機(jī)械工程自動化儀表裝置的應(yīng)用

李用年

摘要：工作溫度對于設(shè)備精度的影響非常之大，是影響其的一個重要因素，所以對于整個系統(tǒng)來講，其運(yùn)行過程中的冷卻和散熱就顯得非常重要，很好的冷卻效果一方面能對機(jī)箱及其模塊的穩(wěn)定工作起到較大的保證，另一方面還能相應(yīng)降低板卡和電源的故障發(fā)生的可能性。運(yùn)用傳統(tǒng)的方法需要將生產(chǎn)過程中使用的儀表帶回實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)，影響了生產(chǎn)，不符合要求，所以現(xiàn)在要求要在現(xiàn)場直接校準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程自動化;儀表裝置自動化;機(jī)械工程

前 ?言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技革命的不斷開展，全球現(xiàn)代科技正大跨步的發(fā)展，自動化技術(shù)在生產(chǎn)生活中正被廣泛的應(yīng)用，其水平的高低成為了衡量各個行業(yè)現(xiàn)代化水平的一個標(biāo)尺。在生產(chǎn)中，要保證整個生產(chǎn)線的安全運(yùn)行，就要做好對其整個過程中所使用的儀表的維護(hù)和校準(zhǔn)工作。像PXI 總線這種很專業(yè)的測量總線標(biāo)準(zhǔn)，對冷卻和散熱方面就有很嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，包括機(jī)箱散熱氣流的定義等一系列確保系統(tǒng)常溫運(yùn)行的測量任務(wù)。校準(zhǔn)的一般步驟是：預(yù)熱儀器（包括被校儀器以及標(biāo)準(zhǔn)源）;設(shè)置儀器的狀態(tài)，進(jìn)行測量記錄數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)結(jié)果判定并給出結(jié)論;自動形成校準(zhǔn)證書和原始記錄。

一、自動化校準(zhǔn)系統(tǒng)

其具體實(shí)現(xiàn)步驟首先要做的是，將標(biāo)準(zhǔn)源于數(shù)字多用表安裝校準(zhǔn)要求進(jìn)行開機(jī)預(yù)熱，然后連接硬件設(shè)備，包括 GPIB 卡、488 電纜等。連接完成后開啟計算機(jī)，對整個待測系統(tǒng)的具體物理地址分配情況進(jìn)行搜尋，然后根據(jù)搜尋結(jié)果對其在校準(zhǔn)軟件運(yùn)行過程中的地址進(jìn)行正確的配置。

1.對模塊進(jìn)行初始化設(shè)置

首先對相應(yīng)的自動化校準(zhǔn)程序進(jìn)行雙擊，開啟程序，可以順利的進(jìn)入系統(tǒng)測試的主界面。主界面給人最大的亮點(diǎn)就是其簡約實(shí)用的風(fēng)格，功能區(qū)位于其左側(cè)。第一步我們進(jìn)入的模塊是初始化模塊，在這個模塊中我們要對在這次測試中被檢測的項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)置，主要是被測儀器和標(biāo)準(zhǔn)源的 GPIB 地址，對是否是首次測試進(jìn)行確定，此功能的目的是為了保存測量的數(shù)據(jù)，防止意外發(fā)生使測量數(shù)據(jù)丟失，需要重新進(jìn)行測試。選擇中英文語言，選擇校準(zhǔn)、檢定，選擇被測試設(shè)備的名稱。初始化設(shè)置就完成了。

