自动化仪表
自动化仪表范文第1篇
影响设备精度的一大重要因素就是工作温度,因此,系统的冷却和散热就显得尤为的重要,良好的冷却效果不仅能够保证机箱和其中模块的稳定工作,更能提升相应板卡和电源的平均故障时间间隔(mtbf)参数。一些专业的测量总线标准,如pxi总线,在冷却和散热方面进行了严格的规范,包括对机箱中散热气流方向的定义、以槽为单位进行散热等确保系统在正常的工作温度下完成测量任务。
自动化检测仪表是自控系统中关键的子系统之一。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成:①传感器,利用各种信号检测被测模拟量;②变送器,将传感器所测量的模拟信号转变为4～20 ma的电流信号,并送到可编程序控制器(plc)中;③显示器,将测量结果直观地显示出来,提供结果。这三个部分有机地结合在一起,缺少其中的任何一部分,则不能称为完整的仪表。自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点,在 工业 生产中得到了广泛的应用,而且自动化检测仪表内部具有与微机的接口,更是自动化控制系统中重要的部分,被称为自动化控制系统的眼睛。
校准的一般步骤是:预热仪器(包括被校仪器以及标准源);设置仪器的状态,进行测量记录数据;数据结果判定并给出结论;自动形成校准证书和原始记录。
自动化校准系统的具体实现过程首先,标准源和数字多用表按照要求开机预热,连接硬件设备(gpib卡、488电缆等),硬件连接完成后,启动 计算 机,搜寻整个测试系统的物理地址分配情况,根据搜索到的各个仪器地址,在校准软件运行时,设置正确的地址配置。 ①初始化设置模块。双击相应的自动化校准程序图标,系统启动,进入测试系统主界面,主界面的风格以简捷实用为主,左侧是各功能按钮。首先进入的是初始化设置模块。初始化模块要设置被测试设备的校准项目,设置被校仪器和标准源的gpib地址,选择是否是首次测试,此功能的目的是为了保存测量的数据,防止意外发生使测量数据丢失,需要重新进行测试。选择中 英文 语言,选择校准、检定,选择被测试设备的名称。初始化设置就完成了。②数据采集动态显示模块。该模块的主要功能包括:初始化仪器、设置仪器的状态、测量数值、数据位数控制、动态显示数据、数据结果判定、数据保存等。自动化数据采集过程是完全模拟人工测量过程进行测量的。仪器的初始化配置以及量程、显示位数、精度、采样数率、采样时间、测量值、功能选择等模块从ni网站上下载,程序员也可以根据仪器编程说明书提供的scpi语言命令编写相应的模块。本模块中的数据显示位数、数据量程、上下限等都是根据测试计量对仪器的要求而自动生成的,数据结果判定也是自动完成的。程序把那些不合格的数据用红色的字体显示,使计量员在测量结束后容易发现这些数据不合格。数据采集动态显示模块的前面板。③证书和原始记录生成模块。自动生成证书和原始记录,给计量员的工作带来极大的便利,而且消除了人为操作易产生的出错,解放了劳动力。计量员只需在证书生成模块的前面板输入相关的仪器信息和校准信息,校准项目,选择相应的证书摸板,程序即可自动生成相应的校准证书和原始记录。证书模块的前面板。
1 自动化检测仪表在污水处理中的应用
随着 科学 技术的 发展 ,自动化检测技术也得到了很大的发展,自动化检测仪表在污水处理中也得到广泛的应用,使污水处理厂不仅节约了大量的人力、物力,更重要的是可以及时对工艺进行调整。
南宁市琅东污水处理厂工程1993年底立项,1997年11月27日正式开工建设;1999年9月28 日通水试运行,2000年2月满负荷正常运转。 南宁市琅东污水处理厂,一期工程设计一级污水处理能力24 万m3/d,二级污水处理能力10万m3/d。设计服务范围30.5km2,规划服务人口34.3万人。经过琅东污水处理厂净化后的清洁水,一部分直接排入竹排冲,一部分用于南湖回灌水,以改善南湖的水污染问题。 南宁市琅东污水处理厂全套引进国外最先进的水处理工艺设备,采用二级生物处理工艺的传统活性污泥法,并针对南宁市污水水质污染物浓度低的特点,在其核心部分--曝气的工艺中采用ooc工艺。该工艺具有能耗低、运行费用少、出水水质好、管理简便、运行稳定等优点。 从厂外污水干管收集到琅东污水处理厂的污水,首先进行预处理。在进水泵房经过粗格栅,去除污水中较大的垃圾、漂浮物;通过5台大型污水泵将污水提升到细格栅,将较小的漂浮物去除;在曝气沉砂池去除污水中的砂粒和油类;然后进入计量槽,计量污水处理量。预处理后的污水在初沉池进行一级处理,去除约30%的有机物;初沉池出水进入二级处理,先在生物处理工艺的核心部分--曝气池,进行生物降解有机物;曝气池的混合液输送到二沉池进行沉淀,泥水分离。上层澄清液作为净化后的清洁排放水;沉淀下来的污泥一部分回流曝气池后再生利用,一部分作为剩余污泥回流到初沉池。初沉池的污泥用泵输送到污泥浓缩池,通过污泥处理系统进一步浓缩,把泥浆态的污泥脱水、压滤,形成干污泥饼。
