控制儀表的應(yīng)用與發(fā)展核心探索

張?zhí)?/p>

摘 要：在21世紀的信息時代，控制儀表裝置充分融合了自動化技術(shù)、人工智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，其功能日趨智能化與自動化，應(yīng)用效果更為良好。目前，智能化控制儀表已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、天然氣、石油等各個行業(yè)，本文將以天然氣控制儀表為例，系統(tǒng)分析控制儀表的應(yīng)用與發(fā)展，希望能為控制儀表系統(tǒng)設(shè)計工作提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：天然氣控制儀表;應(yīng)用;發(fā)展

目前，各城市最常用的天然氣控制儀表當屬IC 卡智能燃氣表，這種控制儀表兼具成本低廉、付費方式便利和技術(shù)成熟等優(yōu)勢。本文將簡單概括天然氣控制儀表系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)論述天然氣控制儀表的應(yīng)用安全管理功能，并綜合探討如何推動天然氣控制儀表的發(fā)展與升級。

一、天然氣控制儀表系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)

當前頗為常用的IC 卡智能燃氣表是一種以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為重要依托的智能化控制儀表，組合結(jié)構(gòu)極為緊密，綜合性應(yīng)用功能良好。所謂的“物聯(lián)網(wǎng)”基本概念首次提出于上世紀末，其英文名為The Internet of Things，直譯為“物與物相連接的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)是將信息感知、傳遞、識別、分析、測控等功能均連接于互聯(lián)網(wǎng)平臺，從而實現(xiàn)信息智能化識別管理目標。從宏觀層次來看，物聯(lián)網(wǎng)的特征體現(xiàn)在三個方面：全面性感知，可靠性傳遞，做好設(shè)施處理。物聯(lián)網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)主要分為三層，分別是應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層，其中，應(yīng)用層的主要功能是智能應(yīng)用功能、環(huán)境監(jiān)測功能、工業(yè)監(jiān)控功能;網(wǎng)絡(luò)層的三大功能是信息識別功能、信息轉(zhuǎn)換功能和通信網(wǎng)絡(luò)功能;感知層是具備傳感器技術(shù)功能和短距離傳輸網(wǎng)絡(luò)功能。在信息時代，全球都在用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來交流信息、完成各種通信活動。從技術(shù)集成角度來看，物聯(lián)網(wǎng)這種集成技術(shù)融合了信息感知技術(shù)、信息識別技術(shù)、信息傳遞技術(shù)、信息分析技術(shù)和信息測控技術(shù)等優(yōu)勢。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，天然氣儀表設(shè)計行業(yè)也不例外，在此背景下，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托的天然氣控制儀表系統(tǒng)應(yīng)運而生。從整體結(jié)構(gòu)來分析，天然氣系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)包括三部分，分別是IC 卡智能燃氣表分支系統(tǒng)、前臺服務(wù)管理分支系統(tǒng)和后臺安全管理分支系統(tǒng)。此外，天然氣控制儀表系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺是 GSM無線公共通訊網(wǎng)絡(luò)平臺，在該平臺的支持下，天然氣控制儀表系統(tǒng)雙向通訊功能更為良好。廣大用戶可以用電腦、手機進行聯(lián)網(wǎng)，然后完成本戶燃氣表的充值，查詢?nèi)細庀M狀況，同時，在不受時間和地點控制的狀態(tài)下用電腦或者手機控制燃氣表的閥門開關(guān)。燃氣公司則可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)控燃氣儀表運行狀況做好各戶燃氣計量信息識別、分析與統(tǒng)計工作，根據(jù)計量結(jié)果自動進行計費、收費，準確實施燃氣通訊，科學管控整個燃氣系統(tǒng)，并與用戶進行信息交流，為用戶提供最優(yōu)服務(wù)。

