自動化儀表技術探析

付偉慧

摘 要：科技發展與進步，全面推動了自動化發展，自動化儀表的創新應用，在各行各業均發揮了重要的作用，一個企業生產能力高低，要從自動化應用層次上體現出來，自動化水平已成為衡量行業現代化水平的顯著標志。儀表是電氣工程自動化控制的主要部分，在電氣系統中也實現了普遍推廣，當前我國的儀表自動化技術已經越來越成熟，滿足了大生產需求。文章主要通過對電氣工程技術原理進行分析，全面評估自動化儀表在電氣工程中應用的效果。

關鍵詞：自動化儀表；工作原理；維護

中圖分類號：TH86 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）13-0154-02

Abstract： The development and progress of science and technology have promoted the development of automation in an all-round way. With the innovation and application of automation instruments， it has played an important role in all kinds of industries. The production capacity of an enterprise should be reflected from the level of automation application. Automation level has become a significant indicator to measure the modernization level of the industry. The instrument is the main part of the electrical engineering automation control， and it has been widely popularized in the electric system. At present， the instrument automation technology in our country has become more and more mature， which meets the needs of large-scale production. Through the analysis of the technical principle of electrical engineering， this paper comprehensively evaluates the effect of the application of automatic instrument in electrical engineering.

Keywords： automatic instrument； working principle； maintenance

現代科技不斷發展與進步，生產自動化程度越來越高，隨著自動化水平的提升，各行各業均實現了快速發展，企業現代化與否，與自動化普及程度有直接關聯，通過自動化應用，大大減少了生產成本，保證了生產運行穩定，自動化應用大大推動了企業現代化進程。

1 自動化儀表工作原理

自動化儀表是現代生產離不開的重要組成部分，自動化儀表是自動化控制系統最主要的核心，根據結構主要包括三個方面。三個部分有機地結合，缺一不可。

1.1 傳感器

傳感器是自動儀表主要部件，通過物理方法或化學方法對檢測物進行模擬量檢測，形成數據，是自動化儀表最重要的部件。

1.2 變送器

變送器主要是通過轉化，使傳感器測量得到的所有模擬信號進行有機轉變，形成4～20mA電流信號后，再通過設備進入編程控制器，形成分析數據，并導出參數，為儀表自動控制提供參照。

1.3 顯示器

直觀的說，顯示器就是把數據進行顯示，讓人們能夠直觀的看到運行情況。顯示器有著良好的性能，需要將測量結果直觀顯示，這樣，現場操作人員或者遠程控制人員就能夠根據所顯示的結果，對設備運行情況進行分析。

2 選用自動化儀表原則

隨著技術不斷發展，當前，自動化儀表品種較多，類型較多，只有根據生產情況合理選擇使用，才能正確選用儀表，確保生產順利安全。選擇儀表時，需要把握好三個原則：

2.1 實際的原則

選擇儀表時一定要實事求是，根據自身生產實際科學選擇，要對生產廠商進行比對，選擇資質好、信譽高的廠商，不要輕信廠商宣傳效果，更不能為利所圖，單純相信廠商對儀表技術指標的夸大其詞，要根據自身發展需求，更改分析，科學選擇，保證各部分對數符合生產需要，盡量選擇大品牌廠商產品，這樣才能保證質量，確保生產安全可靠。

2.2 按需原則

自動儀表使用范圍比較廣泛，在不同的行業均有廣泛應用，如果是用于商務計量、貿易核算等則需要保證準確度，性能上不能降低，工控系統檢測、監控則可以適當降低標準，需要根據當前需要合理進行選擇，避免出現計算為精準的事故。石化公司對流量計的選擇，主要是用于貿易結算，如果精度不夠，很容易引起社會矛盾，此時一定要選取指標高的，按需選擇是一個重要原則。

2.3 經濟原則

儀表選擇不能只照顧精度，還要看其自身造價，要通過對自身經濟指標的全盤考慮，合理科學的進行選擇，特別是一些儀表需要后期維護，更要在后期使用上多考慮，避免出現投入浪費，出現維修則需要大面積停產，此時就會出現經濟損失，在長期使用中，還要充分考慮節能環保需要，保證長遠利益。

3 自動化儀表維護相關措施

自動化儀表大量應用到各行各業，特別是在化工、石化、鋼鐵、造紙、食品、醫藥、電力、煤礦等行業，使用到大量的自動化儀表，通過自動化控制，保證生產的連續性與穩定性。各行對自動化水平要求越來越高，對生產的檢測越來越精細，如果自動化儀表不夠精準，則會造成生產損失，同時也會引發社會問題。因為在各種生產過程中，需要對產品進行檢測、對質量進行控制、對流程需要管理，各種檢測、控制、管理非常復雜，只靠人的力量是無法完成的，只有通過自動化儀表的精準控制，才能掌握全過程，對事故進行精準判斷，及時有效的處理好生產中的故障，確保生產效能，為了保證生產連續性，則需要不斷提高儀表維護能力，避免出現儀表故障，不斷加強自動化儀表維護尤為重要。

