智能自動(dòng)化儀表在煤化工行業(yè)的應(yīng)用

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1 智能儀表的特征和功能

1.1 特征

隨著科技和信息化技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用在工業(yè)之中，智能儀表是新技術(shù)應(yīng)用比較多的一種。但并不是所有高精尖的新技術(shù)都適合應(yīng)用在智能儀表中，因?yàn)樵礁呔獾募夹g(shù)代表著價(jià)格越貴，因此智能儀表的選擇需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和適用性。現(xiàn)階段，智能儀表主要依據(jù)市場(chǎng)的需求進(jìn)行制造生產(chǎn)，以保證滿足市場(chǎng)需求的性能和功能。目前，大規(guī)模應(yīng)用的智能儀表為了實(shí)現(xiàn)在惡劣環(huán)境中的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)中主要采取軟硬件的抗干擾措施和故障自動(dòng)檢測(cè)功能相互配合的思路，以保證智能儀表的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行[1]。

1.2 功能

主要有數(shù)據(jù)處理、可編程、記憶以及計(jì)算4 種功能。數(shù)據(jù)處理指的是在儀表測(cè)量裝置下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理問(wèn)題以及自檢自校的功能；可編程指的是通過(guò)控制技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中控制軟件編程取代智能儀表的硬件邏輯功能；記憶指的是通過(guò)芯片實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)信息以及處理信息的功能；計(jì)算指的是利用智能儀表中融入的微型計(jì)算機(jī)提高計(jì)算精度和計(jì)算效率的功能。

2 化工生產(chǎn)常見(jiàn)儀表的主要類型

2.1 溫度儀表

結(jié)合工程原理的差異，溫度儀表可分為壓力式溫度計(jì)、膨脹式溫度計(jì)、熱電偶和輻射高溫計(jì)等。常見(jiàn)膨脹式溫度計(jì)較多，如雙金屬溫度計(jì)。熱電阻、熱電偶、一體化溫度變送器等則需要經(jīng)過(guò)信號(hào)電纜等完成遠(yuǎn)傳控制和處理。熱電阻處理中，以便采用Cu、Pt 等半導(dǎo)體進(jìn)行制造，其工作原理主要是：金屬結(jié)合溫度變化而發(fā)生的改變。熱電阻則大部分借助鉑熱電阻進(jìn)行運(yùn)作。熱電偶包括冷熱兩端，經(jīng)由不同金屬的焊接，形成電勢(shì)差，包括金屬組分較多，如K、B、R、E 等，不同組分對(duì)應(yīng)不同的分度號(hào)。一體化變送器則是將熱電阻、熱電偶信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，最終形成4-20mA 的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)氣體溫度的測(cè)量。

2.2 壓力儀表

壓力儀表一般包括就地壓力表、遠(yuǎn)傳壓力變送器兩種。上述兩種形式的壓力儀表都具有防震性能。從轉(zhuǎn)換原理出發(fā)，壓力儀表還可分為液柱式、電氣式、活塞式、彈性式，在進(jìn)行壓力儀表的選擇中，首先，要充分考慮工藝環(huán)節(jié)對(duì)壓力檢測(cè)的要求、檢測(cè)物質(zhì)物性特點(diǎn)。在結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件等進(jìn)行儀表種類的分析，保證儀表選擇中充分考慮量程、型號(hào)、精度等要素。一般而言，普通環(huán)境下可采用壓力表范圍較大。氯硅烷介質(zhì)條件下，必須選擇隔膜壓力表，盡量借助遠(yuǎn)傳處理控制[2]。

2.3 液位計(jì)