2.數(shù)據(jù)采集動態(tài)顯示模塊

該模塊的主要功能包括：該模塊主要包括以下幾方面的內(nèi)容：初始化儀器、測量數(shù)據(jù)、對儀器狀態(tài)的設(shè)置、各種動態(tài)顯示數(shù)據(jù)的設(shè)置、對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的判定，保存各種測試數(shù)據(jù)等等。自動化數(shù)據(jù)采集的全過程很大程度上模擬人工測量的基本程序進(jìn)行測量。儀器的初始化配置以及量程、顯示位數(shù)、精度、采樣數(shù)率、采樣時間、測量值、功能選擇等模塊從 NI 網(wǎng)站上下載，程序員也可以根據(jù)儀器編程說明書提供的 SCPI 語言命令編寫相應(yīng)的模塊。本模塊中的數(shù)據(jù)顯示位數(shù)、數(shù)據(jù)量程、上下限等都是根據(jù)測試計量對儀器的要求而自動生成的，數(shù)據(jù)結(jié)果判定也是自動完成的。程序把那些不合格的數(shù)據(jù)用紅色的字體顯示，使計量員在測量結(jié)束后容易發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)不合格。數(shù)據(jù)采集動態(tài)顯示模塊的前面板。

3.證書和原始記錄生成模塊

自動生成證書和原始記錄，給計量員的工作帶來極大的便利，而且消除了人為操作易產(chǎn)生的出錯，解放了勞動力。計量員只需在證書生成模塊的前面板輸入相關(guān)的儀器信息和校準(zhǔn)信息，校準(zhǔn)項(xiàng)目，選擇相應(yīng)的證書摸板，程序即可自動生成相應(yīng)的校準(zhǔn)證書和原始記錄。證書模塊的前面板。

二、自動化檢測儀表在壓力表校準(zhǔn)方面的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化檢測技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，特大型冶金制造企業(yè)各工序都是連續(xù)性銜接作業(yè)，往往造成許多現(xiàn)場壓力儀表雖到檢定周期，卻由于不能停產(chǎn)也就不能從作業(yè)。壓力儀表的工作原理是彈簧管在壓力或真空作用下產(chǎn)生彈性變形引起管端位移，其位移通過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行放大后再傳遞給指示裝置，可在刻有法定計量單位的分度盤上讀出指針?biāo)甘镜谋粶y壓力值或真空量值。

1.在線校準(zhǔn)預(yù)期

（1）目的：實(shí)施在線校準(zhǔn)適應(yīng)生產(chǎn)流程計量需求，降低外送檢費(fèi)用。（2）校準(zhǔn)儀表范圍：本企業(yè)現(xiàn)場在用壓力儀表;（3）校準(zhǔn)范圍：0～100Mpa;（4）校準(zhǔn)對比準(zhǔn)確度：1.5%～1.6% ;（5）預(yù)期目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)在線壓力儀表的受控、有效;（6）校準(zhǔn)方案種類：a. 理想型校準(zhǔn)比對;b. 實(shí)用型校準(zhǔn)比對。

2.材料準(zhǔn)備

（1）專用管道打孔器;（2）符合現(xiàn)場壓力儀表準(zhǔn)確度及量程的數(shù)塊相應(yīng)受控有效標(biāo)準(zhǔn)表;（3）校準(zhǔn)比對記錄。

3.在線校準(zhǔn)比對方案

包括兩個方面：一是實(shí)用型對壓力儀表的校準(zhǔn)比對。（1）在同一管道上：在距擬被校準(zhǔn)的現(xiàn)場壓力儀表的適當(dāng)范圍內(nèi)，用專用管道打孔器引出導(dǎo)壓管路，在導(dǎo)壓管路中間安置一截止閥（截止閥處于關(guān)閉狀態(tài)），截止閥后的接口處安裝壓力變送器與擬被校準(zhǔn)儀表同規(guī)格的受控有效標(biāo)準(zhǔn)壓力表;（2）緩慢開啟截止閥至全開，待管道內(nèi)流體介質(zhì)充分進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)表內(nèi)數(shù)分鐘后，分別讀取兩塊表的指示值;（3）填寫校準(zhǔn)比對記錄。二是理想型對壓力儀表的校準(zhǔn)比對，比如說可以自制一臺流動簡易“壓力校驗(yàn)臺”，這方面主要包括：（1）在流體介質(zhì)管道上，關(guān)閉在用的現(xiàn)場壓力儀表的“截止閥 1”;（2）在截止閥后適當(dāng)延長導(dǎo)壓管路。

