標準熱工儀器儀表計量檢定及其自動化探究

錢懿華

（蘇州大學東吳學院，江蘇 蘇州 215006）

在現(xiàn)階段信息技術快速發(fā)展的大背景之下，我國的5G技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)技術也得到一定的長遠發(fā)展，并促使其與我國的生產(chǎn)工作進行技術結合，以此來促進我國的生產(chǎn)工作能向著高效、節(jié)能的方向發(fā)展。特別是供暖計量改革以及節(jié)能減排工作是我國環(huán)境友好型社會建設的主要工作，在這樣的要求下，標準熱工儀器儀表得到較為廣泛的應用。熱工儀器儀表作為一種計量工具，能將供暖單位與供暖用戶的實際接收數(shù)據(jù)準確展現(xiàn)出。因此，準確性對于熱工儀器儀表的應用具有十分重要的作用，需要在未來的發(fā)展中加強熱工儀器儀表的數(shù)據(jù)傳輸功能、自動化調節(jié)功能的建設，減少人工操作的比例，對于我國的電力行業(yè)發(fā)展來說具有較大的促進作用。

1 標準熱工儀器儀表計量的檢定方法分析

1.1 分量檢定方法

熱工儀表儀器在實際的生產(chǎn)過程中主要是由溫度傳感器、微型計算機、流量傳感器、數(shù)據(jù)展示儀表盤四個部分構成，所以在檢定方法設計的過程中，需要對以上的四個構件進行檢測工作，以此來判斷熱工儀器儀表是否能夠正常運轉，并且數(shù)據(jù)的顯示是否存在偏差。在檢定的過程中檢定人員不能忽視掉每一個檢定的細節(jié)，并且對部件進行基礎性的檢測工作，一旦漏掉某一檢定項目則有可能會導致一連串檢定問題的出現(xiàn)。舉例來說：當檢定人員進行熱工儀器儀表中的循環(huán)水溫度控制檢測時，應當嚴格按照相關規(guī)范標準來操作。首先，測量水源在進入熱工儀器儀表前的溫度和出儀器儀表后的溫度，取平均值就是循環(huán)水經(jīng)過熱工儀器儀表時的溫度，觀察熱工儀器儀表的數(shù)據(jù)顯示是否與計算的平均值相吻合，如果數(shù)據(jù)保持在標準的范圍內(nèi)，那就證明該熱工儀器儀表處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)下。其次，檢定人員在實際的檢測過程中可能會遇到檢定位置多樣化的情況，如：屋頂、室外等，需要根據(jù)熱工儀器儀表工作的具體位置來進行檢定區(qū)段的確定工作，充分考慮到熱工儀器儀表在工作過程中可能會對其產(chǎn)生影響的環(huán)境因素，并且在工作日志中進行記錄。最后，熱工儀器儀表計量檢定工作進行的過程中，分量檢定的方法需要根據(jù)熱工儀器儀表的實際情況進行確定，在檢測原理不變的情況下對其相關的數(shù)據(jù)進行變更，并且設置合理的檢定操作步驟，對檢定工作進行精細化的設計，從而保證檢定工作的合理性以及科學性。

1.2 總量檢定方法

總量檢定方法是我國現(xiàn)階段在標準熱工儀器儀表使用過程中應用最為廣泛的檢定方法之一，就是對標準熱工儀器儀表進行整體的檢定，減少了分量檢定方法中需要對儀器儀表拆除的繁瑣步驟，但是在檢定出現(xiàn)異常之后，通常會對目標熱工儀器儀表進行整體的更換工作，所以在一定程度上增加了檢定工作的成本，但是其效率較高，不需要投入大量的人力資源，所以使用的范圍最廣，也被人們稱之為熱工儀器儀表整體檢定方法?，F(xiàn)階段，對于絕大多數(shù)的熱工儀器儀表的發(fā)展來說其內(nèi)部的構造越來越復雜，如果對其使用分量檢測方法會耗費大量的時間與精力，一般是對目標熱工儀器經(jīng)過總量檢查之后如果存在異常就進行替換，替換下的熱工儀器儀表返回到生產(chǎn)車間進行分量檢查?？偭繖z定方法的實際操作步驟如下所示：首先需要檢定人員知道目標熱工儀器儀表的正常溫度以及流量，并且根據(jù)管道長度進行溫度差以及流量差的計算工作，從而能確定一個熱工儀器儀表工作時的標準熱量差。其次，需要將計算得出的標準熱量值與實際測量得到的熱量值之間的差值進行系統(tǒng)比較，比較的方法為定點比較和長時間平均比較，從而找出標準熱量值與實際測量得到的熱量值之間的誤差。該熱量差可以成為判定熱工儀器儀表是否在正常工作的參考數(shù)值。但在實際的應用過程中可能會因為人工計算以及測量的誤差，導致其檢定的準確性下降。除此之外，該種計算檢定工作在實際的應用過程中雖然取得了一定的效果，但因為其需要給操作人員配備大量的設備，對操作人員理論知識儲備、操作要求較高，因此使得實際的應用效果與預期存在著明顯的差距，需要通過自動化技術的應用來對其進行升級與改進。

