工業儀表與自動化裝置在建筑智能化中的使用

劉剛 中海油氣（泰州）石化有限公司

一、工業儀表的發展

早在20世紀30年代就出現了工業儀表，最初只用于化工、石油煉制、熱能動力和冶金等連續性的熱力生產過程，因此稱為熱工儀表。機械式和液動式是當時工業儀表的主要結構形式，因儀表體積較大，只能實現就地檢測、記錄和簡單的控制。

20世紀80年代工業儀表的發展促進了工業生產的自動化，并已成為工業生產中不可缺少的自動化工具。計算機技術、微電子技術、信息處理技術和網絡通信技術等的發展與日俱進，對自動化儀表的革新產生了深遠的影響，已成為工業自動化儀器儀表發展的新的推動力，工業自動化儀表不僅能夠更高速、更靈敏、更可靠、更簡捷地獲取對象的全方位信息，而且完全突破了傳統的光、機、電的框架，朝著智能化、網絡化、總線化、開放性的方向發展。

二、工業儀表的種類

工業儀表的種類很多，按被測量生產過程的參數區分有溫度測量儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表、物位測量儀表、機械量測量儀表、流程分析儀器等；按其在工業生產過程的功能可分為檢測儀表、顯示儀表、調節儀表等。下面以建筑智能化系統常用的溫濕度儀表為例進行介紹。

（一）濕度變送器

面對環境資源的緊缺，節能是建筑智能化的主要任務之一。可以通過對濕度數據的采集，使得空調系統做出對應的輸出，從而達到節能的效果。RH-XU-D-T系列風道濕度變送器通過-HIH-5031-濕度敏感元件測量濕度，然后經過變送轉換為0～10V或4～20mA信號輸出。這個變送器本身具有濾除噪聲的功能，同時具有寬的電源供電DC18V～DC30V功能。這個濕度敏感元件能檢測5%～95%的濕度范圍，線性信號輸出。通過濕度變送器和室內智能空調系統的控制模塊以及其他必要環節的配合，實現節能減排這一功能。

（二）溫度傳感器

建筑智能化不僅要達到節能目標，還要讓用戶在環境中感受到舒適。TS-XX-B-系列室內溫度傳感器通過熱敏電阻-NTC、鉑電阻-PT-和鎳電阻等敏感元件來檢測溫度。敏感元件包括玻璃封裝的熱敏電阻是負溫度系數的溫度敏感元件，鉑電阻是-3851-規格的敏感元件和陶瓷封裝的鎳電阻傳感器。通過溫度傳感器，對溫度進行測量，并通過無線網關傳入集控室，通過分析數據，進行合理輸出，而這些過程都是通過對自動化裝置進行編程達到自動控制的目的。

三、自動化裝置的控制功能

（一）可編輯功能

對設備的不同輸出進行不同功能的控制，通過編程，結合CPU、網關等將輸出結果進行編程并下載，實現對工業設備的自動控制，解放勞動力。

（二）處理數據與輸出控制的功能

工業儀表對各個指標參數進行采集，傳輸給CPU等控制器，控制器對數據進行處理，然后根據處理結果輸出報警、啟停、過程調節等功能。

（三）數據記憶功能

對現場采集的數據，通過上位機進行記錄與分析，合理規劃并完善編程模塊，就可以對能源進行更合理的利用。對監控組態軟件進行組態，將工業儀表采集的數據按照設計好的組態畫面進行記錄。

四、工業儀表與自動化裝置在智能建筑中的應用

空調系統由現場執行器，參數測量變送器，現場直接數字控制器，人機交互界面WEMATICHMI，網關BR-50，BR-10，WEBTALK等設備構成。在上述設備基礎上，結合算法實現除傳統空調系統具有的功能外，還更加節約能源、更加智能。

利用WEBTALK對實時檢測數據進行畫面組態，溫濕度變送器通過采集現場數據，控制器通過畫面顯示實時數據，方便工作人員了解現場環境、對數據進行采集保留。實驗中主要利用溫濕度傳感器對空調的風道口、室內環境等的溫濕度進行測量，利用不同溫濕度對空調運行狀態進行調整。這樣便可以達到節能的目的，以免浪費不必要的電力資源。另外，還有無線人感檢測報表，可從報表中對人流量進行統計，通過人流量控制空調的運行狀態，高峰期之前空調提前運行，降低溫度，達到節約成本。

通過程序安裝，以及設置無線傳感器地址，可以將數據通過局域網傳送到上位機。利用WEBTALK程序建點，完成數據接收。進行組態畫面建立，利用所建點可以進行數字、文本、圖表等顯示實時數據（通過網頁鏈接的方式可以在畫面中顯示圖表）；也可以進行報警組態，因為可以通過無線網快速采集數據，以便更大可能地減少問題的出現和更快速地解決問題。利用WEBTALK軟件，管理者可以通過組態畫面，監控相應項目的實時動態、所有設備的運行狀態，不僅現場可以檢測，控制室也可以檢測，尤其酒店建筑，這一方面更為重要，后臺工作人員可以及時收到客人的下單情況。

樓宇建筑的中央空調耗能很大，本系統可以根據實際需要調節空調系統的運行，也可以基于實時反饋的運行數據對空調的運行狀態進行調整，實現最佳的溫度控制。系統可以對監控參數的歷史數據進行打印，為控制工程師提供優化控制的第一手數據，從而進行更合理、更節能的編程，達到節約能源的效果。大數據時代，數據的采集、傳輸與處理更為重要，在這方面，應該有更深入的研究。

五、結束語

工業儀表和自動化裝置的進一步發展和智能建筑的興起，使空調控制技術、新風換等技術越來越先進，現代化自控技術、計算機技術的進步，使樓宇控制系統的自控技術進入智能化控制的全新時代。對于行業設計人員來說，是機遇也是挑戰。未來的發展與自動化密不可分，科技進步推動工業儀表與自動化裝置的發展，這些設備的發展促進生產力的提高，一切都相輔相成。