自動化儀表應用與發展問題探討

楊旺

（盤錦市科技局高新辦，遼寧 盤錦 124000）

自動化儀表應用與發展問題探討

楊旺

（盤錦市科技局高新辦，遼寧 盤錦 124000）

隨著現代科技進步,自動化得到了越來越廣泛的應用,傳統的將生產過程中使用的儀表拿回實驗室進行校準的方法已不能滿足生產的要求,取而代之的是在現場直接對儀表進行校準。 文章闡述了自動化檢測儀表及自動化校準系統的實現過程，分析了自動化檢測儀表在壓力表校準方面的應用，最后對自動化儀表發展趨勢做以探討。

自動化儀表；校準；應用；發展

自動化水平已成為衡量各行各業現代化水平的一個重要標志。為了保證生產過程安全、可靠的運行，要隨時對生產過程中使用的儀表進行維護和校準。

自動化檢測儀表是自控系統中關鍵的子系統之一。一般的自動化檢測儀表主要由三個部分組成:①傳感器，利用各種信號檢測被測模擬量;②變送器，將傳感器所測量的模擬信號轉變為4～20mA的電流信號，并送到可編程序控制器(PLC)中;③顯示器，將測量結果直觀地顯示出來，提供結果。這三個部分有機地結合在一起，缺少其中的任何一部分，則不能稱為完整的儀表。自動化檢測儀表以其測量精確、顯示清晰、操作簡單等特點，在工業生產中得到了廣泛的應用，而且自動化檢測儀表內部具有與微機的接口，更是自動化控制系統中重要的部分，被稱為自動化控制系統的眼睛。

1 自動化儀表校準的步驟

自動化儀表校準的一般步驟是:預熱儀器(包括被校儀器以及標準源);設置儀器的狀態，進行測量記錄數據;數據結果判定并給出結論;自動形成校準證書和原始記錄。

自動化校準系統的具體實現過程：首先，標準源和數字多用表按照要求開機預熱，連接硬件設備(GPIB卡、488電纜等)，硬件連接完成后，啟動計算機，搜尋整個測試系統的物理地址分配情況，根據搜索到的各個儀器地址，在校準軟件運行時，設置正確的地址配置。①初始化設置模塊。雙擊相應的自動化校準程序圖標，系統啟動，進入測試系統主界面，主界面的風格以簡捷實用為主，左側是各功能按鈕。首先進入的是初始化設置模塊。初始化模塊要設置被測試設備的校準項目，設置被校儀器和標準源的GPIB地址，選擇是否是首次測試，此功能的目的是為了保存測量的數據，防止意外發生使測量數據丟失，需要重新進行測試。選擇中英文語言，選擇校準、檢定，選擇被測試設備的名稱。初始化設置就完成了。②數據采集動態顯示模塊。該模塊的主要功能包括:初始化儀器、設置儀器的狀態、測量數值、數據位數控制、動態顯示數據、數據結果判定、數據保存等。自動化數據采集過程是完全模擬人工測量過程進行測量的。儀器的初始化配置以及量程、顯示位數、精度、采樣數率、采樣時間、測量值、功能選擇等模塊從NI網站上下載，程序員也可以根據儀器編程說明書提供的SCPI語言命令編寫相應的模塊。本模塊中的數據顯示位數、數據量程、上下限等都是根據測試計量對儀器的要求而自動生成的，數據結果判定也是自動完成的。程序把那些不合格的數據用紅色的字體顯示，使計量員在測量結束后容易發現這些數據不合格。數據采集動態顯示模塊的前面板。③證書和原始記錄生成模塊。自動生成證書和原始記錄，給計量員的工作帶來極大的便利，而且消除了人為操作易產生的出錯，解放了勞動力。計量員只需在證書生成模塊的前面板輸入相關的儀器信息和校準信息，校準項目，選擇相應的證書摸板，程序即可自動生成相應的校準證書和原始記錄。證書模塊的前面板。

2 自動化檢測儀表在壓力表校準方面的應用

特大型冶金制造企業各工序都是連續性銜接作業，往往造成許多現場壓力儀表雖到檢定周期，卻由于不能停產也就不能從作業。壓力儀表的工作原理是彈簧管在壓力或真空作用下產生彈性變形引起管端位移，其位移通過機械傳動機構進行放大后再傳遞給指示裝置，可在刻有法定計量單位的分度盤上讀出指針所指示的被測壓力值或真空量值。