1.1 超声波液位计、液位差计、流量计
1.1.1 格栅运行控制。粗格栅、细格栅各安装了1台超声波液位差计,通过格栅前后的液位差来反映格栅阻塞程度,并传输到plc控制器,进行分析计算。当液位差超过预设的数值,控制格栅运行,清除垃圾,保障正常过水,且合理的减少了设备磨损。
1.1.2 提升泵运行控制。为实现进水提升泵的自动控制,在进水泵井处安装了2台超声波液位计,用以测量泵井的水位,实时传输到plc控制器及上位机,进行系统分析。根据测量值对应控制程序,自动控制提升泵的运行组合。这样可以根据厂外来水量准确及时地调整泵运行状态,减少设备疲劳;同时可以取消传统泵站三班倒的人力资源耗费。
1.1.3 流量及处理量实时监测。对于污水处理厂的运行管理,水量是一个重要的控制参数。准确及时地掌握进水量,对工艺控制及提高污水厂抵抗水力负荷冲击能力有重要作用。传统的水量测量采用堰板或文丘里流量槽等,都存在着不能实时监测、实时显示的缺点。琅东污水处理厂计量槽采用超声波流量计结合文丘里槽,能在现场和上位机实时显示流量及累计处理量,达到了准确计量处理水量,以及为运行管理提供实时流量的目的。
1.2 溶解氧计、氧化还原电位计、污泥浓度计
1.2.1 曝气池溶解氧控制。南宁市琅东污水处理厂采用的是传统活性污泥法的ooc改良工艺在4 个圆型曝气池内圈好氧区,分别安装了测量范围是0.05～10 mg/l的溶解氧计,实时监控溶解氧浓度,传输到plc及上位机。当实测浓度小于设定浓度时,自动控制系统启动鼓风机,给曝气池充氧;相反地,当氧气充足时,就会停止运行鼓风机。通过溶解氧计控制鼓风机可以精确地根据好氧菌群对溶解氧的需求控制鼓风机的启动和停止,在保证了菌群良好生化能力的同时节约了能耗,保护了设备,增强了好氧菌群的分解能力。
1.2.2 曝气池好氧段与缺氧段的控制。在每个曝气池的外圈的好氧区与缺氧区的临界面都安装了测量范围是-500～500mv的氧化还原电位计,通过测量的氧化还原电位可以控制鼓风机的高速运行,给外圈供氧,形成强好氧曝气阶段和缺氧阶段的交替,进而提高处理工艺中除磷脱氮的能力。如果没有安装氧化还原电位计。那么鼓风机的运行只能通过时间控制,这样一来就会明显降低除磷脱氮的效果。
1.2.3 曝气池污泥浓度控制。曝气池的污泥浓度是一个重要工艺参数。在传统的污水处理厂,污泥浓度依靠实验室使用旧的试验方法进行监测,在数据提供的及时性和精确性上,存在很大的缺陷。难以及时进行回流污泥和剩余污泥量的工艺调整,就造成时间上和准确度上的误差。南宁市琅东污水处理厂在每个曝气池上都安装了一个测量范围是为0.5～10g/l 在线污泥浓度测量计,很好地解决了这个问题。安装污泥浓度计可以随时根据精确测量的污泥浓度,适时地调整曝气池的工艺,同时减轻了实验室工作人员的劳动强度。
1.3 电磁流量计、气体流量计:
在回流污泥管道和剩余污泥管道中南宁市琅东污水处理厂安装了5台测量范围是0～1 200m3/h的电磁流量计测量回流污泥和剩余污泥的流量。安装流量计后,值班人员可以根据显示的流量是否正确,从而判断回流污泥泵和剩余污泥泵工作是否正常,解决了潜水泵无法简单判断工作是否正常的难题,而且电磁流量计还具有安装方便,维护简单的特点。
鼓风机与曝气池间的空气管道上直接安装的4台测量范围0～4000m3/h(标准状况)的气体流量计。气体流量计的安装可以使值班人员随时了解鼓风机向曝气池提供气体的量。
1.4 经验
1.4.1 保持自动化检测仪表传感器的清洁。定期专人清洗探头,保证数据采集准确性。因为仪表在污水环境中工作,所以仪表的清洁工作就显得尤为重要,特别是直接与污水接触的溶解氧计、氧化还原电位计及污泥浓度测量计等分析仪表,为了保证仪表的正常工作,我们定期由专人清洗,每7天就全面清洗1次仪表,清洗时要求使用柔软的材料,以免损坏仪表。
