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[關鍵詞]自動化儀表 計算機控制系統 嵌入式

中圖分類號：TQ056 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）01-0065-01

隨著技術的進步和人工智能的發展，設備中自動化儀表控制系統的地位越來越重要，嵌入式微計算機的應用改變了自動化儀表的結構概念和設計觀點，對系統發展也產生了較大影響。

1 自動化儀表控制系統的簡要介紹

自動化儀表控制系統是一個設備的神經中樞，發揮對設備是否正常運轉進行監測的作用，也可以為調整設備的基本技術參數提供參考。自動化儀表主要是由一些自動化元器件組成的，具備十分完善的自動化功能的一種技術工具。它通常同時具備好幾種功能，比如測量或者記錄、顯示、控制以及自動報警等。自動化儀表通常包括：流量、壓力、溫度等各種儀表、校驗儀表的壓力、熱工、標準等各種校驗儀表、還有就是數控、流量等儀表普遍用于石化、冶金、電力、科學研究以及國防等領域的自動化控制。自動化儀表控制系統是工業自動化系統的組成部分之一，自動化儀表發揮了對信息進行轉換的作用，可以將輸入信號轉變為輸出信號。信號能夠根據時間域或者頻率域進行表達，傳輸的信號能夠調制成連續性的模擬量或者是斷斷續續的數字量模式。

2 自動化儀表的總線化發展趨勢

過程控制系統自動化中的現場設備通常稱為現場儀表。現場儀表主要有變送器、執行器，在線分析儀表及其它檢測儀表。現場總線技術的廣泛應用，使組建集中和分布式測試系統變得更為容易。然而集中測控越來越不能滿足復雜、遠程及范圍較大的測控任務的需求，必須組建一個可供各現場儀表數據共享的網絡，現場總線控制系統（FCS）正是在這種情況下出現的。它是一種用于各種現場智能化儀表與中央控制之間的一種開放、全數字化、雙向、多站的通信系統。目前現場總線已成為全球自動化技術發展的重要表現形式，它為過程測控儀表的發展提供了千載難逢的發展機遇，并為實現進一步的高精度、高穩定、高可靠、高適應、低消耗等方面提供了巨大動力和發展空間。同時，各現場總線控制系統制造廠家為了使自己的現場總線控制系統（FCS）能得到應用，紛紛推出與其控制系統配套的具有現場總線功能的測量儀表和調節閥，形成了較為完整的現場總線控制系統體系。總而言之，總線化現場儀表功能豐富，在FCS中，幾乎不存在單一功能的現場儀表。

3 自動化儀表的網絡化發展趨勢

現場總線技術采用計算機數字化通信技術，使自動控制系統與現場設備加入工廠信息網絡，成為企業信息網絡底層，可使智能儀表的作用得以充分發揮。隨著工業信息網絡技術的發展，有可能不久將會出現以網絡結構體系為主要特征的新型自動化儀表，即IP智能現場儀表，如：基于嵌入式Internet的控制網絡體系結構，其特點是：首先Ethernet貫穿于網絡的各個層次，它使網絡成為透明的，覆蓋整個企業范圍的應用實體。它實現了真正意義上的辦公自動化與工業自動化的無縫結合，因而我們稱它為扁平化的工業控制網絡。其良好的互連性和可擴展性使之成為一種真正意義上的全開放的網絡體系結構，一種真正意義上的大統一。因此，基于嵌入式Internet的控制網絡代表了新一代控制網絡發展的必然趨勢，新一代智能儀表一IP智能現場儀表的應用將越來越廣泛。

4 自動化儀的開放性的發展趨勢

現在的測控儀器越來越多采用以WindoWS/CE、Linux、VxWork等嵌入式操作系統為系統軟件核心和高性能微處理器為硬件系統核心的嵌入式系統技術，未來的儀器儀表和計算機的聯系也將會日趨緊密。Agilent公司表示儀器儀表設備上應當具備計算機的所有接口，如USB接口、打印機接口、局域網網絡接口等，測量的數據也應通過USB接口存儲在可移動存儲設備中，使用這樣的儀器儀表設備和操作一臺簡易電腦簡直是如出一轍。齊備的接口可連接多種現場測控儀表或執行器設備，在過程控制系統主機的支持下，通過網絡形成具有特定功能的測控系統，實現了多種智能化現場測控設備的開放式互連系統。

5 自動化儀表控制系統的發展方向

自動化儀表技術也隨著科技的發展而發展，對于儀器儀表有了更高的標準與要求。儀器儀表今后的發展方向是充分運用全新的工作原理以及選擇全新的材料和元件，比如運用超聲波、X射線、微波、遠紅外線、核磁共振成像以及激光等原理，運用不同的半導體敏感元器件、集成光路與電路、光導纖維等等。其最終目標是使得儀器儀表更加小型化，重量更輕、生產成本不斷降低以及更加有利于使用和維修等。此外，運用微機使得儀器儀表的性能不斷增強，使得儀器儀表的自動化與智能化程度以及處理數據的能力進一步提高。從而實現儀器儀表不但可以供單項使用，并且可以通過標準接口以及數據通道和計算機有效結合，構成不同的測控管理工作的綜合系統。

5.1 分布式控制系統的發展方向

分布式控制系統為一種全新的計算機控制系統，它是基于集中式控制系統逐步發展與演變出來的。它是主要由一個過程控制級以及過程監控級所構成的利用通信網絡作為其紐帶的系統，將現代計算機技術、現代通信技術、現代圖形顯示技術以及現代控制技術即4C技術進行綜合，其指導思想是集中操作與分散控制與集中操作、分級管理以及配置靈活等。

5.2 開放性控制系統的發展方向

當前的測控儀器愈來愈多使用嵌入式的操作系統核心軟件以及性能非常高的微處理的核心硬件系統的嵌入式系統技術，今后的儀器儀表以及計算機之間的相互聯系也會變得更加緊密，安捷倫公司認為儀器儀表等相關設備上都應該具有計算機的全部接口，比如打印接、UBS、局域網網絡等各種接口等，測量的結果也應當利用UBS接口保存到移動硬盤等可移動存儲設備中去，使用該設備就像操作一臺計算機一樣，接口齊全的話可以將現場的各種測控儀表或者相關執行器設備連接起來，在過程控制系統的主計算機的支持下，利用網絡形成具備特定功能的測量與控制系統，從而達到了對多種智能化現場測量與控制設備進行開放式的相互連接。

5.3 網絡化控制系統的發展方向

現場總線技術通過數字化的通信技術，從而使得自動控制系統和現場的相關設備連接到企業的信息網絡，當作企業信息網絡的底層，可以有效發揮智能儀表的作功能。由于工業信息網絡技術的快速發展，在不久的將來可能會產生以網絡結構體系為主的全新的自動化儀表，也就是IP智能現場儀表，比如建立在以嵌入式互聯網為基礎的控制網絡體系結構，其基本的特點是：Ethernet將貫穿到網絡的每一個層次，從而使得網絡變得更加透明，覆蓋到企業全部的運用范圍從而達到了實質意義上人工辦公和工業自動化辦公的完美融合，所以可以稱之為扁平化的工業信息控制網絡，其優良的互連性以及可擴展性使得該系統成為實質意義上的一種完全開放式的網絡體系結構，從而實現了實質意義上的大統一。

現代自動化儀表的智能化技術不但改變了儀表本身的性能，還影響到了控制網絡的體系結構，它不再是功能單一的同定結構，其適應性越來越強，功能也越來越豐富相信新一代的智能化儀器儀表將在計算機網絡技術支持下在各行各業得到越來越廣泛的應用。

參考文獻

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關鍵詞：自動化系統；自動化儀表；儀表系統；常見故障；分析

一、對化工自動化儀表的認識及分類

隨著現代科技的進步，自動化控制系統得到了越來越廣泛的應用，自動化水平已成為衡量各行各業現代化水平的一個重要標志。自動化檢測儀表系統是自動化控制系統中重要子系統之一，一般的自動化檢測儀表主要由傳感器、變送器、顯示器三個部分組成，這三個部分有機地結合在一起，缺少其中的任何一部分，都不能稱為完整的儀表。化工自動化儀表分類方法很多，根據不同原則可以進行相應的分類。按儀表所使用的能源分類可以分為氣動儀表、電動儀表和液動儀表；按儀表組合形式可以分為基地式儀表、單元組合儀表和綜合控制裝置；按儀表安裝形式可以分為現場儀表、盤裝儀表和架裝儀表；根據儀表有否引入微處理機器可分為自動化儀表與非自動化儀表；根據儀表信號的形式可分為模擬儀表和數字儀表等。儀表覆蓋面比較廣，任何一種分類方法均不能將所有儀表分門別類地劃分開來。

