自動(dòng)化儀表技術(shù)探析

付偉慧

摘 要：科技發(fā)展與進(jìn)步，全面推動(dòng)了自動(dòng)化發(fā)展，自動(dòng)化儀表的創(chuàng)新應(yīng)用，在各行各業(yè)均發(fā)揮了重要的作用，一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)能力高低，要從自動(dòng)化應(yīng)用層次上體現(xiàn)出來(lái)，自動(dòng)化水平已成為衡量行業(yè)現(xiàn)代化水平的顯著標(biāo)志。儀表是電氣工程自動(dòng)化控制的主要部分，在電氣系統(tǒng)中也實(shí)現(xiàn)了普遍推廣，當(dāng)前我國(guó)的儀表自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越成熟，滿足了大生產(chǎn)需求。文章主要通過(guò)對(duì)電氣工程技術(shù)原理進(jìn)行分析，全面評(píng)估自動(dòng)化儀表在電氣工程中應(yīng)用的效果。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化儀表；工作原理；維護(hù)

中圖分類號(hào)：TH86 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）13-0154-02

Abstract： The development and progress of science and technology have promoted the development of automation in an all-round way. With the innovation and application of automation instruments， it has played an important role in all kinds of industries. The production capacity of an enterprise should be reflected from the level of automation application. Automation level has become a significant indicator to measure the modernization level of the industry. The instrument is the main part of the electrical engineering automation control， and it has been widely popularized in the electric system. At present， the instrument automation technology in our country has become more and more mature， which meets the needs of large-scale production. Through the analysis of the technical principle of electrical engineering， this paper comprehensively evaluates the effect of the application of automatic instrument in electrical engineering.

Keywords： automatic instrument； working principle； maintenance

現(xiàn)代科技不斷發(fā)展與進(jìn)步，生產(chǎn)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，隨著自動(dòng)化水平的提升，各行各業(yè)均實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，企業(yè)現(xiàn)代化與否，與自動(dòng)化普及程度有直接關(guān)聯(lián)，通過(guò)自動(dòng)化應(yīng)用，大大減少了生產(chǎn)成本，保證了生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化應(yīng)用大大推動(dòng)了企業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。

1 自動(dòng)化儀表工作原理

自動(dòng)化儀表是現(xiàn)代生產(chǎn)離不開的重要組成部分，自動(dòng)化儀表是自動(dòng)化控制系統(tǒng)最主要的核心，根據(jù)結(jié)構(gòu)主要包括三個(gè)方面。三個(gè)部分有機(jī)地結(jié)合，缺一不可。

1.1 傳感器

傳感器是自動(dòng)儀表主要部件，通過(guò)物理方法或化學(xué)方法對(duì)檢測(cè)物進(jìn)行模擬量檢測(cè)，形成數(shù)據(jù)，是自動(dòng)化儀表最重要的部件。

1.2 變送器

變送器主要是通過(guò)轉(zhuǎn)化，使傳感器測(cè)量得到的所有模擬信號(hào)進(jìn)行有機(jī)轉(zhuǎn)變，形成4～20mA電流信號(hào)后，再通過(guò)設(shè)備進(jìn)入編程控制器，形成分析數(shù)據(jù)，并導(dǎo)出參數(shù)，為儀表自動(dòng)控制提供參照。

1.3 顯示器

直觀的說(shuō)，顯示器就是把數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，讓人們能夠直觀的看到運(yùn)行情況。顯示器有著良好的性能，需要將測(cè)量結(jié)果直觀顯示，這樣，現(xiàn)場(chǎng)操作人員或者遠(yuǎn)程控制人員就能夠根據(jù)所顯示的結(jié)果，對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行分析。

2 選用自動(dòng)化儀表原則

隨著技術(shù)不斷發(fā)展，當(dāng)前，自動(dòng)化儀表品種較多，類型較多，只有根據(jù)生產(chǎn)情況合理選擇使用，才能正確選用儀表，確保生產(chǎn)順利安全。選擇儀表時(shí)，需要把握好三個(gè)原則：

2.1 實(shí)際的原則

選擇儀表時(shí)一定要實(shí)事求是，根據(jù)自身生產(chǎn)實(shí)際科學(xué)選擇，要對(duì)生產(chǎn)廠商進(jìn)行比對(duì)，選擇資質(zhì)好、信譽(yù)高的廠商，不要輕信廠商宣傳效果，更不能為利所圖，單純相信廠商對(duì)儀表技術(shù)指標(biāo)的夸大其詞，要根據(jù)自身發(fā)展需求，更改分析，科學(xué)選擇，保證各部分對(duì)數(shù)符合生產(chǎn)需要，盡量選擇大品牌廠商產(chǎn)品，這樣才能保證質(zhì)量，確保生產(chǎn)安全可靠。

