现场总线技术的概念揭秘智能自动化如何革新仪器仪表应用下
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,可以设计模糊控制程序,并设置各种测量数据的临界值。这些设备运用模糊规则的模糊推理技术,对事物的各种模糊关系进行决策,其优势在于不需要建立被控对象的数学模型,也不需大量测试数据,只需根据经验和适当的控制规则就能应用。芯片上的离线计算和现场调试能够产生准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更为广泛。通过软件实现信号滤波,如快速傅立叶变换、小波变换等技术,是简化硬件,提高信噪比,改善传感器动态特性的有效途径,但需要确定传感器的动态数学模型,而且高阶滤波器实时性较差。利用神经网络技术,可实现高性能自相关滤波和自适应滤波。人工神经网络强大的自学习、自适应、自组织能力,以及对非线性复杂关系输入输出间黑箱映射特性,使其在适用性和快速实时性方面大大超过复杂函数式。
然而,在面对实时与非实时、快变与缓变、模糊与确定性的数据信息相互支持或矛盾的情况下,对象特征提取融合直至最终决策,将成为难点。在这种情况下,神经网络或模糊逻辑将成为最值得选用的方法。例如,在气体传感阵列用于混合气体识别中,可以采用自组织映射网络和BP网络相结合;而食品味觉信号检测识别也可利用小波变换进行数据压缩,然后输入遗传算法训练过的模糊神经网络,以提高识别率。
虚拟仪器结构设计中的智能自动化手段也取得了显著成效。不仅提高了测量精确度与智能自动化水平,还使用户编程更加灵活、高效。此外,由于虚拟仪器采用了一系列智能自动化手段,它们彻底改变了以往VXI总线即插即用标准仪器驱动者的运行效率低等缺陷,从而实现全面统一运行。
最后,在仪表网络化中,由于连接到Web 的数字万用表和示波器可以通过因特网区别不同的时间条件并作出响应,这些都显示出智能自动化对于整个工业高速发展有深远影响。此外,与生物DNA芯片的人脑机制结合,以及光互连技术的大力发展,都将为人类创造全新的人机结合系统,为社会生产力不断推向新的更高境界奠定基础,让生活步入幸福美好的未来世界。