二、 化工生產過程中自動化儀表系統故障的判斷思路。

自動化儀表常見故障從大的方面主要可以分為以下幾類：第一，化工自動化儀表自身質量問題。第二，化工自動化儀表安裝問題。 第三，化工自動化儀表的操作問題。由于化工生產操作具有管道化、流程化、全封閉等特點，尤其是現代化的企業自動化水平很高，工藝操作與檢測儀表密切相關，操作人員通過檢測儀表顯示的各類工藝參數，諸如溫度、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以及產品的質量是否合格，根據儀表指示進行加量或減產，甚至停車。儀表指示出現異常現象（指示偏高、偏低、不變化、不穩定等）本身包含兩種因素：一是工藝因素，儀表正確地反映出工藝異常情況；二是儀表因素，由于儀表（測量系統） 某一環節出現故障而導致工藝參數指示與實際不符。這兩種因素總是混淆在一起，很難馬上判斷出故障到底出現在哪里。儀表維護人員要提高儀表故障判斷能力，除了對儀表工作原理、結構、性能特點熟悉外，還需熟悉測量系統中每一個環節，同時，應對工藝流程及工藝介質的特性、設備的特性有所了解。總之，分析現場儀表故障原因時，要特別注意被測控制對象和控制閥的特性變化，這些都可能是造成現場儀表系統故障的原因，所以，要從現場儀表系統和工藝操作系統兩個方面綜合考慮，仔細分析，檢查原因所在。

三、常見故障實例分析

1.微差壓變送器零點漂移嚴重

當多臺微差壓變送器出現嚴重零點漂移，有些出現分時段的規律性時，造成這種現象的主要原因有以下幾點：1）變送器質量不好2）導壓管路不暢通3）溫度影響4）機械位移影響。為了解決這一問題，我們首先要檢查導壓管路，檢測是否有應力的存在，如果發現有較大應力，就要進行應力消除工作。其次，變送器安裝不牢固就會產生機械位移，造成變送器零點漂移，因此需要檢查變送器安裝情況，檢查各變送器支架安裝是否牢固，如發現部分變送器支架安裝不牢固，就需要進行變送器緊固工作，此時故障基本可以被排除。

2.數字溫度（K型）儀顯示隨室溫變化

補償回路故障是導致數字儀表隨控制室溫度變化而變化的主要原因，當出現這一現象時，首先要將儀表通入標準信號判斷是否時數顯儀出現故障，如數顯儀顯示與標準信號存在較大誤差，可以判定數顯儀存在故障，對數顯儀進行維修排除故障后，如數顯儀顯示依舊隨室內溫度發生變化，則此時需要檢測補償導線是否存在故障，如通過測試現場冷端和控制室溫差發現與儀表顯示誤差相當，則可初步判斷補償導線沒有補償作用，此時需要更換補償進行故障排除。

3.雙法蘭液位變送器顯示偏高并分時段波動。

對于安裝在常壓儲罐上的雙法蘭液位變送器，若在儀表設置好后初期顯示正常，液位變化時會出現較大誤差，靜液面時分時段顯示波動，此時往往會造成溢液或空罐而造成浪費或影響生產。產生這一故障的原因主要有以下三方面：1）導壓管（毛細管）可能泄露2）介質過于粘稠3）罐體排氣不暢。進行故障分析時首先要考慮到要液位計不可能堵塞，需要著重分析液位計本身和介質性質，另外還需要考慮環境因素的影響。從液位計分時段波動的現象可以判斷出其對溫度敏感，可初步判斷可能是罐裝的導壓介質不正常，毛細管有空隙，然后將負壓法蘭移至下方觀察一段時間，如果情況有所改善，則可以判斷出為負壓毛細管有氣隙，將毛細管拆除后故障即可排除。

4.流量計不顯示。

流量計不顯示故障處理思路及處理措施：第一，檢查電源接線、電源等級，確保電源等級及接線正確；第二，檢查顯示器插鍵是否松動，若松動，便需要重新插緊顯示器插件。第三，檢查內部變壓器或保險管是否燒壞，如燒壞則需要更換變壓器或保險。同時要注意轉換器向下安裝會造成管道中液體向轉換器滲漏，造成絕緣下降，甚至短路，因此一定要嚴格按照轉換器安裝規程進行正確安裝。

5 調節閥出現故障

調節閥現場常見問題是閥不動作、震蕩、振動、動作遲緩、泄漏量大，下面逐個對這些故障進行分析：

（1）閥不動作

第一種現象是無氣源、無信號，造成這種現象的原因主要有一下3個方面：氣源未打開或氣源壓力太少；氣源含有雜質導致氣源管或過濾器、減壓閥堵塞；過濾器減壓閥堵塞或故障。

第二種現象有氣源、無法動作，此時需要根據故障現象進行相應的檢修處理：1）現象：DCS 指令信號無輸出，此時需要檢查相應的指令線；2）現象：定位器無顯示、無輸出：此時需要更換定位器；3）定位器氣路輸出泄露：則需要進行焊接工作消除泄露現象；4）現象：閥桿或閥芯卡澀、變形：此時需根據實際損壞情況進行處理或更換；5）現象：手輪位置不對：此時需要將手輪調節到釋放位置。

（2）調節閥震蕩

當氣源壓力滿足要求，指令信號也穩定，但調節閥的動作仍不穩定時，首先需要檢查定位器位置是否正確，并進行相應處理；其次檢查定位器自身是否發生故障：若定位器發生故障需要檢修或者更換定位器；此外，檢查定位器輸出管路是否漏氣，消除漏氣現象；最后檢查閥桿運動與接觸部分是否順暢，若不順暢則需要加劑或重新安裝閥桿。

（3）調節閥振動

此時可按照故障現象進行相應處理：安裝底座不穩：加固底座；附近有振動設備引起：消除振源；閥芯與襯套磨損嚴重：更換襯套；調節閥選型不對：更換合適的閥門；閥門介質流向與關閉方向相反：改變閥安裝方向。

（4）調節閥動作遲緩

此時可按照故障現象進行相應處理：氣動薄膜執行機構中膜片破損泄漏：更換膜片；執行機構中O型圈破損：更換O 型密封圈；閥體內有粘物堵塞：消除堵塞；閥桿不直導致摩擦阻力大：處理閥桿。

（5）調節閥泄漏量大

此時可按照故障現象進行相應處理：閥芯被磨損，內漏嚴重：消除內漏；閥杠長短不合適，閥未調好關不嚴：調整閥桿，調整閥；閥體內密封環壞：更換密封環；介質壓差太大，執行機構關不嚴：增大氣源，改進執行機構；閥內有異物：清除異物；氣源壓力低或接頭氣管漏氣：調整氣源，消除泄漏。

四、總結

文章探討了如何在化工自動化生產過程中檢查和處理自動化儀表的故障，為處理和判斷自動化儀表常見故障提供了一些有效的工作方法和思路。化工自動儀表作為化工生產中的重要設備，分析其常見故障并制定故障排除計劃，配合后續維護、校檢工作可顯著降低故障發生率。現代社會科技技術發展日新月異，新型自動化儀表不斷涌現，自動化儀表系統不斷升級，作為自動化控制方面的工作人員只有堅持不斷學習、與時俱進，深刻了解和掌握各種儀表的工作原理，熟悉和掌握相關工藝流程，全面分析故障原因，不斷積累維修經驗，才能在自動化儀表出現故障時做到準確快速判別及妥善處理，迅速恢復生產。

參考文獻

[1] 馬英杰，孫緒軍，李裕茂. 關于化工自動化儀表的檢修與維護的探討[J]. 山東工業技術. 2014（21）

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關鍵詞：化工企業；自動化儀表；檢修維護

一、化工儀表及自動化的概念

化工自動化通常指的是通過使用自動化設備，代替人的勞動，從而提高勞動生產率的生產模式。它包括自動化生產多方面的內容，暨自動操作、自動控制、自動保護以及自動檢測等多項內容。這種生產模式與傳統的勞動密集型生產模式相比具備更多優勢，例如提高生產率，降低生產成本等。此外，化工自動化生產還能提高安全生產系數，降低工人勞動強度。而自動化儀表的應用，則是化工自動化生產的一個重要組成部分。它本身自成體系，也屬于整個自動化系統的一部分。自動化儀表完成了整個自動化生產流程中的測量、顯示、記錄、控制、報警等功能。其核心作用就是完成信息形式的轉換，無論是數字量還是模擬量信號，都可以通過儀表實現信號的輸入輸出功能，其中信號用頻率域和時間域表達均可。

二、 化工自動化儀表的分類

自動化儀表有多種分類方式。主要根據組成、用途、供能、參數、系統等加以區別。其中，依據不同組成形式的儀表可區分為單元組合式、集中分散式、電子綜合控制組裝式、基地式等。依據具體用途的不同可分為檢測用儀表、傳輸轉換儀表、顯示儀表以及調節控制儀表和執行器。依據能源來源不同可以分為氣動、電動和液動三類。而根據參數可分為壓力儀表、溫度儀表、液位儀表、流量儀表等。依據使用系統的不同，可以根據安全系統和生產系統對其加以區分。

