化工儀表自動化顯示儀表初探

沙慶大慶油田天然氣分公司

化工儀表自動化顯示儀表初探

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摘要：顯示儀表分類，自動電位差計測量原理、測量橋路，自動平衡電橋的原理，數(shù)字式顯示儀表和微機化顯示儀表的原理、組成。顯示儀表，通常稱為二次儀表，把現(xiàn)場的檢測儀表（一次儀表）位于現(xiàn)場最前端檢測信號的，信號在室內(nèi)還原為工程信號。專門用于顯示、記錄、報警的儀表。

關(guān)鍵詞：化工儀表；自動化；現(xiàn)實儀表

一、顯示儀表簡介

顯示儀表，通常稱為二次儀表，對關(guān)鍵參數(shù)可以在一定的時間范圍內(nèi)進行記錄，可以在以后可以進行觀察曲線等記錄。

按顯示分，顯示儀表有：模擬式、數(shù)字式和圖像顯示。

模擬式顯示儀表：是指儀表指針（或者記錄筆）的線性位移或角位移來顯示被測參數(shù)的連續(xù)變化的儀表。由于使用了磁電偏轉(zhuǎn)或點擊等元件，故顯示反應(yīng)較慢，精度較低；但結(jié)構(gòu)簡單價格低，同時易看出參數(shù)變化趨勢，因此應(yīng)用相當(dāng)廣泛。

注意：使用了帶機械結(jié)構(gòu)的元件，從內(nèi)部的信號傳遞的角度來講，它的內(nèi)部的所有的信號的傳遞都是模擬的，連續(xù)的不間斷的信號。這種儀表使用磁電偏轉(zhuǎn)或者電機等的機械的元件，顯示精度低，反應(yīng)比較慢，好處是指針偏轉(zhuǎn)的話容易看出偏轉(zhuǎn)的趨勢。

數(shù)字式顯示儀表：直接以數(shù)字方式顯示參數(shù)值，（工程量說100.51這樣的就是，非常的清楚，不存在讀數(shù)的誤差，顯示多少讀出就是多少。）從內(nèi)在上講，純粹的電路構(gòu)成這種儀表，數(shù)字信號，是一種斷續(xù)的信號，它反應(yīng)快，精度較高，讀數(shù)直觀（帶單位），還可以在普通數(shù)字式顯示儀表基礎(chǔ)上開發(fā)帶有單片機的智能式顯示儀表，以實現(xiàn)參數(shù)運算、多參數(shù)切換和巡回顯示，并已于與計算機連接。此種儀表發(fā)展迅速。比如無紙記錄儀，多參數(shù)顯示儀等等。

圖像顯示則是利用屏幕或CRT直接顯示流程及相關(guān)參數(shù)和符號，同時還可顯示參數(shù)的變化趨勢，這種顯示方式正好配合了當(dāng)前的計算機控制系統(tǒng)，使得參數(shù)顯示更加直觀。

注意：可以存儲和打印曲線，純粹利用計算機，嚴格上講不能叫儀表了，是一種顯示技術(shù)而已，利用計算機的技術(shù)可以顯示流程，圖形，相關(guān)符號?？梢援嬌显O(shè)備的圖形，對應(yīng)的地方和參數(shù)同時顯示，該顯示溫度的地方顯示溫度，該顯示流量的地方顯示流量，還可以利用計算機記錄存儲打印曲線，成本上可能還比單個儀表的成本還底。是一種技術(shù)，不太合適叫他儀表。是一種非常優(yōu)秀的顯示方式。

二、自動電子電位差計

基本原理

平衡法：將未知電勢Ex與已知電勢視相比較，檢流計指令時，表示未知電勢與已知電勢相等，由已知電勢知未知電勢。

自動電位差計

自動工作是如何替代手動工作的

注意：手動電位差計：手動標定工作電流，E，可能經(jīng)過一定時間電池電壓變了，不穩(wěn)定。我們可以利用穩(wěn)壓電源代替他，回路的電壓不變回路的電流不會改變；

