淺談智能儀表在油氣廠工業(yè)自動化生產(chǎn)中的應(yīng)用

【摘 要】隨著智能儀表技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，有效的推進了油氣廠工業(yè)自動化的發(fā)展，其可以對一些儀表數(shù)據(jù)進行有效的讀取、處理和保存。智能儀表自身具有多方面的優(yōu)勢，其可以在各個領(lǐng)域中被廣泛采用，但是該系統(tǒng)有些功能還需要進一步的改善和挖掘，從而保證系統(tǒng)的安全、可靠運行。

【關(guān)鍵詞】智能儀表；油氣廠；工業(yè)自動化

近些年來，油氣行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)充分證明了智能儀表自動化技術(shù)在遠程監(jiān)測或者人類無法涉及領(lǐng)域中的應(yīng)用價值。智能儀表在油氣廠工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中不僅在成本上，而且在數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)讀取、遠程控制等方面都具有明顯的優(yōu)勢，如今該技術(shù)已經(jīng)在各大油氣廠中被引進，這對于該行業(yè)的發(fā)展具有重要的推動作用。

一、智能儀表基本原理和組成結(jié)構(gòu)

智能儀表運行過程中的基本原理是通過相應(yīng)的傳感器來將被測參量的相關(guān)數(shù)據(jù)信息收集起來將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺魉偷蕉嗦纺M開關(guān)中，然后將接收到的電信號通過A/D轉(zhuǎn)換器進行相關(guān)信號的轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換得到的脈沖信號傳輸?shù)絾纹瑱C中，這時單片機就根據(jù)得到的信號進行相關(guān)數(shù)據(jù)的處理和運算，隨后將運算得到的結(jié)果進行顯示或者打印，同時單片機還會將運算的結(jié)果進行儲存，從而達到數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)讀取、遠程控制的作用。

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國的不斷發(fā)展，加快了智能儀表在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，并且對各個行業(yè)的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。智能儀表實質(zhì)上就是微機自動檢測系統(tǒng)，其通常是借助與智能儀表系統(tǒng)將人類的理論、技術(shù)、方法和數(shù)據(jù)等顯示出來，使其擁有類似于人類的智能。為了更好的實現(xiàn)上述功能，智能儀表通常需要配有數(shù)字信號處理器或者嵌入式微處理器以及專門的信號處理電路CASIC，而且智能儀表的內(nèi)部還需要配備強大的智能軟件。由于智能儀表應(yīng)用的場合和承擔(dān)的任務(wù)存在一定的差距，導(dǎo)致不同類型智能系統(tǒng)之間的軟件和硬件差距比較大，簡單的智能儀表僅僅包含了少量程序和幾個芯片，例如溫度顯示調(diào)節(jié)器、井下壓力計等，而復(fù)雜的智能儀表不僅需要包含大量的芯片，而且其還含有齊全的外設(shè)和豐富的軟件，有的時候甚至由多個單片機組成。甚至，有些智能儀表的復(fù)雜程度已經(jīng)遠遠超過了普通的個人計算機，例如色譜質(zhì)譜儀。如今的大多數(shù)智能儀表都已經(jīng)不是簡單的硬件實體了，它們通常都配置了較為全面的軟件和硬件系統(tǒng)。由于智能儀表具備單片機和內(nèi)藏處理器的特征，所以它們在基本結(jié)構(gòu)上還存在一定的共同點。

二、智能儀表油氣廠工業(yè)自動化應(yīng)用中的特點

（一）系統(tǒng)具有較高的可靠性：智能儀表通常采用了性能比較可靠的總線式開放系統(tǒng)，其通常不會受到距離遠近、智能儀表數(shù)量的制約，而且用戶點數(shù)的增減也是隨意的，用戶僅需通過方便靈活的組態(tài)就能夠?qū)崿F(xiàn)。智能儀表作為各個環(huán)節(jié)的控制單元，通常需要以RS485作為整個系統(tǒng)的通訊總線，而且還采用了簡潔可靠的通訊協(xié)議，可以順利的在微機上進行相關(guān)儀表數(shù)據(jù)的操作。智能儀表具備了油氣廠工業(yè)自動化調(diào)節(jié)器的參數(shù)調(diào)節(jié)功能，其不僅可以通過儀表上的各種按鈕來實現(xiàn)，而且也可以借助計算機的儀表參數(shù)進行調(diào)節(jié)。計算機中所具有的各類報表、圖表格式、操作員級別管理、報表的管理、功能選擇以及數(shù)據(jù)的收集與管理等都需要相應(yīng)的工程師來完成。