三、化工自動化儀表的發展趨勢

化工自動化儀表是一項非常實用的技術，在我國很早就已投入應用。這項技術首先應用于我國的冶金、能源、化工等領域及其他相關領域。早期工業上應用的熱工表即為自動化儀表的初期形態，包括了液動和氣動兩種主要形式。但是由于早期技術的局限性，儀表體積相對較大，使用不夠靈活且可實現功能較少，局限了其在工業領域的應用范圍。在工業中只能作為檢測記錄和簡單控制的工具。后期通過技術的完善，經歷了具備壓力信號和遠程發送器的氣動儀表等階段，逐漸演變成了實現可調節功能的電子儀表，利用各種電子儀器對工業儀表進行控制。伴隨著集成電路和半導體技術的發展，誕生了計算機信息技術，隨之又誕生了自動化技術，兩種技術相互促進，互為補充，加速了化工行業發展進程。

四、化工自動化控制儀表優勢功能

化工自動化控制儀表主要特點是采用先進的微電腦芯片及技術，減小了體積，并提高了可靠性及抗干擾性能。

1、儀表有了可編程功能

計算機的軟件進入儀表，可以代替大量的硬件邏輯電路，這叫硬件軟化。特別是在控制電路中應用一些接口芯片的位控特性進行一個復雜功能的控制，其軟件編程很簡單（即可以用存儲控制程序代替以往的順序控制） 。而如果帶之以硬件，就需要一大套控制和定時電路。所以軟件移植入儀器儀表可以大大簡化硬件的結構，代替常規的邏輯電路。

2、儀表有了記憶功能

以往的儀表采用組合邏輯電路和時序電路，只能在某一時刻記憶一些簡單狀態，當下一狀態到來時，前一狀態的信息就消失了。但微機引入儀表后，由于它的隨機存儲器可以記憶前一狀態信息，只要通電，就可以一直保存記憶，并且可以同時記憶許多狀態信息，然后進行重現或處理。

3、儀表有了計算功能

由于自動化化儀表內含微型計算機，因此可以進行許多復雜的計算，并且具有很高的精度。在自動化儀表中可經常進行諸如乘除一個常數、確定極大和極小值、被測量的給定極限檢測等多方面的運算和比較。

4、儀表有了數據處理的功能

在測量中常常會遇到線性化處理、自檢自校、測量值與工程值的轉換以及抗干擾問題。由于有了微處理器和軟件，這些都可以很方便的用軟件來處理，一方面大大減輕了硬件的負擔，又增加了豐富的處理功能。自動化儀表也完全可以進行檢索、優化等工作。

五、化工企業自動化儀表的常見問題

1、化工企業自動化儀表制造質量問題

在化工企業自動化問題中，儀表自身問題是其中很重要的一類問題。這類問題的產生是由于在自動化儀表的生產制造過程中，廠家并不能夠完全做到遵守科學嚴謹的工作態度，降低了自身對于產品質量的要求，從而使生產出的儀表等產品本身存在質量隱患和問題，導致化工企業生產過程中自動化儀表發生問題的概率大幅增加。

2、化工企業自動化儀表安裝使用問題

在實際的化工企業自動化儀表安裝過程中，也會伴隨發生各種各樣的問題。由于在化工企業自動化儀表安裝中，有各種必須遵循的技術規范和行業規范。如果安裝過程中不嚴格按照規范內容去執行，就會造成各種安裝上的缺陷。而在企業生產過程中，某些企業為了片面的追求利潤，減少時間成本，不去遵守相關的行業規范，不按照規定去安裝自動化儀表。安裝過程中出現的各類安裝缺陷，會成為企業生產過程中巨大的安全隱患。

3、化工企業自動化儀表的具體操作問題

企業自動化儀表的操作工作是技術類工種。它本身對從業人員的技術水平要求較高，工作量要求較大。當操作人員在化工企業自動化儀表的操作過程中進行不恰當操作時，就會造成各類操作相關的問題。例如，因誤操作造成儀表故障，延誤了整個企業的生產流程，就會對企業的正常生產造成嚴重的損失，更會威脅到設備安全和操作員工的生命安全，對企業造成了巨大的安全隱患。

六、儀表故障判斷的各項關鍵點

1 在檢查儀表前需要確認被檢查儀表是否有相對應圖紙以及相關的技術資料。由于在故障排查的過程中，有可能需要進行拆卸以及更換部分零件，包括電路板以及芯片等。所以在進行這部分拆卸時，一定要做好標記，以保證被拆卸部分的儀表能夠在維修完成后被準確安裝回原位。

2 當技術人員對故障判斷包括集成電路接觸不良時，一定要采取恰當的措施。如果用鑷子擠壓，會造成使插座中彈簧片永久變形的不可修復情況。而且這種情況會進一步破壞集成電路，并造成其與插座間形成更多的接觸不良。此時正確的處理方法應當是：使用棉簽蘸無水乙醇進行擦拭，并等待一定時間，直到集成電路的管腳向內壓少許時，才能再將其插入到插座中。

3在檢測過程中，如果發現問題出現在某管腳電壓電波或者脈沖信號上，一定要先對所連元器件的電路進行判斷并進行分析，判別相應元器件是否有問題。排除阻值改變、電阻燒損、電容擊穿、老化等問題后，才能判斷確實是集成電路故障。

4在使用電烙鐵是，一定要注意以下幾點：當焊接儀表上的電路管腳時，要避免使用大瓦數的電烙鐵，通常是小于45w的。為防止焊接過程中，結成電路發生損壞，焊鐵外殼在焊接時必須接地，并且要控制相應的焊接時間，甚至可將烙鐵的插頭拔下來進行焊接，以避免更換的集成電路在焊接過程中由于過熱以及靜電感應等現象發生損壞。

5維修人員在維修過程中，必須做到心中有數。尤其是在遇到需要拆卸和更換元器件時，要吃透原理，了解元器件的結構、原理和用途。否則，盲目進行維修，可能會衍生其他問題或者故障擴大化。這是相關技術維修人員在維修過程中尤其要注意的，只有提高自身理論水平，才能防止此類問題的發生。

七、總結

二十一世紀，化工自動化程度越來越高，儀表的種類越來越多，更新換代的速度也越來越快。為減少自動化儀表在實際運行過程中故障發生率，儀表檢修維護人員必須按照相關規定定期對儀表進行檢修及校正工作，同時還要做好自動化儀表的日常維護工作，發現故障及時處理。以確保自動化儀表的準確性與化工生產的安全進行。

參考文獻：

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[關鍵詞]自動化儀表；日常維護；措施

中圖分類號：F725 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）13-0087-01

引言

自動化儀表有許多種類，諸如溫度儀表，氣動儀表，電動儀表等。不同的自動化儀表應用于不同的生產領域，其固有的性能對企業生產的運作狀態也有不同的影響。提高自動化儀表的性能，使自動化儀表在企業生產中能夠創造出更多的經濟效益，推動我國企業的快速發展。

一、自動化儀表存在的問題

1、不注重自動化儀表的日常維護

在企業生產中，自動化儀表必不可少，但對其的日常維護漠不關心。大多數企業管理人員不重視自動化儀表的日常維護，唯有儀表發生故障時才維修，這樣大大縮短了自動化儀表的使用壽命，也給企業帶來了許多的安全隱患以及不必要的財務支出。

2、自動化儀表的日常維護制度不健全

近年來，我國企業漸漸注意到對自動化儀表的日常維護，但自動化儀表的維護與保養制度尚不健全，也沒有相關技術人員對其進行維護與保養，因此這項工作難以落實。而且許多企業的實力有限，也沒有資金來支持這項技術的實施，難以保證其具有良好的運作狀態。相關技術人員也沒有過多的技術經驗，盲目維修只會導致自動化儀表的使用壽命大大縮短。

3、企業的維護措施不夠完善

自動化儀表與普通的儀表相同，也受自然環境的影響，如打雷，暴雨等。許多企業對自動化儀表的維護不夠完善，致使自動化儀表發生一些運作故障。

二、自動化儀表的日常維護措施

1、增強企業對自動化儀表的維護與保養意識

企業應重視對自動化儀表的維護與保養，加強對自動化儀表維護與保養的宣傳，通過網絡，電視或座談會的形式向員工宣傳加強自動化儀表維護與保養的重要性，不斷提高企業員工以及相關技術人員對自動化儀表維護與保養的意識。

2、建立健全自動化儀表的維護與保養制度

自動化儀表的維護與保養是企業不可忽視的一個問題，為此，企業應建立健全自動化儀表的維護與保養制度，相關技術人員應定期對自動化儀表進行維修并做好相應的記錄，以保證自動化儀表能夠正常運行，工作。在日常使用時，操作人員要按照自動化儀表的使用規則使用，不可擅自對其進行違規操作，使用完畢后，相關技術人員對自動化儀表進行檢查以及正確的維護與保養。企業要將自動化儀表的維護與保養意識落實到每一個員工，根據每一個自動化儀表的使用情況，制定一套正確的自動化儀表的維護與保養制度，每進行一次維護與保養，相關技術人員就要做好相應的記錄，為更換自動化儀表提供相關依據。

