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测控技术现状及行业应用展望

测控技术现状及行业应用展望

【摘要】:
测控技术现状及行业应用展望

摘要:测控技术隶属于现代信息技术,是现代工业技术中的重要支柱,它以电子、测量、测控等学科为基础,是构建于计算机信息基础上的一门新兴技术。现代科学技术的融入不但使测控技术在各方面得到广泛的应用,而且加快了测控技术的发展。


        关键词:测控技术;信息技术;行业应用展望 
      

  一、引言
        测控技术隶属于现代信息技术,是现代工业技术中的重要支柱,它以电子、测量、测控等学科为基础,是构建于计算机信息基础上的一门新兴技术。21世纪的测控将是一个开放的系统概念,通过组建网络来形成实用测控系统,提高生产效率和信息资源共享,这一发展趋势已成为现代测控技术以及测量设备的发展方向。

 
 
二、测控技术的发展现状及特点


        20世纪70年代以来,随着测控技术与设备的不断进步,相继诞生了智能仪器、PC仪器、VXI仪器、虚拟仪器及互换性虚拟仪器等微机化仪器及其测控系统,计算机与现代仪器设备间的界限日渐模糊,测控领域和范围不断拓宽。测控系统是一个综合系统,分为基本型、闭环控制型和标准通用接口型三大类型,主要包括控制器部分、程控设备和仪器、测控应用软件、总线与接口部分、被测对象等五个部分。


        与世界发达国家相比,我国的现代测控技术水平还存在不少差距。因此,我国必须在引进高科技的先进设施的同时,借鉴国外高科技的技术发展模式,积极开拓创新,推进我国测控市场的发展,提升我国高新技术含量产品在国际市场竞争中的竞争力。


        1、测控技术的发展现状


        1)、计算机就是仪器
       
自从计算机技术及微电子技术渗透到测量和控制技术领域,便使得该领域的面貌不断更新。相继出现的智能仪器、总线仪器和虚拟仪器都无一例外的利用了计算机软件和硬件优势,从而既增加了测量功能,又提高了技术性能。与计算机技术紧密结合已是当今测控技术发展的主潮流。


        2)、计算机是测控系统的中坚
       
总线式仪器、虚拟仪器等微机化仪器技术的应用,使组建集中和分布式测控系统变得更为容易。但集中测控越来越满足不了复杂、远程和范围较大的测控任务的需要,对此,组建网络化的测控系统显得非常必要,而计算机软、硬件技术的不断升级与进步给组建测控网络提供了越来越优异的技术条件。


       2、测控技术的特点


        测控技术作为现代信息技术的重要组成部分,涉及测试测量、信息处理、计算机网络、仪器仪表及自动控制等领域的技术。具有以下特点:网络、分布式、数字以及智能化等。


        1)、智能化
        在现代测控系统应用中的设备,主要是以微处理器最为基础,同时运用智能化的仪器仪表,凸显出功能多样化、灵巧快捷和使用方便等方面的特点。随着人工智能技术的引进和电子技术的不断发展,智能化仪器设备呈现出的更加高科技化,智能化仪器的计算方法和计算能力不断得到加强,使得现代测控技术得到很大的提高。


        2)、数字化
        在现代测控技术领域中,数字化特点主要体现在以下方面:传感器的数字化控制,控制器到远程终端设备的数字化控制,通信、信号处理等过程的数字化控制等。


        3)、网络化
        测控技术网络化的特点体现在测控技术、传感器技术、计算机网络技术的结合,可以方便快捷地组建网络化、分布式的测控系统。随着计算机信息网络技术的迅猛发展及相关技术的不断完善,网络信息系统的规模更加庞大,在通信、航空航天、国防和气象等领域应用现代测控技术越来越广泛、越来越深入。


        4)、分布式化
        测控技术设备可以多地点布设,可以有效地检测出既符合要求又需要仪器设备的地方。这种分布式测控技术是以网络技术和微型计算机术为基础,将系统内所使用设备连接起来,组合成符合要求的分布式测控系统。分布式测试系统具有安全可靠、拓展便捷、运行快速、使用灵活等优点,从而大大降低了测控成本,提高了测控效率。

