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[關(guān)鍵詞]自動化儀表 計算機控制系統(tǒng) 嵌入式

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

隨著技術(shù)的進步和人工智能的發(fā)展，設(shè)備中自動化儀表控制系統(tǒng)的地位越來越重要，嵌入式微計算機的應(yīng)用改變了自動化儀表的結(jié)構(gòu)概念和設(shè)計觀點，對系統(tǒng)發(fā)展也產(chǎn)生了較大影響。

1 自動化儀表控制系統(tǒng)的簡要介紹

自動化儀表控制系統(tǒng)是一個設(shè)備的神經(jīng)中樞，發(fā)揮對設(shè)備是否正常運轉(zhuǎn)進行監(jiān)測的作用，也可以為調(diào)整設(shè)備的基本技術(shù)參數(shù)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(shù)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(biāo)準等各種校驗儀表、還有就是數(shù)控、流量等儀表普遍用于石化、冶金、電力、科學(xué)研究以及國防等領(lǐng)域的自動化控制。自動化儀表控制系統(tǒng)是工業(yè)自動化系統(tǒng)的組成部分之一，自動化儀表發(fā)揮了對信息進行轉(zhuǎn)換的作用，可以將輸入信號轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲂盘枴Ｐ盘柲軌蚋鶕?jù)時間域或者頻率域進行表達，傳輸?shù)男盘柲軌蛘{(diào)制成連續(xù)性的模擬量或者是斷斷續(xù)續(xù)的數(shù)字量模式。

2 自動化儀表的總線化發(fā)展趨勢

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

3 自動化儀表的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢

現(xiàn)場總線技術(shù)采用計算機數(shù)字化通信技術(shù)，使自動控制系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備加入工廠信息網(wǎng)絡(luò)，成為企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)底層，可使智能儀表的作用得以充分發(fā)揮。隨著工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，有可能不久將會出現(xiàn)以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系為主要特征的新型自動化儀表，即IP智能現(xiàn)場儀表，如：基于嵌入式Internet的控制網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，其特點是：首先Ethernet貫穿于網(wǎng)絡(luò)的各個層次，它使網(wǎng)絡(luò)成為透明的，覆蓋整個企業(yè)范圍的應(yīng)用實體。它實現(xiàn)了真正意義上的辦公自動化與工業(yè)自動化的無縫結(jié)合，因而我們稱它為扁平化的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。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(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，一種真正意義上的大統(tǒng)一。因此，基于嵌入式Internet的控制網(wǎng)絡(luò)代表了新一代控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢，新一代智能儀表一IP智能現(xiàn)場儀表的應(yīng)用將越來越廣泛。

4 自動化儀的開放性的發(fā)展趨勢

現(xiàn)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(tǒng)為系統(tǒng)軟件核心和高性能微處理器為硬件系統(tǒng)核心的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，未來的儀器儀表和計算機的聯(lián)系也將會日趨緊密。Agilent公司表示儀器儀表設(shè)備上應(yīng)當(dāng)具備計算機的所有接口，如USB接口、打印機接口、局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口等，測量的數(shù)據(jù)也應(yīng)通過USB接口存儲在可移動存儲設(shè)備中，使用這樣的儀器儀表設(shè)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(xiàn)場測控儀表或執(zhí)行器設(shè)備，在過程控制系統(tǒng)主機的支持下，通過網(wǎng)絡(luò)形成具有特定功能的測控系統(tǒng)，實現(xiàn)了多種智能化現(xiàn)場測控設(shè)備的開放式互連系統(tǒng)。

5 自動化儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

自動化儀表技術(shù)也隨著科技的發(fā)展而發(fā)展，對于儀器儀表有了更高的標(biāo)準與要求。儀器儀表今后的發(fā)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(dǎo)體敏感元器件、集成光路與電路、光導(dǎo)纖維等等。其最終目標(biāo)是使得儀器儀表更加小型化，重量更輕、生產(chǎn)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(shù)據(jù)的能力進一步提高。從而實現(xiàn)儀器儀表不但可以供單項使用，并且可以通過標(biāo)準接口以及數(shù)據(jù)通道和計算機有效結(jié)合，構(gòu)成不同的測控管理工作的綜合系統(tǒng)。

5.1 分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

分布式控制系統(tǒng)為一種全新的計算機控制系統(tǒng)，它是基于集中式控制系統(tǒng)逐步發(fā)展與演變出來的。它是主要由一個過程控制級以及過程監(jiān)控級所構(gòu)成的利用通信網(wǎng)絡(luò)作為其紐帶的系統(tǒng)，將現(xiàn)代計算機技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)以及現(xiàn)代控制技術(shù)即4C技術(shù)進行綜合，其指導(dǎo)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(tǒng)的發(fā)展方向

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

5.3 網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

現(xiàn)場總線技術(shù)通過數(shù)字化的通信技術(shù)，從而使得自動控制系統(tǒng)和現(xiàn)場的相關(guān)設(shè)備連接到企業(yè)的信息網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)作企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的底層，可以有效發(fā)揮智能儀表的作功能。由于工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，在不久的將來可能會產(chǎn)生以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系為主的全新的自動化儀表，也就是IP智能現(xiàn)場儀表，比如建立在以嵌入式互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的控制網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，其基本的特點是：Ethernet將貫穿到網(wǎng)絡(luò)的每一個層次，從而使得網(wǎng)絡(luò)變得更加透明，覆蓋到企業(yè)全部的運用范圍從而達到了實質(zhì)意義上人工辦公和工業(yè)自動化辦公的完美融合，所以可以稱之為扁平化的工業(yè)信息控制網(wǎng)絡(luò)，其優(yōu)良的互連性以及可擴展性使得該系統(tǒng)成為實質(zhì)意義上的一種完全開放式的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)了實質(zhì)意義上的大統(tǒng)一。

現(xiàn)代自動化儀表的智能化技術(shù)不但改變了儀表本身的性能，還影響到了控制網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，它不再是功能單一的同定結(jié)構(gòu)，其適應(yīng)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下在各行各業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：自動化系統(tǒng)；自動化儀表；儀表系統(tǒng)；常見故障；分析

