1、 中南大学现代控制系统小论文姓 名 庹 成 学 号 0904130213 专 业 班 级 测控 13 级 02 班 完 成 日 期 2016 年 5 月 16 日 现代测控系统的研究现状、特点和发展趋势摘要：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,涉及电子计算机技 术、测试测量技术、信息处理技术、仪器仪 表技术、信息网络技术及自动控制技术等 领域。随着社会经济的发展和全球化水平 的不断提高 ,以及现代科学技术的不断融 入和发展 ,促进了现代测控技术在很大程 度上的进步与发展 ,使其向着网络、微型、 虚拟、远程、智能以及集成化方面上快速的 发展。而现代测控技术在国防、工业和
2、农行 等领域的各个方面上都应用相当广泛 ,同 时它在实践上也是一门很强的技术 ,尤其 在广度和深度上的应用也得到相当发的扩 充 , 影响力也随之逐渐增大, 具有良好的发 展前景 ,必将推动现代技术水平的改进 ,为 加快现代社会进步和生产率上的提高做出 了巨大的贡献。信息交换共享这个时代主题是测控系统的发展方向之一，所以，通过组建网络来形成使用测控系统已成为现代测控技术的发展趋势。关键词：现代测控、发展概况、特点、发展趋势1 现代测控技术的特点现代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
3、以 及智能等。1.1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。1.2 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。1.3 网络化现代测控技术随着计算机网络技术的迅速发展,正朝着网络化、分布性和开放性 的方向迈进。这
4、种发展趋势推动了测控系 统功能的扩展灵活性、性能高效性、使用简 便性的不断深化。现代测控技术网络化的 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。1.4 分布式化现代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。
5、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。2 发展概况 现代测控技术在追求仪表智能化的同时，还对其稳定性、可靠性和适应性要求也不断提高，相应的，随着技术发展，测控技术大量应用高新技术和新的科学研究成果，测控技术的技术指标与功能不断提高。作为代表，测控仪器仪表单元微小型化、智能化日趋明显。测控技术的两个方面，一个是测一个是控。“测”是依靠传感器和信号传输电路，即测控电路；“控”则是依靠现代计算机的计算 处理能力，根据数据得出相应结果，通过反馈等方式控制整个系统。计算机已经成为测控技术中的中坚力量，于是，网络技术也就自然而然的
6、越来越成为测控技术满足实际需求的关键支持。但是不可否认，测控电路依然是测控技术发展的基础，和另一个重要的发展方向。20 世纪 50 年代初，计算机就开始应用于工业生产过程控制，控制理论与计算机技术的结合，产生了新型计算机控制系统，为自动控制系统的应用与发展开辟了新的阶段。目前，应用较多的现代控制策略主要有自适应控制、变结构控制、鲁棒控制和预测控制等。就应用而言，现代测控技术在当今社会的各个行业中,起着举足轻重的作用。无论科学研究、产品质量及自动控制都需要检测。例如现代检测技术的一个主要发展方向光电检测技术，它由于具有测量精度高、速度快、非接触、频宽与信息容量极大、信息效率极高以及自动化程度高等
7、突出特点而广泛应用于工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等领域。其中，现场仪表与控制室装置之间通信采用模拟信号 420mA，数字控制仪表内部的信号处理为数字信号，但输入仍为 420mA，控制装置之间和控制装置与上位计算机之间采用数字通信技术。例如目前数字控制仪表，DCS 系统，PLC 系统，FCS 系统等。从 20世纪 80年代中期以来，CIMS 日渐成为制造工业的热点。其原因不仅在于 CIMS具有提高生产率、缩短生产周期以及提高产品质量等一系列极有吸引力的有点，也不完全在于一些大公司采用 CIMS取得了显著的经济效益，最根本的原因在于 CIMS是在新的生产组织原理和概念指导下形成的一种
8、新型生产模式。世界上很多国家和企业把发展 CIMS定为本国制造工业或企业的发展战略，制定了很多由政府和工业界支持的计划，用以推动 CIMS的开发与应用。但随着工业向大型、连续、综合化发展，所构成的系统会越来越复杂。3、发展趋势现代测控技术正向智能化、网络化和集成化的方向发展。大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。随着现代科学技术以及复杂自动控制系统和信息处理与技术的提高，现代检测技术将朝着检测结果高精度、系统智能化、检测结果数字化、检测功能多元化、检测器件微型化、检测系统自动化的放向发展，它将广泛应用于工业、农业、家庭、医学、
9、军事和空间科学技术等许多科学领域。测控系统中，就控制仪表与装置涉及的面而言便是非常的广泛的，如 DCS、PLC、新型控制仪表、变送器及执行器等都有自己的发展轨迹，但它们的发展都围绕着实现工厂整体自动化（FA）这个总目标，即将自动控制装置用于生产流程的整个操作过程，从开机到停机的全程控制及将控制、生产计划安排和工厂全面管理有机的结合起来，实现工厂整体的自动化、综合化、最佳化。测量单元微小型化、智能化测量控制与仪器仪表大量采用新的传感器、大规模和超大规模集成电路、计算机及专家系统等信息技术产品，不断向微小型化、智能化发展，从目前出现的“芯片式仪器仪表”，“芯片实验室”、“芯片系统”等看，测量单元的
