现场总线系统赋能智能自动化在仪器仪表应用的深度探索下)
在分散系统的不同仪器仪表中,采用微处理器、微型芯片技术设计模糊控制程序,设置测量数据临界值,运用模糊规则进行模糊推理,对各种关系进行决策。其优势在于无需建立被控对象数学模型或大量测试数据,只需根据经验设定合适的控制规则。应用芯片离线计算和现场调试,可以产生精确分析和及时控制动作。
特别是在传感器测量中,智能自动化技术应用广泛。软件实现信号滤波,如快速傅立叶变换、小波变换等技术,是简化硬件、高效提高信噪比和改善动态特性的有效途径,但需要确定传感器动态数学模型且高阶滤波实时性较差。神经网络技术可实现高性能自相关与自适应滤波,无论适用性或实时性都将超过复杂函数式,可充分利用多传感器资源获取更准确结论。
实时与非实时、快变与缓变、模糊与确定性的数据信息可能相互支持或矛盾,此时对象特征提取融合至最终决策,将成为难点。神经网络或模糊逻辑将成为最值得选用的方法,如气体传感阵列用于混合气体识别,或食品味觉信号检测。
虚拟仪器结构设计结合了仪器与测量技术以及计算机技术,不但提高了测量精确度智能自动化水平,更是通过计算机硬件软化和软件模块化的虚拟仪器迅猛发展,以及其与网络化系统资源程序统一优化性能配置,为智能化水平迅速提高创造条件。
首先考虑兼顾用户直观易用运行效率,同时保持VXI总线即插即用标准高层编程接口提供相同功能调用格式。此外,在Labwindows/CVI 5.0内建开发工具基础上运用智能手段,使IVI驱动代码可以在人机交互作用下自动生成,从而简化大量编程工作并统一驱动代码编程结构风格方便不同水平用户使用维护。
再次应用一系列智能手法识别跟踪管理所有各种状态设置,使用户直接进入低层设置,并通过智能状态管理使用户可根据需要切换“测试开发”模式“正常运行”两种模式之间。在“测试开发”模式下完成一系列状态检查帮助发现编程错误;当程序调试正常投入使用后切换到“正常运行”模式以保证软件高速运行安全性可靠性。
最后一个特点是驱动者仅仅关注测试功能不依赖于接口总线方式,只通过初始化函数区分接口总线地域异用。这导致了虚拟仪器彻底改变了以往VXI总线即插即用标准低效质量不稳定工作量大使用维护麻烦等缺陷,以全面统一运行显示出深远影响对整个工业高速发展之力。
由于仪器计算机组成网络,即可发挥灵活调用网上各类资源潜力产生1+1>2组合优势,如连接Web数字万用表示波管过因特网模式识别软件区别不同的条件响应;分布式数据采集系统代替单独设备跨越以太网实施远程采集分类存储应用;多个用户同时监控同过程如工程人员质量监控人员主管员遥远地监测生产过程收集各方面数据进行决策数据库保存供随时调用;发生问题立即展现眼前重新配置商讨决策立即采取措施。此外,重构信息处理技术为创造活动舞台结合计算机专用集成电路(ASIC)优点的可重构计算机对FPGA做出灵活配置指令级并行使其速度达到通用数百倍以上。