3、制定自動化儀表的維護與保養的計劃

企業相關技術人員根據自動化儀表的日常運作狀態，發生事故的頻率，設備運作是否穩定等，制定相關的日常維護計劃，周維護計劃以及年維護計劃等，維護人員應做好相應的維修記錄，把自動化儀表的維護與保養當作一項工作，以保證自動化儀表能夠安全運作。

自動化儀表的維護不僅要制定相關的計劃，制度，還應注重對其的現場維修工作。每當自動化儀表在運作過程中出現故障，相關技術人員應立即到場對自動化儀表進行檢查，維修。企業還應對相關技術人員進行技術培訓，提高技術人員的專業能力，以保有效快速的解決自動化儀表的運作故障，降低企業的經濟損失。

4、提高自動化儀表的零器件管理

自動化儀表的零器件是構成自動化儀表的重要組成部分，自動化儀表的零器件也關系著自動化儀表的正常運作，為此，企業應該重視對自動化儀表零器件的管理工作，并且與生產這些零器件的廠家多交流，多備一些零器件。企業在選擇自動化儀表零器件時，應選擇信譽高，質量好的廠家，如若出現質量問題，要及時與生產廠家溝通。企業要提高自動化儀表的零器件管理水平，保證自動化儀表能夠正常運作。

5、利用網絡對自動化儀表進行維護與保養

近年來，網絡之風盛行，企業在對自動化儀表的日常維護中可以利用先進的科學網絡技術技術，以計算機為主，開發屬于自己企業的自動化儀表的維護與保養的軟件，將自動化儀表何時出現故障，日常的運作狀態以及日常的維護與保養記錄在自動化儀表的維護管理軟件中，利用計算機軟件的提示功能，讓相關技術人員按時對自動化儀表進行維護與保養。企業利用自動化儀表的維護與保養軟件可以精準的分析自動化儀表的運作狀態，大大加強了自動化儀表的管理水平，延長自動化儀表的使用壽命。

6、改善運作環境不容遲緩

自動化儀表的運作受環境的影響比較大。其大多在企業的生產車間工作，空氣中多彌漫著化學物質，直接影響著自動化儀表的運作狀態。為此，企業應積極改善運作環境，要合理的安放自動化儀表，盡量使其避免化學空氣的籠罩，防止化學物質進入自動化儀表內部。此外，過熱或過冷的環境也會使自動化儀表出現運作故障，所以，企業在嚴寒天氣要加強保暖措施，在暑熱天氣要加強對自動化儀表的散熱。企業還應注重自然環境的變化，要防止雷擊以及暴雨等對自動化儀表的影響。

7、做好自動化儀表的后期管理

自動化儀表在使用階段是較為重要的，相關技術人員要根據環境以及性能的不同進行維護以及后期管理。加強對自動化儀表的后期管理，每次維修做好相應的記錄，相關技術人員要善于分析出現故障的原因，可以有效的減少自動化儀表的故障的發生，提高企業的經濟效益。

結束語

企業大多采用自動化，自動化儀表更是成為了企業運作的一個必不可少的技術，對于企業更好的發展有很大的影響，企業要不斷加強對自動化儀表的日常維護與保養，從設備的采購，安裝方面進行合理的規劃。企業相關技術人員定期進行維護，并做好相應的記錄，加強對自動化儀表的檢查，維護，制定完善的計劃，措施以保自動化儀表的正常運行。

參考文獻

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[3]王福華，魏希泉.化工自動化儀表工程施工管理經驗與體會[J].化工自動化及儀表.2012（9）：1243，1249.

篇5

關鍵詞：自動化儀表；自動化控制技術；應用措施

在自動化儀表與自動化控制技術實際應用的時候，相關技術人員與管理人員必須要制定完善的管理制度，全面了解其運行原理，并根據自動化儀表類型的分析，采取有效措施應用自動化控制技術，提高技術的應用價值。

1.自動化儀表的作用

在我國相關企業實際生產中，自動化儀表的應用較為重要，相關技術人員必須要科學分析其應用情況，在了解自動化儀表作用的情況下，提升自動化儀表的應用質量。在企業生產中應用自動化儀表設備，除了可以提升生產操作效率之外，還能減少一些安全隱患問題，逐漸提升儀表的運行效率與運行質量。同時，應用自動化儀表設備，有利于提升儀表工作的智能化程度，優化其發展體系，快速獲取各類數據信息，在全面整合數據信息的情況下，可以有效控制企業生產成本，提升企業的生產效益，達到預期的工作目標。

2.自動化儀表

自動化儀表的運行有利于提升企業生產效率，加快生產速度，增強其發展可靠性。與傳統企業生產工作相比較，自動化儀表的應用較為先進，可以降低人工操作效率，提升工作人員的生產安全性。同時，在自動化儀表實際運行中，相關工作人員可以利用合理的操作方式開展各類處理工作，減少人力資源成本的投入，利用智能化設備代替人工操作，節省資金與時間。

首先，自動化儀表的工作原理分析。對于自動化儀表而言，在實際工作中，主要就是利用智能化設備與技術方式對工作流程與細節進行監督處理，減少實際生產操作中出現的數據偏差現象，提升設備監控與管理質量，在全面整合數據信息的情況下，降低企業的生產成本，發揮智能化技術與生產設備的應用作用，達到預期的管理目的。同時，在自動化儀表實際運行的時候，可以通過力矩、電力等平衡操作方式，對儀表工作壓力與溫度進行控制，全面增強智能化儀表的應用效果。保證可以對設備電流進行全面的控制，提升數據信息的應用質量，減少其中存在的運行問題。

第二，自動化儀表的應用。在自動化儀表實際運行中，其自身存在完整的工作鏈條，在企業生產中可以反應出數據信息的實際情況，并利用數據監測方式提升企業生產安全性。同時，在模型與數據監督中，相關技術人員可以利用自動化技術對數據進行標準化與規范化處理。在智能化儀表實際運行中，其工作模式有待調整，可以有效提升生產安全性，滿足現代化制造業的操作要求，利用計算機儀表等對數據進行全面的計算，保證儀表自動化的應用質量。

第三，在企業生產中，相關技術人員必須要重視自動化儀表與自動化控制技術的應用，保證可以更好地將其應用在紡織業與大型器械制造業中，提升自動化控制技術的應用質量。首先，在紡織業實際發展的時候，相關技術人員應用自動化控制技術，有利于轉變傳統紡織業的制造方式，提升紡織業的制造效率與質量。例如：在傳統的紡織業梳棉機制造業中，經常會出現風量與風壓等問題，無法提升企業生產有效性。然而，在應用自動化控制技術與自動化儀表之后，可以有效調整與優化機械設備的運行參數，提升梳理工作質量。在傳統的紡織業生產中，相關技術人員與管理人員還不能對紡織品質檢情況進行分析，導致紡織品出現總體質量問題。然而，在應用數字圖像與計算機自動化控制技術的時候，可以利用自動檢測方式全面控制檢測的精度范圍，提升其工作效率與工作質量；在大型器械制造業中應用自動化控制設備，有利于提升大型器械制造業的生產質量，增強智能化技術的應用效果，全面優化自動化控制技術的應用體系。例如：在某企業自動化控制系統中，相關技術人員應用自動化控制與儀表技術，可以對機械設備的運行狀態進行調整，全面開展數據監測工作，利用先進的工作方式提升器械制造業的生產水平。

3.自動化儀表與自動化控制技術的應用措施

在自動化儀表與自動化控制技術實際應用的時候，相關技術人員與管理人員必須要制定完善的技術方案，提升技g應用水平，減少其中存在的各類問題，保證可以發揮自動化儀表與自動化控制技術的應用作用，優化其發展體系。相關技術人員在應用自動化儀表與自動化控制技術的時候，必須要制定完善的技術應用方案，并逐漸提升自動化控制技術的應用質量，保證可以優化其發展體系。首先，相關技術人員要科學應用嵌入式技能手法與網絡技能手法，并對其進行全面的管理。其次，相關技術人員需要科學控制系統的運行質量，并對自動化儀表的芯片進行規劃調整，保證可以更好地對網絡進行連接，延長設備的應用壽命，提高其工作質量。最后，相關技術人員與管理人員需要科學管理網絡信息數據，利用通訊與網絡等方式全面開展自動化儀表的應用工作。