3.1 充分考慮生產工藝特點做好維修維護

在生產過程中，生產完全實現了管道化、流程化、全封閉化，特別是對生產能力較高的企業，其生產全過程為自動化控制與管理，工藝操作、產品檢測等均需要儀表做保障，儀表與產品質量密切相關，為了保證產品質量，相關操作人員通過檢測儀表顯示保證各類生產工藝參數符合設計標準，諸如反應溫度、物料流量、容器壓力和液位、原料的成分等來判斷工藝生產是否正常，產品的質量是否合格，根據儀表指示進行加量或減產，甚至停產。如果觀測到儀表指示異常，比如生產過程中，突然出現指示偏高、偏低、不變化、不穩定等情況時，則表明生產不穩定，此時則需要對生產流程進行校正。受影響主要有兩方面因素，一是工藝因素，儀表正確反映出工藝異常情況；二是儀表因素，由于儀表故障而導致工藝參數指示與實際不符。兩種因素同時起作用，則很難對流程進行控制，要通過科學的分析，找到故障點位，預防并消除故障。進行現場儀表故障分析時，一定要特別注意被測控制對象和控制閥特性是否出現變化，要時刻掌握好現場情況，任何一個環節出現問題，均會影響到儀表功能，所以要綜合考慮、仔細分析，才能檢查出主要成因，確保儀表正常運行。

3.2 從自動化儀表本身考慮做好維護

自動化儀表的功能就是精準測量，相關維護人員需要從儀表自身考慮，全面做好儀表的維護。儀表維護人員要了解儀表性能與原理，日常做好經驗總結與提高，從根本上提升儀表故障判斷能力、提高儀表維護水平，相關人員不斷學習，掌握好儀表原理、結構、性能特點，對各部件要充分熟悉，特別是要對不同的儀表工藝生產中每一個環節要掌握，把握好工藝流程、工藝介質、設備特性等方面的知識，由此，提高維護能力。智能儀表主要是通過使用超大規模集成電路來實現運行，通過嵌入相關的系統軟件，使各部位能夠協調作業，滿足監測需要，一般情況下，會通過輸入信號非線性補償、零點錯誤、溫度補償、故障診斷等，對整體生產流程進行有效控制，完成工業流程監測，相關控制系統既統一又分散。智能傳感器集成了傳感器、智能儀表全部功能，通過整體控制，使系統就得更加簡便，實現了自動化操作與控制，只有掌握了自身情況，才能做好儀表的維護，使復雜的系統就得更加簡便。

3.3 考慮自動化儀表參數測量做好維護

現場儀表進行測量時，其參數主要是對溫度、壓力、流量、液位、分析等的提取，通過對五大參數的反映，全面體現生產過程情況。我們可以根據工藝參數差異性，有效分析不同現場位置的故障點位。要想全面做好現場分析，則需要全面深刻的了解相關儀表系統生產工藝、制造流程、技術參數等，掌握好儀表系統設計選型、設計意圖，并熟知儀表系統結構、特點。為了保證現場分析精確，需要對以往維護情況進行了解，可以通過現場問答，了解生產負荷及原料參數變化情況，了解儀表測量介質密度情況，掌握管線壓力及溫度變化情況，以此變化為基礎，分析儀表測量趨勢變化走向，明確故障點。要正確看待儀表現場所表現的情況，如果儀表記錄曲線是死線，死線主要就是指沒有變化的線，則可能是儀表不工作，如果記錄曲線原來有一定的層次波動，運行期間突然中斷，形成了一條直線，那么故障可能是儀表自身測量出現的問題。要隨時掌握好儀表的變化工藝參數，發現記錄曲線發生突變或跳到最大或最小，此時的故障也常在儀表系統上。曲線毫無規律，而通過手動操作也無法控制的，則可能出現的故障在操作系統上。儀表外部顯示出現異常，可以通過以往對比，查看顯示值是否正常，現場檢查同一直觀儀表指示值差別很大，就說明儀表系統存在故障。要時刻注意到被測對象和控制閥特性是否存在差異與變化，任何一個部位出現問題，均容易導致系統故障，只有全面從現場儀表系統和工藝操作系統兩個方面進行全盤考慮，才能確保儀表維護效果，確保儀表工作穩定安全。

3.4 考慮自動化儀表使用情況進行維護

自動化儀表在使用中，造成故障的因素較多，儀表出現問題不是偶然的，任何故障的出現，均需要一個漫長的過程，只要合理科學的控制好過程，及時發現問題，才能提前發現故障點，做好有效維護。自動化儀表從生產到使用需要一個過程，比如設計、選型、采購、安裝、使用、故障、修理、報廢、換新等，任何一個過程均會出現問題。需要做好前期控制，確保自動化儀表設計、選型、采購、安裝科學合理，保證前期品質的同時，還要控制好使用過程，操作是否按照規程、維護是否考慮符合原理，對儀表使用壽命來說均是至關重要的。自動化儀表使用后期，往往故障頻發，如果多次出現同一故障，則壓根考慮是否更新，滿足生產需求。

4 結束語

隨著自動化儀表在各行各業的應用越來越廣泛，其故障頻率也隨之增高，所以只有從生產、使用、維護等進行全程控制，才能確保儀表功能正常，發揮儀表作用，滿足企業生產需求。

參考文獻：

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