1.4.2 定期校正各种仪表。仪表在长期运行过程中难免会产生测量误差,这就需要定期校正,以保证仪表测量的准确性,对分析仪表我们制订了每两月定期校正1次;而且要求实验室工作人员利用分析方法分析对应的检测项目,并与现场仪表监测结果比较,如果偏差太大,那么应适时对仪表进行校正,确保准确。
1.4.3 保证仪表供电电压的稳定性,延长仪表的使用寿命。瞬间的高电压冲击往往使仪表很容易烧坏。南宁市琅东污水处理厂运行过程中,就发生了多次因供电电压不稳定,而使超声波液位差计和超声波液位计的变送 器损坏,从而影响了自控系统的正常工作的情况。南宁市琅东污水处理厂正进行技术改造避免供电电压不稳定对仪表造成的损坏,降低运行成本,提高 经济 效益。
2 自动化检测仪表在压力表校准方面的应用
特大型冶金制造 企业 各工序都是连续性衔接作业,往往造成许多现场压力仪表虽到检定周期,却由于不能停产也就不能从作业。压力仪表的工作原理是弹簧管在压力或真空作用下产生弹性变形引起管端位移,其位移通过机械传动机构进行放大后再传递给指示装置,可在刻有法定计量单位的分度盘上读出指针所指示的被测压力值或真空量值。
2.1 在线校准预期
(1)目的:实施在线校准适应生产流程计量需求,降低外送检费用。
(2)校准仪表范围:本企业现场在用压力仪表。
(3)校准范围:0~100mpa
(4)校准对比准确度:1.5%~1.6%
(5)预期目标:实现在线压力仪表的受控、有效。
(6)校准方案种类:a. 理想型校准比对;b. 实用型校准比对。
2.2 材料准备
(1)专用管道打孔器
(2)符合现场压力仪表准确度及量程的数块相应受控有效标准表。
(3)校准比对记录。
2.3 在线校准比对方案
a. 实用型对压力仪表的校准比对
(1)在同一管道上:在距拟被校准的现场压力仪表的适当范围内,用专用管道打孔器引出导压管路,在导压管路中间安置一截止阀(截止阀处于关闭状态),截止阀后的接口处安装压力变送器与拟被校准仪表同规格的受控有效标准压力表。
(2)缓慢开启截止阀至全开,待管道内流体介质充分进入标准表内数分钟后,分别读取两块表的指示值。
(3)填写校准比对记录。
b. 理想型对压力仪表的校准比对
自制一台流动简易“压力校验台”。
(1)在流体介质管道上,关闭在用(即拟被校准)的现场压力仪表的“截止阀1”(该截止阀处于关闭状态)。
(2)在截止阀后适当延长导压管路。
(3)在延长导压管路上安装一只三通。
(4)三通的直管口的接口处安装在用的指示为零的压力仪表。
(5)三通的丁字管口的接口处新安装“截止阀2”(该截止阀也处于关闭状态)。
(6)在“截止阀2”后接压力“专用校验管”至简易流动“压力校验台”上预置的“专用校验管接口”。
(7)“压力校验台”上还预置有受控、有效的相应型号规格的标准压力表。
(8)检查无遗漏后,逐一缓慢开启截止阀1、截止阀2至全开;数分钟后,分别读取两块表的指示值。
(9)填写校准比对记录。
2.4 经验:
认真做好巡回检查工作仪表工一般都有自己所辖仪表的巡检范围,根据所辖仪表分布情况,选定最佳巡检路线,每天至少巡检两次。巡回检查时,要关闭气源,并松开过滤器减压阀接头。拆卸环室孔板时,注意孔板方向,一是检查以前是否有装反,二是为了再安装时正确。由于直管段的要求,工艺管道支架可能少,要防止工艺管道一端下沉,给安装孔板环室带来困难。拆卸的仪表其位号要放在明显处,安装时对号入座,防止同类仪表由于量程不同安装混淆,造成仪表故障;带有联锁的仪表,切换置手动然后再拆卸;仪表一次开车成功或开车顺利,说明仪表检修质量高,开车准备工作做得好。反之,仪表工就会在工艺开车过程中手忙脚乱,有的难以应付,甚至直接影响工艺生产。
3 建议
3.1 发展 趋势
(1) 结构日趋简洁,从当前发展最快的3种流量仪表(电磁、超声、科氏)来看,机械结构都十分简洁,管道内既无转动件,又无节流件。
(2)功能力求完善,随着微 电子 、 计算 机、通信技术的飞速发展,流量仪表的功能日益完善、多样,不少机械部分难以解决的问题,依靠电子软件则迎刃而解,如krohne的智能电磁流量计,不少超声流量计不仅可测流量,还可测流体密度、组分、热能等等。
(3)安装日益简便, 工业 自动化程度越高,用户越欢迎采用安装维护简便的产品,这也是插入式,外夹式仪表日益畅销的原因。
3.2 国产化刻不容缓:
据了解,我国近年来进口仪器仪表约130亿美元,出口约30亿美元(多为低附加值的电工仪表、家用水表、气表),国内大型工程选用国外仪表占2/3,而其价格为国产5~10倍,我国大型流量仪表企业主要依靠国外技术,缺乏拥有自主知识产权意识,创新乏力;自动化仪表国产化刻不容缓!