 

三、测控技术的应用与未来展望


        21世纪以来,随着经济的全球化,测控技术的迅猛发展为军事国防、电子制造、自动化等行业的高速发展起到积极的推动作用,加快了社会技术进步和产业升级,越来越多的测控技术广泛应用于国民经济建设的宇航、电信、农业、石油、化工等领域。


        1、测控技术的应用


        1)、测控技术在航天、农业等领域的应用
        测控技术在航天领域的应用主要表现在:跟踪测量航天器,获取其运动参数和内部的各种物理、宇航员生理等一些重要数据,并且监视航天器的飞行和内部工作状态,为指挥中心对航天飞行目标指挥、控制提供数据信息,通过对实测数据的处理、分析,为评价航天器的技术性能和改进设计提供依据。


        在农业领域的应用集中在粮食存储过程中,如果测得粮食温度超过预置,报警数值主机就会发出指令,接通通风机控制电路,对粮仓进行通风。此外,在蚕种催青过程中,现代测控技术用来控制蚕种催青时的温、湿度,通过把采集到得温、湿度数据传入微机处理系统,即可根据实际需要在控制台屏幕上设定温、湿度数据,如果数据达到设定值时系统会自动断开电源,进入维护期。


        2)、远程测控技术的应用
        为了适应现代科学技术的发展,现代测控技术还可以进行远程测控,远程测控技术常见的有:专线远程测控术、电话网远程测控技术和无线通信等远程测控技术。远程测控技术主要应用于:在核电站和电网检测的远程监控、石油输送管道的远程监控、机器人的远程监控等。现代测控技术还可以对设备进行故障诊断,水、电、燃气以及热能等的自动抄表远程测控,与此同时,对于地理环境复杂的地区以及用户密度不高、不易布线、距离较远的情况,等等,都可以通过无线通信网络信息技术进行远程测控。


        2、测控技术的未来展望
        测控技术作为以计算机技术为核心,集控制和测量为一体,实现过程控制的自动化,已经在很多方面得到发展。在计算机技术和微电子技术迅猛发展的今天,测控技术也日新月异。尤其是软件技术,计算机技术的发展以及智能化仪器仪表的广泛使用,使得可以轻松组建一个性能优异的测控系统。其中,分布式测控系统、现场总线测控系统、基于交换式连接的工业以太网及分布式、测量控制管理一体化的测控系统代表了现代测控系统的三个未来发展方向。


        1、分布式测控系统
        分布式测控系统其核心思想是集中管理,分散控制,即管理与控制相分离,上位机用于集中监视管理功能,若干台下位机分散到现场实现分布式测量与控制,上、下位机之间用控制网络互联以实现互相之间的信息传递。因此,分布式测控系统有力的弥补了集中式数字测控系统对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。


        2、现场总线测控系统
        现场总线测控系统用现场总线这一开放的,具有互操作性的网络将现场各控制器及仪器仪表设备互连,构成现场总线测控系统,同时控制功能彻底下放到现场,降低了安装成本和维护费用。因此,现场总线测控系统是一种开放式的、具有互操作性的、彻底分散的分布式测控系统。


        3、基于交换式连接工业以太网及分布式、测量控制管理一体化的测控系统
        以太网的工业控制优越性和可能性主要表现为:足够带宽并且进行交互式互连从而保证测控系统得实时性,采用TCP\IP从而获得通信协议的开放性、易与Internet集成从而更有利于建立测量控制管理一体化的测控系统,有成熟的以太控制网络软件及成本低廉等。

 

 四、结语


        测控技术是21世纪重点发展的技术之一。现代科学技术的融入不但使现代测控技术在各方面得到广泛的应用,而且加快了现代测控技术的发展。随着其在国防、工业、农业等领域应用的深度和广度的扩大,它将为提高生产效率、改进技术水平做出巨大的贡献。