人员及时处理。
机载电子设备正常工作时，接通电源后设备外壳均会有一定的温度，当设备内电源发生故障时，没有电源供给设备工作，设备外壳就会慢慢降温直到与室温相同。
在维修检测完机载电子设备后一般需要通电进行试验24个小时，以便确认维修的故障确实已经排除，在这个试验时一般不会有维修人员一直守护在设备旁边，此时设定了专用试验台温度检测的下限，一旦温度传感器检测到温度低于设定值时，即立刻启动报警信号指示灯、下限指示灯，并发出声光报警信号提醒管理人员及时处理。
（4）、维修和校验工作间门禁监控：在维修和校验工作间出入门处安装门禁系统，以便对出入人员进行有效监控管理，出于安全考虑，门禁系统设计时采用控制与读卡分开的结构。
门禁系统由控制器、感应式读卡器、电控锁和开门按钮等组成(联网系统外加通讯转换器)。
读卡方式属于非接触读卡方式。
在“机载电子设备维修工作间环境动力监控装置”内只通过安装在门旁的人体红外线热释电传感器监测人员通过时在虚拟化仪表屏幕上显示门打开和关闭监测，不实行控制，控制系统由另外的门禁系统对出入人员进行有效监控管理，避免多重控制造成的失误。
（5）、烟雾浓度报警监测：由于维修和校验工作间的特点是设备密集，发热量大，线路复杂。
任何一个地方发生线路电源短路、设备过热自燃都会给维修和校验工作间造成不可估量的威胁和损失。
维修和校验工作间内根据面积大小和布局，在维修和校验工作间重要位置顶部安装烟雾浓度传感器，一旦发生电源短路等故障产生烟雾，发出报警信号能够及时发现，提醒管理人员及时处理。
“机载电子设备维修工作间环境动力监控装置”标准配置为 6 个防区监测，根据需要还可以增设区域监测。
9.4.2、维修和校验工作间环境动力监控装置部件用途说明：“机载电子设备维修工作间环境动力监控装置”由 3 个单元部件组成：1）、传感器信号采集单元部件：（A）、电源信息采集传感器单元部件：（1）、市电电源的输入电压采集传感器。
（2）、115V/400Hz输入电压采集传感器。
（3）、26V/400Hz输入电压采集传感器。
（4）、28V/DC输入电压采集传感器。
（B）、温度、湿度检测传感器单元部件：（1）、室内温度、湿度信息采集传感器。
（2）、8路测试台温度信息采集传感器。
（C）、漏水信号采集传感器单元部件：（1）、区域漏水监测信号线采集传感器。
（2）、定阻抗定位漏水信号线采集传感器。
（3）、6区域漏水采集线集中放大传感器。
（D）、维修和校验工作间出入门内安装传感器单元部件：（1）、热释电红外人体移动检测传感器。
（E）、维修和校验工作间内烟雾火灾报警信号传感器单元部件：（1）、烟雾浓度信号采集传感器。
2）、维修和校验工作间环境动力监测控制主机单元部件：“机载电子设备维修工作间环境动力监控装置”系统控制主机为一个 4U 标准机箱结构，各种传感器接入和控制输出端口安装在机箱后部，机箱正面有显示器窗口和键盘鼠标抽板，控制机箱可以安装在 19”标准机柜内机架上。
3）、输出控制单元部件：（A）、烟雾浓度报警信号控制声光报警器。
（B）、测试台温度超上限后启动电源控制器并启动声光报警器。
（C）、测试台温度超下限后启动声光报警器。
（D）、漏水检测信号控制声光报警器。
（E）、动力电源故障控制报警器。
“机载电子设备维修工作间环境动力监控装置”虚拟化仪表屏幕显示如图所示。
9.4.3、维修和校验工作间环境动力监测控制虚拟仪表显示说明：1）、室内温度、湿度检测说明：根据“航空维修工程人为因素”的要求，“维修和校验工作间”的工作环境好坏，直接影响到对“机载电子设备维修质量”的好坏有关联关系。
因此对机载电子设备维修工作间的环境监测是很重要的一个环节。
室内温度湿度检测传感器为“FTL-DHT11CG-1 型”温度、湿度传感器，外形如下图所示。
室内温度湿度检测传感器接入虚拟化仪表显示部分的程序框图如下图所示。