一、對化工自動化儀表的認識及分類

隨著現(xiàn)代科技的進步，自動化控制系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志。自動化檢測儀表系統(tǒng)是自動化控制系統(tǒng)中重要子系統(tǒng)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(jié)合在一起，缺少其中的任何一部分，都不能稱為完整的儀表?；ぷ詣踊瘍x表分類方法很多，根據(jù)不同原則可以進行相應(yīng)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(xiàn)場儀表、盤裝儀表和架裝儀表；根據(jù)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(jù)儀表信號的形式可分為模擬儀表和數(shù)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(chǎn)過程中自動化儀表系統(tǒng)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(zhì)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(chǎn)操作具有管道化、流程化、全封閉等特點，尤其是現(xiàn)代化的企業(yè)自動化水平很高，工藝操作與檢測儀表密切相關(guān)，操作人員通過檢測儀表顯示的各類工藝參數(shù)，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(chǎn)是否正常以及產(chǎn)品的質(zhì)量是否合格，根據(jù)儀表指示進行加量或減產(chǎn)，甚至停車。儀表指示出現(xiàn)異?，F(xiàn)象（指示偏高、偏低、不變化、不穩(wěn)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(tǒng)） 某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致工藝參數(shù)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(xiàn)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(jié)構(gòu)、性能特點熟悉外，還需熟悉測量系統(tǒng)中每一個環(huán)節(jié)，同時，應(yīng)對工藝流程及工藝介質(zhì)的特性、設(shè)備的特性有所了解。總之，分析現(xiàn)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(xiàn)場儀表系統(tǒng)故障的原因，所以，要從現(xiàn)場儀表系統(tǒng)和工藝操作系統(tǒng)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(dāng)多臺微差壓變送器出現(xiàn)嚴重零點漂移，有些出現(xiàn)分時段的規(guī)律性時，造成這種現(xiàn)象的主要原因有以下幾點：1）變送器質(zhì)量不好2）導(dǎo)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(dǎo)壓管路，檢測是否有應(yīng)力的存在，如果發(fā)現(xiàn)有較大應(yīng)力，就要進行應(yīng)力消除工作。其次，變送器安裝不牢固就會產(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(shù)字溫度（K型）儀顯示隨室溫變化

補償回路故障是導(dǎo)致數(shù)字儀表隨控制室溫度變化而變化的主要原因，當(dāng)出現(xiàn)這一現(xiàn)象時，首先要將儀表通入標(biāo)準信號判斷是否時數(shù)顯儀出現(xiàn)故障，如數(shù)顯儀顯示與標(biāo)準信號存在較大誤差，可以判定數(shù)顯儀存在故障，對數(shù)顯儀進行維修排除故障后，如數(shù)顯儀顯示依舊隨室內(nèi)溫度發(fā)生變化，則此時需要檢測補償導(dǎo)線是否存在故障，如通過測試現(xiàn)場冷端和控制室溫差發(fā)現(xiàn)與儀表顯示誤差相當(dāng)，則可初步判斷補償導(dǎo)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(shè)置好后初期顯示正常，液位變化時會出現(xiàn)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(chǎn)。產(chǎn)生這一故障的原因主要有以下三方面：1）導(dǎo)壓管（毛細管）可能泄露2）介質(zhì)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(zhì)性質(zhì)，另外還需要考慮環(huán)境因素的影響。從液位計分時段波動的現(xiàn)象可以判斷出其對溫度敏感，可初步判斷可能是罐裝的導(dǎo)壓介質(zhì)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(nèi)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(zhuǎn)換器向下安裝會造成管道中液體向轉(zhuǎn)換器滲漏，造成絕緣下降，甚至短路，因此一定要嚴格按照轉(zhuǎn)換器安裝規(guī)程進行正確安裝。

5 調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障

調(diào)節(jié)閥現(xiàn)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(xiàn)象是無氣源、無信號，造成這種現(xiàn)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(zhì)導(dǎo)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(xiàn)象有氣源、無法動作，此時需要根據(jù)故障現(xiàn)象進行相應(yīng)的檢修處理：1）現(xiàn)象：DCS 指令信號無輸出，此時需要檢查相應(yīng)的指令線；2）現(xiàn)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(xiàn)象；4）現(xiàn)象：閥桿或閥芯卡澀、變形：此時需根據(jù)實際損壞情況進行處理或更換；5）現(xiàn)象：手輪位置不對：此時需要將手輪調(diào)節(jié)到釋放位置。

（2）調(diào)節(jié)閥震蕩

當(dāng)氣源壓力滿足要求，指令信號也穩(wěn)定，但調(diào)節(jié)閥的動作仍不穩(wěn)定時，首先需要檢查定位器位置是否正確，并進行相應(yīng)處理；其次檢查定位器自身是否發(fā)生故障：若定位器發(fā)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(xiàn)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(diào)節(jié)閥振動

此時可按照故障現(xiàn)象進行相應(yīng)處理：安裝底座不穩(wěn)：加固底座；附近有振動設(shè)備引起：消除振源；閥芯與襯套磨損嚴重：更換襯套；調(diào)節(jié)閥選型不對：更換合適的閥門；閥門介質(zhì)流向與關(guān)閉方向相反：改變閥安裝方向。

（4）調(diào)節(jié)閥動作遲緩

此時可按照故障現(xiàn)象進行相應(yīng)處理：氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)中膜片破損泄漏：更換膜片；執(zhí)行機構(gòu)中O型圈破損：更換O 型密封圈；閥體內(nèi)有粘物堵塞：消除堵塞；閥桿不直導(dǎo)致摩擦阻力大：處理閥桿。

（5）調(diào)節(jié)閥泄漏量大

此時可按照故障現(xiàn)象進行相應(yīng)處理：閥芯被磨損，內(nèi)漏嚴重：消除內(nèi)漏；閥杠長短不合適，閥未調(diào)好關(guān)不嚴：調(diào)整閥桿，調(diào)整閥；閥體內(nèi)密封環(huán)壞：更換密封環(huán)；介質(zhì)壓差太大，執(zhí)行機構(gòu)關(guān)不嚴：增大氣源，改進執(zhí)行機構(gòu)；閥內(nèi)有異物：清除異物；氣源壓力低或接頭氣管漏氣：調(diào)整氣源，消除泄漏。

四、總結(jié)