3.3 品种多,选用要实事求是:
流量仪表品种、类型较多,正确选用并非易事,建议:
(1)不要轻信厂商宣传,厂商为利所图,往往对仪表的技术指标夸大其词,选用时要理性分析这些参数的依据,有无检验证明。
(2)按需选取,勿追求高指标,如不是用于商务计量,贸易核算,准确度要求可以降低,如工控系统的某些场合,检测、监控仪表的重复性、可靠性好就可以了。
(3)全面考虑经济指标,仪表的经济性并非限于一次购买费用,还要考虑安装维修(停产损失),是否节能(长期运行费)等因素。
4 自动化测试系统的设计挑战
测试管理人员和工程师们为了保证交付到客户手中的产品质量和可靠性,在各种应用领域 (从设计验证,经终端产品测试,到设备维修诊断) 都采用自动化测试系统。他们使用自动测试系统执行简单的“通过”或“失败”测试,或者通过它执行一整套的产品特性测试。由于设计周期后期产品瑕疵检测的成本呈上升趋势,自动化测试系统迅速地成为产品开发流程中一个重要的部分。这篇“设计下一代自动化测试”的文章描述了一些迫使工程团队减少测试成本和时间的挑战。这篇文章还深刻地洞察了测试管理人员和工程师们如何通过建立模块化软件定义型测试系统来克服这些挑战。这种测试系统在减少总体成本的同时,显著地增加了测试系统的吞吐量和灵活性。
如今的测试工程师们面临着一系列新的压力。他们所面临的产品设计比前几代更为复杂;为了保持竞争力并满足客户要求,开发周期要求越来越短 ;产品测试成本越来越高,而预算越来越少。
4.1 不断提高的设计复杂性:如今,测试测量的最明显趋势是器件复杂性不断增加。例如,消费电子、通信和半导体工业持续要求将数字图象/视频、高保真音频、无线通信和因特网互联性集成到一个单独产品中。甚至在汽车中都集成了复杂的汽车娱乐和信息系统、安全和早期预警系统,以及车身和发动机上的控制电子装备。测试系统的设计不仅需要足够灵活地支持对不同产品模型进行广泛的测试,还需要能够进行升级以提供新测试功能所需的更多测试点。
4.2 更短的产品开发周期:
自动化仪表范文第2篇
[关键词]自动化仪表；工作原理；维护
中图分类号：TE968 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0103-01
1 自动化仪表的工作原理
自动化仪表是自动化控制系统中关键的组成之一。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成：
（1）传感器，通过各种物理方法或化学方法来检测被测模拟量的原件或设备；
（2）变送器，将传感器所测量的模拟信号转变为4～20 mA电流信号，并送到可编程控制器中；
（3）显示器，将测量结果直观地显示出来，给现场操作人员提供测量结果。这三个部分有机地结合在一起，缺少其中的任何一部分，则不能称为完整的仪表。自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到了广泛的应用，而且自动化检测仪表内部带有与微机通讯的接口，更是自动化控制系统中重要的部分，被称为自动化控制系统的眼睛。
2 选用自动化仪表时应坚持的原则
自动化仪表品种、类型较多，正确选用并非易事，选用时要坚持实事求是的原则：
（1）不要轻信厂商宣传，厂商为利所图，往往对仪表的技术指标夸大其词，选用时要理性分析这些参数的依据，尽量选择与中石油中石化一级供应商合作。
（2）按需选取，勿追求高指标，如不是用于商务计量，贸易核算，准确度要求可以降低，如工控系统的某些场合，检测、监控仪表的重复性、可靠性好就可以了。目前，大多数石化公司选取质量流量计作为贸易结算，因为质流的可靠性高、寿命长、维修量小，并且测量精度高，作为贸易结算，此时要选取指标高的。
（3）全面考虑经济指标，仪表的经济性并非限于一次购买费用，还要考虑安装维修（停产损失），是否节能（长期运行费）等因素。
3 自动化仪表的维护的重要作用
随着，社会经济的发展，生产水平的提高，特别在化工、石化、钢铁、造纸、食品、医药、电力、煤矿等行业，对自动化水平的要求不断提高。生产过程中检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂，正确判断、及时处理生产过程中仪表故障，为缩短处理仪表故障时间，保证安全生产提高经济效益，要求加强自动化仪表的维护尤为重要。
经常出现仪表故障现象，由于不但直接关系到生产的安全与稳定，同时，也涉及到产品的质量和消耗，而且也最能反映出仪表维护人员的实际工作能力和业务水平，也是仪表维护人员能否获得工艺操作人员信任，彼此配合密切的关键。对现场仪表维护人员的技术水平提出了更高要求。要随时对生产过程中使用的仪表进行维护并能对常见故障及时处理。
4 自动化仪表维护的相关措施
在现代的生产中自动化仪表的维护是很重要的，随着自动化程度的提高，设备的精良，检修水平的提高主要来自生产实践中。当设备上的仪表故障出现，我们要如何去处理，如何去解决，如何去减少故障出现的频率。这是让我们去思考的。我认为可以从以下几方面：
4.1 从生产工艺特点方面考虑
由于生产操作管道化、流程化、全封闭等特点，尤其是现代化的企业自动化水平很高，工艺操作与检测仪表密切相关，工艺人员通过检测仪表显示的各类工艺参数，诸如反应温度、物料流量、容器的压力和液位、原料的成分等来判断工艺生产是否正常，产品的质量是否合格，根据仪表指示进行加量或减产，甚至停车。仪表指示出现异常现象（指示偏高、偏低，不变化，不稳定等），本身包含两种因素：一是工艺因素，仪表正确的反映出工艺异常情况；二是仪表因素，由于仪表（测量系统）某一环节出现故障而导致工艺参数指示与实际不符。这两种因素总是混淆在一起，很难马上判断出故障到底出现在哪里。仪表维护人员要提高仪表故障判断能力，除了对仪表工作原理、结构、性能特点熟悉外，还需熟悉测量系统中每一个环节，同时，对工艺流程及工艺介质的特性、设备的特性应有所了解，这能帮助仪表维护。
总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以，我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，检查原因所在。
4.2 从自动化仪表本身考虑
