淺談儀器儀表自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建

摘 要：儀表已然成為現(xiàn)代生活和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域不可獲取的組成部分。然而，傳統(tǒng)的機(jī)械儀表管理，在數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以及管理效率等層面上，已經(jīng)暴露出較為明顯的問題。故而，應(yīng)當(dāng)采取較為有效的手段將之替代。本文所研究的儀表自動(dòng)化，主要依據(jù)微型計(jì)算機(jī)控制，同時(shí)結(jié)合完善的參數(shù)設(shè)置和算法支持，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。結(jié)合這一優(yōu)勢(shì)，本文對(duì)儀表自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)展開研究，希望通過相關(guān)問題的梳理，為該領(lǐng)域的發(fā)展提供些許理論借鑒。

關(guān)鍵詞：儀表；自動(dòng)化；校驗(yàn)系統(tǒng)

儀表作為人類生活、生產(chǎn)不可或缺的組成部分，其有效的發(fā)展，也意味著人類生活和生產(chǎn)方式的提升。本文主要探討儀表的自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)的建立，通過自動(dòng)化管理體系，合理深度實(shí)現(xiàn)的儀表的優(yōu)化管理。

一、如何構(gòu)建自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)

自動(dòng)化系統(tǒng)能夠提升生產(chǎn)效率，并降低人力資源成本的使用。從時(shí)代背景來看，儀器儀表管理的人力，已然成為制約生產(chǎn)和生活成本的主要因素。例如，較早的儀器儀表使用，問題主要在于：第一，機(jī)械化儀器儀表的存在較高的故障率，且無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修復(fù)，故而需要人力隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整；第二，儀器儀表的維護(hù)工作相對(duì)復(fù)雜，定時(shí)檢測(cè)維護(hù)工作，耗費(fèi)相對(duì)較大的人力成本；第三，突發(fā)事件應(yīng)對(duì)困難，若采取人力隨時(shí)待命的機(jī)制，則需要消耗較高的成本。從目前所采取的技術(shù)來看，自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)主要包括四個(gè)部分：

第一，硬件組成。自動(dòng)化已經(jīng)徹底拋棄傳統(tǒng)儀器儀表，而采取電子儀器儀表的形式。事實(shí)上，機(jī)械儀表仍舊有著一定的優(yōu)勢(shì)，但由于受到微型計(jì)算機(jī)的使用需求，其當(dāng)前已經(jīng)處于逐漸被淘汰的環(huán)境中。除儀器儀表外，自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)還需要計(jì)算機(jī)、網(wǎng)管、電纜等設(shè)備，若采取無線機(jī)制，傳輸電纜則被替代為無線收發(fā)器。而硬件的工作原理主要在于：首先，儀器儀表上的微型計(jì)算機(jī)，會(huì)對(duì)儀器儀表信息進(jìn)行采集。同時(shí)，微型計(jì)算機(jī)也會(huì)執(zhí)行指令，對(duì)儀表進(jìn)行控制。在儀器儀表正常運(yùn)行的情況下，其數(shù)據(jù)會(huì)通過微型計(jì)算機(jī)，上報(bào)到中心系統(tǒng)中。其過程可為有線傳輸或無線傳輸。中心系統(tǒng)根據(jù)儀器儀表數(shù)據(jù)記錄及反饋。當(dāng)儀表數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，微型計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)幅度先行處理，例如選擇關(guān)閉儀器儀表。再將信息上報(bào)，有中心系統(tǒng)做出最終判斷。使用電子儀表的優(yōu)勢(shì)，在于數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)以及可自動(dòng)操作性。

第二，軟件組成。結(jié)合目前國(guó)內(nèi)對(duì)于儀器儀表的應(yīng)用范圍和空間狀況，可以發(fā)現(xiàn)儀表自動(dòng)化對(duì)于軟件系統(tǒng)需求并不算高。從現(xiàn)狀來看，目前主要需要關(guān)鍵點(diǎn)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)收集處理，數(shù)據(jù)反饋匯總和指令輸出四個(gè)組成部分，結(jié)合儀器儀表是以簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)為主，所以軟件的基礎(chǔ)算法的復(fù)雜性相對(duì)較低。