文章探討了如何在化工自動化生產(chǎn)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?；ぷ詣觾x表作為化工生產(chǎn)中的重要設(shè)備，分析其常見故障并制定故障排除計劃，配合后續(xù)維護、校檢工作可顯著降低故障發(fā)生率。現(xiàn)代社會科技技術(shù)發(fā)展日新月異，新型自動化儀表不斷涌現(xiàn)，自動化儀表系統(tǒng)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(xué)習(xí)、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(guān)工藝流程，全面分析故障原因，不斷積累維修經(jīng)驗，才能在自動化儀表出現(xiàn)故障時做到準確快速判別及妥善處理，迅速恢復(fù)生產(chǎn)。

參考文獻

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

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關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；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(shè)備，代替人的勞動，從而提高勞動生產(chǎn)率的生產(chǎn)模式。它包括自動化生產(chǎn)多方面的內(nèi)容，暨自動操作、自動控制、自動保護以及自動檢測等多項內(nèi)容。這種生產(chǎn)模式與傳統(tǒng)的勞動密集型生產(chǎn)模式相比具備更多優(yōu)勢，例如提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本等。此外，化工自動化生產(chǎn)還能提高安全生產(chǎn)系數(shù)，降低工人勞動強度。而自動化儀表的應(yīng)用，則是化工自動化生產(chǎn)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(tǒng)的一部分。自動化儀表完成了整個自動化生產(chǎn)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(zhuǎn)換，無論是數(shù)字量還是模擬量信號，都可以通過儀表實現(xiàn)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(jù)組成、用途、供能、參數(shù)、系統(tǒng)等加以區(qū)別。其中，依據(jù)不同組成形式的儀表可區(qū)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(jù)具體用途的不同可分為檢測用儀表、傳輸轉(zhuǎn)換儀表、顯示儀表以及調(diào)節(jié)控制儀表和執(zhí)行器。依據(jù)能源來源不同可以分為氣動、電動和液動三類。而根據(jù)參數(shù)可分為壓力儀表、溫度儀表、液位儀表、流量儀表等。依據(jù)使用系統(tǒng)的不同，可以根據(jù)安全系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)對其加以區(qū)分。

三、化工自動化儀表的發(fā)展趨勢

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

四、化工自動化控制儀表優(yōu)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(shù)，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(yīng)用一些接口芯片的位控特性進行一個復(fù)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(jié)構(gòu)，代替常規(guī)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(tài)，當(dāng)下一狀態(tài)到來時，前一狀態(tài)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(tài)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(tài)信息，然后進行重現(xiàn)或處理。

3、儀表有了計算功能

由于自動化化儀表內(nèi)含微型計算機，因此可以進行許多復(fù)雜的計算，并且具有很高的精度。在自動化儀表中可經(jīng)常進行諸如乘除一個常數(shù)、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(shù)據(jù)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(zhuǎn)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(dān)，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(yōu)化等工作。

五、化工企業(yè)自動化儀表的常見問題

1、化工企業(yè)自動化儀表制造質(zhì)量問題

在化工企業(yè)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(chǎn)生是由于在自動化儀表的生產(chǎn)制造過程中，廠家并不能夠完全做到遵守科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，降低了自身對于產(chǎn)品質(zhì)量的要求，從而使生產(chǎn)出的儀表等產(chǎn)品本身存在質(zhì)量隱患和問題，導(dǎo)致化工企業(yè)生產(chǎn)過程中自動化儀表發(fā)生問題的概率大幅增加。

2、化工企業(yè)自動化儀表安裝使用問題

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

3、化工企業(yè)自動化儀表的具體操作問題

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

六、儀表故障判斷的各項關(guān)鍵點

1 在檢查儀表前需要確認被檢查儀表是否有相對應(yīng)圖紙以及相關(guān)的技術(shù)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(biāo)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(dāng)技術(shù)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(dāng)?shù)拇胧?。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(fù)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(yīng)當(dāng)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(nèi)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(fā)現(xiàn)問題出現(xiàn)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(yīng)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(dāng)焊接儀表上的電路管腳時，要避免使用大瓦數(shù)的電烙鐵，通常是小于45w的。為防止焊接過程中，結(jié)成電路發(fā)生損壞，焊鐵外殼在焊接時必須接地，并且要控制相應(yīng)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(yīng)等現(xiàn)象發(fā)生損壞。

5維修人員在維修過程中，必須做到心中有數(shù)。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(jié)構(gòu)、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(guān)技術(shù)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(fā)生。

七、總結(jié)

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?lián)Q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(fā)生率，儀表檢修維護人員必須按照相關(guān)規(guī)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(fā)現(xiàn)故障及時處理。以確保自動化儀表的準確性與化工生產(chǎn)的安全進行。

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[關(guān)鍵詞]自動化儀表；日常維護；措施

中圖分類號：F725 文獻標(biāo)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(yīng)用于不同的生產(chǎn)領(lǐng)域，其固有的性能對企業(yè)生產(chǎn)的運作狀態(tài)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(yè)生產(chǎn)中能夠創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益，推動我國企業(yè)的快速發(fā)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(yè)生產(chǎn)中，自動化儀表必不可少，但對其的日常維護漠不關(guān)心。大多數(shù)企業(yè)管理人員不重視自動化儀表的日常維護，唯有儀表發(fā)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(yè)帶來了許多的安全隱患以及不必要的財務(wù)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(yè)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(yǎng)制度尚不健全，也沒有相關(guān)技術(shù)人員對其進行維護與保養(yǎng)，因此這項工作難以落實。而且許多企業(yè)的實力有限，也沒有資金來支持這項技術(shù)的實施，難以保證其具有良好的運作狀態(tài)。相關(guān)技術(shù)人員也沒有過多的技術(shù)經(jīng)驗，盲目維修只會導(dǎo)致自動化儀表的使用壽命大大縮短。

3、企業(yè)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(huán)境的影響，如打雷，暴雨等。許多企業(yè)對自動化儀表的維護不夠完善，致使自動化儀表發(fā)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(yè)對自動化儀表的維護與保養(yǎng)意識