液位檢測(cè)儀表包括：壓差液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、射頻導(dǎo)納物位計(jì)等。在氯硅烷等腐蝕性介質(zhì)的液位測(cè)量中，需采用磁致伸縮液位計(jì)。雷達(dá)液位計(jì)主要應(yīng)用在固體、固液混合物中，如硅粉儲(chǔ)罐的物位測(cè)量處理。在進(jìn)行非腐蝕物質(zhì)的測(cè)量中，多采用壓差式變送器。物位測(cè)量?jī)x表從工作原理角度出發(fā)，可分為下述幾類：直讀式、電磁式、浮力式等、光學(xué)式等。在進(jìn)行非接觸液體的測(cè)量中，一般不建議采用磁致伸縮液位計(jì)，原因在于該液位計(jì)屬于浮力式液位計(jì)。

3 智能自動(dòng)化儀表在煤化工行業(yè)中的應(yīng)用

3.1 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自主記憶和儲(chǔ)存

傳統(tǒng)的化工儀表在進(jìn)行數(shù)據(jù)記憶時(shí)會(huì)存在許多欠缺之處，記憶區(qū)間比較有限，同時(shí)不能對(duì)更加復(fù)雜的信息進(jìn)行存儲(chǔ)。采用智能自動(dòng)化儀表可以解決上述問(wèn)題。在儀表中有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存芯片，可以對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行記憶和存儲(chǔ)。

3.2 利用網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展多元化控制

智能自動(dòng)化儀表在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)多元化控制，使數(shù)據(jù)能夠得到高效采集，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的測(cè)量和檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化轉(zhuǎn)換。智能自動(dòng)化儀表可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制，及時(shí)將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效傳輸，為工作人員提供有效的參考依據(jù)，保證煤化工生產(chǎn)順利進(jìn)行。

3.3 進(jìn)行全面自動(dòng)化監(jiān)控

智能自動(dòng)化儀表在煤化工生產(chǎn)中可以實(shí)現(xiàn)全面的自動(dòng)化監(jiān)控。由于煤化工控制工作比較復(fù)雜，因此，在各個(gè)控制系統(tǒng)開(kāi)展工作的過(guò)程中，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與傳輸，保證數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)及時(shí)得到更新。由于控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)的工作各自獨(dú)立，為實(shí)現(xiàn)更好的隔離，一般是采用符合電力系統(tǒng)二次防護(hù)要求的網(wǎng)絡(luò)安全物理隔離措施，這樣就可以保證傳達(dá)到系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、單向傳輸[3]。

4 智能儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 儀器儀表將會(huì)更進(jìn)一步的智能化

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，智能儀器儀表中的軟件技術(shù)逐漸地優(yōu)化了傳統(tǒng)儀器儀表的性能與結(jié)構(gòu)。智能儀器儀表的產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)了代碼的自動(dòng)生成，節(jié)省了更多的人力、財(cái)力及物力的使用，大大的減輕了工作人員繁重的工作任務(wù)。儀器儀表更進(jìn)一步的智能化還會(huì)使程序及應(yīng)用的維護(hù)更加的方便。

4.2 實(shí)現(xiàn)更快、更強(qiáng)、更節(jié)能的目標(biāo)

與傳統(tǒng)的儀器儀表相比，智能儀器儀表將會(huì)在未來(lái)時(shí)期內(nèi)資源需求大、物理成本消耗高等的問(wèn)題上進(jìn)行不斷地改進(jìn)與優(yōu)化。在對(duì)促進(jìn)環(huán)境保護(hù)的前提下，提高檢測(cè)的效率；在智能化的技術(shù)上，突破對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)測(cè)控量的控制，通過(guò)自動(dòng)化檢測(cè)形成高效與科學(xué)的測(cè)控系統(tǒng)，消除由于人為原因帶來(lái)的誤差，使智能儀器儀表可以實(shí)現(xiàn)更快、更強(qiáng)、更節(jié)能的目標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，工業(yè)現(xiàn)代化步伐加快，各個(gè)工業(yè)企業(yè)逐步改變了傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)模式，儀表自動(dòng)化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，能夠在生產(chǎn)中充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但是，隨著自動(dòng)化、智能化技術(shù)等的快速發(fā)展，儀表自動(dòng)化技術(shù)還有著一定的技術(shù)發(fā)展空間，在未來(lái)需加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與引進(jìn)。