2 標準熱工儀器儀表計量檢定工作自動化技術應用的原則

在實際的標準熱工儀器儀表計量檢定工作自動化技術應用的過程中，設計人員應當從熱工儀器儀表自身的硬件設備、軟件搭載等方面入手，使其精簡化、可靠化，為工作人員的計量檢定工作的開展提供技術上的支持，在實際的設計過程中應當秉承以下三點原則：

（1）在熱工儀器儀表計量檢定的工作中進行自動化技術應用最主要的目的是提升檢定工作的效率，但是在這個過程中不能夠忽視對于環(huán)境保護以及節(jié)能設備的要求，這主要是與我國現(xiàn)階段的環(huán)境友好型社會的建設目標相呼應，該設計原則主要體現(xiàn)在硬件設備的選擇上，在對熱工儀器儀表進行自動化設計的過程中要避免單純的硬件設備功能的疊加，對硬件設備進行去冗雜設計，并對操作流程進行精簡設計，將相關的功能進行集中，通過單個傳感器或者是微型計算機就能完成相應的功能，避免過多的控制環(huán)節(jié)所造成的電力資源的浪費，增加硬件設備的待機功能，減少不必要的電力資源浪費，以此來滿足整體的自動化技術對于環(huán)保的需求，要避免在自動化技術應用的過程中過度追求計量檢定效率和精度的方法，計量檢定工作應當仍然以人工操作為主，相關儀器設備以及技術的應用是為人工操作提供便利，并且增加計量檢定工作的準確性，能夠充分滿足現(xiàn)階段我國綠色環(huán)保環(huán)境友好型社會的建設要求。

（2）秉承實事求是的原則，所使用到的自動化技術與熱工儀器儀表計量檢定工作開展的需求相匹配，避免性能過剩情況的出現(xiàn)，從實際情況出發(fā)進行投入成本以及硬件、軟件的選擇，這就要求設計工作開展之前對熱工儀器儀表總量、工作情況、升級潛力進行調查，以及對自動化技術應用之后可能會產(chǎn)生電力消耗、設備維護消耗等情況進行評估，將不能夠進行自動化技術升級的熱工儀器表設備進行更換，從而使熱工儀器儀表擁有統(tǒng)一的計量檢定自動化技術，并通過傳感器以及物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，在數(shù)據(jù)機房建立中央控制系統(tǒng)，實時對熱工儀器儀表工作過程中的數(shù)據(jù)變化情況，從而對計量檢定人員進行合理的規(guī)劃，增加計量檢定工作開展的科學性。

（3）自動化技術的應用應當遵循未來可優(yōu)化設計的原則，因為伴隨著新技術的應用，必定會有越來越多的技術應用到熱工儀器儀表計量檢定工作中來，因此在進行自動化技術應用的過程中，軟件以及硬件的選擇需要保證自身的可拓展性，避免因為熱工儀器儀表未來的升級換代所造成的自動化設備的浪費。這就需要相關的熱工儀器儀表生產(chǎn)廠商進行相關生產(chǎn)標準的統(tǒng)一化，能根據(jù)自動化技術的需求進行整體設計的完善。對新出現(xiàn)的各種環(huán)保技術及時應用，在自動化技術應用的過程中投入更多的環(huán)保技術，從而使熱工儀器儀表計量檢定工作維持健康可持續(xù)發(fā)展。

3 標準熱工儀器儀表計量檢定的自動化技術應用

3.1 軟檢定技術的應用

在現(xiàn)階段的計量檢定工作發(fā)展的過程中出現(xiàn)了軟檢定模式，并且軟檢定技術的應用也在很大程度上反映了熱工儀器儀表計量檢定工作發(fā)展的水平，也是現(xiàn)階段硬件器具檢定的主要發(fā)展方向。軟檢定技術通過預定的軟件能夠對已經(jīng)檢定出的數(shù)據(jù)進行判斷，并將檢定結果與過往的數(shù)據(jù)進行比對，以此來進一步確認熱工儀器儀表設備出現(xiàn)故障的部位。伴隨著現(xiàn)階段熱工儀器儀表工作數(shù)據(jù)的不斷積累，軟檢定技術的準確性呈現(xiàn)出不斷上升的態(tài)勢。軟檢定技術與傳統(tǒng)的人工檢測技術相比較更為先進，并且在數(shù)據(jù)輸入、輸出、檢索、結果判定方面都進行了升級，不僅僅檢定結果準確性得到上升，且檢定的速度也大大提升。通過數(shù)字模型的建立，可以對不同工作環(huán)境下的熱工儀器儀表進行模板的應用，將各項環(huán)境的影響進行量化處理。當工作條件發(fā)生改變時，僅需要對相關數(shù)據(jù)進行微調即可，這也使得軟檢定技術應用的范圍十分廣泛，能對人工檢定方法形成替代。