企業(yè)應(yīng)重視對自動化儀表的維護與保養(yǎng)，加強對自動化儀表維護與保養(yǎng)的宣傳，通過網(wǎng)絡(luò)，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(yǎng)的重要性，不斷提高企業(yè)員工以及相關(guān)技術(shù)人員對自動化儀表維護與保養(yǎng)的意識。

2、建立健全自動化儀表的維護與保養(yǎng)制度

自動化儀表的維護與保養(yǎng)是企業(yè)不可忽視的一個問題，為此，企業(yè)應(yīng)建立健全自動化儀表的維護與保養(yǎng)制度，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)定期對自動化儀表進行維修并做好相應(yīng)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(guī)則使用，不可擅自對其進行違規(guī)操作，使用完畢后，相關(guān)技術(shù)人員對自動化儀表進行檢查以及正確的維護與保養(yǎng)。企業(yè)要將自動化儀表的維護與保養(yǎng)意識落實到每一個員工，根據(jù)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(yǎng)制度，每進行一次維護與保養(yǎng)，相關(guān)技術(shù)人員就要做好相應(yīng)的記錄，為更換自動化儀表提供相關(guān)依據(jù)。

3、制定自動化儀表的維護與保養(yǎng)的計劃

企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)自動化儀表的日常運作狀態(tài)，發(fā)生事故的頻率，設(shè)備運作是否穩(wěn)定等，制定相關(guān)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(yīng)做好相應(yīng)的維修記錄，把自動化儀表的維護與保養(yǎng)當(dāng)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(guān)的計劃，制度，還應(yīng)注重對其的現(xiàn)場維修工作。每當(dāng)自動化儀表在運作過程中出現(xiàn)故障，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)立即到場對自動化儀表進行檢查，維修。企業(yè)還應(yīng)對相關(guān)技術(shù)人員進行技術(shù)培訓(xùn)，提高技術(shù)人員的專業(yè)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(yè)的經(jīng)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(gòu)成自動化儀表的重要組成部分，自動化儀表的零器件也關(guān)系著自動化儀表的正常運作，為此，企業(yè)應(yīng)該重視對自動化儀表零器件的管理工作，并且與生產(chǎn)這些零器件的廠家多交流，多備一些零器件。企業(yè)在選擇自動化儀表零器件時，應(yīng)選擇信譽高，質(zhì)量好的廠家，如若出現(xiàn)質(zhì)量問題，要及時與生產(chǎn)廠家溝通。企業(yè)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(wǎng)絡(luò)對自動化儀表進行維護與保養(yǎng)

近年來，網(wǎng)絡(luò)之風(fēng)盛行，企業(yè)在對自動化儀表的日常維護中可以利用先進的科學(xué)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)技術(shù)，以計算機為主，開發(fā)屬于自己企業(yè)的自動化儀表的維護與保養(yǎng)的軟件，將自動化儀表何時出現(xiàn)故障，日常的運作狀態(tài)以及日常的維護與保養(yǎng)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(guān)技術(shù)人員按時對自動化儀表進行維護與保養(yǎng)。企業(yè)利用自動化儀表的維護與保養(yǎng)軟件可以精準的分析自動化儀表的運作狀態(tài)，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(huán)境不容遲緩

自動化儀表的運作受環(huán)境的影響比較大。其大多在企業(yè)的生產(chǎn)車間工作，空氣中多彌漫著化學(xué)物質(zhì)，直接影響著自動化儀表的運作狀態(tài)。為此，企業(yè)應(yīng)積極改善運作環(huán)境，要合理的安放自動化儀表，盡量使其避免化學(xué)空氣的籠罩，防止化學(xué)物質(zhì)進入自動化儀表內(nèi)部。此外，過熱或過冷的環(huán)境也會使自動化儀表出現(xiàn)運作故障，所以，企業(yè)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(yè)還應(yīng)注重自然環(huán)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(guān)技術(shù)人員要根據(jù)環(huán)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(yīng)的記錄，相關(guān)技術(shù)人員要善于分析出現(xiàn)故障的原因，可以有效的減少自動化儀表的故障的發(fā)生，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

結(jié)束語

企業(yè)大多采用自動化，自動化儀表更是成為了企業(yè)運作的一個必不可少的技術(shù)，對于企業(yè)更好的發(fā)展有很大的影響，企業(yè)要不斷加強對自動化儀表的日常維護與保養(yǎng)，從設(shè)備的采購，安裝方面進行合理的規(guī)劃。企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員定期進行維護，并做好相應(yīng)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。

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關(guān)鍵詞：自動化儀表；自動化控制技術(shù)；應(yīng)用措施

在自動化儀表與自動化控制技術(shù)實際應(yīng)用的時候，相關(guān)技術(shù)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(jù)自動化儀表類型的分析，采取有效措施應(yīng)用自動化控制技術(shù)，提高技術(shù)的應(yīng)用價值。

1.自動化儀表的作用

在我國相關(guān)企業(yè)實際生產(chǎn)中，自動化儀表的應(yīng)用較為重要，相關(guān)技術(shù)人員必須要科學(xué)分析其應(yīng)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(yīng)用質(zhì)量。在企業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用自動化儀表設(shè)備，除了可以提升生產(chǎn)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(zhì)量。同時，應(yīng)用自動化儀表設(shè)備，有利于提升儀表工作的智能化程度，優(yōu)化其發(fā)展體系，快速獲取各類數(shù)據(jù)信息，在全面整合數(shù)據(jù)信息的情況下，可以有效控制企業(yè)生產(chǎn)成本，提升企業(yè)的生產(chǎn)效益，達到預(yù)期的工作目標(biāo)。

2.自動化儀表

自動化儀表的運行有利于提升企業(yè)生產(chǎn)效率，加快生產(chǎn)速度，增強其發(fā)展可靠性。與傳統(tǒng)企業(yè)生產(chǎn)工作相比較，自動化儀表的應(yīng)用較為先進，可以降低人工操作效率，提升工作人員的生產(chǎn)安全性。同時，在自動化儀表實際運行中，相關(guān)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(shè)備代替人工操作，節(jié)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(shè)備與技術(shù)方式對工作流程與細節(jié)進行監(jiān)督處理，減少實際生產(chǎn)操作中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)偏差現(xiàn)象，提升設(shè)備監(jiān)控與管理質(zhì)量，在全面整合數(shù)據(jù)信息的情況下，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，發(fā)揮智能化技術(shù)與生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用作用，達到預(yù)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(yīng)用效果。保證可以對設(shè)備電流進行全面的控制，提升數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用質(zhì)量，減少其中存在的運行問題。