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關鍵詞：自動化儀表；嵌入式系統；自動化；網絡化

信息化社會背景下網絡技術與微電子技術迅猛發展，自動化儀表也進行相應升級和創新，通信信息技術和計算機技術、新型精密元件零件和智能化系統研發和應用一定程度上影響了自動化儀表結構跳幀，通過運用嵌入式系統網絡技術實現了儀表遠程監督和控制，實時傳輸和預報儀表運行故障以及上傳相關信息，在自動化儀表強化傳感測量計算、補償網絡與顯示等功能基礎上增加自動化信息處理、信息判斷、智能化運行以及自動診斷運行故障等功能，嵌入式系統為自動化儀表創新發展提供技術條件。

1軟硬件系統設計是新型儀表設計模式

常規儀表儀器設計流程和內容是先對系統硬件進行設計，然后制定系統軟件，再對系統硬件和軟件進行反復測試調整。通常在系統流程或運行中發現故障和內部元件錯誤后進行維修，會使得儀表修改難度加大甚至難以進行，所以需要進行重新設計，使得儀表開發進度受到影響，儀表開發周期延長，無形中增加成本費用。軟硬件協同設計是近年來作為新型設計模式，又可以稱為軟硬件一體化設計。自動化儀表嵌入式系統研發過程中，系統軟件和系統硬件開發緊密相關，互相作用。在研發過程中對軟件和硬件進行功能劃分需要結合系統功能描述內容，在實際設計環節中首先對嵌入式系統進行功能運行測試，確保系統功能與實際需求相符合，進行軟硬件協同模式測試，實現軟件和硬件綜合開發。軟硬件系統設計模式具有功能分化清晰明確、軟件開發周期短等特征，對新型自動化儀表設計提供了技術指導，同時也符合市場發展和社會經濟需求。嵌入式系統研發主要內容是系統內部各功能模塊劃分，軟件硬件設計、協同設計測試模擬主要分為四方面內容：第一，協同設計系統功能劃分需要先對系統各個功能進行了解采集，編制功能運行指令，例如使用無關語言的描述方式，初級數學公式或者算法級描述，對系統功能進行準確測試模擬。第二，軟件硬件功能劃分主要對系統設計內容和限制條件進行掌握，對軟件和硬件功能仔細分類，確保系統設計方案科學合理。第三，系統協同測試模擬是對軟件和硬件設計綜合，運用通信技術實現對整個系統進行監督和掌控，進行測試模擬相關數據分析，及時發展各種安全隱患和問題，并加以修改。第四，軟件和硬件設計綜合后，實施協同模擬測試，完成系統設計綜合集成。軟件構件設計中包括編制、翻譯、匯總以及綜合四方面內容、硬件構件設計中包括邏輯設計、半途設計以及綜合設計等內容。軟件硬件協調設計方案通過運用并行寫作設計概念，有效降低了方案設計時間，提高了設計質量和效率。嵌入式系統軟件硬件協調設計在整個系統流程中可以分層為：首先，設計需求和產品定義，設計方案目的；其次，系統概念層級設計初級系統模式結構，系統運行結構流程設計，綜合軟件硬件協調測試模擬過程；最終，系統設計詳細層次，對軟件、硬件和系統界面設計，綜合評價系統設計。

2嵌入式處理器是新型自動化儀表設計核心內容

隨著單片機及微型控制器智能化程度越來越高、系統技術越來越成熟以及使用功能越來越豐富等特點，被廣泛應用越自動化儀表運行中。這對嵌入式處理器要求越發嚴格，在減少耗能和占地面積基礎上，引入芯片集成電路技術，有效控制處理器成本價格，確保高性能嵌入式處理器在新型自動化儀表發揮最大性能。自動化儀表設計要考慮數字信號頻譜分析和濾波技術、快速傅氏變換算法，運用效率較高編譯方法，制定速度快的運行指令。通過運用高性能集成處理器可以實現更多附加功能，例如三十二位內核運算集成完成的通信系統，支持各種通信協議下的同步協議渠道。AcornRISCMachine微型處理器種類較多，從功能上分，主要用于通信功能的有DSP集成協同處理器、用來支持各類計算機平臺應用軟件和專用網絡等，滿足了用戶多種需求，選擇高性能嵌入式處理器可以實現更多功能。

3嵌入式網絡技術實現自動化儀表網絡信息化

實現自動化儀表網絡信息化需要采用高性能處理器和硬件系統，制定儀表連接網絡困難解決方案，采用多媒體信息交換機與單片機及微型控制器協議連接網絡。增設網關，緩解嵌入式系統上網難題，提高嵌入式系統結構的網絡管理工具，全面監督和掌控嵌入式組織結構和設備。通過運用嵌入式網絡技術實現儀表網絡數據采集、遠程控制監督以及保存共享等功能，極大程度上發揮了系統性能，打破同一范圍內信息采集分析與保存共享傳統模式，為網絡平臺和技術為依托，進行儀表遠程控制，用戶可以通過網頁瀏覽器獲取需要的數據信息。結合自動化儀表實際運行需求，從系統調度、內存信息等環節進行管理，實時監督系統任務切換或中斷。系統硬件引用高性能嵌入式處理器，提高硬件調度管理效率、系統軟件可以獨立完成計算分析和顯示儲存等功能，高度實現智能化處理模式，通過補償網絡調整校準自動化儀表準確程度，確保儀表自動化運營精準性。

4結束語

綜上所述，新型自動化儀表需要自主學習和處理多種復雜測試模擬程度，引用智能化嵌入式系統和高性能嵌入式處理器，科學開發設計新型自動化儀表。結合軟硬件協同設計模式和操作系統技術，實現新型自動化儀表高效平穩運行。

參考文獻

[1]厲玉鳴.化工儀表及自動化.第3版[M].北京：化學工業出版社，1999.

篇7

【關鍵詞】化工自動化；儀表儀器；檢修；維護

我國自改革開放以來，化工行業發展速度日趨迅猛，并且化工已經逐漸成為我國主要的經濟來源之一，為我國經濟的發展帶來了較大的貢獻。但是，化工生產過程基本上均是高溫、高壓亦或是有毒、有害的，因而化工可謂是相對比較危險的一大行業，所以，應當加強智能型化工自動化儀表的檢修以及維護，大幅度提高化工生產過程中的安全性。那么如何實現智能型化工自動化儀表的檢修以及維護呢？以下對此予以詳細介紹。

一、智能型化工自動化儀表

一般情況下，智能型化工自動化儀表根據劃分標準的不同，可以分為不同種的類型，比如按照傳輸的信號進行分類可以分為數字儀表和模擬儀表；按照組合形式進行分類可以分為基地式儀表和單元組合式儀表；按照所采用的能源不同進行分類可以分為現場儀表和架裝儀表；按照是否具有接入系統進行分類可以分為自動化儀表和非自動化儀表等。眾所周知，智能型化工自動化儀表自身的使用范圍以及智能型化工自動化儀表所覆蓋的范圍均比較廣，所以，上述智能型化工自動化儀表的分類方法并不足以比較清楚的界定各種各樣儀表的類別。

二、智能型化工自動化儀表的重要性分析

儀器儀表硬件軟化，主要體現在控制電路中應用一些接口芯片控制一個系統的一個復雜功能，編程軟件植入儀器儀表中取代常規的邏輯電路。嵌于儀器儀表內的微型計算機，與其他高端計算機一樣，力普變頻器具有很強的計算能力，在運行時，可保證復雜程序計算的穩定性與精確性。

儀器儀表工作過程中經常出現需要線性化處理、自檢自校、測量值與工程值的轉換以及抗干擾問題影響。

通過儀器儀表處理這些問題，既減輕了硬件的負擔，同時豐富了處理功能的方式。自動化方面的儀器儀表進對數據可進行檢索、優化等作用。

三、智能型化工自動化儀表的檢修以及維護

（一）普通的維修人員對儀表故障處理措施

當智能型化工自動化儀表發生故障時，儀表相關的維修人員首先需要掌握的就是故障發生前后的狀況，智能型化工自動化儀表的基本工作狀況，之后進行斷電操作，深入了解、觀察智能型化工自動化儀表相關的器件，特別需要對智能型化工自動化儀表接線處進行查看，觀察是否存在燒焦或者是變形的現象，接著對智能型化工自動化儀表的電路以及接插件之間是否存在接觸不良等現象進行相對應的檢查。對智能型化工自動化儀表進行通電處理，對智能型化工自動化儀表的散熱器以及變壓器是否過熱進行相對應的檢查，假如存在異常的現象，需要及時對其再次進行斷電操作處理，對發生異常的部位進行重點的查看。

（二）專業的維修人員對儀表故障處理措施

對于專業的智能型化工自動化儀表維修人員而言，他們檢修智能型化工自動化儀表發生的故障通常采用的方法就是利用信號測量方法。通常情況下，信號測量的方法可以分為以下三種類別：萬用表測量法、邏輯筆測量法以及示波器測量法。專業的維修人員應該結合自身所掌握的知識以及資料，對合理有效的解決方法進行挑選，進而實現處理智能型化工自動化儀表故障的目的，在部分情況下，為了最大程度上實現維修效果，智能型化工自動化儀表維修工作人員還會借用多種方法實現儀表的檢修與維護工作。

