测控软件发展现状概述

2021-02-20 15:11 栏目: 技术学堂 查看()

测控软件是现代测控系统中的重要组成部分,其发展与现代信息技术的进步息息相关。

一、技术融合推动发展 随着计算机技术、微电子技术不断渗透到测量和控制技术领域,测控软件得到了极大的发展 1。例如,智能仪器、总线仪器和虚拟仪器等的出现,都利用了计算机软件和硬件优势。计算机技术的发展使得信号被采集变成数字形式后,更多的分析和处理工作能够由计算机来完成,仪器与计算机之间的界限日益模糊,这为测控软件的发展提供了广阔的空间。新型微处理器速度的不断提高,极大提高了计算机的数值处理能力和速度,也促使测控软件在功能和性能上不断提升。

二、网络化发展趋势明显 网络技术的出现正在极大地改变测控技术及仪器仪表领域,测控软件也朝着网络化方向发展。以Internet为代表的网络技术与测控技术相互结合,带来了诸多新的应用。如微机化仪器的联网,实现了高档测量仪器设备及测量信息的地区性、全国性乃至全球性资源共享。在网络化的测控系统中,测控软件能够实现远程数据采集与测控、远程设备故障诊断等功能。例如,通过网络可以对电、水、燃气、热能等进行自动抄表等操作 。

三、多种测控系统中的应用发展 在不同类型的测控系统中,测控软件也有着不同的发展表现。

  • 现场总线测控系统:现场总线把通用或专用的微处理器置入传统的测量仪表,使之具有数字计算和数字通信能力。测控软件在其中按照公开、规范的通信协议,在位于现场的多个设备之间及现场设备与远程监控计算机之间,实现数据传输和信息交换,形成适应实际需要的测控系统。这种系统是一种开放式的、具有互操作性的、彻底分散的分布式测控系统,测控软件在其中起到了连接和控制各个设备的关键作用,降低了安装成本和维护费用 。
  • 分布式测控系统:其核心思想是集中管理,分散控制,即管理与控制相分离。上位机用于集中监视管理功能,若干台下位机分散到现场实现分布式测量与控制,上下位机之间用控制网络互联以实现互相之间的信息传递。测控软件在分布式测控系统中,要协调上下位机之间的通信、数据处理和控制逻辑等功能,有力地弥补了集中式数字测控系统对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。
  • 基于交换式连接工业以太网及测量控制管理一体化的测控系统:以太网在工业控制中的应用具有诸多优越性,如足够带宽并且进行交互式互连从而保证测控系统的实时性,采用TCP/IP从而获得通信协议的开放性、易与Internet集成从而更有利于建立测量控制管理一体化的测控系统,还有成熟的以太控制网络软件及成本低廉等。测控软件在这样的系统中,要充分利用以太网的这些特性,实现测量、控制和管理等多种功能的一体化操作。

四、与硬件发展协同进步 测控软件的发展也离不开硬件设备的支持,二者协同进步。随着传感器等硬件设备不断朝着智能化、数字化方向发展,测控软件需要与之匹配,以实现对硬件设备采集数据的有效处理和分析。例如,在智能感知测控技术中,硬件设备如传感器采集到的数据需要测控软件进行精准的定位、分析和处理。像针对现代高速生产过程中造成视觉传感图像亮度不均、拖尾、模糊等问题,就需要测控软件采用相应的算法,如基于局部能量离散水平集图像子空间定位算法来处理图像数据,从而实现复杂场景下模糊图像的精准定位技术,达到高速动态检测精度0.01毫米的要求 。

五、面临的挑战 虽然测控软件取得了不少发展成果,但也面临一些挑战。例如,在我国测控技术和仪器仪表领域,与世界工业发达国家相比还存在差距,测控软件的整体技术水平、功能完整性等方面还有待提高。同时,随着测控任务的日益复杂,对于测控软件的可靠性、稳定性、实时性等性能要求也越来越高,如何在复杂的环境下确保测控软件的高效运行是需要解决的问题。此外,在一些关键领域如航空航天等,测控软件的安全性至关重要,需要应对各种可能出现的安全威胁。


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