第三，BASIC語言。正如上文所述，軟件算法相對(duì)簡(jiǎn)易，所以儀器儀表也不需要使用過于復(fù)雜的語言變成。通常儀表是以BASIC語言為基礎(chǔ)，并且采取可視化手段，一則通過數(shù)據(jù)傳輸，結(jié)合動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫完善數(shù)據(jù)管理；二則采用API函數(shù)，確保各串口通信的有效性。事實(shí)上，基于BASIC語言實(shí)現(xiàn)的可視面板，在操作上也較為簡(jiǎn)單，并且該語言的優(yōu)勢(shì)在于兼容性，可以采取擴(kuò)容小程序的方式，加強(qiáng)對(duì)特殊儀器儀表的管理。

第四，Windows系統(tǒng)。較早采用的Windows系統(tǒng)，是以Windows XP或者Windows 2000為主，而隨著儀器儀表管理需求的升級(jí)，以及數(shù)據(jù)量的增大，在集合Microsoft放棄了上述系統(tǒng)的安全維護(hù)。故而應(yīng)采用較為可靠的Windows 7系統(tǒng)，或者在程序兼容性足夠的情況下，直接使用Windows 10，從而保證系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生更新?lián)Q代的問題。

二、自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)

自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)難度并不算高，并且僅需要保證關(guān)鍵點(diǎn)的開發(fā)準(zhǔn)確無誤即可。根據(jù)管理需求，應(yīng)注意下述兩點(diǎn)問題：第一，系統(tǒng)校準(zhǔn)。在系統(tǒng)正式使用之前，必須確保數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。其中包括數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)反饋、指令操控等方面；第二，系統(tǒng)檢定。在檢定過程中，不能完全依靠數(shù)據(jù)測(cè)試，還需要融入人力支持，采取人工測(cè)試的手段，保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、安全性、穩(wěn)定性。

三、如何具體實(shí)施自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建

事實(shí)上，在儀器儀表自動(dòng)化的管理過程中，大多集成了相對(duì)簡(jiǎn)陋的自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)。但是，考慮到安全需求，大型儀器儀表應(yīng)用場(chǎng)景或特殊使用環(huán)境，可采取自動(dòng)化檢驗(yàn)系統(tǒng)的建設(shè)。具體構(gòu)建內(nèi)容如下：

第一，定向配置。自動(dòng)化校驗(yàn)必須結(jié)合儀器儀表應(yīng)用場(chǎng)景，確定適合的參數(shù)區(qū)間。即，不同環(huán)境下，儀表數(shù)據(jù)的變化和環(huán)境反饋存在著差異。而為了保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，也可以要求檢驗(yàn)部門進(jìn)行一定時(shí)間愛你的測(cè)試工作。雖然可能會(huì)造成成本的增加，卻能夠有效實(shí)現(xiàn)一勞永逸。

第二，對(duì)安全性和穩(wěn)定性進(jìn)行深度測(cè)試。系統(tǒng)構(gòu)建完成后，可以用大量數(shù)據(jù)沖擊、冗余數(shù)據(jù)堆砌等手段，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，加強(qiáng)系統(tǒng)的外圍防護(hù)，并測(cè)試安全性。例如儀器儀表多會(huì)有一部分用于電氣系統(tǒng)，當(dāng)電氣系統(tǒng)安全性遭到威脅，或遭到侵入的可能性，所造成的損失將不僅是儀器儀表本身。

第三，確保更新速度。系統(tǒng)的更新升級(jí)，是去除冗余的有效手段，也是保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的必要方式。而且，隨著近年來相關(guān)產(chǎn)品領(lǐng)域的發(fā)展速度越來越快，高效率、低成本的管理手段層出不窮，有效保證系統(tǒng)的更新，還能夠提升的系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值。但是，更新升級(jí)不能夠盲目，必須在確保穩(wěn)定性和安全性的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行相關(guān)工作。

四、結(jié)語

儀器儀表的發(fā)展，需要更多輔助環(huán)節(jié)的支持。本文探討自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)，便是其重要的輔助手段之一。而檢驗(yàn)系統(tǒng)采取自動(dòng)化的模式，不僅可以降低人力成本，還能夠有效提升管理效率，是當(dāng)前環(huán)境下較為適合的手段之一。

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作者簡(jiǎn)介：

石磊（1993～），男，漢族，山西朔州人，單位邵陽學(xué)院電氣工程系，研究方向：自動(dòng)化。endprint