淺談儀表自動(dòng)化在化工工業(yè)方面的應(yīng)用

孫銘 齊曉光

摘 要：本文論述了儀表自動(dòng)化的特點(diǎn)，闡明了網(wǎng)絡(luò)化的工業(yè)應(yīng)用，介紹了儀器設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)，說明了化學(xué)儀表自動(dòng)化工作站的特點(diǎn)。

一、前言

儀表具有可記憶功能微機(jī)引入儀表后，只要通電，就可以同時(shí)記憶許多狀態(tài)信息，它的隨機(jī)存儲(chǔ)器可以記憶前一狀態(tài)信息，并且可以一直保存記憶，然后進(jìn)行重現(xiàn)或處理。但以往的儀表采用組合邏輯電路和時(shí)序電路，只能在某一時(shí)刻記憶一些簡(jiǎn)單狀態(tài)，當(dāng)下狀態(tài)的到來時(shí)，前一狀態(tài)的信息就不復(fù)存在了。

1、儀表具備計(jì)算功能

在沒有智能化的儀表和儀器時(shí)，一般采用模擬算法電路進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)數(shù)運(yùn)算或加、減、乘、除，計(jì)算結(jié)果往往得不到保證，至于復(fù)雜的計(jì)算就更不用說了，主要是因?yàn)殡娐返木仁茈娫醇案蓴_的影響很大。但在智能儀表中卻可以進(jìn)行運(yùn)算，諸如確定極小值和極大值、乘除一個(gè)常數(shù)、被測(cè)量的給定極限檢測(cè)等多方面的運(yùn)算。智能化儀表內(nèi)含微型計(jì)算機(jī)，因此可以高精度的進(jìn)行許多復(fù)雜的計(jì)算。

2、儀表具有可編程特性

軟件移植人儀器儀表大大簡(jiǎn)化了硬件的結(jié)構(gòu)，代替了常規(guī)的邏輯電路。計(jì)算機(jī)的軟件進(jìn)入儀表，可以代替大量的硬件邏輯電路，這叫硬件軟化。特別是在控制電路中應(yīng)用一些接I=I芯片的位控特性進(jìn)行一個(gè)復(fù)雜功能的控制，其軟件編程很簡(jiǎn)單（即可以用存儲(chǔ)控制程序代替以往的順序控制）。而如果帶之以硬件，就需要一大套控制和定時(shí)電路，這就麻煩多了。

3、 儀表可以處理數(shù)據(jù)和修正誤差

微處理器和軟件可以很方便的處理在測(cè)量中常遇到線性化處理、自檢自校、測(cè)量值與工程值的轉(zhuǎn)換以及抗干擾問題，既增加了豐富的處理功能，又大大減輕了硬件的負(fù)擔(dān)。計(jì)算機(jī)的軟盤具有大容量的特點(diǎn)，利用這點(diǎn)，在遙控方式下可以向儀表中引入專家系統(tǒng)，對(duì)儀表檢測(cè)的結(jié)果立即作出處理意見。裝有微處理器的儀表還可以減少誤差，依靠限制干擾來提高精度。比如：在測(cè)量電路中（如溫度計(jì)電路），當(dāng)敏感元件采用熱電偶時(shí)，會(huì)產(chǎn)生非線性感應(yīng)。在智能溫度計(jì)中只需要編入相應(yīng)的子程序就可以修正這種非線性。

4、智能自動(dòng)化使儀表網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)化的智能測(cè)量環(huán)境可以通過網(wǎng)絡(luò)將不同任務(wù)的儀器儀表和計(jì)算機(jī)有機(jī)地聯(lián)系在一起，完成各種形式的任務(wù)要求。而且多個(gè)用戶可同時(shí)對(duì)同一過程進(jìn)行監(jiān)控，例如各部門工程技術(shù)人員、質(zhì)量監(jiān)控人員以及主管領(lǐng)導(dǎo)人員不必親臨現(xiàn)場(chǎng)，就可同時(shí)分別在相距遙遠(yuǎn)的各地監(jiān)測(cè)、控制同一生產(chǎn)運(yùn)輸過程，又能及時(shí)收集各方面數(shù)據(jù)，分析現(xiàn)象規(guī)律，進(jìn)行決策或建立數(shù)據(jù)庫(kù)。智能儀表中的微型機(jī)與儀表融為一體，它可以改變測(cè)量的原理和方法，創(chuàng)造出新一代的測(cè)量?jī)x器儀表來，而不再是簡(jiǎn)單的發(fā)布命令和完成測(cè)量數(shù)據(jù)運(yùn)算的工具。

二、網(wǎng)絡(luò)化的工業(yè)應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)字化的通信技術(shù)進(jìn)行了采用，使得自動(dòng)控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備方面加人到工廠的信息網(wǎng)絡(luò)，成為了企業(yè)信息的網(wǎng)絡(luò)底層，可以使智能儀表的相關(guān)作用得到充分的發(fā)揮。伴隨著工業(yè)信息的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的發(fā)展，就會(huì)很有可能在不久的將來會(huì)出現(xiàn)以相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)構(gòu)體系作為主要特征的相關(guān)新型的自動(dòng)化儀表，也就是IP的智能現(xiàn)場(chǎng)儀表。該類儀表真正意義上實(shí)現(xiàn)了辦公自動(dòng)化和工業(yè)自動(dòng)化方面的無縫結(jié)合，所以我們將其稱為扁平化的相關(guān)工業(yè)控制的網(wǎng)絡(luò)。它的良好可擴(kuò)展性與互連性使之成為了一種真正的意義上全開網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，也是真正意義上的一種大統(tǒng)一。所以基于嵌入式的Internet控制網(wǎng)絡(luò)是新一代的控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方面的必然趨勢(shì)的代表.新一代的智能儀表和IP智能現(xiàn)場(chǎng)儀表方面的應(yīng)用也將越來越廣泛。