（二）具有較強的自動化程度：智能儀表不僅可以順利的取代模擬式紀(jì)錄或人工紀(jì)錄，使各個環(huán)節(jié)都可以通過計算機的操作來完成，而且還能按照組態(tài)的內(nèi)容進行各類報表的自動生成，其自動化程度比較高。同時公司的管理人員也可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)對檢測點的情況、各參數(shù)的控制進行及時的了解和掌握，而且還能對一些誤差或異常現(xiàn)象進行糾正。除此之外，智能儀表還能依靠自身系統(tǒng)來對網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)的故障原因和位置進行及時的分析和掌握，從而確保網(wǎng)絡(luò)的正常運行。

（三）系統(tǒng)維護起來比較便利：智能儀表可以將相關(guān)的信息數(shù)據(jù)及時、準(zhǔn)確的傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控系統(tǒng)，對油氣廠工業(yè)自動化過程中出現(xiàn)的故障進行及時、有效的掌握、判斷和處理，從而避免故障的進一步惡化。然而傳統(tǒng)的開關(guān)柜則需要配備大量的模擬繼電器以及指針儀，給智能儀表的運送、裝配、儲層以及維修帶來了較大的不便，而且所有的環(huán)節(jié)幾乎全是依靠人工來直接完成，很難實現(xiàn)計算機的智能化管理，對于一些更加復(fù)雜的問題運行起來則變得更加困難。在油氣廠工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中采用智能儀表，可以將檢測到的機動化控制數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)介_關(guān)柜內(nèi)部。同時智能儀表還可以將相關(guān)數(shù)據(jù)順利的傳輸?shù)礁鱾€子控制單元之中，進行數(shù)據(jù)的調(diào)配、存儲以及轉(zhuǎn)換等，而且還可以通過光纖收發(fā)器將數(shù)據(jù)運輸?shù)揭蕴W(wǎng)之中，從而實現(xiàn)監(jiān)控室對所有環(huán)節(jié)的集中測量、監(jiān)控以及管理，便于對智能儀表系統(tǒng)的維護，進而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。

三、智能儀表技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展探討

（一）進一步提供系統(tǒng)的智能化程度：智能儀表所具備的智能化程度將會有效的表征其在各個領(lǐng)域中應(yīng)用的深度和廣度，如今我國各個行業(yè)所采用的智能儀表還處于初級階段，但是有些應(yīng)用場地和特殊工藝對其提出了更高的要求。然而目前的智能化理論，例如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波理論以及混沌理論等都具有一定的應(yīng)用潛能，但是其如何嵌入到智能儀表系統(tǒng)中還有待進一步的研究。

（二）智能儀表的可靠性能還有待進一步的增強：智能儀表運行過程中的可靠性和穩(wěn)定性一直是用戶比較關(guān)心的問題。隨著智能儀表體系的不斷創(chuàng)新，更高級的智能儀表在不久的將來會陸續(xù)的投入市場中，然而系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和可靠性已經(jīng)成為對其進行評價的三大指標(biāo)，其中可靠性是最為關(guān)鍵的指標(biāo)之一。如果智能儀表缺乏一定的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和可靠性，將會導(dǎo)致其很難在市場中存活。因此，在進行智能儀表設(shè)計和生產(chǎn)過程中，要對這三個方面給予高度的重視，尤其是可靠性。所以，智能儀表的可靠性就成為各大設(shè)計者競相追求的主要目標(biāo)。由于智能儀表在油氣廠工業(yè)自動化生產(chǎn)中的應(yīng)用，為智能儀表行業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的機遇和挑戰(zhàn)，不僅需要采取措施加強智能儀表的性能和精度，而且還要進一步提高儀表的通信能力，從而為該行業(yè)的發(fā)展以及企業(yè)的生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。

（三）相關(guān)功能還有待強化：目前，智能儀表在油氣廠工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用潛能還未被充分的挖掘出來，而且有些功能也就是剛剛嶄露頭角，有些比較先進的功能甚至還未被采納。引起這一現(xiàn)狀的主要原因是由于智能儀表控制系統(tǒng)的總體構(gòu)架完全疏忽了現(xiàn)場總線的技術(shù)優(yōu)勢，其不僅需要廠商和用戶之間建立長期的合作伙伴關(guān)系，從而借助短期發(fā)展實現(xiàn)長期效益，而且通過完善智能儀表+現(xiàn)場總線的整體構(gòu)架，可以對智能儀表進行有效的優(yōu)化，從而達到雙方共贏的目的。

四、結(jié)束語

綜上所述，社會的發(fā)展，技術(shù)的進步，加快了智能儀表在我國各個領(lǐng)域的發(fā)展，并且越來越多的科研機構(gòu)開始對其進行了深入的研究。自從智能儀表的出現(xiàn)，加快了油氣廠工業(yè)自動化的發(fā)展，其幾乎可以實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的讀取、傳輸、管理和保存，甚至可以完成一些人類所不能完成的工作，因此深受各個領(lǐng)域的喜愛。

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