3.2 PLC技術的應用

PLC技術是在熱工儀器儀表在配備了相應的微型計算機、傳感器、指令存儲單元的基礎上進行使用的，PLC技術能實現(xiàn)對控制對象的指令輸出功能，并在指令存儲單元內(nèi)存有大量的預設工作模式以及輸出傳輸模式。通過微型計算機的應用，來對熱工儀器儀表完成數(shù)據(jù)的收集、上傳、分析以及存儲工作，并且PLC還具有用戶終端集成功能，能使用戶在一個終端實現(xiàn)對所有熱工儀器儀表的運行數(shù)據(jù)的檢索以及查看，甚至是在移動設備上進行PLC個人終端的應用，對維護檢修人員提供數(shù)據(jù)支持。PLC技術主要是應用于設備的自動化設計中，通過預設的模型對目標設備進行工作模式、信息錄取方式的設置，減少人工在數(shù)據(jù)收集、傳輸過程中的參與比例，以此來增加熱工儀器儀表檢定工作的效率以及準確性。

在實際的熱工儀器儀表自動化技術應用的過程中，PLC技術使熱工儀器儀表自動計量檢定工作能夠擁有環(huán)境影響因素分析、設備運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)遠程上傳、自動警報、計量檢定結果核定等基礎功能，PLC技術其所預設的計量檢定模型能夠根據(jù)熱工儀器儀表工作的環(huán)境以及強度展開周期性的鑒定工作。第一，通過熱工儀器儀表內(nèi)部所裝配的傳感器，能實現(xiàn)對周圍環(huán)境影響因素的分析工作，舉例來說：環(huán)境溫度、電力供給情況、環(huán)境濕度、空氣壓力等等，并且評定這些因素對熱工儀器儀表所產(chǎn)生的影響。通過PLC技術能使所收集到的數(shù)據(jù)帶入到預先設定好的數(shù)學模型中來，從而判定熱工儀器儀表是否處于正常的工作狀態(tài)中，用戶可以根據(jù)自身的需求進行熱工儀器儀表計量檢定結果數(shù)據(jù)上傳的周期，以此來判斷熱工儀器儀表是否需要進行維護與更換。自動報警功能也屬于數(shù)據(jù)傳承上傳的一種，一旦出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)就會向控制中心進行報警提示，并且呈現(xiàn)出詳細的異常數(shù)據(jù)。第二，在熱工儀器儀表自動化技術應用的過程中需要使用容量足夠的固態(tài)硬盤來進行數(shù)據(jù)的存儲工作，方便存儲大量的計量檢定數(shù)據(jù)，并且使其具備信息傳輸、信息處理、信息采集以及信息存儲的功能，PLC技術在信息自動化數(shù)據(jù)分析功能方面表現(xiàn)良好，能對檢定人員提供計算與數(shù)據(jù)方面的協(xié)助，使其更快地判定故障位置。第三，檢定順序的控制，通過PLC技術的應用能夠改變以往人工分量檢定的流程，因為在熱工儀器儀表設備的內(nèi)部都設有微型傳感器，能夠對目標部件進行運行狀態(tài)的收集工作，通過數(shù)據(jù)以及信息的分析能對運行數(shù)據(jù)進行自主的排序工作，對于異常數(shù)據(jù)能夠表現(xiàn)得更加顯眼，根據(jù)異常數(shù)據(jù)對目標部件進行更換或者維護工作即可，極大地避免進行分量檢定方法所造成的人力資源浪費、時間冗長的缺陷。第四，PLC能夠實現(xiàn)對熱工儀器儀表的遠程控制功能。通過現(xiàn)階段5G+技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、移動終端技術、智能終端技術的應用，不僅能實現(xiàn)對熱工儀器儀表設備的遠程控制，還能實現(xiàn)對檢定、維護資源的合理安排。通過檢定人員在遠程控制終端中對目標熱工儀器儀表設備進行指令的輸入，能夠對目標存儲單元中以往的工作模式、檢定模型、數(shù)據(jù)上報周期等進行更改，不僅僅能夠避免人工現(xiàn)場操作的誤差還能夠簡化人員指令輸入的流程，使其變得簡單化、傻瓜化，大大減少自動化設備控制的難度。

PLC技術在未來將會與熱工儀器儀表設備的硬件形成深度融合，并且伴隨著實踐的不斷深入，相關的功能開展也會逐漸完善，人工操作的比例將會大幅度地下降。相信在不久的將來，標準熱工儀器儀表計量檢定和PLC遠程檢定技術的融合，必定會使熱工儀器儀表檢定向著更為自動化的方向發(fā)展。

4 結語

根據(jù)上文的論述，在現(xiàn)階段信息技術不斷發(fā)展的大背景之下，標準熱工儀器儀表計量檢定的相關硬件、軟件都呈現(xiàn)出不同程度的進步，這也使其具備了自動化的早期特征，但在實際應用過程中還存在著數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一、工作環(huán)境復雜、熱工儀器儀表設備種類較多的情況，從不同的方面對熱工儀器儀表計量檢定設備的自動化發(fā)展提出了要求。針對此種情況，需要以實用性為目的進行自動化技術的應用，在實踐的過程中不斷對自動化設計進行優(yōu)化，使其符合我國現(xiàn)階段計量檢定工作開展的具體需求，并與我國的環(huán)境友好型社會的建設目標相匹配，避免出現(xiàn)大量自動化設備應用所造成的資源浪費。