第二，自動化儀表的應(yīng)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(yè)生產(chǎn)中可以反應(yīng)出數(shù)據(jù)信息的實際情況，并利用數(shù)據(jù)監(jiān)測方式提升企業(yè)生產(chǎn)安全性。同時，在模型與數(shù)據(jù)監(jiān)督中，相關(guān)技術(shù)人員可以利用自動化技術(shù)對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準化與規(guī)范化處理。在智能化儀表實際運行中，其工作模式有待調(diào)整，可以有效提升生產(chǎn)安全性，滿足現(xiàn)代化制造業(yè)的操作要求，利用計算機儀表等對數(shù)據(jù)進行全面的計算，保證儀表自動化的應(yīng)用質(zhì)量。

第三，在企業(yè)生產(chǎn)中，相關(guān)技術(shù)人員必須要重視自動化儀表與自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，保證可以更好地將其應(yīng)用在紡織業(yè)與大型器械制造業(yè)中，提升自動化控制技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量。首先，在紡織業(yè)實際發(fā)展的時候，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)用自動化控制技術(shù)，有利于轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)紡織業(yè)的制造方式，提升紡織業(yè)的制造效率與質(zhì)量。例如：在傳統(tǒng)的紡織業(yè)梳棉機制造業(yè)中，經(jīng)常會出現(xiàn)風(fēng)量與風(fēng)壓等問題，無法提升企業(yè)生產(chǎn)有效性。然而，在應(yīng)用自動化控制技術(shù)與自動化儀表之后，可以有效調(diào)整與優(yōu)化機械設(shè)備的運行參數(shù)，提升梳理工作質(zhì)量。在傳統(tǒng)的紡織業(yè)生產(chǎn)中，相關(guān)技術(shù)人員與管理人員還不能對紡織品質(zhì)檢情況進行分析，導(dǎo)致紡織品出現(xiàn)總體質(zhì)量問題。然而，在應(yīng)用數(shù)字圖像與計算機自動化控制技術(shù)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(zhì)量；在大型器械制造業(yè)中應(yīng)用自動化控制設(shè)備，有利于提升大型器械制造業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量，增強智能化技術(shù)的應(yīng)用效果，全面優(yōu)化自動化控制技術(shù)的應(yīng)用體系。例如：在某企業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)用自動化控制與儀表技術(shù)，可以對機械設(shè)備的運行狀態(tài)進行調(diào)整，全面開展數(shù)據(jù)監(jiān)測工作，利用先進的工作方式提升器械制造業(yè)的生產(chǎn)水平。

3.自動化儀表與自動化控制技術(shù)的應(yīng)用措施

在自動化儀表與自動化控制技術(shù)實際應(yīng)用的時候，相關(guān)技術(shù)人員與管理人員必須要制定完善的技術(shù)方案，提升技g應(yīng)用水平，減少其中存在的各類問題，保證可以發(fā)揮自動化儀表與自動化控制技術(shù)的應(yīng)用作用，優(yōu)化其發(fā)展體系。相關(guān)技術(shù)人員在應(yīng)用自動化儀表與自動化控制技術(shù)的時候，必須要制定完善的技術(shù)應(yīng)用方案，并逐漸提升自動化控制技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，保證可以優(yōu)化其發(fā)展體系。首先，相關(guān)技術(shù)人員要科學(xué)應(yīng)用嵌入式技能手法與網(wǎng)絡(luò)技能手法，并對其進行全面的管理。其次，相關(guān)技術(shù)人員需要科學(xué)控制系統(tǒng)的運行質(zhì)量，并對自動化儀表的芯片進行規(guī)劃調(diào)整，保證可以更好地對網(wǎng)絡(luò)進行連接，延長設(shè)備的應(yīng)用壽命，提高其工作質(zhì)量。最后，相關(guān)技術(shù)人員與管理人員需要科學(xué)管理網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)，利用通訊與網(wǎng)絡(luò)等方式全面開展自動化儀表的應(yīng)用工作。

篇6

關(guān)鍵詞：自動化儀表；嵌入式系統(tǒng)；自動化；網(wǎng)絡(luò)化

信息化社會背景下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與微電子技術(shù)迅猛發(fā)展，自動化儀表也進行相應(yīng)升級和創(chuàng)新，通信信息技術(shù)和計算機技術(shù)、新型精密元件零件和智能化系統(tǒng)研發(fā)和應(yīng)用一定程度上影響了自動化儀表結(jié)構(gòu)跳幀，通過運用嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)了儀表遠程監(jiān)督和控制，實時傳輸和預(yù)報儀表運行故障以及上傳相關(guān)信息，在自動化儀表強化傳感測量計算、補償網(wǎng)絡(luò)與顯示等功能基礎(chǔ)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(tǒng)為自動化儀表創(chuàng)新發(fā)展提供技術(shù)條件。