（三）對自動化儀表的芯片以及線路板進行故障檢修與維護

為了對自動化儀表的芯片以及線路板進行故障檢修以及維護，可以采取使用相同型號的自動化儀表對產生故障的自動化儀表的元器件進行相對應的替換。假如在完成替換工作之后，故障不再發生，那么只需要對自動化儀表的芯片以及原線路板進行相對應的檢查。

（四）對自動化儀表運行程序方面的故障進行檢修與維護

在自動化儀表運行程序方面發生故障的情況下，需要進行以下操作：按下智能型化工自動化儀表中的復位鍵，或者是重新啟動智能型化工自動化儀表，然后傳遞給運行程序以初始化的指令，進而既可以使自動化儀表的運行以及作業得以恢復。假如在這種情形下，自動化儀表仍然沒有恢復正常的運行，那么久需要對儀表的程序存儲器進行相關的檢查，觀察其是否發生一定程度上的損壞。

（五）對維修工作人員的要求

對于智能型化工自動化儀表的維修人員而言，不僅需要準確了解以及掌握智能型化工自動化儀表的各個元器件所具備的工作原理、基本結構以及主要的用途，還需要具備將以上知識用于實際檢修以及維護智能型化工自動化儀表的過程中，在一定程度上講，可以對維修工作人員的專業素質以及工作能力進行相關的反應。

除以上情況之外，在對智能型化工自動化儀表的檢修以及維護過程中，維修工作人員還需要在最大程度上避免使用瓦數偏大的電烙鐵焊接集成電路中所具有的管腳，與此同時，需要盡可能對焊接過程中花費的時間進行相對應的控制，盡可能縮短焊接所花費的時間。相關的維修工作人員可以采取先將烙鐵的插頭拆除措施，然后再進行相對應的焊接作業，在一定程度上避免集成電路受到過熱的影響亦或是避免集成電路受到靜電感應的影響。

四、結束語

總而言之，化工自動化程度近年來越來越高，智能型化工自動化儀表的種類也越來越多，其更換的速度也越來越快，所以智能型化工自動化儀表的檢修以及維護的相關人員應該不斷提升自身對其的認知，順應時展的潮流。在面對突發的智能型化工自動化儀表方面的故障問題，首先要保持鎮靜，對故障相關的信息予以詳細的了解，并且詳細的分析故障原因，以便于在最短的時間內找出并解決問題。

參考文獻：

[1]吳陽張寶寶.淺談智能型化工自動化儀表的檢修與維護[J].科技與企業，2013， 11（4）：123-124.

篇8

關鍵詞：電氣設備；自動化儀表；過程控制；應用

1前言

自動化儀表和電氣設備可以看作是人的眼睛和手腳，儀表將現場信息以可視的方式上傳到上位機控制器，再由控制器根據預編程序下達命令至電氣設備處，最終由各種電氣自動化設備完成所需要動作，從而實現過程控制自動化。自動化儀表和電氣設備是整個控制系統的基礎。常見的自動化儀表和電氣設備包括溫度儀表、壓力儀表、流量儀表、智能型電動機保護器、智能操作顯示終端等。

2電氣設備和自動化儀表概述

2.1電氣設備概述

電氣設備包括電力系統中的發/輸電設備、電機保護設備、電力監控設備等，在過程控制中，電氣設備主要包括：電動機、變頻攪拌器、電加熱器等。現代工業生產過程對各種電氣設備的智能化要求將越來越高。

2.2自動化儀表概述

自動化儀表主要指各種溫度儀表、壓力儀表、液位儀表等，同時各種智能電力儀表（如：智能電力多功能儀表）也屬于自動化儀表范疇。自動化儀表、電氣設備及上位機控制器組成了一個完整的自控系統回路。常見的自動化儀表應用包括火電廠的溫度監測、污水處理工廠的流量監測、鍋爐壓力監測等，這些監測行為除最基本的顯示功能外，還可將數據上傳至上位機控制器進行信號處理、報警、聯鎖等，最終由控制器發令給各執行器（電氣設備）以完成自動控制的功能。

3電氣設備和自動化儀表在工業控制過程中的應用

3.1電氣設備和自動化儀表在工業控制過程中的設計原理

傳統的工業過程主要是人工操作，現代工業為了加強安全生產并提高效率，遂引入了各種自動化儀表和電氣設備。工控過程自動化的設計原理主要有四點：①充分了解生產環境；②設備具有較高的智能化水平；③可實現遠程操作；④便于維護管理。對生產環境的了解是應用自動化儀表和電氣設備的基礎，如某工廠鍋爐的荷載通常情況下均在額定最大荷載之下，但按需要提高其荷載時，控制設定的安全數值也應等比例的提高，若簡單的設定為最大額定荷載，輕則造成資源浪費，重則造成工況不穩甚至發生生產事故。設備智能化主要體現在四個方面，測量、監控、調節、處理。仍以鍋爐為例，測量指儀表可實時檢測鍋爐狀態；監測是指鍋爐狀態可在上位機上實時觀察到；調節指設備擁有自動跟蹤調整以適應實際需求；處理指上位機發現鍋爐出現問題時通過下達必要指令至電氣設備終端，進行應急處理以使人員及時進行后續工作。如：監測到鍋爐液位偏低時，通過儀表發送信號至計算機，再通過計算機發出相應指令至電氣設備電控柜以啟動鍋爐補水泵等，同時相關參數如電流信號、故障狀態等可在上位機上進行追溯。遠程操作是智能設備的突出優勢，遠程控制的目的是根據需求隨時進行必要調節，比如設備端設定的安全負荷為鍋爐額定負荷的60％，但實際生產時需要鍋爐提供更多的動力以達到額定負荷的70％，該項調節工作便可由計算機遠程操作實現，通過程序數值的修改完成。便于管理是指所用電氣設備和自動化儀表以智能技術為支撐，以默認的設定程序作為工作依據，無需過度依賴人工操作，只要程序設定合理、計算機軟硬件性能正常，便可持續工作，管理上實現基本無人化。當熱，設備應用還應注意定期的維護和管理。以上四個原則是自動化儀表和電氣設備在工業過程控制中應用的基本雛形，也是在后續工作時應注意的內容。

3.2測量環節的實際應用

測量是自動化儀表的基礎功能，在進行目標數據測量時，儀表可以將所得的測量值保存下來以便于后續統計工作的開展進行[1]。

3.3監測環節的實際應用

監測是控制工作的中心環節之一，是指在應用了帶自動化儀表和智能電氣設備的控制系統后，實際應用中系統對控制目標進行的實時監測。這種監測是伴隨整個工作全程同步的，工作停止后，監測也同時停止，如：鍋爐液位的監測、電機轉速的監測、電動機故障狀態的監測等。以凈水廠的凈化系統作為監控對象為例，凈水過程包括進水、凈化、出水三個基本環節，中間還包括過濾、沉淀等，就進水工作而言，通常需通過設置流量儀的方式了解進水量，由于進水工作往往是長期、持續的，人員不可能隨時在進水口進行測量和觀察，而且人員測量和觀察也存在明顯的誤差，自動化流量儀從而有了使用的基礎需求，將流量計、上位機控制器（PLC、工控機等）、執行器（電動閥、電控柜、泵等）應用于流量監控過程中，當進水流量在合理范圍內時，流量計正常作業，當進水量過大或者過小時，流量計會發出信號至上位機，信號經上位機處理后發出指令至閥門或電控柜處，從而可實現流量超限關閥、停泵等自控控制和調節的動作。并以此保證了相關過程安全、高效的運作。需要注意的是，在實際應用中，可以將記錄功能添加到監測工作中，即對全天的監測內容進行記錄，該數據可以作為相關人員后續工作的有效支持，比如總進水量和總凈化水量的比值等。

3.4執行環節的實際應用

執行環節是控制的核心環節，該環節是衡量工業過程自動化執行結果的關鍵一步，是指在自控過程中對發令器指令的最終執行和動作。該環節功能的實現依賴于自動化執行儀表（如：電動閥）和電氣設備（電控柜等）的聯合工作。仍以凈水廠的凈水系統為例，當該系統的工作無異常時，控制設備只進行正常的監測工作，如果該水廠由于外部設備損壞等因素，會造成大量水流涌入，放任水流蔓延，可能造成凈化效果下降甚至設備、生產環境破壞，應用智能控制系統則可以避免該情況，當流量儀監測到水流量變化后，首先會發出警報，如果水流量持續增大，超過安全值，則流量計會將這一情況反饋給控制系統中央處理器，處理器再向執行器（泵、閥等）下達指令，從而可進行進水口封閉、停泵、開啟備用水池蓄水等操作，避免凈化系統非正常工作或水流蔓延帶來的破壞[2]。

