智能自動化儀表在煤化工行業(yè)的應(yīng)用

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1 智能儀表的特征和功能

1.1 特征

隨著科技和信息化技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用在工業(yè)之中，智能儀表是新技術(shù)應(yīng)用比較多的一種。但并不是所有高精尖的新技術(shù)都適合應(yīng)用在智能儀表中，因?yàn)樵礁呔獾募夹g(shù)代表著價格越貴，因此智能儀表的選擇需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和適用性。現(xiàn)階段，智能儀表主要依據(jù)市場的需求進(jìn)行制造生產(chǎn)，以保證滿足市場需求的性能和功能。目前，大規(guī)模應(yīng)用的智能儀表為了實(shí)現(xiàn)在惡劣環(huán)境中的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)中主要采取軟硬件的抗干擾措施和故障自動檢測功能相互配合的思路，以保證智能儀表的長時間穩(wěn)定運(yùn)行[1]。

1.2 功能

主要有數(shù)據(jù)處理、可編程、記憶以及計(jì)算4 種功能。數(shù)據(jù)處理指的是在儀表測量裝置下實(shí)現(xiàn)自動處理問題以及自檢自校的功能；可編程指的是通過控制技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中控制軟件編程取代智能儀表的硬件邏輯功能；記憶指的是通過芯片實(shí)現(xiàn)存儲信息以及處理信息的功能；計(jì)算指的是利用智能儀表中融入的微型計(jì)算機(jī)提高計(jì)算精度和計(jì)算效率的功能。

2 化工生產(chǎn)常見儀表的主要類型

2.1 溫度儀表

結(jié)合工程原理的差異，溫度儀表可分為壓力式溫度計(jì)、膨脹式溫度計(jì)、熱電偶和輻射高溫計(jì)等。常見膨脹式溫度計(jì)較多，如雙金屬溫度計(jì)。熱電阻、熱電偶、一體化溫度變送器等則需要經(jīng)過信號電纜等完成遠(yuǎn)傳控制和處理。熱電阻處理中，以便采用Cu、Pt 等半導(dǎo)體進(jìn)行制造，其工作原理主要是：金屬結(jié)合溫度變化而發(fā)生的改變。熱電阻則大部分借助鉑熱電阻進(jìn)行運(yùn)作。熱電偶包括冷熱兩端，經(jīng)由不同金屬的焊接，形成電勢差，包括金屬組分較多，如K、B、R、E 等，不同組分對應(yīng)不同的分度號。一體化變送器則是將熱電阻、熱電偶信號進(jìn)行轉(zhuǎn)化，最終形成4-20mA 的信號，從而實(shí)現(xiàn)氣體溫度的測量。

2.2 壓力儀表

壓力儀表一般包括就地壓力表、遠(yuǎn)傳壓力變送器兩種。上述兩種形式的壓力儀表都具有防震性能。從轉(zhuǎn)換原理出發(fā)，壓力儀表還可分為液柱式、電氣式、活塞式、彈性式，在進(jìn)行壓力儀表的選擇中，首先，要充分考慮工藝環(huán)節(jié)對壓力檢測的要求、檢測物質(zhì)物性特點(diǎn)。在結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件等進(jìn)行儀表種類的分析，保證儀表選擇中充分考慮量程、型號、精度等要素。一般而言，普通環(huán)境下可采用壓力表范圍較大。氯硅烷介質(zhì)條件下，必須選擇隔膜壓力表，盡量借助遠(yuǎn)傳處理控制[2]。

2.3 液位計(jì)

液位檢測儀表包括：壓差液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、射頻導(dǎo)納物位計(jì)等。在氯硅烷等腐蝕性介質(zhì)的液位測量中，需采用磁致伸縮液位計(jì)。雷達(dá)液位計(jì)主要應(yīng)用在固體、固液混合物中，如硅粉儲罐的物位測量處理。在進(jìn)行非腐蝕物質(zhì)的測量中，多采用壓差式變送器。物位測量儀表從工作原理角度出發(fā)，可分為下述幾類：直讀式、電磁式、浮力式等、光學(xué)式等。在進(jìn)行非接觸液體的測量中，一般不建議采用磁致伸縮液位計(jì)，原因在于該液位計(jì)屬于浮力式液位計(jì)。

3 智能自動化儀表在煤化工行業(yè)中的應(yīng)用

3.1 對數(shù)據(jù)進(jìn)行自主記憶和儲存

傳統(tǒng)的化工儀表在進(jìn)行數(shù)據(jù)記憶時會存在許多欠缺之處，記憶區(qū)間比較有限，同時不能對更加復(fù)雜的信息進(jìn)行存儲。采用智能自動化儀表可以解決上述問題。在儀表中有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)儲存芯片，可以對復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行記憶和存儲。

3.2 利用網(wǎng)絡(luò)開展多元化控制

智能自動化儀表在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)多元化控制，使數(shù)據(jù)能夠得到高效采集，對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的測量和檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)自動化轉(zhuǎn)換。智能自動化儀表可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)控制，及時將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效傳輸，為工作人員提供有效的參考依據(jù)，保證煤化工生產(chǎn)順利進(jìn)行。

3.3 進(jìn)行全面自動化監(jiān)控

智能自動化儀表在煤化工生產(chǎn)中可以實(shí)現(xiàn)全面的自動化監(jiān)控。由于煤化工控制工作比較復(fù)雜，因此，在各個控制系統(tǒng)開展工作的過程中，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測與傳輸，保證數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)及時得到更新。由于控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的工作各自獨(dú)立，為實(shí)現(xiàn)更好的隔離，一般是采用符合電力系統(tǒng)二次防護(hù)要求的網(wǎng)絡(luò)安全物理隔離措施，這樣就可以保證傳達(dá)到系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時、單向傳輸[3]。

4 智能儀器儀表的發(fā)展趨勢

4.1 儀器儀表將會更進(jìn)一步的智能化

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，智能儀器儀表中的軟件技術(shù)逐漸地優(yōu)化了傳統(tǒng)儀器儀表的性能與結(jié)構(gòu)。智能儀器儀表的產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)了代碼的自動生成，節(jié)省了更多的人力、財力及物力的使用，大大的減輕了工作人員繁重的工作任務(wù)。儀器儀表更進(jìn)一步的智能化還會使程序及應(yīng)用的維護(hù)更加的方便。

4.2 實(shí)現(xiàn)更快、更強(qiáng)、更節(jié)能的目標(biāo)

與傳統(tǒng)的儀器儀表相比，智能儀器儀表將會在未來時期內(nèi)資源需求大、物理成本消耗高等的問題上進(jìn)行不斷地改進(jìn)與優(yōu)化。在對促進(jìn)環(huán)境保護(hù)的前提下，提高檢測的效率；在智能化的技術(shù)上，突破對目標(biāo)數(shù)據(jù)測控量的控制，通過自動化檢測形成高效與科學(xué)的測控系統(tǒng)，消除由于人為原因帶來的誤差，使智能儀器儀表可以實(shí)現(xiàn)更快、更強(qiáng)、更節(jié)能的目標(biāo)。

5 結(jié)語

綜上所述，近年來，工業(yè)現(xiàn)代化步伐加快，各個工業(yè)企業(yè)逐步改變了傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)與運(yùn)營模式，儀表自動化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，能夠在生產(chǎn)中充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢。但是，隨著自動化、智能化技術(shù)等的快速發(fā)展，儀表自動化技術(shù)還有著一定的技術(shù)發(fā)展空間，在未來需加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與引進(jìn)。