2.2 按需原則

自動(dòng)儀表使用范圍比較廣泛，在不同的行業(yè)均有廣泛應(yīng)用，如果是用于商務(wù)計(jì)量、貿(mào)易核算等則需要保證準(zhǔn)確度，性能上不能降低，工控系統(tǒng)檢測(cè)、監(jiān)控則可以適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)當(dāng)前需要合理進(jìn)行選擇，避免出現(xiàn)計(jì)算為精準(zhǔn)的事故。石化公司對(duì)流量計(jì)的選擇，主要是用于貿(mào)易結(jié)算，如果精度不夠，很容易引起社會(huì)矛盾，此時(shí)一定要選取指標(biāo)高的，按需選擇是一個(gè)重要原則。

2.3 經(jīng)濟(jì)原則

儀表選擇不能只照顧精度，還要看其自身造價(jià)，要通過(guò)對(duì)自身經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的全盤考慮，合理科學(xué)的進(jìn)行選擇，特別是一些儀表需要后期維護(hù)，更要在后期使用上多考慮，避免出現(xiàn)投入浪費(fèi)，出現(xiàn)維修則需要大面積停產(chǎn)，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)損失，在長(zhǎng)期使用中，還要充分考慮節(jié)能環(huán)保需要，保證長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。

3 自動(dòng)化儀表維護(hù)相關(guān)措施

自動(dòng)化儀表大量應(yīng)用到各行各業(yè)，特別是在化工、石化、鋼鐵、造紙、食品、醫(yī)藥、電力、煤礦等行業(yè)，使用到大量的自動(dòng)化儀表，通過(guò)自動(dòng)化控制，保證生產(chǎn)的連續(xù)性與穩(wěn)定性。各行對(duì)自動(dòng)化水平要求越來(lái)越高，對(duì)生產(chǎn)的檢測(cè)越來(lái)越精細(xì)，如果自動(dòng)化儀表不夠精準(zhǔn)，則會(huì)造成生產(chǎn)損失，同時(shí)也會(huì)引發(fā)社會(huì)問(wèn)題。因?yàn)樵诟鞣N生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)、對(duì)質(zhì)量進(jìn)行控制、對(duì)流程需要管理，各種檢測(cè)、控制、管理非常復(fù)雜，只靠人的力量是無(wú)法完成的，只有通過(guò)自動(dòng)化儀表的精準(zhǔn)控制，才能掌握全過(guò)程，對(duì)事故進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，及時(shí)有效的處理好生產(chǎn)中的故障，確保生產(chǎn)效能，為了保證生產(chǎn)連續(xù)性，則需要不斷提高儀表維護(hù)能力，避免出現(xiàn)儀表故障，不斷加強(qiáng)自動(dòng)化儀表維護(hù)尤為重要。

3.1 充分考慮生產(chǎn)工藝特點(diǎn)做好維修維護(hù)

在生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)完全實(shí)現(xiàn)了管道化、流程化、全封閉化，特別是對(duì)生產(chǎn)能力較高的企業(yè)，其生產(chǎn)全過(guò)程為自動(dòng)化控制與管理，工藝操作、產(chǎn)品檢測(cè)等均需要儀表做保障，儀表與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，相關(guān)操作人員通過(guò)檢測(cè)儀表顯示保證各類生產(chǎn)工藝參數(shù)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，諸如反應(yīng)溫度、物料流量、容器壓力和液位、原料的成分等來(lái)判斷工藝生產(chǎn)是否正常，產(chǎn)品的質(zhì)量是否合格，根據(jù)儀表指示進(jìn)行加量或減產(chǎn)，甚至停產(chǎn)。如果觀測(cè)到儀表指示異常，比如生產(chǎn)過(guò)程中，突然出現(xiàn)指示偏高、偏低、不變化、不穩(wěn)定等情況時(shí)，則表明生產(chǎn)不穩(wěn)定，此時(shí)則需要對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行校正。受影響主要有兩方面因素，一是工藝因素，儀表正確反映出工藝異常情況；二是儀表因素，由于儀表故障而導(dǎo)致工藝參數(shù)指示與實(shí)際不符。兩種因素同時(shí)起作用，則很難對(duì)流程進(jìn)行控制，要通過(guò)科學(xué)的分析，找到故障點(diǎn)位，預(yù)防并消除故障。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)儀表故障分析時(shí)，一定要特別注意被測(cè)控制對(duì)象和控制閥特性是否出現(xiàn)變化，要時(shí)刻掌握好現(xiàn)場(chǎng)情況，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，均會(huì)影響到儀表功能，所以要綜合考慮、仔細(xì)分析，才能檢查出主要成因，確保儀表正常運(yùn)行。

3.2 從自動(dòng)化儀表本身考慮做好維護(hù)

