熱工儀器儀表的技術(shù)特點及發(fā)展綜述

呂林科

摘 要：工業(yè)控制技術(shù)近年來得到了很大的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)過程中的監(jiān)測和控制技術(shù)也日新月異，其中熱工自動化技術(shù)發(fā)展也很快，通信技術(shù)被廣泛應(yīng)用，使得基于總線式的檢測控制系統(tǒng)得到了大規(guī)模的普及。文章對熱工儀器儀表技術(shù)進(jìn)行了介紹和特點分析，對其發(fā)展趨勢進(jìn)行了綜合概括，主要包括熱工檢測功能更加集成化、系統(tǒng)化，以及出現(xiàn)了智能化的自動軟檢定技術(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用使得設(shè)備的運行檢測更加全面，運行安全可靠性得到了提升，而且還大大提高了工人的工作效率，降低了企業(yè)勞動成本，為企業(yè)的高效安全生產(chǎn)提供了堅實可靠的保障。

關(guān)鍵詞：熱工儀器儀表；技術(shù)特點；發(fā)展綜述

隨著我國現(xiàn)代工業(yè)化的大發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)過程中的監(jiān)測和控制技術(shù)也日新月異，其中熱工自動化技術(shù)發(fā)展也十分令人驚訝。眾所周知，能源緊缺一直是世界各國面臨的重大問題之一，我國在能源供應(yīng)方面也存在很大的問題，甚至?xí)?jīng)常出現(xiàn)某個城市拉閘節(jié)約電能的現(xiàn)象。為了解決這些問題，近年來我國不斷完善電力系統(tǒng)，加快電廠的建設(shè)。進(jìn)而出現(xiàn)了一批技術(shù)先進(jìn)、自動化程度高的發(fā)電機組，這些發(fā)電設(shè)備的建設(shè)，對熱工自動控制系統(tǒng)提出了更高的要求。為此，研究現(xiàn)代化熱工儀器儀表技術(shù)，掌握其發(fā)展方向，也就成為了該領(lǐng)域的研究重點之一。

1 熱工儀器儀表技術(shù)簡介

熱工儀器儀表技術(shù)就是利用各種測量測試儀器對各種物理量進(jìn)行監(jiān)測的技術(shù)，這些物理參數(shù)的值一旦超出安全范圍，可能就會造成一定的危害，影響生產(chǎn)過程或者發(fā)生意外事故，因此需要對其進(jìn)行實時監(jiān)測。熱工檢測技術(shù)能夠測量出物理參數(shù)的大小，比如壓力壓強、溫度等，并將這些參數(shù)值以電信號的方式傳輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)接收相關(guān)信號并進(jìn)行處理后，可以實時顯示參數(shù)值，或者自動判斷設(shè)備運行是否正常，從而保證熱力設(shè)備運行的安全可靠。在發(fā)電機組的熱工檢測中，熱工參數(shù)是判斷發(fā)電機組是否可靠運轉(zhuǎn)的根據(jù)，也是進(jìn)行經(jīng)濟計算、事故原因調(diào)查等的重要手段之一。

2 熱工儀器儀表技術(shù)特點

根據(jù)之前對熱工檢測技術(shù)的描述，這是對熱力設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)測的一種技術(shù)。進(jìn)一步地，本文對這種技術(shù)的幾個特點進(jìn)行了概述：一是熱工儀器儀表技術(shù)可以實時反饋熱力設(shè)備和熱力系統(tǒng)的運行狀況，能夠給設(shè)備操作運行工人提供堅實可靠的設(shè)備參數(shù)，進(jìn)而保證工人做出科學(xué)合理的設(shè)備操作和調(diào)節(jié)，從而保證電力生產(chǎn)的人員設(shè)備安全。二是可以為熱力自動化設(shè)備提供快速、準(zhǔn)確的測量信號，實現(xiàn)設(shè)備的自動化控制，取代人力勞動，從而使工人擺脫臟、亂、差的工作環(huán)境，提高生產(chǎn)的安全性和可靠性。三是熱工儀器儀表提供的各項數(shù)據(jù)參數(shù)可以作為電廠經(jīng)濟指標(biāo)計算的根據(jù)，對于發(fā)電廠提高發(fā)電效率、減少能源消耗有十分重要的意義，也能夠指導(dǎo)降低電力生產(chǎn)成本等。四是對于發(fā)生的電力事故可以提供事故原因分析數(shù)據(jù)，從而追究事故責(zé)任人員，同時也能夠給后人一定的經(jīng)驗啟示，為生產(chǎn)安全性提供更高的保障。

3 熱工儀器儀表技術(shù)發(fā)展綜述

隨著現(xiàn)代工業(yè)儀器儀表技術(shù)的快速發(fā)展，基于信息化的熱工測量技術(shù)已經(jīng)得到了一定的推廣，這些先進(jìn)的測量技術(shù)能夠使生產(chǎn)力得到更好的進(jìn)步，以下就現(xiàn)代熱工儀器儀表技術(shù)的幾個發(fā)展趨勢進(jìn)行簡要說明。