1軟硬件系統(tǒng)設(shè)計是新型儀表設(shè)計模式

常規(guī)儀表儀器設(shè)計流程和內(nèi)容是先對系統(tǒng)硬件進行設(shè)計，然后制定系統(tǒng)軟件，再對系統(tǒng)硬件和軟件進行反復(fù)測試調(diào)整。通常在系統(tǒng)流程或運行中發(fā)現(xiàn)故障和內(nèi)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(shè)計，使得儀表開發(fā)進度受到影響，儀表開發(fā)周期延長，無形中增加成本費用。軟硬件協(xié)同設(shè)計是近年來作為新型設(shè)計模式，又可以稱為軟硬件一體化設(shè)計。自動化儀表嵌入式系統(tǒng)研發(fā)過程中，系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)硬件開發(fā)緊密相關(guān)，互相作用。在研發(fā)過程中對軟件和硬件進行功能劃分需要結(jié)合系統(tǒng)功能描述內(nèi)容，在實際設(shè)計環(huán)節(jié)中首先對嵌入式系統(tǒng)進行功能運行測試，確保系統(tǒng)功能與實際需求相符合，進行軟硬件協(xié)同模式測試，實現(xiàn)軟件和硬件綜合開發(fā)。軟硬件系統(tǒng)設(shè)計模式具有功能分化清晰明確、軟件開發(fā)周期短等特征，對新型自動化儀表設(shè)計提供了技術(shù)指導(dǎo)，同時也符合市場發(fā)展和社會經(jīng)濟需求。嵌入式系統(tǒng)研發(fā)主要內(nèi)容是系統(tǒng)內(nèi)部各功能模塊劃分，軟件硬件設(shè)計、協(xié)同設(shè)計測試模擬主要分為四方面內(nèi)容：第一，協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)功能劃分需要先對系統(tǒng)各個功能進行了解采集，編制功能運行指令，例如使用無關(guān)語言的描述方式，初級數(shù)學(xué)公式或者算法級描述，對系統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計內(nèi)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(tǒng)設(shè)計方案科學(xué)合理。第三，系統(tǒng)協(xié)同測試模擬是對軟件和硬件設(shè)計綜合，運用通信技術(shù)實現(xiàn)對整個系統(tǒng)進行監(jiān)督和掌控，進行測試模擬相關(guān)數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)展各種安全隱患和問題，并加以修改。第四，軟件和硬件設(shè)計綜合后，實施協(xié)同模擬測試，完成系統(tǒng)設(shè)計綜合集成。軟件構(gòu)件設(shè)計中包括編制、翻譯、匯總以及綜合四方面內(nèi)容、硬件構(gòu)件設(shè)計中包括邏輯設(shè)計、半途設(shè)計以及綜合設(shè)計等內(nèi)容。軟件硬件協(xié)調(diào)設(shè)計方案通過運用并行寫作設(shè)計概念，有效降低了方案設(shè)計時間，提高了設(shè)計質(zhì)量和效率。嵌入式系統(tǒng)軟件硬件協(xié)調(diào)設(shè)計在整個系統(tǒng)流程中可以分層為：首先，設(shè)計需求和產(chǎn)品定義，設(shè)計方案目的；其次，系統(tǒng)概念層級設(shè)計初級系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)運行結(jié)構(gòu)流程設(shè)計，綜合軟件硬件協(xié)調(diào)測試模擬過程；最終，系統(tǒng)設(shè)計詳細層次，對軟件、硬件和系統(tǒng)界面設(shè)計，綜合評價系統(tǒng)設(shè)計。

2嵌入式處理器是新型自動化儀表設(shè)計核心內(nèi)容

隨著單片機及微型控制器智能化程度越來越高、系統(tǒng)技術(shù)越來越成熟以及使用功能越來越豐富等特點，被廣泛應(yīng)用越自動化儀表運行中。這對嵌入式處理器要求越發(fā)嚴格，在減少耗能和占地面積基礎(chǔ)上，引入芯片集成電路技術(shù)，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(fā)揮最大性能。自動化儀表設(shè)計要考慮數(shù)字信號頻譜分析和濾波技術(shù)、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(xiàn)更多附加功能，例如三十二位內(nèi)核運算集成完成的通信系統(tǒng)，支持各種通信協(xié)議下的同步協(xié)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(xié)同處理器、用來支持各類計算機平臺應(yīng)用軟件和專用網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)更多功能。

3嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)自動化儀表網(wǎng)絡(luò)信息化

實現(xiàn)自動化儀表網(wǎng)絡(luò)信息化需要采用高性能處理器和硬件系統(tǒng)，制定儀表連接網(wǎng)絡(luò)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(xié)議連接網(wǎng)絡(luò)。增設(shè)網(wǎng)關(guān)，緩解嵌入式系統(tǒng)上網(wǎng)難題，提高嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)管理工具，全面監(jiān)督和掌控嵌入式組織結(jié)構(gòu)和設(shè)備。通過運用嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)儀表網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、遠程控制監(jiān)督以及保存共享等功能，極大程度上發(fā)揮了系統(tǒng)性能，打破同一范圍內(nèi)信息采集分析與保存共享傳統(tǒng)模式，為網(wǎng)絡(luò)平臺和技術(shù)為依托，進行儀表遠程控制，用戶可以通過網(wǎng)頁瀏覽器獲取需要的數(shù)據(jù)信息。結(jié)合自動化儀表實際運行需求，從系統(tǒng)調(diào)度、內(nèi)存信息等環(huán)節(jié)進行管理，實時監(jiān)督系統(tǒng)任務(wù)切換或中斷。系統(tǒng)硬件引用高性能嵌入式處理器，提高硬件調(diào)度管理效率、系統(tǒng)軟件可以獨立完成計算分析和顯示儲存等功能，高度實現(xiàn)智能化處理模式，通過補償網(wǎng)絡(luò)調(diào)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(jié)束語

綜上所述，新型自動化儀表需要自主學(xué)習(xí)和處理多種復(fù)雜測試模擬程度，引用智能化嵌入式系統(tǒng)和高性能嵌入式處理器，科學(xué)開發(fā)設(shè)計新型自動化儀表。結(jié)合軟硬件協(xié)同設(shè)計模式和操作系統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)新型自動化儀表高效平穩(wěn)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(xué)工業(yè)出版社，1999.

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【關(guān)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(yè)發(fā)展速度日趨迅猛，并且化工已經(jīng)逐漸成為我國主要的經(jīng)濟來源之一，為我國經(jīng)濟的發(fā)展帶來了較大的貢獻。但是，化工生產(chǎn)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(yè)，所以，應(yīng)當(dāng)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(chǎn)過程中的安全性。那么如何實現(xiàn)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(jù)劃分標(biāo)準的不同，可以分為不同種的類型，比如按照傳輸?shù)男盘栠M行分類可以分為數(shù)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(xiàn)場儀表和架裝儀表；按照是否具有接入系統(tǒng)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(xiàn)在控制電路中應(yīng)用一些接口芯片控制一個系統(tǒng)的一個復(fù)雜功能，編程軟件植入儀器儀表中取代常規(guī)的邏輯電路。嵌于儀器儀表內(nèi)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(fù)雜程序計算的穩(wěn)定性與精確性。