4.經(jīng)驗(yàn)

認(rèn)真做好巡回檢查工作儀表工一般都有自己所轄儀表的巡檢范圍，根據(jù)所轄儀表分布情況，選定最佳巡檢路線，每天至少巡檢兩次。巡回檢查時，要關(guān)閉氣源，并松開過濾器減壓閥接頭。拆卸環(huán)室孔板時，注意孔板方向，一是檢查以前是否有裝反，二是為了再安裝時正確。由于直管段的要求，工藝管道支架可能少，要防止工藝管道一端下沉，給安裝孔板環(huán)室?guī)砝щy。拆卸的儀表其位號要放在明顯處，安裝時對號入座，防止同類儀表由于量程不同安裝混淆，造成儀表故障;帶有聯(lián)鎖的儀表，切換置手動然后再拆卸;儀表一次開車成功或開車順利，說明儀表檢修質(zhì)量高，開車準(zhǔn)備工作做得好。反之，儀表工就會在工藝開車過程中手忙腳亂，有的難以應(yīng)付，甚至直接影響工藝生產(chǎn)。

三、自動化測試系統(tǒng)的設(shè)計挑戰(zhàn)

自動化檢測儀表是自控系統(tǒng)中關(guān)鍵的子系統(tǒng)之一。一般的自動化檢測儀表主要由三個部分組成：（1）傳感器，利用各種信號檢測被測模擬量;（2）變送器，將傳感器所測量的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)?4～20 mA 的電流信號，并送到可編程序控制器（PLC）中;（3）顯示器，將測量結(jié)果直觀地顯示出來，提供結(jié)果。這三個部分有機(jī)地結(jié)合在一起，缺少其中的任何一部分，則不能稱為完整的儀表。自動化檢測儀表以其測量精確、顯示清晰、操作簡單等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，而且自動化檢測儀表內(nèi)部具有與微機(jī)的接口，更是自動化控制系統(tǒng)中重要的部分，被稱為自動化控制系統(tǒng)的眼睛。

1.不斷提高的設(shè)計復(fù)雜性

如今，測試測量的最明顯趨勢是器件復(fù)雜性不斷增加。例如，消費(fèi)電子、通信和半導(dǎo)體工業(yè)持續(xù)要求將數(shù)字圖象 / 視頻、高保真音頻、無線通信和因特網(wǎng)互聯(lián)性集成到一個單獨(dú)產(chǎn)品中。甚至在汽車中都集成了復(fù)雜的汽車娛樂和信息系統(tǒng)、安全和早期預(yù)警系統(tǒng)，以及車身和發(fā)動機(jī)上的控制電子裝備。測試系統(tǒng)的設(shè)計不僅需要足夠靈活地支持對不同產(chǎn)品模型進(jìn)行廣泛的測試，還需要能夠進(jìn)行升級以提供新測試功能所需的更多測試點(diǎn)。

2.更短的產(chǎn)品開發(fā)周期

由于希望不斷提高新產(chǎn)品和技術(shù)，擁有市場第一個占有率的競爭天性，設(shè)計和測試工程團(tuán)隊(duì)只能不斷的縮短產(chǎn)品開發(fā)周期?？偠灾覀儽仨氃谧詣踊瘍x表測試技術(shù)上不斷地進(jìn)步，不斷地創(chuàng)新，只要這樣我們才能不斷地設(shè)計出更新穎、更科學(xué)、更合理的測試方法，可以有效的節(jié)約我們在儀表測試中的時間，將從設(shè)計到生產(chǎn)的測試效率明顯提高，保證正常的生產(chǎn)經(jīng)營，不斷在進(jìn)步中積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計更加完美的自動化儀表，更好的為企業(yè)今的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，才能發(fā)揮出自動化儀表最大的效能。

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