發(fā)布時(shí)間:2019-05-16 發(fā)布作者:
農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化中智能控制儀表系統(tǒng)的應(yīng)用
摘 要:文章基于對智能控制儀表系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)概述,進(jìn)而對其在農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化管理中的應(yīng)用進(jìn)行了深入分析與探究。先是對智能化儀表系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了簡單分析以加強(qiáng)了解智能控制儀表系統(tǒng),以便對后續(xù)的分析做好基礎(chǔ);接著是對智能控制儀表系統(tǒng)的功能及其特點(diǎn)進(jìn)行分析,包括自測功能、自動(dòng)化功能、數(shù)據(jù)處理功能、可操控能力以及人機(jī)對話功能等的詳細(xì)分析。較后在充分考慮與結(jié)合智能控制儀表系統(tǒng)功能、特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,分析了其在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用及應(yīng)用的控制措施,如對影響智能儀表系統(tǒng)不同因素進(jìn)行有效控制;完善智能儀表智能化系統(tǒng)等方式。進(jìn)而使儀表設(shè)備檢測能力、數(shù)據(jù)信息處理能力等功能的到充分發(fā)揮,為實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)自動(dòng)化可持續(xù)發(fā)展提供有效保障。
近年來,我國各領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在科學(xué)技術(shù)的不斷提升的促進(jìn)下得到了較大幅度的提升,尤其是農(nóng)業(yè)行業(yè)呈現(xiàn)出了較為迅猛的發(fā)展趨勢,其自動(dòng)化生產(chǎn)水平更是得到了前所未有的發(fā)展。對于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域而言,隨著加強(qiáng)對先進(jìn)科學(xué)技術(shù),如計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化控制技術(shù)等的不斷應(yīng)用,使農(nóng)業(yè)自動(dòng)化發(fā)展獲得極為關(guān)鍵的發(fā)展推動(dòng)力。為了更好地滿足農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展,不同科學(xué)技術(shù)的強(qiáng)化應(yīng)用誕生了智能控制儀表系統(tǒng)并在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化中的得到了大力應(yīng)用于推廣,促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展,F(xiàn)階段,如調(diào)節(jié)器、自動(dòng)流量計(jì)、測溫儀等各種各樣的智能測量儀表,已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制過程,而且由這些智能儀表以及相關(guān)集成系統(tǒng)構(gòu)成的智能控制儀表系統(tǒng)為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化發(fā)展水平的提升做出了極為突出的貢獻(xiàn),在實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物增產(chǎn)增收的同時(shí),還有效提高了其質(zhì)量。
1 智能化儀表系統(tǒng)工作原理簡析
無論是哪一個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)對智能儀表系統(tǒng)的有效運(yùn)用,其重要前提是必須充分熟悉智能儀表系統(tǒng)的構(gòu)成及其工作原理。傳感器,是智能儀表系統(tǒng)組成中必不可少的元器件,其作用是實(shí)現(xiàn)將獲取到的信息數(shù)據(jù),通過傳感器的轉(zhuǎn)變功能變?yōu)殡娮有盘,再將干擾信號通過對濾波作用的應(yīng)用進(jìn)行消除,將有效的電子信號傳送到多路模擬器的開關(guān)內(nèi),單片機(jī)接收到相關(guān)信號后對模擬器開關(guān)進(jìn)行相關(guān)的控制操作,把處理后的電信號傳送到程控放大系統(tǒng)中對信號進(jìn)行放大、清晰化處理,電子信號景觀 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)化處理形成相應(yīng)的脈沖信號,回傳到單片機(jī)。單片機(jī)一脈沖信號的信息,結(jié)合預(yù)先的參數(shù)設(shè)置對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、處理、打印、顯示。同時(shí)單片機(jī)通過與可擦除存貯器以及內(nèi)速存儲器內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,經(jīng)過結(jié)果對比,根據(jù)控制與運(yùn)算規(guī)則對照對比的結(jié)果對相應(yīng)的控制信號進(jìn)行輸出,進(jìn)而完成對自動(dòng)化控制的整個(gè)過程。
2 智能控制儀表系統(tǒng)的功能及其特點(diǎn)分析
2.1 自測功能
在智能儀表系統(tǒng)運(yùn)行過程中,能夠自動(dòng)完成對歸零、校準(zhǔn)等狀態(tài)的自我調(diào)節(jié)操作,更關(guān)鍵的是可以實(shí)現(xiàn)對故障位置自動(dòng)定位與自我檢查,簡單的程序問題還可以自動(dòng)修復(fù),其他故障則可以通過人機(jī)交互界面以相對應(yīng)信號的形式告知工作人員相關(guān)故障類型、部位等的信息,不但給故障的維修創(chuàng)造了更為方便的條件,更是大大節(jié)約了維護(hù)修理的時(shí)間,保障農(nóng)業(yè)自動(dòng)化管理的效率。
2.2 自動(dòng)化操作功能