2.1 在線校準預期

2.1.1 目的:實施在線校準適應生產流程計量需求，降低外送檢費用。

2.1.2 校準儀表范圍:企業現場在用壓力儀表。

2.1.3 校準范圍:0~100MPa

2.1.4 校準對比準確度:1.5%~1.6%

2.1.5 預期目標:實現在線壓力儀表的受控、有效。

2.1.6 校準方案種類:a.理想型校準比對;b.實用型校準比對。

2.2 材料準備

2.2.1 專用管道打孔器

2.2.2 符合現場壓力儀表準確度及量程的數塊相應受控有效標準表。

2.2.3 校準比對記錄。

2.3 在線校準比對方案

2.3.1實 用型對壓力儀表的校準比對

(1)在同一管道上:在距擬被校準的現場壓力儀表的適當范圍內，用專用管道打孔器引出導壓管路，在導壓管路中間安置一截止閥(截止閥處于關閉狀態)，截止閥后的接口處安裝壓力變送器與擬被校準儀表同規格的受控有效標準壓力表。

(2)緩慢開啟截止閥至全開，待管道內流體介質充分進入標準表內數分鐘后，分別讀取兩塊表的指示值。

(3)填寫校準比對記錄

2.3.2 理想型對壓力儀表的校準比對

自制一臺流動簡易“壓力校驗臺”。

(1)在流體介質管道上，關閉在用(即擬被校準)的現場壓力儀表的“截止閥1”(該截止閥處于關閉狀態)。

(2)在截止閥后適當延長導壓管路。

(3)在延長導壓管路上安裝一只三通。

(4)三通的直管口的接口處安裝在用的指示為零的壓力儀表。

(5)三通的丁字管口的接口處新安裝“截止閥2”(該截止閥也處于關閉狀態)。

(6)在“截止閥2”后接壓力“專用校驗管”至簡易流動“壓力校驗臺”上預置的“專用校驗管接口”。

(7)“壓力校驗臺”上還預置有受控、有效的相應型號規格的標準壓力表。

(8)檢查無遺漏后，逐一緩慢開啟截止閥1、截止閥2至全開;數分鐘后，分別讀取兩塊表的指示值。

(9)填寫校準比對記錄。

2.4 經驗

認真做好巡回檢查工作儀表工一般都有自己所轄儀表的巡檢范圍，根據所轄儀表分布情況，選定最佳巡檢路線，每天至少巡檢兩次。巡回檢查時，要關閉氣源，并松開過濾器減壓閥接頭。拆卸環室孔板時，注意孔板方向，一是檢查以前是否有裝反，二是為了再安裝時正確。由于直管段的要求，工藝管道支架可能少，要防止工藝管道一端下沉，給安裝孔板環室帶來困難。拆卸的儀表其位號要放在明顯處，安裝時對號入座，防止同類儀表由于量程不同安裝混淆，造成儀表故障;帶有聯鎖的儀表，切換置手動然后再拆卸;儀表一次開車成功或開車順利，說明儀表檢修質量高，開車準備工作做得好。反之，儀表工就會在工藝開車過程中手忙腳亂，有的難以應付，甚至直接影響工藝生產。

3 自動化儀表發展趨勢

3.1 結構日趨簡潔，從當前發展最快的3種流量儀表(電磁、超聲、科氏)來看，機械結構都十分簡潔，管道內既無轉動件，又無節流件。

3.2 功能力求完善，隨著微電子、計算機、通信技術的飛速發展，流量儀表的功能日益完善、多樣，不少機械部分難以解決的問題，依靠電子軟件則迎刃而解，如Krohne的智能電磁流量計，不少超聲流量計不僅可測流量，還可測流體密度、組分、熱能等等。

3.3 安裝日益簡便，工業自動化程度越高，用戶越歡迎采用安裝維護簡便的產品，這也是插入式，外夾式儀表日益暢銷的原因。

總之，只有設計出新的測試策略來減少測試時間，并提高從設計到生產的測試效率，才能更好的為企業服務，自動化儀表才能發揮更大的效能。

[1]張寶芬等編著，《自動檢測技術及儀表控制系統》，北京：化學工業出版社，2002

[2]施仁、劉文江等編，《自動化儀表及過程控制》，第三版，北京：電子工業出版社.2003