3.1 熱工儀器儀表功能集成化

傳統(tǒng)的熱工儀器儀表技術(shù)只能夠?qū)δ撤N物理量進(jìn)行測量和顯示，一般一種測量儀器只能支持一種物理量的測量，如傳統(tǒng)的溫度儀只能測量溫度的大小等。隨著半導(dǎo)體技術(shù)在儀器儀表中的應(yīng)用，現(xiàn)代檢測儀器可以通過外接不同類型的傳感器，從而實現(xiàn)多種物理量的綜合檢測。其檢測的原理是，將各種傳感器采集的模擬信號進(jìn)行數(shù)字化處理，通過主處理器的計算處理，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的物理量，由于數(shù)字化處理可以做到很高的精度，因而得到的物理量測量值的精度也比傳統(tǒng)測量方式更高。此外，在儀器儀表上增加各種通訊接口，如串行通訊接口RS-232/485、以太網(wǎng)口等，可以使儀表設(shè)備與計算機連接，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的傳輸和共享。

3.2 熱工儀器儀表系統(tǒng)化

現(xiàn)代熱工儀器儀表已經(jīng)不僅僅是單一的儀器設(shè)備，而是應(yīng)用通信技術(shù)將各種儀器設(shè)備連接，使之能夠相互通訊，再由一個控制檢測中心統(tǒng)一進(jìn)行監(jiān)測，這種系統(tǒng)級的熱工監(jiān)測系統(tǒng)可以十分方便地實現(xiàn)自動控制功能，具有很高的集成性。

如圖1所示為RZJ-2D型熱工全自動檢定系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線連接各儀器設(shè)備，計算機作為統(tǒng)一處理器，處理各種數(shù)據(jù)并發(fā)出控制指令。其工作原理是，被測信號由多路開關(guān)控制通斷，采集到的數(shù)據(jù)被上傳到采樣數(shù)據(jù)表。計算機再對采樣到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以將數(shù)據(jù)放到顯示器進(jìn)行顯示，也可以投影到打印機打印。系統(tǒng)的處理核心是計算機，其中檢定爐和油槽是由調(diào)功器調(diào)節(jié)功率，主機箱是計算機的主要控制部件，可以控制調(diào)功器和冰點器等設(shè)備。

RZJ-2D型熱工全自動檢定系統(tǒng)是基于Windows操作系統(tǒng)下的測控系統(tǒng)，檢測的項目可以根據(jù)實際工作狀況進(jìn)行設(shè)計，只需要配以各種不同類型的傳感器，就可以實現(xiàn)各種物理量的檢測。該系統(tǒng)還具有很高的自動化程度和強大的處理能力，對采集的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析處理之后，通過通信接口將各種控制指令傳輸給各個執(zhí)行部件，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化控制。

圖1 RZJ-2D型熱工全自動檢定系統(tǒng)原理圖

3.3 熱工儀器自動軟檢定技術(shù)

基于自動檢定技術(shù)，熱工儀器檢測技術(shù)還得到了進(jìn)一步的發(fā)展，出現(xiàn)了軟檢定技術(shù)，這也是最先進(jìn)的儀表技術(shù)。軟檢定技術(shù)是根據(jù)以及得到的檢測數(shù)據(jù)，通過一定的算法處理，進(jìn)而推斷出一些無法確定的數(shù)據(jù)信息，這種技術(shù)一般是用于那些無法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的地方，該技術(shù)主要依賴科學(xué)合理的處理算法，才能保證推斷的數(shù)據(jù)信息具有較高的可靠性。目前，這種智能型儀表已經(jīng)能夠支持多通道的數(shù)據(jù)采集，功能強大，易于使用。但是智能型儀表也存在一定的缺點，就是要求使用者具有較高的知識水平，用戶需要對儀表進(jìn)行編程以及建立檢測數(shù)學(xué)模型，面對不同的工況，還有進(jìn)行程序的修改，才能實現(xiàn)儀器儀表的多功能使用。

4 結(jié)束語

工業(yè)控制技術(shù)近年來得到了很大的發(fā)展，通信技術(shù)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用，使得基于總線式的檢測控制系統(tǒng)得到了大規(guī)模的普及。其中，熱工儀器儀表技術(shù)作為工業(yè)控制技術(shù)之一，同樣也得到了跨越式的發(fā)展，各種熱工自動檢測系統(tǒng)日新月異，并不斷地被應(yīng)用到熱工檢測領(lǐng)域，表現(xiàn)出功能更加集成化、更加系統(tǒng)化以及更加智能化的特點。這些技術(shù)的應(yīng)用使得設(shè)備的運行檢測更加全面，運行安全可靠性得到了提升，而且還大大提高了工人的工作效率，降低了企業(yè)勞動成本，為企業(yè)的高效安全生產(chǎn)提供了堅實可靠的保障。

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