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智能控制在农业电气自动化的应用

【摘要】随着科学技术的发展,微电子技术和计算机技术也在飞速的发展当中,并且由此引发了传统仪表结构的根本性革命。通过运用计算机技术和仪器检测技术,将这些元素通过有机的结合在一起,随后组成了新一代智能化仪表。智能控制仪表的软件系统不仅能解决传统仪表不易或是不能解决的问题,而且还能简化仪表的电路,提高仪表的可靠性,更容易实现高性能、高精度、多功能的目标。新一代智能化仪表在测量过程自动化、功能多样化方面以及测量数据处理等方面与传统仪表相比较,已然是有了非常大的进步。随着世界的变化,科学技术的进一步发展,智能控制仪表的智能化程度必将会随之越来越高,而作为民生根本的农业,在社会进步的洪流之中也将必然的加入智能控制仪表的大军。

【关键词】智能控制仪表;农业电气自动化;计算机;应用

1智能控制仪表系统

智能控制仪表系统一般是由两个部分组成,传感器与单片机,传感器通过收集测量数据,将其转化为电信号,而后单片机通过一系列的处理,输出控制信号。此外,分布式测控系统也是由智能控制仪表系统组成的。所谓分布式测控系统是由PC机进行全局管理,而后单片机作为下位机采集各种测量数据,两者结合形成的。如今科学技术进步迅速,智能化测量控制仪表的发展尤为迅速,仪表的智能化程度也随之越来越高。市场上大量的出现了各种各样的智能化测量控制仪表:如能够自动进行差压补偿的智能节流流量计,精度可以达到0.1%FS的美国DSTJ-3000系列智能变送器等等。

2智能控制仪表的系统优化

对于智能控制仪表而言,测量精度是判断仪表优秀与否的参数之一,这也是智能控制仪表最重要的功能之一,所以为了提高仪表的测量精度,人们除了在仪表元器件选择方面更为慎重的同时,也会利用智能控制仪表的微处理器,对测量以及收集来的数据进行加与处理,尽量减少测量过程中产生的随机和系统误差。对于智能控制仪表而言,其系统优化的另一个重要方面便是系统的低功耗的设计,高效率,低能耗是每个优秀的系统所必须的。所以工程师在进行低功耗设计的时候,应重点考虑以下的几个方面:第一是系统功耗和供电电压之间存在的关系,从一般情况来看,假使所提供的供电电压越高,那么系统的消耗也会随之变大,这两者之间似乎是存在必然的关系,因此,单片微机系统为了低功耗应该尽量采用低电压的供电,这样不仅仅能减少系统功耗,还使得电池供电更加有效、延长电池的使用寿命;第二是采用分区分时供电方式的方式,峰时用电量价格高,谷时用电量价格低,所以尽量的运用谷时电能会有效的节约成本;第三是可选用CMOS集成电路,CMOS电路功耗低,这复合了低功耗的设计,CMOS抗干扰能力强,这对于智能控制仪表的运用稳定十分的重要,CMOS集成电路工作温度范围宽,这使得智能系统能够在更多的环境下良好的运行;第四是注意CMOS器件的输入端不能悬空,CMOS输入端悬空,有可能会造成输入电平不稳,输入电平的不稳会使得电路不稳,使得系统功耗增大,运行也变得不稳定;第五,要采用低功耗的工作方式,比如单片机的掉电模式,处于掉电模式的机器只有部分模块在工作,其余大部分都在休眠,极大的减少了仪器的能耗。除此之外还有类似存储器的维持工作方式以及单片机的待机等方法,都可以有效的减少能耗。测量一个仪器的优渥与否还有一个重要的指标,那边是智能控制仪表的抗干扰性。一个仪表的抗干扰性越强,那么周围环境对仪器所能造成的各种影响也就越小,仪器的工作稳定和数据的反馈才会更加准确,反之亦然。所以智能控制仪表有一个好的抗干扰性才能更加稳定的运行,才能更广泛的被运用,才能增加智能控制仪表的适用范围,使得智能控制仪表在各种环境被人们利用。智能控制仪表在运行时候会受到各种各样的干扰,有来自系统内外部的共模和差模干扰(统称电气干扰),职能仪表元器件的选择、智能控制仪表系统结构设计、智能控制仪表的安装和仪器所处的外部环境条件都会影响智能控制仪表可靠性,干扰了职能仪表的安全运行。这些干扰会使得智能控制仪表系统对于数据采集误差加大、数据受到干扰产生变化,极大的影响了智能控制仪表的性能,而且会使得控制状态失灵、程序运行失常,让智能控制仪表的工作变得漏洞百出。为了应对这些干扰,可以针对供电过程、系统和通道采取抗干扰的措施,也要利用其它的措施来应对外部噪声源、印制电路板来保证智能控制仪表系统的稳定运行,从而使得智能控制仪表在农业中的运用越来越高。

3智能控制仪表的功能特点

智能控制仪表具有自测的功能:它能在运转的同时自动调整状态、自我校准、自动归零,这与传统的仪表有着极大的区别。智能控制仪表甚至能自己检测出故障部位,而后通过信号告诉别人,节省了大量的时间,从而为智能控制仪表的维护修理提供的极大的便利。智能控制仪表的功能越来越趋近于全自动化:智能控制仪表越来越人性化、自动化、简便化,这使得现代农业越来越现代化、自动化、简便化,智能控制仪表的出现减少了体力劳动,它有效的促进了农业的发展,智能仪器的工作过程都由单片机或者PC机来控制操作,实现了农业的全自动化。智能控制仪表具有数据处理的功能:智能控制仪表所具有的数据处理功能,使得其与老式的测量工具完全的区分了开来,这是智能控制仪表最大的优点之一,由于智能控制仪表采用了单片机或者是微控制器,所以相对原本一些硬件处理器而言,一些本该很难处理的问题对于智能控制仪表却是简单易行,智能控制仪表采用的软件处理逻辑能够轻松的采集并处理许多的数据,这不仅将用户从复杂而艰巨的测量工作之中解放了出来,更加有效的提高了测量的精准度,保证了农作业的目的更加明确。智能控制仪表具有良好的可操控能力:智能控制仪表一般都有标准的通信接口,使得它能与PC机以及其他的机器结合在一起,通过组合完成更复杂的任务,农业自动化越来越被人们所熟知并且运用,而一个良好的可操作能力则为智能控制仪表在农业发展中的运用奠定了良好的基础,不需要太多的专业技能和复杂的操作系统,使得职能仪表在农业中的运用越来越广。职能仪表操作简单明了:大多的智能控制仪表用键盘和鼠标代替了千篇一律的开关按钮,人们只要输入命令便能实现测量计算等功能,不仅如此,智能控制仪表还能通过显示屏将运行结果、测量结果等一系列数据直观的展示在人的面前,使得人机交流更加方便,更能及时的将信息展示在人们的面前,让人们更加及时的做出应对措施。

4结语

随着社会的发展、科学技术的进步,农业也从刀耕火种进化成机器的时代,为了追求更快、更好、更加便捷,智能控制仪表也慢慢的走进了现代化的农业之中,智能控制仪表所具有的智能化和简便化,为了农业更好的发展做出了贡献,相信在未来,智能控制仪表一定能在农业有着更好的表现

参考文献:

[1]宋雪瑞.电气自动化设备可靠性分析[J].吉林农业,2014(5):94.

[2]闫兵.乡镇经济期刊智能仪表系统在农业自动化中的应用前景[J].农机化研究,2009,31(4):250~252.

作者:王铁强 单位:郑州旭飞光电科技有限公司


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