三、儀器設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)

近些年來，有些煉化企業(yè)的設(shè)備管理方面推行TNPM 管理，是指進(jìn)行全面規(guī)范化的生產(chǎn)維護(hù)，是較為規(guī)范化的TPM，是全員參與并且步步深人的，同時(shí)通過制定相關(guān)規(guī)范，執(zhí)行相關(guān)規(guī)范，進(jìn)行效果的評(píng)估，不斷對(duì)TPM 進(jìn)行完善和改善。實(shí)行TNPM 時(shí)的主要環(huán)節(jié)是：首先是走進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行觀察，對(duì)現(xiàn)物進(jìn)行了解；然后找出規(guī)律，對(duì)原理進(jìn)行分析，以及提煉優(yōu)化；再對(duì)行為規(guī)范進(jìn)行制訂，給出文件化的相關(guān)行為準(zhǔn)則，最后進(jìn)行評(píng)價(jià)和跟蹤，找出不足之處.并且持續(xù)進(jìn)行改進(jìn)，在再優(yōu)化，從而形成新的規(guī)范。

四、化學(xué)儀表自動(dòng)化工作站的特點(diǎn)

1、化學(xué)儀表自動(dòng)化工作站取消了一般化學(xué)測(cè)量所用電導(dǎo)率、PH、鈉和溶氧等電極式變送點(diǎn)的二次表。通過采用變送模塊直接接入計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)中生成虛擬表。由于減少了中同環(huán)節(jié)及前端測(cè)控所帶來的誤差，使得測(cè)控?cái)?shù)據(jù)更加真實(shí)。

2、化學(xué)儀表自動(dòng)化工作站的操作系統(tǒng)

采用簡(jiǎn)潔直觀的中文人機(jī)界面，操作簡(jiǎn)便，而且還可以在操作界面上直接對(duì)儀表進(jìn)行設(shè)置和在線監(jiān)視；同時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)操作語言，可直接把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，便于數(shù)據(jù)在企業(yè)網(wǎng)中共享；工作站中所包含的無紙化自動(dòng)數(shù)字記錄儀有效的保證了計(jì)算機(jī)突然關(guān)機(jī)等情況下數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

五、化學(xué)儀表自動(dòng)化工作站的組建

1、根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況確定現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)的種類、數(shù)量和現(xiàn)場(chǎng)基本情況

首先通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作情況的勘查、分析。確定需要在線監(jiān)測(cè)的測(cè)量點(diǎn)位及不需要在線監(jiān)測(cè)的測(cè)量點(diǎn)位。對(duì)保留下來儀表點(diǎn)位進(jìn)行工位和數(shù)量的確定，并確認(rèn)這些保留下來的儀表是否有準(zhǔn)確的信號(hào)輸出或數(shù)字通訊接口。

2、確定主機(jī)的數(shù)量、安裝方式和位置

根據(jù)企業(yè)實(shí)際所要使用的情況，分析企業(yè)工作站主機(jī)臺(tái)數(shù)。并確定主機(jī)選型及安裝細(xì)節(jié)。

3、根據(jù)企業(yè)要求制作符合企業(yè)特點(diǎn)的系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)

根據(jù)企業(yè)特點(diǎn)及要求制作符合企業(yè)使用特點(diǎn)的系統(tǒng)，例如：制藥企業(yè)水處理的工作站的建立，需要設(shè)計(jì)加藥系統(tǒng)的操作系統(tǒng)及加藥時(shí)水的電導(dǎo)率等的情況，并要制作工作站工作數(shù)據(jù)庫(kù)。

4、化學(xué)儀表自動(dòng)化工作站的日常維護(hù)

目前所使用的儀表自動(dòng)化工作站，都集成有系統(tǒng)自動(dòng)診斷功能，設(shè)有檢測(cè)和調(diào)整功能、設(shè)定更改功能、設(shè)備使用管理功能等。在日常維護(hù)的過程中，通過使用其自帶的各種功能，可以方便的檢測(cè)出故障點(diǎn)。同時(shí)因?yàn)楣ぷ髡静捎昧俗詣?dòng)報(bào)警系統(tǒng)，在工作站出現(xiàn)故障的時(shí)候?？梢宰詣?dòng)對(duì)管理員提供警報(bào)，并自動(dòng)運(yùn)行檢測(cè)和調(diào)整功能，檢測(cè)出故障點(diǎn)。同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行故障自動(dòng)調(diào)整。因此，在工作站的日常維護(hù)中，只要將工作站主機(jī)與管理人員辦公室計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障排除。

結(jié)論

科學(xué)發(fā)展和時(shí)代進(jìn)步，檢測(cè)執(zhí)行儀表在智能化方面還會(huì)一直向前發(fā)展，這就要求我們要密切注意國(guó)際的先進(jìn)理念和技術(shù)發(fā)展.汲取先進(jìn)技術(shù)的長(zhǎng)處。更好地為我們建設(shè)所用，促進(jìn)我國(guó)化工裝置建能夠更好、更快地發(fā)展。所以，我們不滿足于現(xiàn)狀，還要不斷地借鑒國(guó)外在化工裝置方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并不斷地加以改進(jìn)、完善，進(jìn)一步發(fā)展自動(dòng)化儀表的使用。

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