儀器儀表工作過程中經(jīng)常出現(xiàn)需要線性化處理、自檢自校、測量值與工程值的轉(zhuǎn)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(dān)，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(shù)據(jù)可進行檢索、優(yōu)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(dāng)智能型化工自動化儀表發(fā)生故障時，儀表相關(guān)的維修人員首先需要掌握的就是故障發(fā)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(guān)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(xiàn)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(xiàn)象進行相對應(yīng)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(yīng)的檢查，假如存在異常的現(xiàn)象，需要及時對其再次進行斷電操作處理，對發(fā)生異常的部位進行重點的查看。

（二）專業(yè)的維修人員對儀表故障處理措施

對于專業(yè)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(fā)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(yè)的維修人員應(yīng)該結(jié)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)生故障的自動化儀表的元器件進行相對應(yīng)的替換。假如在完成替換工作之后，故障不再發(fā)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(yīng)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(fā)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(fù)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(yè)得以恢復(fù)。假如在這種情形下，自動化儀表仍然沒有恢復(fù)正常的運行，那么久需要對儀表的程序存儲器進行相關(guān)的檢查，觀察其是否發(fā)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(jié)構(gòu)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(yè)素質(zhì)以及工作能力進行相關(guān)的反應(yīng)。

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(shù)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(yīng)的控制，盡可能縮短焊接所花費的時間。相關(guān)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(yīng)的焊接作業(yè)，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(yīng)的影響。

四、結(jié)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(guān)人員應(yīng)該不斷提升自身對其的認知，順應(yīng)時展的潮流。在面對突發(fā)的智能型化工自動化儀表方面的故障問題，首先要保持鎮(zhèn)靜，對故障相關(guān)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(nèi)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(yè)，2013， 11（4）：123-124.

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關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；自動化儀表；過程控制；應(yīng)用

1前言

自動化儀表和電氣設(shè)備可以看作是人的眼睛和手腳，儀表將現(xiàn)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(jù)預(yù)編程序下達命令至電氣設(shè)備處，最終由各種電氣自動化設(shè)備完成所需要動作，從而實現(xiàn)過程控制自動化。自動化儀表和電氣設(shè)備是整個控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。常見的自動化儀表和電氣設(shè)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(shè)備和自動化儀表概述

2.1電氣設(shè)備概述

電氣設(shè)備包括電力系統(tǒng)中的發(fā)/輸電設(shè)備、電機保護設(shè)備、電力監(jiān)控設(shè)備等，在過程控制中，電氣設(shè)備主要包括：電動機、變頻攪拌器、電加熱器等?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程對各種電氣設(shè)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(shè)備及上位機控制器組成了一個完整的自控系統(tǒng)回路。常見的自動化儀表應(yīng)用包括火電廠的溫度監(jiān)測、污水處理工廠的流量監(jiān)測、鍋爐壓力監(jiān)測等，這些監(jiān)測行為除最基本的顯示功能外，還可將數(shù)據(jù)上傳至上位機控制器進行信號處理、報警、聯(lián)鎖等，最終由控制器發(fā)令給各執(zhí)行器（電氣設(shè)備）以完成自動控制的功能。

3電氣設(shè)備和自動化儀表在工業(yè)控制過程中的應(yīng)用

3.1電氣設(shè)備和自動化儀表在工業(yè)控制過程中的設(shè)計原理

傳統(tǒng)的工業(yè)過程主要是人工操作，現(xiàn)代工業(yè)為了加強安全生產(chǎn)并提高效率，遂引入了各種自動化儀表和電氣設(shè)備。工控過程自動化的設(shè)計原理主要有四點：①充分了解生產(chǎn)環(huán)境；②設(shè)備具有較高的智能化水平；③可實現(xiàn)遠程操作；④便于維護管理。對生產(chǎn)環(huán)境的了解是應(yīng)用自動化儀表和電氣設(shè)備的基礎(chǔ)，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(shè)定的安全數(shù)值也應(yīng)等比例的提高，若簡單的設(shè)定為最大額定荷載，輕則造成資源浪費，重則造成工況不穩(wěn)甚至發(fā)生生產(chǎn)事故。設(shè)備智能化主要體現(xiàn)在四個方面，測量、監(jiān)控、調(diào)節(jié)、處理。仍以鍋爐為例，測量指儀表可實時檢測鍋爐狀態(tài)；監(jiān)測是指鍋爐狀態(tài)可在上位機上實時觀察到；調(diào)節(jié)指設(shè)備擁有自動跟蹤調(diào)整以適應(yīng)實際需求；處理指上位機發(fā)現(xiàn)鍋爐出現(xiàn)問題時通過下達必要指令至電氣設(shè)備終端，進行應(yīng)急處理以使人員及時進行后續(xù)工作。如：監(jiān)測到鍋爐液位偏低時，通過儀表發(fā)送信號至計算機，再通過計算機發(fā)出相應(yīng)指令至電氣設(shè)備電控柜以啟動鍋爐補水泵等，同時相關(guān)參數(shù)如電流信號、故障狀態(tài)等可在上位機上進行追溯。遠程操作是智能設(shè)備的突出優(yōu)勢，遠程控制的目的是根據(jù)需求隨時進行必要調(diào)節(jié)，比如設(shè)備端設(shè)定的安全負荷為鍋爐額定負荷的60％，但實際生產(chǎn)時需要鍋爐提供更多的動力以達到額定負荷的70％，該項調(diào)節(jié)工作便可由計算機遠程操作實現(xiàn)，通過程序數(shù)值的修改完成。便于管理是指所用電氣設(shè)備和自動化儀表以智能技術(shù)為支撐，以默認的設(shè)定程序作為工作依據(jù)，無需過度依賴人工操作，只要程序設(shè)定合理、計算機軟硬件性能正常，便可持續(xù)工作，管理上實現(xiàn)基本無人化。當(dāng)熱，設(shè)備應(yīng)用還應(yīng)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(shè)備在工業(yè)過程控制中應(yīng)用的基本雛形，也是在后續(xù)工作時應(yīng)注意的內(nèi)容。

3.2測量環(huán)節(jié)的實際應(yīng)用

測量是自動化儀表的基礎(chǔ)功能，在進行目標(biāo)數(shù)據(jù)測量時，儀表可以將所得的測量值保存下來以便于后續(xù)統(tǒng)計工作的開展進行[1]。

