计算机系统在自动化仪器仪表中的运用

穆玉鹏

摘 要：随着各个领域的技术不断进步与发展，计算机技术逐渐被应用到各个领域中，其中自动化仪器仪表的机械设计就运用到了计算机系统。文章阐述了计算机系统的概念，然后对计算机系统在自动化仪器仪表中的运用进行了简要分析，并对计算机系统在自动化仪器仪表中的应用进行了总结。通过对计算机系统代表性嵌入式计算机系统的概念与特征，以及嵌入式技术在自动化仪器仪表中的影响与未来发展方向进行了深入分析，希望能对我国自动化仪器仪表行业及相关领域行业的发展有所帮助。

关键词：计算机系统;自动化仪器仪表;运用

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）04-044-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.022

为了满足现阶段的社会发展要求，依靠大数据平台，各个领域的技术发展更加的信息化、数字化、智能化、现代化。在仪器仪表结构设计中，研发设计人员就对其结构进行了自动化改良，运用计算机技术对数据收集和测量进行精确计算，以便为社会中各个物质的测量工作和数据收集提供更好的服务。计算机系统主要以监控形式在自动化仪器仪表中存在，对其起到数据参数收集、维修及正常工作性能检测的作用，其对自动化仪器仪表行业以及其他相关行业的发展具有积极意义。

1 计算机系统概念

计算机系统由计算机硬件、软件两部分组成，是一种高性能的计算处理设备，具有运算能力强、精确度高、超强的记忆能力及复杂的逻辑判断能力等特点，具有文档信息接收处理、信息输出及信息储存等功能。常见的计算机运行、储存系统有Windows、Linux等，主要用于文件的传输与运行，并按照客户需求对所需的信息内容进行有效的输出、接受及储存。随着互联网的快速发展，计算机系统的发展已成为我国现代化发展的必然趋势，是近几年我国重大技术科研成果之一，对提高我国市场经济竞争力具有至关重要的作用[1]。

2 计算机系统在自动化仪器仪表中的运用分析

2.1 在自动化仪器仪表运用中遵循的要求

实时性。在平时的仪器仪表数据收集中，往往也会出现一些特殊客户，其对仪器仪表的数据要求比较高，检测数据的采集时间就会相对延长，这样采集到的数据就会出现数据参数上下浮动、误差增大等情况，信息传递时会产生一定的滞后性，影响了整体数据参数的时效性。为了在满足客户需求的同时，更好地保障系统数据采集的准确率，工作人员在自动化仪器仪表数据收集中加入计算机计算能力的辅助，提高数据参数的准确率及数据预算处理能力，避免信息滞后或延后情况发生。

可靠性。如果自动化仪器仪表中的某个系统环节发生故障，并没有得到有效及时处理的情况下，整个系统将面临着严重的瘫痪问题。所以，高效、可靠的计算机系统对自动化仪器仪表的正常运转非常重要。

集成度。计算机系统的集成度是指整个计算机设备的整体占地面积的缩减程度，减小计算机体积，最大程度发展计算机系统的整体性能[2]。

2.2 开发过程

对计算机系统功能的科学合理规划，主要针对数据采集、数据更新、数据分析、数据显示、选择协议及定义标准等方面。此外，在运营方式中应选择符合实际运营的方式进行运作，这样才能更好地保障计算机系统在自动化仪器仪表中的运行质量和运行效果。

计算机系统的层次。计算机系统在自动化仪器仪表的运用中，主要由四个基本层次构成：第一层是对自动化仪器仪表进行直接控制的计算机硬件系统。第二层是计算机系统对自动化仪器仪表中图形界面显示功能的进一步开发，使其显示的数据参数更加详细、准确，且界面所要表示的内容更加丰富、多样。同时，注重对仪器仪表内部结构的进一步调整，如在图形界面中新增信号调理面板、功率驱动等。第三层是控制功能开发，计算机系统在自动化仪器仪表的运用中，针对不同的软件系统，计算机系统要对其运行等方面的时间和成本进行一定的开发，使其更好地发挥出自动化仪器仪表的功能优势，从而进一步扩大自动化仪器仪表的适用范围[3]。

2.3 运用实例分析

自动化仪器仪表商家为了实现其性能的信息化、智能化发展，将计算机技术融入到自动化仪器仪表的设计研发过程中，实现了数字化运用，具体表现在以下几方面：

对自动化仪器仪表内恒温系统、气压、流量等进行一定的数据参数控制管理;对自动化仪器仪表的数据及功能实行自动监测，充分体现了计算机系统在自动化仪器仪表运行中的灵活性、稳定性;规避消息的延后或滞后情况发生，对消息进行全方面、全覆盖接收，并对其进行相应的检测处理，将其检测数据和消息图像实时有效、系统地投放到显示面板上。

3 嵌入式计算机系统概述与特征分析

3.1 嵌入式計算机系统概念

嵌入式计算机系统主要是指以计算机系统为主体，辅助产品进行数据监测、操作控制及协助设备等工作顺利进行的总体。其由多个科学体系相互结合而形成，主要以信息传输系统为基础、应用为核心、产品为对象，所适应的计算机系统种类比较广泛，属于微型计算机的一种，对对象有着智能化控制能力，其技术导向对对象成本、功能、可靠性及功耗等进行严格有效的控制。