注意：經(jīng)常檢查檢流計G，檢流計的使用目的是比較兩個信號是不是相等，用放大器代替，放大器的輸入是差動輸入，把兩個差動的輸入進行相減，為0，是一個不動的值，如果差值不為零則進行動作。

注意：使用可逆電機：移動臂來移動滑動變阻器的調(diào)節(jié)觸點，代替手動滑動觸點。

用放大器替代檢流計，Ex與U比較的差值，經(jīng)放大器放大后驅(qū)動可逆電機，可逆電機經(jīng)傳動機構(gòu)代替了手動調(diào)節(jié)觸點的位置，知道Ex=U，即C點對應(yīng)于t點溫度下的熱電偶產(chǎn)生的電勢值。

如圖所示：可逆電機可以正傳，可以反轉(zhuǎn)，可以停止不轉(zhuǎn)。黑色的圖，有實際利用價值的電路，包含了橋路，電壓使用的穩(wěn)壓源來做的，回路的工作電流保證穩(wěn)定，第二個使用放大器的輸入代替檢流計，放大器的輸出使用線圈控制電機的轉(zhuǎn)動。比較放大器兩端的輸入信號，如果信號不相等的時候控制電機轉(zhuǎn)動，如果兩個輸入信號相等，則放大器沒有輸出的。

注意：工藝電阻是對滑線電阻的幫助，滑線電阻的制作可能不是那么精確，可以通過工藝電阻補償一下。測量橋路處于平衡狀態(tài)時，待測電勢與橋路輸出電勢相等：

如果吧R2做成補償電阻如何呢？補償電橋的方法熱電偶冷端的自動補償，可以結(jié)合前面講過的電路進行理解。R2是一個銅電阻可變電阻，利用平衡，吧R2電阻替換成補償電阻即可。

整機機構(gòu)成框圖

熱電偶來的毫伏信號或者4～20mA的信號。進入橋路，測量電路（橋路），輸出輸入給放大器，平衡電機可以驅(qū)動測量電路，改變滑線電阻，同時帶動了指針的指示位置，指針的是指位置和滑線電阻的位置是相對應(yīng)的。記錄機構(gòu)，有刻度有指針，下端指針使用記錄筆，可以在記錄紙上移動，并記錄，留下曲線，正好是隨著指示機構(gòu)的變化而變化。

校驗：校驗帶有溫度補償電阻（R2）的自動電位差計時，應(yīng)將各校驗點電勢減去校驗溫度下的電勢后在送入，即送入E(t，t0)，原因是R2，已經(jīng)補償。注意：直接帶有溫度補償?shù)?，可以自動補償熱電勢的變化，現(xiàn)在刻度時0～1000℃，假設(shè)要校驗500℃的溫度，實際熱電偶不能可能給他一個500℃溫度，是熱電偶產(chǎn)生實際的熱電勢，由于有補償作用，可以模擬，比如室溫20℃，由于20℃已經(jīng)有補償電阻補償了，只能使用，不能使用，t0=20℃。20℃已經(jīng)由補償電阻補償過了。

參加文獻：

[1]馬英杰,孫緒軍,李裕茂.關(guān)于化工自動化儀表的檢修與維護的探討[J].山東工業(yè)技術(shù).2014(21)

[2]王成元.化工生產(chǎn)中自動化儀表的控制研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化.2015(01)

[3]王雪梅.化工企業(yè)中自動化儀表的設(shè)計與施工研究[J].民營科技.2015(08)

[4]靳韻琛.淺論化工自動化儀表存在的問題及對策[J].機電信息.2014(15)

[5]吳陽,張寶寶.淺談化工自動化儀表的檢修與維護[J].科技與企業(yè).2013(04)

[6]劉曉軍.化工企業(yè)自動化儀表工程質(zhì)量影響因素及其控制[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量.2013(04)