3.5保護環節的實際應用

保護環節是建立在監測和執行兩個環節基礎上的，是指在監測對象發生異常時，對其進行保護防止其過限動作等產生不可逆轉的損失，該項工作也包括對控制系統本身的保護。以電力設備的控制系統為例，工業生產中很多時候會應用到大型電力設備，比如鑄造廠的退火爐，在進行電加熱作業時，由于設備功率大，產生的電流也是較大的，如果超過安全電流則會造成設備、加工部件損壞等問題，同樣，如果設備出現短路，也會帶來不良影響。傳統模式下，對退火爐的控制依賴人工和舊式設備，存在著一定的落后性，對瞬間電流等也無法及時把控、處理，應用智能設備可以避免上述情況。在退火爐工作時，智能電流表隨時監測其工作情況，尤其是較大交流，如果某一瞬間由于意外因素等造成瞬時電流急劇增大，電流表可以將該情況在一瞬間反饋給控制系統中央處理器，處理器將指令下達給電氣設備，根據默認的設定程序，電氣設備立即切斷電源，從而避免了退火爐、加工部件以及控制系統受到破壞[3]。類似的處理原則在壓力控制系統、流量控制系統、溫度控制系統等自動化控制系統中也是十分常見的，比如火電廠的溫度控制系統，當異常情況發生時，也會采取相應措施保證生產的安全。

4結束語

電氣設備和自動化儀表在工業控制過程中往往是同時出現、聯合工作的，連接兩類設備的是智能模塊的中央處理器，隨著工業設備越來越專業化、精細化，工業生產對安全越來越重視，智能控制成為工業發展的一大特色，在進行系統設計時，需注意了解生產環境、保證設備性能和智能化水平，同時確保可以進行遠程操作和控制，使其更好的應用于控制工作。

參考文獻：

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[2]張婷婷.電氣自動化控制設備的可靠性探析[J].工程技術研究,2017,(4):109-110.

篇9

關鍵詞：自動化儀表；技術研究

Abstract: in the information age today, the computer technology, network technology, automation instrumentation and other high-tech technology is also in rapid development and progress, industrial automation instrument technology continues to improve, continue to broaden the field of saving energy, has become a widespread concern.

Keywords: automatic instrument; technology research

中圖分類號： TH86 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012

引言

現代科技進步,自動化得到了越來越廣泛的應用,自動化水平已成為衡量各行各業現代化水平的一個重要標志。自動化控制被越來越廣泛地應用在現代工業和大型民用建筑中。這樣一來，作為自動化控制系統中的心臟部件的儀表能否正常工作成為生產運營的非常重要的一環。所以對儀表的維護也處于非常重要的地位。

一、自動化儀表

自動化儀表是由若干自動化元件構成的，具有較完善功能的自動化技術工具。它一般同時具有數種功能，如測量、顯示、記錄、或測量、控制、報警等。自動化儀表本身是一個系統，又是整個自動化系統中的一個子系統。自動化儀表是一種“信息機器”，其主要功能是信息形式轉換，將輸入信號轉換成輸出信號。信號可以按時間域或頻率域來表達，信號的傳送則可調制成連續的模擬量或斷續的數字量形式。

1 自動化儀表的工作原理

自動化儀表是自控系統中關鍵的子系統之一。一般的自動化檢測儀表主要由三個部分組成：

（1）傳感器：將被檢測到的各種信號轉化為模擬量；

（2）變送器：將傳感器所測量的模擬信號轉變為4—20mA的電流信號，并送到可編程序控制器（PLC）中；

（3）顯示器：將測量結果直觀的顯示出來，提供結果。

這三個部分有機地結合在一起，缺少其中的任何一部分，則不能成為完整的儀表。自動化檢測儀表以其測量精確、顯示清晰、操作簡單等特點，在工業生產中得到了廣泛的應用。而且自動化檢測儀表內部具有與微機的接口，更是自動化控制系統中重要的部分，被稱為自動化控制系統的眼睛。

2 自動化儀表的分類和組成

2.1 自動化儀表分類方法很多，根據不同原則可以進行相應的分類。

(1)按儀表所使用的能源分類，可以分為氣動儀表、電動儀表和液動儀表（很少見）；

(2)按儀表組合形式，可以分為基地式儀表、單元組合儀表和綜合控制裝置；

( 3)按儀表安裝形式，可以分為現場儀表、盤裝儀表和架裝儀表；根據儀表有否引入微處理機（器）又可分為智能儀表與非智能儀表。根據儀表信號的形式可分為模似儀表和數字儀表。 自動化顯示儀表根據記錄和指示、 模擬與數字等功能，可分為記錄儀表和指示儀表、模擬儀表和數顯儀表， 其中記錄儀表又可分為單點記錄和多點記錄（指示儀表亦可以有單點和多點），其中又有有紙記錄和無紙記錄，若是優質記錄又分為筆錄和打印記錄。

2.2 自動化儀表發展趨勢

自動化儀表發展趨勢是：（1）控制目標由實現過程工藝參數的穩定運行發展為最優質量為指標的最優控制。（2）控制方法由模擬的反饋控制發展為數字式的開環預測控制；有傳統的手動定值調節器、PID 調節器以及各種順序控制裝置，發展為以微型機構成的數字調節器和自適應調節器。

二、自動化儀表維護

由于生產操作管道化、流程化、全封閉等特點，尤其是現代化的企業自動化水平很高， 工藝操作與檢測儀表密切相關，工藝人員通過檢測儀表顯示的各類工藝參數，如反應溫度、物料流量、容器的壓力和液位、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。儀表指示出現異常現象（指示偏高、偏低，不變化，不穩定等），本身包含兩種因素：一是工藝因素，儀表正確的反映出工藝異常情況；

二是儀表因素，由于儀表某一環節出現故障而導致工藝參數指示與實際不符。這兩種因素總是混淆在一起，對于故障的判斷有著非常大的難度。儀表維護人員要提高儀表故障判斷能力，除了對儀表工作原理、結構、性能特點熟悉外，還需熟悉測量系統中每一個環節，同時，對工藝流程及工藝介質的特性、設備的特性應有所了解， 只有這樣才能盡快的做到問題的解決。

三、自動化儀表參數的測量

生產現場儀表測量參數一般分為溫度、壓力、流量、液位四大參數。根據測量參數的不同，來分析不同的現場儀表故障所在。第一個方面是在分析現場儀表故障前，一定要比較透徹地了解相關儀表系統的生產過程、生產工藝情況及條件，了解儀表系統的設計方案、設計意圖，儀表系統的結構、特點、性能及參數要求等；

第二個方面是在分析檢查現場儀表系統故障之前，要向現場操作工人了解生產的負荷及原料的參數變化情況，查看故障儀表的記錄曲線，進行綜合分析，從而確定儀表故障原因所在；

第三個方面是如果儀表記錄曲線是一條死線，或記錄曲線原來為波動，現在突然變成一條直線；故障很可能在儀表系統。因為目前記錄儀表大多是計算機系統，靈敏度非常高，參數的變化能靈敏的反應出來。這時候可人為地改變一下工藝參數，看曲線變化情況。如不變化，基本斷定是儀表系統出了問題；如有正常變化，基本斷定儀表系統沒有大的問題；

第四個方面是變化工藝參數時，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；

第五個方面是故障出現以前儀表記錄曲線一直表現正常，出現波動后記錄曲線變得毫無規律或使系統難以控制，甚至連手動操作也不能控制，此時故障可能是工藝操作系統造成的； 最后是當發現顯示儀表不正常時，可以到現場檢查同一直觀儀表的指示值，如果它們差別很大，則很可能是儀表系統出現故障。

四、維護及排除故障要點分析

1 閉環自動調節系統失靈時，先要將儀表切換至手動，然后根據工藝許可慢慢地改變調節閥的位置，并注意檢查記錄儀(或指示儀)指示的閥門位置和現場閥門位置是否一致，同時觀察反饋回來的測量變量的變化量。這樣做就可分清是變送部分、調節部分，還是閥門出了故障。然后，分別部位，對癥處理。對于復雜調節系統也可參照上述辦法，縮小故障的部位。在處理過程中，必須和工作人員緊密配合，以利于保證生產的正常進行。同時，對系統中輔助部件如空氣過濾減壓器、插件、管線等是否正常和工藝管路及負荷的更改等情況也要有足夠的了解。

2 自動化儀表每天要巡回檢查，按規定的周期保養和修理校驗。在巡回檢查和周期校驗中重點是檢出元件和變送器。如測量信號的正確程度、接線的可靠性，檢出元件有無異常或腐蝕、工藝生產的負荷變化對測量變量的影響等。在維護保養變送器時要注意耐壓、重現性、 變差、線性、零點等項技術指標，這些是變送器正常工作的關鍵。氣動變送器要保持噴嘴擋板平行度好，機械機構無松動、無卡死現象。電動變送器應保證檢測鋁片和平面線圈的正確位置，調整好振蕩電流的最靈敏段。調整好調零彈簧的正確位置，使輸出信號能線性、均勻地上升和下降，無突跳現象。在調校過程中如發現變差大或零點不穩，應重視機械機構的緊固和裝配是否正確；如線性差，應重視查找放大器的放大能力是否正確。這些如有問題，一定要認真排除，方可安裝使用。