自動(dòng)化儀表的功能就是精準(zhǔn)測(cè)量，相關(guān)維護(hù)人員需要從儀表自身考慮，全面做好儀表的維護(hù)。儀表維護(hù)人員要了解儀表性能與原理，日常做好經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與提高，從根本上提升儀表故障判斷能力、提高儀表維護(hù)水平，相關(guān)人員不斷學(xué)習(xí)，掌握好儀表原理、結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)，對(duì)各部件要充分熟悉，特別是要對(duì)不同的儀表工藝生產(chǎn)中每一個(gè)環(huán)節(jié)要掌握，把握好工藝流程、工藝介質(zhì)、設(shè)備特性等方面的知識(shí)，由此，提高維護(hù)能力。智能儀表主要是通過(guò)使用超大規(guī)模集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，通過(guò)嵌入相關(guān)的系統(tǒng)軟件，使各部位能夠協(xié)調(diào)作業(yè)，滿足監(jiān)測(cè)需要，一般情況下，會(huì)通過(guò)輸入信號(hào)非線性補(bǔ)償、零點(diǎn)錯(cuò)誤、溫度補(bǔ)償、故障診斷等，對(duì)整體生產(chǎn)流程進(jìn)行有效控制，完成工業(yè)流程監(jiān)測(cè)，相關(guān)控制系統(tǒng)既統(tǒng)一又分散。智能傳感器集成了傳感器、智能儀表全部功能，通過(guò)整體控制，使系統(tǒng)就得更加簡(jiǎn)便，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作與控制，只有掌握了自身情況，才能做好儀表的維護(hù)，使復(fù)雜的系統(tǒng)就得更加簡(jiǎn)便。

3.3 考慮自動(dòng)化儀表參數(shù)測(cè)量做好維護(hù)

現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其參數(shù)主要是對(duì)溫度、壓力、流量、液位、分析等的提取，通過(guò)對(duì)五大參數(shù)的反映，全面體現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程情況。我們可以根據(jù)工藝參數(shù)差異性，有效分析不同現(xiàn)場(chǎng)位置的故障點(diǎn)位。要想全面做好現(xiàn)場(chǎng)分析，則需要全面深刻的了解相關(guān)儀表系統(tǒng)生產(chǎn)工藝、制造流程、技術(shù)參數(shù)等，掌握好儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型、設(shè)計(jì)意圖，并熟知儀表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)。為了保證現(xiàn)場(chǎng)分析精確，需要對(duì)以往維護(hù)情況進(jìn)行了解，可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)答，了解生產(chǎn)負(fù)荷及原料參數(shù)變化情況，了解儀表測(cè)量介質(zhì)密度情況，掌握管線壓力及溫度變化情況，以此變化為基礎(chǔ)，分析儀表測(cè)量趨勢(shì)變化走向，明確故障點(diǎn)。要正確看待儀表現(xiàn)場(chǎng)所表現(xiàn)的情況，如果儀表記錄曲線是死線，死線主要就是指沒有變化的線，則可能是儀表不工作，如果記錄曲線原來(lái)有一定的層次波動(dòng)，運(yùn)行期間突然中斷，形成了一條直線，那么故障可能是儀表自身測(cè)量出現(xiàn)的問(wèn)題。要隨時(shí)掌握好儀表的變化工藝參數(shù)，發(fā)現(xiàn)記錄曲線發(fā)生突變或跳到最大或最小，此時(shí)的故障也常在儀表系統(tǒng)上。曲線毫無(wú)規(guī)律，而通過(guò)手動(dòng)操作也無(wú)法控制的，則可能出現(xiàn)的故障在操作系統(tǒng)上。儀表外部顯示出現(xiàn)異常，可以通過(guò)以往對(duì)比，查看顯示值是否正常，現(xiàn)場(chǎng)檢查同一直觀儀表指示值差別很大，就說(shuō)明儀表系統(tǒng)存在故障。要時(shí)刻注意到被測(cè)對(duì)象和控制閥特性是否存在差異與變化，任何一個(gè)部位出現(xiàn)問(wèn)題，均容易導(dǎo)致系統(tǒng)故障，只有全面從現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)和工藝操作系統(tǒng)兩個(gè)方面進(jìn)行全盤考慮，才能確保儀表維護(hù)效果，確保儀表工作穩(wěn)定安全。

3.4 考慮自動(dòng)化儀表使用情況進(jìn)行維護(hù)

自動(dòng)化儀表在使用中，造成故障的因素較多，儀表出現(xiàn)問(wèn)題不是偶然的，任何故障的出現(xiàn)，均需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，只要合理科學(xué)的控制好過(guò)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，才能提前發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，做好有效維護(hù)。自動(dòng)化儀表從生產(chǎn)到使用需要一個(gè)過(guò)程，比如設(shè)計(jì)、選型、采購(gòu)、安裝、使用、故障、修理、報(bào)廢、換新等，任何一個(gè)過(guò)程均會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。需要做好前期控制，確保自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)、選型、采購(gòu)、安裝科學(xué)合理，保證前期品質(zhì)的同時(shí)，還要控制好使用過(guò)程，操作是否按照規(guī)程、維護(hù)是否考慮符合原理，對(duì)儀表使用壽命來(lái)說(shuō)均是至關(guān)重要的。自動(dòng)化儀表使用后期，往往故障頻發(fā)，如果多次出現(xiàn)同一故障，則壓根考慮是否更新，滿足生產(chǎn)需求。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著自動(dòng)化儀表在各行各業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其故障頻率也隨之增高，所以只有從生產(chǎn)、使用、維護(hù)等進(jìn)行全程控制，才能確保儀表功能正常，發(fā)揮儀表作用，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求。

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