自動(dòng)化、便捷化以及擬人化,是今后智能控制儀表系統(tǒng)的必然發(fā)展趨勢,充分迎合可農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)與管理的發(fā)展要求,可以預(yù)見智能儀表系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域必將得到良好的應(yīng)用,從土地中釋放更多勞動(dòng)力,提高的資源的利用效率與生產(chǎn)效率。農(nóng)業(yè)自動(dòng)化是當(dāng)前現(xiàn)代化發(fā)展水平的重要性標(biāo)志,因此我國農(nóng)業(yè)行業(yè)中,智能儀表系統(tǒng)的有效應(yīng)用成為了其走向現(xiàn)代化發(fā)展的重要體現(xiàn),智能儀表系統(tǒng)對于各個(gè)測量環(huán)節(jié)工作的操作,都是通過微控制器的自動(dòng)化操作完成,大大增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)自動(dòng)化水平。
2.3 數(shù)據(jù)處理功能
由于大部分的智能儀表系統(tǒng)主要依靠單片機(jī)與微控制器進(jìn)行自動(dòng)化控制,能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的簡單問題進(jìn)行自我調(diào)整、處理,而若是出現(xiàn)硬件系統(tǒng)無法處理的問題,此時(shí)則可通過隨軟件邏輯的應(yīng)用來對這些問題進(jìn)行處理。比如,數(shù)字萬用表通常只能用于對電流、電壓的測量,而無法實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理,而基于智能儀表系統(tǒng)功能,在其內(nèi)運(yùn)行的數(shù)字萬能表不但能夠?qū)崿F(xiàn)對電壓、電流的測量,而且可以進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、平均值計(jì)算等測量的數(shù)據(jù)處理。通過自動(dòng)生成測量數(shù)據(jù)及其計(jì)算數(shù)據(jù),確保了測量的較高準(zhǔn)確性。
2.4 可操控能力
一般來說,智能儀表的通信接口是市場上流行的、規(guī)范化的,能夠順利地與 PC 機(jī)以及其他設(shè)備進(jìn)行連接,為確保測量系統(tǒng)完整性,提升智能儀表系統(tǒng)功能提供有效條件,增強(qiáng)了智能儀表系統(tǒng)的可操控性,更好地完成農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的控制管理工作。
2.5 人機(jī)對話功能
智能儀表系統(tǒng)的人機(jī)對話功能極大地方便可工作人員對農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的管理。通過交互界面,經(jīng)過對輸入數(shù)據(jù)的處理進(jìn)行顯示,供工作人員操作決策使用,信息查找、顯示準(zhǔn)確、快速。人機(jī)交互界面可以采取鍵盤操縱或者觸屏操作,較之傳統(tǒng)的管理模式顯然更加的便捷、直觀,工作人員輸入指令,系統(tǒng)自動(dòng)開始識別、執(zhí)行,快速反饋處理結(jié)果并顯示在交互界面上,使工作人員可以快速地掌握想要的信息,提高自動(dòng)化管理的靈活性與效率。
3 農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化中智能控制儀表系統(tǒng)應(yīng)用
對于智能控制儀表系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用,我國應(yīng)基于對其應(yīng)用目標(biāo)與發(fā)展方面,制定一套完善的、可執(zhí)行性較強(qiáng)的應(yīng)用方案,以保障智能控制儀表系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用效率,F(xiàn)階段,我國也正致力于新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究、開發(fā)使智能控制儀表系統(tǒng)功能更加完善、強(qiáng)大。其中較具代表性的為 TFW-VIII 智能化監(jiān)測儀表設(shè)備的投入使用,大大提升了智能控制儀表系統(tǒng)性能,為我國農(nóng)業(yè)自動(dòng)化發(fā)展提供更加可靠、詳實(shí)的數(shù)據(jù)信息,尤其是在度土壤的分析方面,其功能得到了較大程度的完善,能夠?qū)ν寥乐械幕瘜W(xué)成分與 PH 值進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測。為了是智能控制儀表系統(tǒng)的應(yīng)用性能得帶進(jìn)一步有效提升,強(qiáng)化其在農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用價(jià)值,還應(yīng)充分做好以下工作:
3.1 對智能儀表智能化系統(tǒng)進(jìn)行有效完善
在對智能控制儀表系統(tǒng)的應(yīng)用過程中,應(yīng)注意采用科學(xué)、合理的方法對其進(jìn)行優(yōu)化,以增強(qiáng)系統(tǒng)的性能與自我判斷、反饋能力。在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化管理過程中也應(yīng)選擇合適的智能控制儀表系統(tǒng),確保能夠在進(jìn)行不同數(shù)據(jù)有效處理的同時(shí)不會出現(xiàn)較高的測量失誤。在進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化過程中應(yīng)尤其注意提高應(yīng)用性能與降低能耗為注意標(biāo)準(zhǔn),如對相同電壓下在確保智能控制儀表系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下,降低電能消耗,延長系統(tǒng)的應(yīng)用性。為此,我們可以從下面幾個(gè)方面著手:
第一,從智能控制儀表系統(tǒng)功耗與供電電壓間關(guān)系考慮研究來看,它們二者構(gòu)成正比例關(guān)系,即當(dāng)供電電壓升高時(shí)智能控制儀表系統(tǒng)功耗同樣會增加。所以在這種情況下,為促使智能控制儀表系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化中更好的應(yīng)用效果我們在其單片微機(jī)系統(tǒng)供電上應(yīng)采取低電壓,如此一來不但有助于降低系統(tǒng)功耗,并且對于提升電池供電有