10、微小型化和智能化将是长期发展趋势。从应用技术看，微小型化和智能化测量单元的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。 测控范围向立体化、全球化扩展，测量控制向系统化、网络化发展。随着仪器仪表所测控的既定区域不断向立体化、全球化甚至星球的发展，仪器仪表和测控装置已不再呈单个装置形式，它必然向测控装置系统化、网络化方向发展。例如一个大型水电站的测控系统，仅检测大坝安全性的传感器就达数千个，此外各个发电机组状态及水位情况的检测控制点（ I/O 测控点）将超过万点，要达到大型水电站的正常发电和送电，必须将各个测控点的测控装置形成一个有机的测控网络系统。又例如卫星测控系统，运载火箭上配置的各种传感器就达到数千，
11、而卫星上各种测控装置构成一个完整的自动测控系统，然后和多个地面站的测控系统构成一个广域测控系统。 正如清华大学出版社何克忠老师主编的计算机控制系统中所总结的：现代测控系统的发展趋势可以概括为集成化、智能化、全球化、虚拟化、标准化和绿色化。4、参考文献现代测控技术 主编：吕辉 西安电子科技大学出版社计算机控制系统 主编：何克忠、李伟 清华大学出版社传感器技术 主编：贾伯年 东南大学出版社现场总线技术及其应用 主编：阳宪惠 清华大学出版社控制仪表与装置 主编：向婉成 机械工业出版社自动检测和过程控制 主编：刘元扬 冶金工业出版社浅谈现代测控技术及其应用 主编：李欣国 中小企业管理与科技浅谈现代测控
12、技术的发展及其应用体功能的总和。 3 . 2 新型传感器技术的应用 4 结语作为当今世界发展最迅速的高新技术 随着现代科学技术的发展 ,测控技术3 现代测控技术的应用 之一,新型传感器已经融入了计算机技术、 正朝着系统化、智能化、标准化及系统功能21 世纪以来 , 随着经济的全球化 , 测控 智能技术和网络技术等新技术 ,其结构更 的一体化的趋势迈进 ,社会经济各领域开技术的迅猛发展为军事国防、电子制造、自 加完善 ,功能更加强大 ,广泛应用于社会生 始广泛采用以信息的获取与应用为中心的动化等行业的高速发展起到积极的推动作 活工作的各个方面。智能化传感器主要应 方式,实现仪器仪表、工业生产的全
13、过程自用 ,加快了社会技术进步和产业升级 ,越来 用于:火车机车的状态监测、心内压监控系 动化控制 ,使之为人们工作生活做出更多越多的测控技术广泛应用于国民经济建设 统等;微型化气体传感器主要应用于化工、 的贡献。与此同时 ,计算机控制技术、数据的宇航、电信、农业、石油、化工等领域。 交通、国防、医学、机器人、防伪等领域 ;数 处理技术、信号传感技术等先进技术的飞3 . 1 现代测控技术在航天、农业等领域的 字化传感器应用于:测量环境温度、银行监 速发展 ,也在促使现代测控技术发生深刻应用 控、图像传感器等;集成化传感器主要用于 的变化 , 更加开放化、标准化、全球化 , 有力现代测控技术在航
14、天领域的应用主要 视觉测量、压力测量、温度测量 ;新型网络 地推动了现代技术水平的提高。所以,现代表现在 :跟踪测量航天器 ,获取其运动参数 化传感器则大量应用在国防、农业、医疗、 测控技术的迅猛发展,越来越多的创新、高和内部的各种物理、宇航员生理等一些重 工业、军事、抢险救灾、环境监测、城市管理 科技测控自动化的成果的应用 ,为产业的要数据 ,并且监视航天器的飞行和内部工 等领域。 升级和整个社会技术的进步起到了巨大的作状态,为指挥中心对航天飞行目标指挥、 3 . 3 远程测控技术的应用 推动与提升作用 ,具有潜在的实用价值和控制提供数据信息 ,通过对实测数据的处 为了适应现代科学技术的发展
15、 ,现代 重要的科研价值。理、分析,为评价航天器的技术性能和改进 测控技术还可以进行远程测控 ,远程测控设计提供依据。 技术常见的有:专线远程测控术、电话网远 参考文献在农业领域的应用集中在粮食存储过 程测控技术和无线通信等远程测控技术。 1 刘志刚.现代测控技术的发展及其应用程中 , 如果测得粮食温度超过预置, 报警数 远程测控技术主要应用于 :在核电站和电 探析 J .机电信息 , 2012(12):120 -121 .值主机就会发出指令 ,接通通风机控制电 网检测的远程监控、石油输送管道的远程 2 李欣国 .浅谈现代测控技术及其应用路 , 对粮仓进行通风。此外 , 在蚕种催青过 监控、机
16、器人的远程监控等。现代测控技术 J .中小企业管理与科技 , 2 010 (16 ):程中 ,现代测控技术用来控制蚕种催青时 还可以对设备进行故障诊断 ,水、电、燃气 2 4 7 .的温、湿度 ,通过把采集到得温、湿度数据 以及热能等的自动抄表远程测控 ,与此同3 孙亮 . 现代测控技术的发展及应用 J .传入微机处理系统 ,即可根据实际需要在 时 ,对于地理环境复杂的地区以及用户密 电子质量 , 20 06(1 0):3 -5 .控制台屏幕上设定温、湿度数据,如果数据 度不高、不易布线、距离较远的情况 ,等等 , 4 吕辉 .现代测控技术 M.西安电子科达到设定值时系统会自动断开电源 ,进入 都可以通过无线通信网络信息技术进行远 技大学出版社，2006，5.维护期。 程测控。0