二、天然氣控制儀表的應(yīng)用安全管理功能

近年來國內(nèi)城市燃氣工程建設(shè)規(guī)模得到了進一步的擴大，但在具體使用過程中，各類事故的發(fā)生概率依然相對較高。當前燃氣管道多位于密度大、工商業(yè)住宅比較集中的區(qū)域，一旦出現(xiàn)事故，必然會導致非常嚴重的經(jīng)濟損失和造成較大的社會負面影響。針對這一問題，天然氣公司賦予了控制儀表系統(tǒng)較為全面的安全管理功能。從基礎(chǔ)視角來看，執(zhí)行天然氣控制儀表安全管理工作的系統(tǒng)平臺是應(yīng)急管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是由地理信息系統(tǒng)、三維建模工具和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組合而成。其中，地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，英文簡稱 GIS）是一種存儲、分析、顯示和管理地理空間數(shù)據(jù)信息的軟件，該系統(tǒng)主要功能包括實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的可視化、存儲數(shù)據(jù)信息、做好空間分析等，將該系統(tǒng)應(yīng)用于天然氣應(yīng)急系統(tǒng)中能夠?qū)θ細夤艿赖倪\行進行全方位監(jiān)測與分析，及時發(fā)現(xiàn)潛在的風險因素。三維建模工具 sketchUp是一套3D 繪圖軟件，能夠驅(qū)動天然氣應(yīng)急系統(tǒng)構(gòu)建完善的三維模型，并通過模型分析了解控制儀表和燃氣管道運行狀況。而且，sketchUp 具備豐富的網(wǎng)絡(luò)模型資源，工作人員可以根據(jù)實際需求選擇直接調(diào)用、插入和修改三維模型。目前，天然氣應(yīng)急系統(tǒng)主要包括三種數(shù)據(jù)庫——空間數(shù)據(jù)庫，模型數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，這三種數(shù)據(jù)庫功能各異，互相作用，從而能全面監(jiān)測燃氣管網(wǎng)的運行狀況。

三、推動天然氣控制儀表的發(fā)展與升級

進一步提高天然氣控制儀表應(yīng)用效果，必須充分借助智能化集成管理技術(shù)全面推動天然氣控制儀表的發(fā)展與升級，不斷改善控制儀表數(shù)據(jù)采集處理功能，用LoRa 技術(shù)做好測控組網(wǎng)工作，同時，促進集中器和管理中心的有效對接，運用GPRS 無線通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)智能化控制儀表系統(tǒng)運行狀況的全方位監(jiān)控，這樣能夠從多重角度降低儀表的電池電能消耗。與此同時，要為控制儀表配備智能化執(zhí)行器、智能化變送器與數(shù)字調(diào)節(jié)器，適當擴展量程，不斷提升控制儀表的精度與智能化控制效果。其次，要充分借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和遠程安全監(jiān)控技術(shù)全面優(yōu)化燃氣用戶端管理功能，使工作人員能通過運行后臺安全監(jiān)督管理系統(tǒng)來實現(xiàn)遠程用戶燃氣表的安全打開與關(guān)閉。經(jīng)過改善后的報警器在發(fā)現(xiàn)異常狀況后會立刻將信息傳遞給燃氣公司與用戶，以此降低燃氣事故的損失。另外，應(yīng)注重健全物聯(lián)網(wǎng)控制儀表管理系統(tǒng)，將系統(tǒng)運行監(jiān)督工作、燃氣資源傳輸工作、用氣方案制定工作、裝表工作和用戶檔案質(zhì)量管理工作統(tǒng)一歸入燃氣費用核算管理系統(tǒng)之中。

結(jié)束語：

綜上所述，發(fā)揮天然氣控制儀表的應(yīng)用價值，提高控制儀表應(yīng)用效果，必須充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能化技術(shù)、自動化技術(shù)等各種先進技術(shù)全面優(yōu)化控制儀表數(shù)據(jù)采集處理功能和安全應(yīng)用功能，為控制儀表配備智能化執(zhí)行器、智能化變送器與數(shù)字調(diào)節(jié)器，適當擴展量程，不斷增強控制儀表的精度。此外，應(yīng)充分借助遠程安全監(jiān)控技術(shù)做好控制儀表運行監(jiān)控工作，同時，應(yīng)注重健全物聯(lián)網(wǎng)控制儀表管理系統(tǒng)，以便于做好燃氣能耗記錄工作和費用核算工作。

參考文獻：

[1]王永勝.智能儀表技術(shù)及工業(yè)自動化應(yīng)用發(fā)展探討[J].自動化博覽.2008.

[2]胡江坤，唐宏成，付晶等.基于 GPRS 網(wǎng)絡(luò)的燃氣表無線遠程智能抄表系統(tǒng)[J].電子科學技術(shù)，2017，4（ 5） ：117-121.

[3]趙群，張翔，謝素珍等.自動化儀表與控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2007.

[4]沈曉東，高立鴻.燃氣遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)備標準及安裝、驗收技術(shù)[J].城市燃氣，2012（ 2） ： 11-16.