機械工程自動化儀表裝置的應用研究

王帶領

摘要：隨著我國現(xiàn)代化建設的快速發(fā)展和現(xiàn)代自動化技術的不斷完善，自動化產品和技術在各行業(yè)中的地位和作用日益突出。自動化儀表裝置作為自動化產品的重要組成部分，在保證生產設備安全正常運行、避免安全事故上有著至關重要的作用，這就要求自動化儀表裝置具有極高的性能。本文在此重點探討了自動化儀表裝置在壓力表校準中的應用，旨在給相關企業(yè)提供一定的借鑒作用。

關鍵詞：機械工程；自動化儀表裝置；應用；壓力表校準

科學技術是第一生產力。隨著現(xiàn)代科學技術的快速發(fā)展，自動化技術在石油、冶金、熱電廠等工業(yè)中得到廣泛的應用，特別是自動化儀表，它不僅能保證生產過程的安全性和穩(wěn)定性，而且能提高生產效率，因此要加強自動化儀表裝置運行維護管理和校準。

自動化儀表裝置作為熱電廠等自動控制系統(tǒng)的重要組成部分，主要由傳感器、變送器和顯示器三部分構成。其中，傳感器主要是利用各種信號搜集模擬信息，變送器主要是將搜集到的模擬信號轉變?yōu)殡娏餍盘枺?至20mA），并發(fā)送至PLC（即可編程序控制器），顯示器主要是把最終結果顯示出來。總之，自動化儀表是自動化控制系統(tǒng)的關鍵所在。本文分為兩個部分，第一部分分析了機械工程自動化儀表裝置設計及安裝改進；第二部分主要探討了機械工程自動化儀表裝置的應用。

一、機械工程自動化儀表裝置設計及安裝改進

（一）機械工程自動化儀表裝置設計原則

一方面，選取合適的自動化儀表裝置。儀表裝置質量不僅關系到自身的安全運行和維修管理，而且還影響到監(jiān)測自動化系統(tǒng)運行質量，因此儀表技術人員要根據市場行情、工廠實際需要、經濟效益等多個方面選取合適的儀表裝置型號，如數字顯示報警儀，它的優(yōu)點是顯示直觀、性能穩(wěn)定、校準方便、經濟實惠等，為自動化監(jiān)測系統(tǒng)打下良好的基礎。另一方面，選擇最優(yōu)自動化監(jiān)測系統(tǒng)設計方案。自動化監(jiān)測系統(tǒng)設計安裝要遵循一定的原則：①簡單實用。根據實際需求設計出簡單、合適的系統(tǒng)方案，既能避免浪費，也便于運行維護管理；②自動化程度高。對工廠所有設備的溫度、電壓等參數進行在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題并處理；③經濟實惠。在選取最佳設計方案時，要從經濟效益和實用性出發(fā)，選取物美價廉的儀表裝置。

（二）自動化儀表裝置安裝

安裝作為保證自動化儀表裝置質量的重要內容，要嚴格按照相關標準保證安裝質量。具體來說，在安裝自動化儀表裝置時，要按照儀表裝置安裝使用說明書結合實際現(xiàn)場合理安裝，保證儀表裝置自動化監(jiān)測系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，減少系統(tǒng)運行維護成本，增加經濟效益。此外，自動化儀表裝置安裝要注意以下幾點：①盡可能減少接線端子，避免因振動、腐蝕等造成故障，提高系統(tǒng)的安全性能；②測量溫度的保護管最好使用直性護管（未固定），便于拆裝，同時也便于更換；③通常情況下液位轉換電極選用絕緣軟線，如聚四氟乙烯。根據不同的現(xiàn)場情況實行不同的安裝方案，保證自動化儀表裝置安裝質量，為其安全運行打下良好的基礎。

二、機械工程自動化儀表裝置的應用分析

（一）儀表裝置自動化校準系統(tǒng)應用

儀表裝置自動化校準流程為：儀器預熱→儀器初始狀態(tài)設置，并對相關參數進行測量→數據信息分析→自動保存歷史數據并形成校準證書。具體來說主要如下：

第一，儀表裝置預熱。根據儀表安裝校準標準進行開機預熱工作，接著和488電纜等硬件設備連接起來，然后開啟系統(tǒng)，對電熱廠所要監(jiān)測設備的地址進行掃描，并根據地址確定相應的配置方案。

第二，儀表校準自動化系統(tǒng)初始設置。先進入系統(tǒng)測試主界面（其特點為簡單明了、實用），然后在初始化模塊界面上對被檢測的設備參數進行設置（主要是被測設備的GPIB地址，并確定其是否是第一次測試，避免因異常情況造成數據丟失），只需選擇校準、被檢測設備名稱即可。

第三，數據信息采集模塊。這一模塊的主要內容有儀器設備狀態(tài)設置、動態(tài)數據采集以及分析、測試數據保存等。系統(tǒng)管理人員根據實際工作需要結合人工測量標準，利用計算機網絡下載采樣時間、測量數值、功能選取、儀器設備初始值設置等功能模塊，同時也可根據相關說明書利用SCPI語言編程各功能模塊，自動完成儀器設備檢測、數據采集、分析以及保存等工作，且對不符合標準的數據用不同顏色標識出來，便于及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

