软测量技术及其在过程检测与控制系统中的应用

随着检测与控制系统日趋复杂以及计算机技术的发展，软测量技术的研究及其应用受到了广泛的关注。本文介绍了软测量技术的产生、发展及其应用，探讨了软测量技术的原理，并对软测量技术的主要相关因素进行研究，分析了软测量技术对检测和控制系统的影响。随着现代科技的发展，工业过程检测与控制系统日趋复杂，重要输出变量很难通过常规的测量技术检测得到，为此提出了软测量的思想。软测量技术是根据工业生产过程中有关过程变量间的关联，通过一些比较容易检测的过程辅助变量和相应的数学模型，估计过程仪表较难检测过程的主要输出变量。一方面，软测量技术的产生和发展是工业过程控制系统本身的必然要求。在生产过程中，许多输出变量受工艺和技术的限制，难以检测出来。如果采用在线分析则需较大的投资或仪表的维护量较大，只能通过定期地进行人工检测和分析，而这些分析往往需要很大的时间间隔才能完成一次，以致于得到的测量值不满足采样定理，所得到的过程输入输出数据是离散的，不利于工业过程的在线监测和控制。有时，工业过程本身的输出变量与历史的输入输出变量之间没有必然的因果关系，需要根据系统中各变量的相互关联，利用一些能够进行检测的有关过程辅助变量，并通过一定的数学模型估算出系统中较难检测的过程变量。另一方面，计算机软件和硬件技术的发展为软测量技术的产生和发展提供了可能。计算机软件技术的设计和应用大大减小了仪表领域中硬件电路的复杂性，在某些方面比硬件电路更加方便和可靠。由于工业标准计算机平台与趋于模块化的硬件结构及丰富的软件相结合，正在迅速改变传统仪器仪表的概念，提出虚拟仪器的新概念，得出了软件就是仪器仪表的新思想。虚拟仪器正成为当今世界流行的仪器仪表构成方案。