仪表维护人员要提高仪表故障判断能力，提高仪表的维护水平，要对仪表工作原理、结构、性能特点熟悉外，还需熟悉工艺生产中的每一个环节，同时，对工艺流程及工艺介质的特性、设备的特性应有所了解， 各种仪表有各自的特点，但是基本的测量原理都是相同的，其传感器的测量原理和功能都是类似的。一般的传感器只能作为敏感元件，须配上变换仪表来检测物理量、化学量等的变化。随着微电子技术的发展，出现了智能仪表。智能仪表采用超大规模集成电路，利用嵌入软件协调内部操作，在完成输入信号的非线性补偿、零点错误、温度补偿、故障诊断等基础上，还可完成对工业过程的控制，使控制系统的功能进一步分散。智能传感器集成了传感器、智能仪表全部功能及部分控制功能，具有很高的线性度和低的温度漂移，降低了系统的复杂性、简化了系统结构。
4.3 自动化仪表各个参数的测量方面
现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位、分析五大参数。根据测量工艺参数的不同，来分析现场不同位置、不同仪表的故障所在。
首先，在分析现场仪表故障前，要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及设计上的操作条件，了解仪表系统的设计选型、设计意图，仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等；
其次，在分析检查现场仪表系统故障之前，要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况，了解仪表测量介质的密度、管线压力、介质温度的变化，通过仪表测量趋势的变化，进行综合分析，以确定仪表故障原因所在；
第三，如果仪表记录曲线为一条死线（一点变化也没有的线称死线），或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线；故障很可能为仪表自身测量不准。
第四，变化工艺参数时，发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小，此时的故障也常在仪表系统；
第五，故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制，甚至连手动操作也不能控制，此时故障可能是工艺操作系统造成的；
第六，当发现显示仪表不正常时，可以到现场检查同一直观仪表的指示值，如果它们差别很大，则很可能是仪表系统出现故障。
总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以，我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，检查原因所在。
4.4 自动化仪表的使用过程
自动化仪表的故障的出现不是偶然的，故障的出现都会一个过程。自动化仪表的使用是有一个过程。先是设计、选型、采购、安装、投入使用、故障出现、修理、无法修理就报废、换新表等过程。
自动化仪表前期工作是如何去设计、选型、采购、安装。前期质量好坏，决定仪表本身的使用的好坏，使用的寿命长短。自动化仪表的中期，也就是仪表的使用过程，使用的好坏，维护的质量，对仪表的使用寿命来说起到致关重的。特别维护得好坏对仪表都有不同效果。
自动化仪表后期，当故障出现如何去解决，当故障频率多次出现，就要想办法去处理，想出改进方法，提出更好的措施来解决问题，以致于达到仪表正常的使用效果，减少故障出现的频率，延长仪表的使用寿命。
自动化仪表范文第3篇
关键词:工业 自动化 仪表 使用
中图分类号:TH86 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)03-0014-01
要实现生产装置的过程自动化,在设计过程中就要考虑合理的控制方案、也要选择正确的测量方法,根据工况条件及工艺数据,正确地选择自动化仪表。在仪表施工过程中也要合理的选择仪表的取压点的位置。还有各种参数的整定。以上这些过程中必须严格遵循各种标准、规范。
1、工业自动化仪表的发展
目前,随着信息化时代的到来,计算机技术、网络技术、自动化仪表等高、新技术的发展,工业自动化仪表领域的拓宽。技术得到了更新。从模拟仪表技术步入了智能和数字化技术领域.几十年来在自动化仪表的发展过程中,工业生产过程由简单到复杂、规模由小到大。至今,已有各种各样的工业生产过程生产出多种多样的产品满足当今社会的需求。为能满足工业过程的需要近50年来,自动化仪表从气动到电动仪表,从现场就地控制到中央控制室控制,从仪表屏上操作到计算机操作,从模拟信号到数字信号。数字仪表的出现对总线发展起了很重要的作用。总线是指从控制室连接到现场设备的双向串行数字通信总线。自动化仪表现场如图1所示。
2、现场总线和传统的DCS/PLC的关系
现场总线已经历了二十几年的发展。它是再DCS/PLC基础上的新技术。它很多方面继承了DCS/PLC成熟技术。例如,在人机界面操作站、编程组态、热备冗余思想和方法、远程I/O、变送器和阀门定位器等仪表的两线制供电、本安防暴等方面。现场总线最深刻的改变是现场设备的数字化、智能化和网络化。其次它们的系统结构也产生了较大的变化。DCS及FCS如图2所示。
目前,工业控制自动化技术是运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术。对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策,达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目标的综合性技术。我国目前自控技术有了很大的发展。我国工业控制仪表自动化的发展道路大多是引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。仪表从以前的气动到电动、模拟到数字、分散到集中。DCS历经了初创(1975-1980)、成熟(1980-1985)、发展(1985以后),几个发展时期。现阶段其以可靠性、控制功能的完善、丰富的控制算法、方便的组态软件及扩展等诸多优点,已成为控制系统的主流。现在各国有100多个生产厂家在生产,主要以美国、日本、德国等。我国的浙大中控和北京和利时也是国内的知名品牌。PLC以其结构紧凑、功能简单、迅速、可靠性高、价格低等优点得到了迅速的发展。目前PLC与DCS相互渗透、相互融合、相互竞争。PLC与DCS功能的整合,PLC逐渐成为占自动化装置及过程控制系统市场最大占有率的产品。
参考文献
[1] 柯艳明.测控仪表系统的CAN总线通信方案[J].山西电子技术,2007,(2):29-31.