3.2 嵌入式计算机系统特征

一般的嵌入式计算机系统有以下三点特征：对计算机系统的运行速度和软件系统的稳定性有很高的要求，通常采用固化存储方式。嵌入式计算机系统对计算机系统的存储量有非常高的要求，并要求其软件必须具有较高的时效性和实时性。对于大多数软件系统来说，存储空间是非常重要的组成部分。为了进一步节省存储空间，避免信息过多占用，技术人员在程序编写过程中尽量缩短代码，却不影响其实际功能。对完成的代码进行优化处理，对代码的可靠性及质量进行严格的精细化检测，做到所编编码短而精的效果，提高计算机系统的整体运行速度和运行质量。嵌入式计算机系统的任务调度与顺序先后都是由专门软件切换系统完成。如在同一时间、统一系统中有多个任务同时进入，系统会对其进行精准的判断分析（如从任务难度、重要性等方面进行分析）和调度后，对其进行先后顺序排列，做到依次处理，避免错漏或处理不及时。

4 嵌入式计算机系统在自动化仪器仪表中的应用

4.1 网络技术对自动化仪器仪表的影响

随着科学技术的不断发展，网络技术的发展也不断深入到各个技术发展领域，并在其领域得到了广泛应用。随着网络技术研究的不断深入，自动化仪器仪表与其进行了有效结合，其应用也促使各个技术行业的发展更加灵活、快速与便捷。

4.2 微电子技术对自动化仪器仪表的影响

在传统的自动化仪器仪表研发过程中，对微型控制器外电路的拓展控制都需要多个芯片共同操控完成，造成了一定的资源浪费。借助微电子技术对自动化仪器仪表的控制器外部结构进行创新改良后，现在的自控系统只需一个芯片就能进行外电路控制，减少了因电路分散造成的外部网络信息干扰，提高了自动化仪器仪表的稳定性。

4.3 嵌入式技术对自动化仪器仪表的影响

计算机系统内部的信息处理器是嵌入式计算机系统的核心部分，与传统的计算机系统相比，嵌入式计算机系统的处理器成本更低、可靠性与稳定性更强，其微型处理器占地面积更小，集成度得到了有效开发，机身面积大幅缩减，性能大幅提升，具有移动更加便捷、灵活，网络连接功能更强等特点。

嵌入式計算机系统与半导体技术领域的有效结合，实现了嵌入式计算机系统对各个领域技术的参与。嵌入式系统中的软件系统通常被固定在储存器或者单片机中，整个系统的稳定性由嵌入式计算机系统中的软硬件系统共同作用完成，对自动化仪器仪表的进一步发展具有一定的推动作用。而且随着自动化仪器仪表功能的现代化、智能化提升，推动了嵌入式系统的不断进步与发展，在未来的仪器仪表设备中，客户就可以根据自身需求对其系统进行自主选择。最后，嵌入式计算机系统具有很高的稳定性，在对象工作设计顺利完成后，就会进入到与之对应的生命周期。

5 计算机技术与自动化仪器仪表设备结合的未来发展方向

为了满足现实工作要求，自动化仪器仪表设备研发人员可以对计算机技术中的硬件进行合理的“裁剪”处理，提高系统的集成度开发，使系统更加方便、快捷。这时，自动化仪器仪表设备与计算机系统的有效结合就成为拥有计算机技术的高性能智能化控制操作系统，具有能够自我设备检测、技术性测量、自动化电路检修及自我修复等功能。自动仪表仪器与计算机技术的融合，使其越来越趋于智能化发展，实现了对外界物质空间特性进行精确测量、自我学习及超强的适应能力。同时，实现了计算机系统对自动化仪器仪表设备的远程操控、维护、探测、处理等功能，对自动化仪器仪表设备功能进行了进一步开发，提高了其利用率[4]。

6 结语

综上所述，计算机系统在自动化仪器仪表中的有效应用，不仅提高了自动化仪器仪表的灵活性、方便性，而且提高了自动化仪器仪表的时效性和实用性。嵌入式计算机系统作为微型计算机系统，是我国现阶段自动化仪器仪表行业研发的重点工作内容，也是我国自动化仪器仪表行业发展的必然趋势，在各个领域都会得到广泛应用、普及，对我国各个领域行业的技术发展有一定的促进作用。

参考文献

[1] 田炎鑫.高级嵌入式计算机系统在自动化仪器仪表中的应用[J].设备管理与维修，2020（24）：129-130.

[2] 张永清，吉欢琳.自动化仪器仪表以及计算机系统融合对策[J].电脑编程技巧与维护，2020（12）：33-34，40.

[3] 孙天乐.浅析自动化仪器仪表与计算机系统的融合[J].数码世界，2019（12）：279-280.

[4] 刘升云.自动化仪器仪表中计算机系统的应用探讨[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2019（6）：140，142.