單片機智能儀表

歷經(jīng)以模擬技術(shù)為特征的電動(dòng)單元組合儀表、以數?；旌霞夹g(shù)為特征的DDZ-S系列儀表的開(kāi)發(fā)后，1983年，美國霍尼韋爾公司向制造工業(yè)率先推出了新一代智能型壓力變送器，這標志著(zhù)模擬儀表向數字化智能儀表的轉變。當時(shí)的這種智能變送器已具有高精度、遠距離校驗和靈活組態(tài)的特點(diǎn)，并告知用戶(hù)：盡管初期購置費用較高，但會(huì )被較低的運行和維護費用所補償。緊隨其后的十年里，國外其他公司的智能壓力變送器也陸續在一些生產(chǎn)線(xiàn)上被采用，它們包括：Rosemount、Foxboro、YOKOGAWA、Siemens、EH、Bailey、Fuji和ABB等。但由于缺少高速的智能通訊標準、用戶(hù)對于高精度監控要求并不突出、培訓等服務(wù)機制相對薄弱，當時(shí)的智能應用并不樂(lè )觀(guān)，只占到了約20%的市場(chǎng)。
隨著(zhù)微電子、計算機、網(wǎng)絡(luò )和通訊技術(shù)的飛速發(fā)展以及綜合自動(dòng)化程度的不斷提高，目前廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的智能儀表，其技術(shù)也同樣在過(guò)去的二十多年里得到了迅猛的發(fā)展。目前國外智能儀表占據了國際應用市場(chǎng)的絕大比重，如何結合目前智能儀表的工業(yè)應用經(jīng)驗并快速跟蹤國際智能前沿技術(shù)應用于我國智能儀表的開(kāi)發(fā)研究成為振興民族智能儀器儀表的一大突出問(wèn)題。
智能儀表的優(yōu)勢和特點(diǎn)
智能儀表在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的廣泛應用得益于其突出的技術(shù)優(yōu)勢和特點(diǎn)，諸如其高穩定性、高可靠性、高精度、易維護性。以智能變送器為例，智能儀表具備如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）精度高智能變送器具有較高的精度。利用內裝的微處理器，能夠實(shí)時(shí)測量出靜壓、溫度變化對檢測元件的影響，通過(guò)數據處理，對非線(xiàn)性進(jìn)行校正，對滯后及復現性進(jìn)行補償，使得輸出信號更精確。一般情況，精度為最大量程的±0.1%，數字信號可達±0.075%
（2）功能強
智能變送器具有多種復雜的運算功能，依賴(lài)內部微處理器和存儲器，可以執行開(kāi)方、溫度壓力補償及各種復雜的運算。
（3）測量范圍寬
普通變送器的量程比最大為10:1，而智能變送器可達40:1或100:1，遷移量可達1900%和-200%，減少變送器的規格，增強通用性和互換性，給用戶(hù)帶來(lái)諸多方便。
（4）通信功能強
智能變送器均可實(shí)現手操器進(jìn)行操作，既可在現場(chǎng)將手操器插到變送器的相應插孔，也可以在控制室將手操器連接到變送器的信號線(xiàn)上，進(jìn)行零點(diǎn)及量程的調校及變更。有的變送器具有模擬量和數字量?jì)煞N輸出方式（如HART協(xié)議），為實(shí)現現場(chǎng)總線(xiàn)通訊奠定了基礎。
（5）完善的自診斷功能
通過(guò)通信器可以查出變送器自診斷的故障結果信息。
對于智能儀表技術(shù)及其應用未來(lái)發(fā)展方向的建議
（1）智能儀表的智能化程度有待進(jìn)一步提高
智能儀表的智能化程度表征著(zhù)其應用的廣度和深度，目前的智能儀表還只是處于一個(gè)較低水平的初級智能化階段，但某些特殊工藝及應用場(chǎng)合則對儀表的智能化提出了較高的要求，而當前的智能化理論，如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、遺傳算法、小波理論、混沌理論等已經(jīng)具備潛在的應用基礎，這就意味著(zhù)我們有必要也有能力結合具體的應用需要下大氣力開(kāi)發(fā)高級智能化的儀表技術(shù)。
（2）智能儀表的穩定性、可靠性
有待長(cháng)期和持續的關(guān)注儀表運行的穩定性、可靠性是用戶(hù)首要關(guān)心的問(wèn)題，智能儀表也不例外，隨著(zhù)智能儀表技術(shù)的不斷拓展、新型的智能儀表也將陸續投放市場(chǎng)，這需要我們始終把握一個(gè)原則：每一項智能新技術(shù)的應用有待實(shí)踐的檢驗，是否用戶(hù)有信心和勇氣敢于做“第一個(gè)吃螃蟹的人”。這就需要安全性、可靠性技術(shù)的并行開(kāi)發(fā)。
（3）智能儀表的潛在功能應用有待最大化
目前工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的實(shí)際應用尚未將智能儀表的功能發(fā)揮最大化，而更多的只是應用了其總體功能的半數左右，而這一應用現狀的主要原因是，控制系統的總體架構忽略了諸如現場(chǎng)總線(xiàn)的技術(shù)優(yōu)勢，這需要儀表廠(chǎng)商與用戶(hù)建立良好的合作伙伴關(guān)系，加強長(cháng)期合作，以短期投資促長(cháng)期效益，通過(guò)建立“智能儀表+現場(chǎng)總線(xiàn)”的控制系統架構，確立優(yōu)化的投資觀(guān)念，達成和諧共贏(yíng)的目標。
（4）繼續加大國內智能儀表的開(kāi)發(fā)投入
智能儀表技術(shù)及應用還需要經(jīng)歷一個(gè)較為漫長(cháng)的成熟發(fā)展期，而對于國內智能儀表技術(shù)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)已經(jīng)面臨著(zhù)更大的挑戰，這種局面召喚著(zhù)國內儀表行業(yè)共同探討智能儀表的發(fā)展問(wèn)題，應對激烈的國際競爭市場(chǎng)，擔負儀表產(chǎn)業(yè)的歷史使命，在日益優(yōu)厚的國家及政府扶持政策下，堅持產(chǎn)、學(xué)、研的密切結合，繼續加大國內智能儀表的開(kāi)發(fā)投入。
智能儀表的硬件電路除了基本的擴展部分之外，一般都配有采集電路、顯示器、按鍵、打印機等。軟件有采集、采集控制、數據處理、顯示、打印等。
按照功能劃分，智能儀表的軟件可以分準備程序，鍵功能程序和系統控制程序3部分。