第四，自動保存歷史數據并生成校準證書。工作人員在校準證書生成模塊上輸入被測量設備名稱及校準信息等，系統(tǒng)就會自動保存歷史數據并生成校準證書，為校準人員提供參考依據，并減輕工作負擔。

（二）熱電廠主要自動化儀表應用

第一，測溫儀表。目前熱電廠使用的測溫儀表主要有熱電偶溫度計和熱電阻溫度計兩種。其中，熱電偶溫度計通常情況下是對鍋爐煙氣溫度、鍋爐汽包溫度和汽機主氣溫度等進行溫度測試，在這個過程中要對熱電偶溫度計進行全面的監(jiān)控，避免寄生電動勢現(xiàn)象發(fā)生，保證溫度測量的正確性。熱電阻溫度計主要用于500攝氏度以下溫度測量中，最低可達到零下200攝氏度以下。它主要由熱電阻、顯示儀表和連接導線構成，利用鉑熱電阻等溫度變化而得知被測設備的溫度。它通常情況下主要用于循環(huán)水溫、電機軸承溫度等低溫環(huán)境中。在這個過程中，要注意以下幾點：①最好采取三線制連接方式，避免受到環(huán)境的影響；②保證線路電阻符合標準值，且熱電阻工作電流要在規(guī)定值以下，減小誤差。

第二，測壓儀表。目前熱電廠中使用比較多的測壓儀表有膜盒微壓計、波紋管壓力計以及擴散硅式壓力變送器等。其中，膜盒微壓計主要用于送風系統(tǒng)、尾部煙道等壓力測量，波紋管壓力計主要用于鍋爐蒸汽壓力測量；而擴散硅式壓力變送器利用集成電路技術，測量壓力轉換精確度較高，主要是對高壓蒸汽進行壓力測量。

第三，流量儀表。目前電熱廠中常見的流量儀表有容積式流量計、差壓式流量計和微機型數字流量計。其中，容積式流量計（如旋轉活塞式流量計等）主要用于鍋爐燃油流量測量中，利用儀表殼中的轉子來確定流量大小，如果流量大，那么轉子轉速快。差壓式流量計主要用來測量鍋爐蒸汽的流量，其工作原理是通過流體流動產生差壓，而差壓與其流速有對應的關系，然后計算出流量。微機型數字流量計具有在線監(jiān)控、保存及預警、功能強大等特點，已成為熱電廠自動化儀表應用的必然趨勢。

第四，物位儀表。目前電熱廠中物位儀表主要有電容式物位傳感器和超聲波物位傳感器等。其中，電容式物位傳感器具有操作簡單、自動靈活等特點，主要用于清水池、水箱等液位測量。超聲波物位傳感器的工作原理是通過在粉體表面發(fā)射超聲波，然后經過反射由傳感器接收，接著根據超聲波往返時間計算出粉體表面與傳感器之間的距離。

（三）自動化儀表裝置應用于壓力表校準

壓力表作為電熱廠等大型工業(yè)中的重要設備，在保證安全生產上有著不可或缺的作用，因此加強壓力表校準是十分必要的。

第一，在線自動校準預期。在線自動校準預期是儀表自動化監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，在保證儀表裝置與實際生產流程計量相一致、減少儀表裝置運行維護成本上有著十分重要的意義。在進行在線標準預期時，根據現(xiàn)場所有壓力儀表裝置選取合適的預期參數，如某熱電廠的校準壓力在0至10000帕之間，對比精確度在1.6%至1.7%之間。則在線自動校準預期目標就是保證壓力儀表安全有效運行，且有兩種方案，比較常用的一種是實用型，另一種是比較理想化的校準對比，在實際工作中使用較少。

第二，做好校準準備工作。在利用自動化儀表裝置系統(tǒng)對電壓表進行校準前，要準備好相關材料：一是打孔器。選取適合具體儀器設備的專用打孔器；二是標準表。根據現(xiàn)場自動化儀表裝置相關標準確定標準表的精確度和量程；三是校準對比記錄。利用儀表自動化校準系統(tǒng)對每一次測量的數據記錄進行對比分析，不僅可以掌握儀表裝置的工作狀態(tài)，而且可以及時發(fā)現(xiàn)問題并進行相應的維護管理。

第三，注意事項。主要是校準路線選取問題，以儀表裝置地址為依據，選取適合的巡檢線路，一天要巡檢兩次以上，且在檢查時特別要注意關閉氣源，且要把過濾器減壓閥接頭給擰開，不僅能及時發(fā)現(xiàn)問題，而且可以避免不必要的損失。此外，在拆卸孔板、儀表裝置等設備時，要特別注意放置方向，同時在安裝時要嚴格按照說明書等要求執(zhí)行，保證儀表裝置的正常運行。

結束語

自動化儀表主要是對工廠中電壓、電流、溫度等進行精細的測量，保證工廠生產過程的安全性和質量，在工業(yè)生產中有著至關重要的作用，隨著現(xiàn)代化技術的不斷發(fā)展，自動化儀表在工業(yè)中的應用越來越廣泛。廠家要設計生產出質量高、相對簡單且技術含量高的儀表設備，同時加強自動化儀表測試校準技術開發(fā)，不僅可以降低自動化儀表校準時間和成本，而且可以為企業(yè)生產設備提供數據參考，保證生產的安全性和效率，促進企業(yè)經濟穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

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