自动化仪表范文第4篇
关键词：石油化工；自动化仪表控制技术；仪表控制
中图分类号：TP302文献标识码：A文章编号：1009-3044（2018）15-0245-02
目前，我国网络技术发展较为迅速，机械制造行业和网络技术相互结合发展，以此为仪表自动化的控制提供了有效的技术支持，实现仪表自动化控制，能够使石油化工设备稳定性及安全性得到有效提高。但是目前我国仪表自动化技术和发达个国家相比较为落后，起步较晚，在实际使用过程中具有多种问题。所以，对仪器自动化仪表控制的研究尤为重要，从而促进石油行业能够更加科学的发展。
1石油化工自动化仪表控制技术分析
因为石油化工行业自身具有较大的危险性，所以还有化工管理过程中的安全生产尤为重要。在技术人员实现自动化仪表操作过程中，要保证石油化工生产的安全性，其在实际生产中尤为重要。所以，就要使石油化工自动化仪表控制审视进一步的提高，并且加强生产过程中的检查及控制力度，充分掌握生产进度及精准性，及时了解实际生产过程中的问题及安全隐患，并且制定相应的措施，保证企业生产的安全性[1]。目前，石油化工自动化仪表控制技术为以下内容。
1.1检测模型分析技术
在自动化控制过程中，其中尤为重要的技术就是监控模型技术，此技术能够对生产运行的情况进行全面掌握，从而有效且及时的诊断机械设备中的故障，以此使安全生产可靠性得到有效提高。企业在使用检测模型的过程中，能够提前知道可能发生的情况，并且还能够对生产链安全性进行控制。利用监控模型技术还能够了解企业运行的基本情况及进度，预测企业生产过程中的安全隐患，以此有效降低行业的风险。
1.2分析自动化检测及修复技术
一般在石油化工企业实际操作过程中，仪表自动化技术的使用能够使石油化工企业安全生产得到提高，并且保证设备能够安全有效的运行。我国目前的信息技术发展在不断的加快，自动化检测能够根据设计程序实现故障自动检测，并且对其进行修复处理，还能够保存相应的数据，从而帮助工作人员及时发现其中的故障，之后制定相应的措施，有效降低石油化工生产成本，使工作效率得到有效提高[2]。
1.3实时仪表监控技术
目前石油生产实际操作过程中，对石油生产安全性进行保证的主要技术就是仪表监控就，此种技术属于实际生产过程中的主要内容，其将中心处理器及其他软件作为基础，对仪器中的数据进行全面分析，以此能够使工作人员充分了解石油生产进度，其对于生产操作的降低具有较大的帮助[3]。图1为实时仪表监控技术的结构。
2石油化工仪表自动化控制技术的特点
2.1自动化仪表的特点
总体分析，自动化仪表主要是根据先进微电脑芯片技术有效实现自动化控制，其不仅能够缩小自身体积，使测量抗干扰性及可靠性得到有效的提高，还能够在石油化工生产过程中使用，从而充分发挥自身的作用。首先，其位置控制硬件电路具有可编程的功能，利用软件部分接口芯片进行复杂控制，使顺序控制转变为存储控制。其次，具备记忆存储功能，能够随机将此部分信息到存储器中存储，并且进行保存；最后，具有良好的计算功能，因为微型计算机是到自动化仪表中进行配置的，所以要求其能够实现高精度复杂计算，并且对极大值及极小值进行明确，具有强大的计算功能[4]。
2.2检测方式
使用仪表自动化控制检测方式。在实际生产过程中，石油化工行业的温度会出现过高或者过低的情况，这个时候对于温度计就有一定的需求，但是不能够使用水银玻璃温度计，此会对热电阻信号及热电偶信号的传输造成影响。可以使用双金属温度计，并且在生产过程中要对仪表检测精准性进行检测，从而提高化工企业的效益。比如，在对生产环节温度变化进行动态观察的过程中要根据仪表对目前生产温度进行明确，以此有效实施温度控制措施。保温产品的液位能够得到生产产品数量等一系列的相关信息，�亩�有效实现可视化的生产。对压力值及流量等工艺参数进行重视，能够有效为生产提供较为精准的数据支持[5]。
3石油化工自动化控制中的仪表控制
目前，我国社会经济在不断的发展，人们对于石油化工产品需求在不断的增加，以此导致现代石油化工市场存在供不应求的情况，从而促进了石油化工产品生产的发展。在石油化工生产过程中，仪表控制属于尤为重要的环节。仪表控制在石油化工自动化中的优势为智能化、数字化及网络化等，使用先进信息技术，能够为石油化工自动化控制提供基础的分析、存储及预测的能力。虽然石油生产效率在网络、计算机及数据信息等技术方面具有明显的提高，但是其在石油生产过程中具有大量易燃易爆及有毒的物质，所以在石油生产过程中要求相关技术人员通过自动化控制仪表对生产技术参数进行严格的控制，从而使石油化工生产可靠性及安全性得到提高。另外，相关部门还要实现只有化工生产信息化管理，从而使石油化工行业生产效率得到提高，降低石油化工生产人员劳动强度，提高产品质量及经济效率[6]。目前，石油化工自动化控制仪表策略为：
