船舶儀表中自動(dòng)化控制技術(shù)的研究

張傳持

摘 要：在船舶運(yùn)行中，儀器儀表的作用是確定數(shù)據(jù)信息，為船舶運(yùn)行控制提供可靠、科學(xué)的數(shù)據(jù)信息。在不斷發(fā)展的過(guò)程中，儀表朝著自動(dòng)化控制和智能化控制的方向發(fā)展，提高了應(yīng)用的精度，為獲取效益提供了保障?；诖?，本文對(duì)船舶儀表中的自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探討，以期為相關(guān)工作提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：船舶儀表;自動(dòng)化;控制技術(shù)

1 電氣自動(dòng)化儀器儀表介紹

1.1電氣自動(dòng)化儀器儀表的概念闡述

儀器儀表在船舶運(yùn)行中進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、控制，儀器儀表在船舶運(yùn)行中起著重要的作用。自動(dòng)化儀器儀表的應(yīng)用降低了人工成本的投入與依賴，提高了工作效率和水平，為社會(huì)帶來(lái)了重大的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2電氣自動(dòng)化儀器儀表的主要分類

電氣自動(dòng)化的儀器儀表種類眾多，依據(jù)測(cè)量參數(shù)進(jìn)行分類的主要可以分為：溫度測(cè)量?jī)x表、壓力測(cè)量?jī)x表等，對(duì)運(yùn)行過(guò)程能做好條件的控制。在其他方面還有顯示數(shù)據(jù)的儀表、計(jì)算機(jī)儀表、調(diào)節(jié)類儀表、等等，儀表儀器通過(guò)對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，以保障船舶的正常運(yùn)行，同時(shí)還能對(duì)船舶運(yùn)行中的危險(xiǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，提示設(shè)備維護(hù)人員進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和故障排查，能減少生產(chǎn)事故的發(fā)生，減少船舶運(yùn)行的損失。

2 儀表自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)特征

2.1具有交互界面

交互界面是自動(dòng)化控制技術(shù)中必不可少的基礎(chǔ)特征，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)。以交互界面顯示儀表監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，使工作人員獲取數(shù)據(jù)變得更加容易，有利于提高船舶運(yùn)行效率。通常，交互界面都借助顯示屏顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。工作人員通過(guò)顯示屏上信號(hào)燈信息和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以儀表數(shù)據(jù)為參考基礎(chǔ)，從而使工作人員進(jìn)行相關(guān)的決策。目前，船舶運(yùn)行正逐步普及自動(dòng)化控制技術(shù)，人工交互界面的構(gòu)建也越來(lái)越完善。其直觀化和人性化的優(yōu)點(diǎn)深受廣大工作人員的青睞，有利于提高船舶運(yùn)行的效率，減少事故發(fā)生的概率。

2.2改善控制技術(shù)

以往，工業(yè)生產(chǎn)中采取批量控制的管理策略進(jìn)行整體的生產(chǎn)控制管理。廣泛應(yīng)用的DCS控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠有效簡(jiǎn)化整體流程。但無(wú)論是初期投入或日常維護(hù)，DCS的資金消耗較高。而現(xiàn)階段，逐漸使用PID技術(shù)進(jìn)行儀表控制，以串級(jí)控制代替批量控制。PID與DCS相比，其運(yùn)用軟測(cè)量和動(dòng)態(tài)變量技術(shù)的范圍更加廣泛，同時(shí)具有單獨(dú)的軟件包，可進(jìn)行獨(dú)立編程。工作人員可編寫更適用于本企業(yè)的控制程序，將原有的控制編程進(jìn)行替換。進(jìn)而在工作人員操作或?qū)崟r(shí)控制上都更加便捷。

2.3具備更高的安全性

運(yùn)用儀表的初衷即監(jiān)測(cè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的管理措施，確保安全運(yùn)行。在實(shí)際工作過(guò)程中，工作人員需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。操作時(shí)具有一定的危險(xiǎn)性，故此運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)能夠減少人的直接操控，提高安全性，減少危險(xiǎn)事故的發(fā)生概率。

3電氣自動(dòng)化儀器儀表的技術(shù)控制

3.1系統(tǒng)集成技術(shù)控制

儀器儀表的系統(tǒng)集成控制技術(shù)主要是指通過(guò)對(duì)通信模塊進(jìn)行工業(yè)語(yǔ)言設(shè)計(jì)、生產(chǎn)功能的完善、工業(yè)設(shè)備的結(jié)合、工業(yè)測(cè)量的應(yīng)用來(lái)達(dá)到控制集約化運(yùn)行的過(guò)程。系統(tǒng)集成控制技術(shù)適用于大型運(yùn)行方式，能極大的提高運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)效益化的運(yùn)行模式。

3.2傳感技術(shù)控制

傳感技術(shù)控制是船舶運(yùn)行中儀器儀表的又一重要功能，通過(guò)儀器儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)整理，通過(guò)儀器儀表的傳感技術(shù)控制進(jìn)行運(yùn)行操作指令，是實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的重要技術(shù)環(huán)節(jié)。傳感技術(shù)控制在自動(dòng)化生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛，是實(shí)現(xiàn)效益化生產(chǎn)的重要保障。

3.3智能化控制技術(shù)

儀器儀表的應(yīng)用就是要實(shí)現(xiàn)智能化的生產(chǎn)控制，儀器儀表的發(fā)展要依據(jù)船舶運(yùn)行的需要進(jìn)行科學(xué)、合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)和配置相關(guān)的儀器與設(shè)備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與儀器儀表高效結(jié)合的船舶運(yùn)行過(guò)程，這兩種技術(shù)的高效融合在實(shí)踐應(yīng)用中，能有效的提高儀器儀表的工作效率。