3 保持儀表的清潔衛生，定期對機械滑動部件擦拭、加油、。尤其是在粉塵大、腐蝕嚴重的場合，如鍋爐房、化工車間的控制儀表，定期檢查、擦洗、清潔其平衡電機、同步電機、傳動齒輪、電位器及其他轉動部件，保持儀表外殼清潔和現場檢出元件、變送器、閥門的密封以及儀表的電源信號端子、插頭插座的清潔干燥是維護工作不可缺少的內容，也是保證儀表正常運行的重要條件。

五、結束語

總而言之，隨著電氣工程行業及電氣技術的不斷發展,儀表自動化水平也發生了翻天覆地的變化。自動化儀表的維護工作是一項非常重要的工作，對于它的檢測與控制過程中出現的故障現象也比較復雜。為了最快速度判斷和處理聲場過程中儀表故障，保證企業的良好運轉， 需要儀表維修工作者認真學好理論知識， 并與實踐相結合，并在實踐中不斷總結經驗。

參考文獻：

[1]王少勇.自動化儀表維護工作程序化實踐[J].中國石油和化工.2009(09)

[2]李惠勇,孫宏偉.試論自動化儀表及控制系統的發展方向[J].科技資訊.2011(22)

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關鍵詞：石油 化工 自動化 儀表

一、檢測執行儀表

1.1溫度儀表

石化現場設備或管道內界質溫度一般都需要指示控制，溫度范圍為-200℃到l800℃。 大多數采用接觸式測量。在現場指示的水銀玻璃溫度計多被雙金屬溫度計取代，最常用的是熱電阻、熱電偶。特殊熱電阻有油罐平均溫度計等特殊熱電偶和耐磨熱電偶（ 如乙烯裂解爐、 催化裂化及丙烯腈裝置用高速流動狀態下測量高溫）、表面熱電偶（ 根據測量物體表面形狀而定）、多點式熱電偶（ 用在反應器、合成塔、轉化爐等處）、防爆熱電偶等。熱電阻、熱電偶信號多直接進入DCS或其它溫度采集儀表 ，一體化的溫度變送器（兩線制）等因現場總線技術興起而逐漸普及 。

1.2壓力儀表

因為與安全密切相關，所以壓力儀表受到工程重視。壓力范圍為到300MP a （高壓聚乙烯反應器） 。壓力傳感器、變送器和特種壓力儀表采用多種原理，而且可用于高溫介質、脈動介質、枯稠狀、粉狀 、易結晶介質的壓力測量，精度可達0.l 級。 壓力表分液柱式、 彈性式、活塞式（ 壓力校驗儀） 三類。

1 .3物位儀表

石化行業一般以液位測量為主，由于測量過程與被測物料特性關系密切，所以除浮力式儀表外，物料儀表沒有通用產品。按測量方式分為直讀式、浮力式、靜電式（差壓、壓力）、 電接觸式、電容式、超聲波式、雷達式、重錘式、輻射式、激光式、磁致伸縮式、矩陣渦流式等，其中雷達式、磁致伸縮式以及矩陣渦流式液位計精度高，在石化行業正在逐步普及。

I.4流量儀表

流量儀表是石化行業溫、壓、液（位）、流四大參數中內容最豐富的一個門類。從控制的角度看穩定和優化是兩大永恒的主題，都要用流量來考核。而流量本身與流體及管道的關系又很大。我們今天說的流量，不是一般的流速，而是單位時間內流體有效面截的流體的體積和溫度及壓力補償，還需要求知管道中一定時間內流過的累積的流體體積和質量（ 流量積算儀） 。

1.5分析儀器和在線過程分析儀

從工藝上看，生產過程中對溫度、壓力、流量、液位等工藝參數的保證，只是間接保證最終產品或中間產品的質量合格，所以對過程中物料成分的直接分析和對最終產品的成分分 析是非常重要的。又從環境保護的角度看，排放的物質的成分也是要分析和在線監測的。總之，對于分析儀器和在線過程分析儀的需求是迫切的。除去需求旺盛外，分析儀器的高科技含量，特別是對多學科配合要求高等。使得近年來分析儀器的科研和應用投入力量大，主要有液相色譜、氣相色譜、質譜、紫外及紅外光譜、核磁、電鏡、原子吸收及等離子發射光譜、 電化學等分析儀器。

1 .6執行器

執行器由執行機構和調節機構構成。石化行業經常使用的是氣動執行器、少數液動執行器，其中氣動薄膜調節閥又是最常使用的，還有少數氣動活塞、氣動長行程執行機構。氣動薄膜調節閥與電氣閥門定位器配合使用，所以新一代智能式電氣閥的定位器的使用，可以幫助改善調節閥性能。調節閥在系統中的重要性自不待言。調節閥的特性計算、標準制定、測試驗證及設計選用，一直是關鍵技術。

調節機構由閥體、閥芯、閥座、上閥蓋等構成，其中閥芯有平板、柱塞、開口三種類型。 按閥體結構分調節閥的產品有直通平座、直通雙座、角型、三通型、隔膜型、軟管閥、閥體分離閥、凸輪曲閥、蝶閥、超高壓閥、球閥、籠形閥等。

二、控制策略分析

2.1常規控制

從氣動元組合學儀表、電動單元組合儀表、常規DCS、新一代DCS的變化來看，石化 工業自動化的連續控制、批量控制、順序控制的基本控制策略未變。其中主要為連續控制、 回路控制，主要有單回路調節，串級調節、比率調節、均勻調節、前饋調節、自動選擇調節、 分程調節、非線性調節等，仍然以PID調節為基礎，也就是說功能塊或控制算法變化不大， 變化較大的是組態能力和控制方案，功能塊之間連接可以是多重串接、并聯連接、選擇性連接、自動補償、自動跟蹤、無擾切換，多配方自動改變參數或功能塊連接方式。采用批工藝Knao How應用模板，而且比較透明又便于使用等等。

2.2先進控制和優化

在現代控制論的推動下，各種智能化算法應適而生，其中除智能PID控制器外，多變量控制已在煉油、石化行業開始進入生產實踐階段，它以DCS為基礎，可以是獨立的。也可以是一個軟件包，它與多變量動態過程模型辨識技術、軟測量技術有關，多采用測控與PID串級控制相結合方式等。目前在煉油廠中應用較多單一油源更易成功。其中卡邊控制等在平穩操作基礎實現增效效果比較明顯。

2.3人機界面

目前石化企業正在由一個裝置一個控制室逐步過渡成數個裝置一個控制室或全廠一個中央控制室，而且最終是以CRT或LCD屏幕顯示為主，輔以少數顯示儀表和指示燈，從鼠標、鍵盤操作為主，輔以觸摸屏及少數旋鈕和按鈕，工業電視攝像頭攝取的畫面也由專用屏幕逐步納入以DCS操作站的屏幕。

這里要講的是DCS在組態時，與控制策略相伴的是人機界面的操作策略的確定，工位號操作可相伴有典型的。儀表棒圖及細目畫面、分組畫面、趨 勢畫面等，這可以比較快的“組態” 完成，而模擬圖（工藝流程圖）的制作則要按工藝要求來完成，這是關系到信息處理能力、優化操作、報警和事故判斷處理等人機界面友好問題，我們一是要求DCS或HMI 軟件等產品提高性能，另一方面就是在系統集成時除要注意控制方案等硬指標實現外，對人機界面這些軟指標也要精益求精的完成，更要自控人員牢固的樹立為工藝操作人員服務的思想，與工藝操作人員密切配合，最好是讓相關工藝人員掌握流程畫的制作的能力，把DCS、 HMI的能力充分在對應工藝裝置中發揮出來，讓工藝操作人員能輕松操作。

2.4安全儀表系統

石化裝置由于大型化、連續化及工藝過程復雜、易燃、易爆，對環境保護要求高等原因， 安全性要求日益提高，一般由DCS等設備完成安全連鎖保護的方法，在某些企業已經不能滿足要求，所以緊急停車系統（ESD）等在DCS之外單獨設置。現在自動化儀表行業興起的基 于I EC6l508 和I EC6l5l1的安全儀表系統（ SIS），正是為了進一步滿足石化企業的需求。SI S是專門的工程解決方案，它連續在線運行，當偵測任何不安全過程事件時，能夠立即采取行動以減輕可能造成的損失。功能安全還應結合風險度、安全指標、安全完整等級（SIL）等 ， 正確選SIS系統，目前國內僅有石油化工緊急停車及安全連饋系統設計導測（sHB-206-1999） 作為依據。