3.1常规控制
通过常规DCS、电动单元组合仪表等仪器的发展分析，石油化工各行业的自动化连续控制、顺序控制及批量控制等基本的控制策略并没有变化，其中主要包括回路、连续等控制，分为单回路、串级、均匀、非线性、自动选择及前馈等调节，不过都是将PID调节作为基础。简单来说，就是功能块及控制算法并没有较大的变化。其中控制方案及组态能力具有较大的变化，功能块之间的连接主要包括并联连接、多重窗帘及选择性连接等方式，使用批工艺应用模块，此种方法透明并且便于使用。3.2安全仪表系统
因为石化装置具有大型化的特点，其容易流程较为复杂，并且易燃易爆，对于环境保护具有较高的要求，从而能够使安全性需求得到有效的提高。一般都是通过DCS的设备实现安全连锁保护，在部分企业已经无法满足需求，所以其中的紧急停车系统等都在DCS以外进行设置。目前自动化仪表行业中基于IEC61508的安全仪表系统能够有效满足石化企业需求。安全仪表系统能够有效解决工程问题，其能够连续性的在线运行，在侦测不安全事件的过程中，能够立即实施行动，从而降低可能出现的损失。功能安全要以安全指标、风险度及安全完整等级相互结合，正确使用SIS系统。目前我国只是使用石油化工紧急停车和安全连贯系统设计导测作为根据[7]。
3.3先进控制与优化
基于现代控制论的发展，多种智能化的算法逐渐发展，出了智能PID控制，多变量控制已经被广泛应用到石油及炼油行业生产实践过程中，其主要是将DCS作为基础。也能够是独立的，也可以是软件包。其与多变量动态过程模型辨识及软测量等技术具有密切的联系，大部分都是使用测控和PID串级控制相互结合。目前单一油源在炼油厂中使用数量较多，其中的卡边控制等基于平稳操作的效益提高效果更加明显。
3.4人机界面
目前大部分石化企业正在通过一个装置及控制室逐渐过渡为多个装置一个控制室或者全厂使用一个中央控制室，或者将LED屏幕进行展现，配以相应的指示灯及显示仪表，将键盘及鼠标的操作作为基础，结合按钮、旋钮及触摸屏。该文要说的是在DCS组态过程中和控制策略相互结合的人机界面操作策略确定，工位号操作可以结合仪表棒图和分组、细目及趋势等画面，以此有效促进组态实现。模拟图制作要根据工艺要求实现，此与信息处理能力、报警、优化操作及事故判断的处理等人机界面友好问题具有密切的联系。不仅要与HMI软件的产品性能得到提高，并且还要在系统集成过程中除了要注意控制方案等硬指标，还要人机界面能够有效完成，树立自动控制人员牢固思想，和工艺操作人员相互配合，以此有效实现操作。
3.5现场总线控制系统
现场总线控制系统具有全数字化、开放性及互操作性的优势，其已经成为现代化控制系统今后发展的主要方向。现场总线智能仪表的控制分散度较高，使其不仅具有仪表基本功能，还具有良好的控制及运算功能，从而有效实现分散控制。另外，每条总线能够到多台现场仪表进行连接，能够有效节约电缆的用量，降低后期试、系统安装及维修的费用，以此增加了石油化工行业的经济利润[8]。
自动化仪表范文第5篇
关键词：仪器仪表 化工生产 自动控制
化工生产的自动控制是指利用反馈的原理对动态系统产生影响，从而实现在无人工的状态下，利用仪器仪表的数值使化工生产按照预先规定的规律进行运作。仪器仪表在化工生产中应用，不仅使化工生产效率得到提高，还使人类从此远离了危险的化工生产工作。现阶段，化工生产的自动控制发展比较迅速。可是在发展的过程中，无论是从全自动液态金属在核反应堆中的应用，还是测控技术与仪器专业现状分析等研究都证明了：仪器仪表在我国的化工工业中与经济发展中都发挥着无可代替的作用。因为仪器仪表种类比较多，所以通常在化工生产中的表现形式多种多样。而随着计算机的技术的发展仪器仪表在化工生产中应用也进入了一个全新的时代。
一、电力负荷仪器仪表的应用
电力负荷控制是通过对电力负荷仪器仪表的进行控制，然后对电网峰谷差进行控制，从而使电力的供求矛盾得以缓解。因为在我国大多数是采用无线电力负荷仪器仪表控制系统，所以这种方式的实施，对我国的电网的运行起到一定的保障。我国的无线电力负荷仪器仪表控制系统一般是由三个部分组成，分别是供电控制中心、用电测的终端装置以及无线信道。虽然说电力负荷仪器仪表的应用能够对我国的供电矛盾有一定的缓解作用，但这种仪表的应用也存在着不少缺点。例如这种方式的实施只是考虑供电方的利益，忽视了用电方的利益，所以很容易造成两者之间矛盾的激化。因此美国科学学院就为此提出了一个理论，就是“需方管理”理论。在电力负荷管理中，不仅要强调供电方的利益，还有强调用电方的利益，努力调动用电方的积极性，对电力负荷进行共同管理。
二、仪器仪表的自动化控制与应用