效性以及延長其使用壽命也都大有幫助;第二,從實(shí)際情況來看,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電中當(dāng)處于峰頂時(shí)價(jià)格較高,而低谷是則相應(yīng)下調(diào),所以為了降低成本我們在農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用智能控制儀表系統(tǒng)上應(yīng)當(dāng)采取分區(qū)分時(shí)供電方式,從而讓其盡可能在低谷時(shí)用電;第三,在智能儀表控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中我們可以考慮選擇 CMOS 集成電路,這并不僅僅是因?yàn)槠涔妮^低,同時(shí)還具有較強(qiáng)的抗干擾性能,該特點(diǎn)有助于保證智能控制儀表系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用實(shí)現(xiàn)良好的穩(wěn)定性。此
外,智能儀表控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選擇 CMOS 集成電路時(shí)可以憑借著后者較大的工作溫度限值而讓系統(tǒng)有更廣的應(yīng)用范圍。較后,智能儀表控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用 CMOS 集成電路時(shí)務(wù)必要確保輸入端不能出現(xiàn)懸空情況。這是因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn) CMOS 輸入端懸空的話容易導(dǎo)致輸入電平波動(dòng),并引發(fā)電路不穩(wěn)情況產(chǎn)生,較終導(dǎo)致農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化中智能儀器控制系統(tǒng)功耗上升以及工作穩(wěn)定性下降;第四,為了降低農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化中智能儀表控制系統(tǒng)能耗,我們還可以針對其單片機(jī)采取掉電模
式,這樣一來除了改模式下機(jī)器處于工作狀態(tài)以外,系統(tǒng)別的設(shè)備則會于休眠,如此一來也有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
3.2 對影響智能儀表系統(tǒng)的不同干擾因素進(jìn)行有效控制
基于對智能儀表系統(tǒng)的深入研究得出,智能控制儀表系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會受到不同干擾因素影響,具體來說主要有兩個(gè)方面:一是智能儀表控制系統(tǒng)內(nèi)外共模與差模干擾,這統(tǒng)稱為電氣干擾;二是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、采用的元器件、安裝質(zhì)量以及設(shè)備處于何種環(huán)境條件等。這兩方面干擾因素不僅會造成農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化中智能儀表控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠性以及安全性大大降低,并且還會導(dǎo)致系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)信息無效。為了避免或盡可能的降低干擾,工作人員必須做到對影響智能儀表系統(tǒng)正常運(yùn)行的不同干擾因素進(jìn)行有效地控制,對于智能控制儀表的選擇方面除了要確保能夠滿足實(shí)際要求之外,還應(yīng)要求智能控制儀表系統(tǒng)在受到外界不同因素影響時(shí),系統(tǒng)可以進(jìn)行自動(dòng)安全防護(hù)與調(diào)整。若是由于系統(tǒng)受到外界因素的干擾而導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)偏差,應(yīng)基于對故障原因的準(zhǔn)確分析,通過對誤差的計(jì)算對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整,保障智能控制儀表系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。除此之外,為了更有效地降低智能儀表控制系統(tǒng)所受到的干擾,我們還需要給系統(tǒng)中包括供電、通道等部分設(shè)計(jì)一定的抗干擾措施,同時(shí)對外部噪聲源、電路板進(jìn)行控制,如此一來將有助于確保智能儀表控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較高的工作穩(wěn)定性,從而促使其在農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化中有效地應(yīng)用。
4 結(jié)束語
綜上可知,智能控制儀表系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化中的有效應(yīng)用,迎合了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的需求,同時(shí)日益進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)水平使得智能控制儀表系統(tǒng)性能也在不斷提升,儀表的可靠、穩(wěn)定性能也在不斷增強(qiáng),實(shí)現(xiàn)了多功能、高精度的檢測效果。然而,值得注意的是,隨著農(nóng)業(yè)自動(dòng)化發(fā)展要求越來越高,智能控制儀表系統(tǒng)的應(yīng)用性能也應(yīng)同步提升,為此則需要對智能儀表進(jìn)行創(chuàng)新、改造,以提升儀表的應(yīng)用質(zhì)量與穩(wěn)定性能,更好地促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展。有鑒于此,上文在充分結(jié)合筆者對相關(guān)文獻(xiàn)研究以及自己多年工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)情況下,就農(nóng)業(yè)電氣自動(dòng)化中智能儀表控制系統(tǒng)的應(yīng)用提出了幾點(diǎn)看法,以供廣大同行參考。
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