3.4人機(jī)界面控制技術(shù)

在自動(dòng)化的生產(chǎn)操作過(guò)程中，人機(jī)界面的控制技術(shù)主要是通過(guò)儀器儀表的操控實(shí)現(xiàn)的，科學(xué)、合理的人機(jī)界面是實(shí)現(xiàn)整個(gè)船舶運(yùn)行控制系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，船舶運(yùn)行的操作人員下達(dá)生產(chǎn)指令就能通過(guò)儀器儀表實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)線的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的運(yùn)行?，F(xiàn)代科技的進(jìn)步，正在日新月異，現(xiàn)代的一些科技界的領(lǐng)軍人物正在與現(xiàn)代工業(yè)快速的結(jié)合，維護(hù)好運(yùn)行的人機(jī)界面，能更好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生產(chǎn)控制。

4自動(dòng)化儀表運(yùn)行系統(tǒng)操作安全防護(hù)

4.1結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況開展防護(hù)工作

如果控制閥上安裝有手輪，則在操作手輪過(guò)程中要控制好力度，不得用力過(guò)猛或者使用杠桿類設(shè)備操作，在手輪開關(guān)操作完成之后，不得繼續(xù)用力開關(guān)。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安全巡檢過(guò)程中，手動(dòng)狀態(tài)下的控制閥手輪不得隨意調(diào)動(dòng)，需要事先辦理工作準(zhǔn)備證明，并邀請(qǐng)工藝監(jiān)理人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)作業(yè)。禁止非專業(yè)人員自行開關(guān)儀表閥。在很多化工企業(yè)中，由于非專業(yè)人員私自開關(guān)計(jì)量?jī)x表閥門或誤修改參數(shù)造成的系統(tǒng)紊亂問(wèn)題較多，這就不得不再次對(duì)儀表系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，增加了財(cái)力和人力的投入。這就需要在儀表箱外層上鎖，并標(biāo)明注意事項(xiàng)，保護(hù)儀表不被他人誤動(dòng)。

4.2科學(xué)的調(diào)整方法

如果在自動(dòng)化儀表使用中出現(xiàn)了指針不準(zhǔn)或動(dòng)作不正常情況，需要事先通知專業(yè)人員辦理工作證明之后進(jìn)入到現(xiàn)場(chǎng)修理，非專業(yè)人員不得擅自進(jìn)行拆卸或修理。同時(shí)，在對(duì)儀表進(jìn)行調(diào)整當(dāng)中，由于DCS和PLC操作鍵盤都是采用精密元器件組成，這就需要保持操作器械和手指清潔度，輕輕的按壓和擊鍵。禁止使用尖銳的敲擊工具或無(wú)目的嘗試敲打鍵盤等。此外，DCS和PLC操作臺(tái)上不斷放置液體或重物，不得在儀表相關(guān)的任何器件上懸掛物品。打掃過(guò)程中不得使用有機(jī)溶劑擦拭DCS和PLC鍵盤和鼠標(biāo)、儀表面板、儀表本身、工作臺(tái)，所使用的闡釋液體必須要中性洗滌劑、清水清洗過(guò)的濕布，先輕輕將表面灰塵、雜質(zhì)清除干凈，之后再用干布擦干。

4.3參數(shù)調(diào)整

如果需要調(diào)整儀表系統(tǒng)的參數(shù)，如報(bào)警參數(shù)、聯(lián)鎖整定值等，需要事先在工藝車間內(nèi)填寫變更單，并嚴(yán)格按照工藝規(guī)定進(jìn)行上報(bào)、審核、批準(zhǔn)，在審核批準(zhǔn)后再進(jìn)行參數(shù)修改，不得私自修改。儀表工藝參數(shù)修改都是采用多級(jí)管理模式，每個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都要嚴(yán)格執(zhí)行。分布到工廠裝置區(qū)、屋頂、板下、路邊的各項(xiàng)裝置，包括傳感器、火災(zāi)按鈕、煙感設(shè)備、可燃檢測(cè)設(shè)備等，禁止隨意按壓或遮擋，否則遇到意外情況可能造成安全事故。

4.4抗干擾

雖然當(dāng)今各種電子設(shè)備的電磁輻射有所削弱，但是對(duì)于高精度的儀表來(lái)說(shuō)也會(huì)受到一定的影響。因此在儀表15m之內(nèi)、DCS和PLC設(shè)備3m之內(nèi)不得使用對(duì)講機(jī)、手機(jī)等設(shè)備。當(dāng)今大部分儀表、DCS和PLC都使用微處理技術(shù)，雖然在抗靜電、電磁干擾方面較強(qiáng)，但也會(huì)受到微弱的電磁干擾影響，可能造成數(shù)據(jù)丟失或儀表微調(diào)。

結(jié)語(yǔ)：對(duì)于船舶運(yùn)行而言，安全保障是前提。對(duì)于儀表控制，只有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，才能在根本上加快整個(gè)自動(dòng)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為運(yùn)行的安全性與可靠性提供保障。因此，要重視結(jié)合當(dāng)前船舶運(yùn)行的實(shí)際，深入探討儀表自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，正確認(rèn)識(shí)其價(jià)值，握其基本特征，明確新時(shí)期的發(fā)展要求，了解多樣性的儀表自動(dòng)化控制技術(shù)類型。同時(shí)，加快技術(shù)研發(fā)，不斷提升儀表控制技術(shù)的智能化與數(shù)字化水平，更好服務(wù)于安全、高效運(yùn)行。

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