二十一世纪以来，我国经济发展迅猛，各个行业的自动化程度逐渐显著，因而对于自动化仪表以及控制系统的需求与日俱增，我国的科研工作者在理论上的不断创新以及技术工作者在实践中的不断应用，使得我国在仪器仪表的自动化控制和应用方面取得了较为显著地成就。
2.1 我国仪器仪表自动化控制发展现状
仪器仪表经过近几十年的不断发展，社会普及率大发提高，但发展不均衡。虽然相对于国外起步较晚，但是在某些领域还是能够排在世界前列。总体来说，中国的仪器仪表发展呈现出百花齐放的趋势。
近十年来，现场总线技术虽然取得了长足的进展，但在实际应用中仍未发展成熟，而基于现场总线技术之上的分布式控制以及网络式控制理论与实践，并没有得到普遍的推广和应用，而且在某些领域，和传统的仪器仪表相比，现场总线的性能表现疲软，并没有发挥出自己独特的优势。因此，亟需对仪器仪表设备实施自动化的控制，对其进行优化和升级，应用全新的理念，改进仪器仪表的结构和性能，设计虚拟仪器结构，形成网络化的控制是其今后发展的必然趋势。
2.2 仪器仪表自动化控制与应用的发展趋势
三、化工生产中设备的仪器仪表化与局部自动化
化工生产中设备的仪器仪表化是指化工生产过程中以控制某种检测仪表为主而组成控制系统和控制部分单元组合式仪表。这种仪器仪表所组成的系统结构比较简单，大多数是单输入―单输出的单回路定值系统。这种系统通常是对化工生产过程中的温度、流量或压力这些数值的定值进行控制，从而对化工生产过程中的冷凝、冷却与合成等制造工艺进行控制。在化工生产过程中通过对控制不同的温度对化工产品的质量进行控制，还有对生产的速度进行控制。不单单如此，当在化工生产过程中出现意外或者是故障时，所装置的控制仪器仪表就会发挥重大的作用，能够保障整个化工生产的正常开工。
而单元组合式仪表的实施是通过模拟技术与经典控制理论对化工生产过程进行集中控制。化工生产中设备的仪器仪表化与局部自动化在性能上只能简单地对参数进行调节或者是进行简单的串级，它所起到的作用也是非常少的，主要的作用是对系数进行稳定和对定值进行控制。
四、计算机集中式数字控制系统的应用
在21世纪，智能化、信息化与网络化已经成为这个世纪的发展主流。仪器仪表也随着科技的发展而进步，在仪器仪表领域中出现了现场总线技术。现场总线技术在仪器仪表领域中的应用是将微处理器安装在测量控制仪表上，使仪表具有数字计算和数字通信的功能。然后把多个测量控制仪表运用多条绞线串联在一起，形成一个网络系统。之后把其作为现场仪表和监控计算机之间信息与数据的传送纽带，最后在化工生产中形成分布式控制系统。这种控制系统的形成，不仅使生产者对化工生产工程的掌握更加清楚明了，还使化工生产的自动控制向智能化与网络化方向进行发展。
直接数字控制系统是利用计算机的模数等转换器对设备进行输出与输入。通常是在化工生产过程中获得信息，然后按照原先的控制算法对所要输出的数量进行计算，最后就通过输出通道直接作用于执行机构上，从而在化工生产中形成一个循环的运作系统。而且直接数字控制系统在化工生产中不单单可以对一个回路进行控制，还可以对多个回路进行控制。直接数字控制系统在化工生产过程中的应用还有很多优点，例如可以对多个回路进行调节，还可以非常容易对复杂的规律进行控制。
计算机集中监督控制系统是由操作系统与直接数字控制系统结合起来运作的监督控制系统。两者相互合作，共同维护着计算机集中监督控制系统的运作。在计算机集中监督控制系统通常是通过计算机对化工生产的过程的参数进行检查，然后通过控制计算法进行计算，并且把所计算出来的最优值传送给直接数字控制系统，最后由直接数字控制系统对化工生产进行控制。计算机集中式数字控制系统在化工生产中的应用不仅提高了PID的控制效果和性能，还能够克服环境因素对自动控制的干扰，还有对维护系统的稳定起到一定的作用。
随着现代工业的快速发展，在化工生产中对其自动控制的要求也越来越高。但是集中式计算机控制系统在控制的过程中存在可靠性低与抗干扰性能不高的缺点，因此逐步不适应现代化工业的发展。但DCS系统却不单单拥有计算机控制系统的精确性，还拥有仪器仪表的可靠性，因此在化工生产中广泛应用。
五、结束语
本文通过对仪器仪表在化工生产的自动控制中的应用情况进行分析与讲解。现阶段我国的仪器仪表在化工生产中实现从设备的仪器仪表化与局部自动化到化工生产中计算机集中式数字控制系统应用的飞跃发展，我们也相信在未来的化工生产的自动化中仪器仪表的应用会更加广泛。因此我们要继续加强对仪器仪表的研究，为化工生产的自动控制提供更多可能性。
参考文献
[1]万广昊.浅谈仪器仪表与化工生产的自动控制[J].中国科技投资，2012年27期.
[2]刘红波，马志娟，粱晓瑜，等.测控技术与仪器专业现状分析技术监督[J].教育学刊，2007年01期.
[3]单建强，冉旭，杨帅，等.全自动液态金属控制在核反应堆中的应用[J].核动力工程，2007年03期.