3.3監(jiān)測環(huán)節(jié)的實際應(yīng)用

監(jiān)測是控制工作的中心環(huán)節(jié)之一，是指在應(yīng)用了帶自動化儀表和智能電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)后，實際應(yīng)用中系統(tǒng)對控制目標(biāo)進行的實時監(jiān)測。這種監(jiān)測是伴隨整個工作全程同步的，工作停止后，監(jiān)測也同時停止，如：鍋爐液位的監(jiān)測、電機轉(zhuǎn)速的監(jiān)測、電動機故障狀態(tài)的監(jiān)測等。以凈水廠的凈化系統(tǒng)作為監(jiān)控對象為例，凈水過程包括進水、凈化、出水三個基本環(huán)節(jié)，中間還包括過濾、沉淀等，就進水工作而言，通常需通過設(shè)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(xù)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(chǔ)需求，將流量計、上位機控制器（PLC、工控機等）、執(zhí)行器（電動閥、電控柜、泵等）應(yīng)用于流量監(jiān)控過程中，當(dāng)進水流量在合理范圍內(nèi)時，流量計正常作業(yè)，當(dāng)進水量過大或者過小時，流量計會發(fā)出信號至上位機，信號經(jīng)上位機處理后發(fā)出指令至閥門或電控柜處，從而可實現(xiàn)流量超限關(guān)閥、停泵等自控控制和調(diào)節(jié)的動作。并以此保證了相關(guān)過程安全、高效的運作。需要注意的是，在實際應(yīng)用中，可以將記錄功能添加到監(jiān)測工作中，即對全天的監(jiān)測內(nèi)容進行記錄，該數(shù)據(jù)可以作為相關(guān)人員后續(xù)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(zhí)行環(huán)節(jié)的實際應(yīng)用

執(zhí)行環(huán)節(jié)是控制的核心環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)是衡量工業(yè)過程自動化執(zhí)行結(jié)果的關(guān)鍵一步，是指在自控過程中對發(fā)令器指令的最終執(zhí)行和動作。該環(huán)節(jié)功能的實現(xiàn)依賴于自動化執(zhí)行儀表（如：電動閥）和電氣設(shè)備（電控柜等）的聯(lián)合工作。仍以凈水廠的凈水系統(tǒng)為例，當(dāng)該系統(tǒng)的工作無異常時，控制設(shè)備只進行正常的監(jiān)測工作，如果該水廠由于外部設(shè)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(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境破壞，應(yīng)用智能控制系統(tǒng)則可以避免該情況，當(dāng)流量儀監(jiān)測到水流量變化后，首先會發(fā)出警報，如果水流量持續(xù)增大，超過安全值，則流量計會將這一情況反饋給控制系統(tǒng)中央處理器，處理器再向執(zhí)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(tǒng)非正常工作或水流蔓延帶來的破壞[2]。

3.5保護環(huán)節(jié)的實際應(yīng)用

保護環(huán)節(jié)是建立在監(jiān)測和執(zhí)行兩個環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上的，是指在監(jiān)測對象發(fā)生異常時，對其進行保護防止其過限動作等產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損失，該項工作也包括對控制系統(tǒng)本身的保護。以電力設(shè)備的控制系統(tǒng)為例，工業(yè)生產(chǎn)中很多時候會應(yīng)用到大型電力設(shè)備，比如鑄造廠的退火爐，在進行電加熱作業(yè)時，由于設(shè)備功率大，產(chǎn)生的電流也是較大的，如果超過安全電流則會造成設(shè)備、加工部件損壞等問題，同樣，如果設(shè)備出現(xiàn)短路，也會帶來不良影響。傳統(tǒng)模式下，對退火爐的控制依賴人工和舊式設(shè)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(yīng)用智能設(shè)備可以避免上述情況。在退火爐工作時，智能電流表隨時監(jiān)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(tǒng)中央處理器，處理器將指令下達給電氣設(shè)備，根據(jù)默認的設(shè)定程序，電氣設(shè)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(tǒng)受到破壞[3]。類似的處理原則在壓力控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)等自動化控制系統(tǒng)中也是十分常見的，比如火電廠的溫度控制系統(tǒng)，當(dāng)異常情況發(fā)生時，也會采取相應(yīng)措施保證生產(chǎn)的安全。

4結(jié)束語

電氣設(shè)備和自動化儀表在工業(yè)控制過程中往往是同時出現(xiàn)、聯(lián)合工作的，連接兩類設(shè)備的是智能模塊的中央處理器，隨著工業(yè)設(shè)備越來越專業(yè)化、精細化，工業(yè)生產(chǎn)對安全越來越重視，智能控制成為工業(yè)發(fā)展的一大特色，在進行系統(tǒng)設(shè)計時，需注意了解生產(chǎn)環(huán)境、保證設(shè)備性能和智能化水平，同時確?？梢赃M行遠程操作和控制，使其更好的應(yīng)用于控制工作。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：自動化儀表；技術(shù)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(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2012

引言

現(xiàn)代科技進步,自動化得到了越來越廣泛的應(yīng)用,自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志。自動化控制被越來越廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)和大型民用建筑中。這樣一來，作為自動化控制系統(tǒng)中的心臟部件的儀表能否正常工作成為生產(chǎn)運營的非常重要的一環(huán)。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(gòu)成的，具有較完善功能的自動化技術(shù)工具。它一般同時具有數(shù)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(tǒng)，又是整個自動化系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)。自動化儀表是一種“信息機器”，其主要功能是信息形式轉(zhuǎn)換，將輸入信號轉(zhuǎn)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(diào)制成連續(xù)的模擬量或斷續(xù)的數(shù)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(tǒng)中關(guān)鍵的子系統(tǒng)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(zhuǎn)化為模擬量；

（2）變送器：將傳感器所測量的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)?—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(jié)果直觀的顯示出來，提供結(jié)果。

這三個部分有機地結(jié)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(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。而且自動化檢測儀表內(nèi)部具有與微機的接口，更是自動化控制系統(tǒng)中重要的部分，被稱為自動化控制系統(tǒng)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(jù)不同原則可以進行相應(yīng)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(xiàn)場儀表、盤裝儀表和架裝儀表；根據(jù)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(jù)儀表信號的形式可分為模似儀表和數(shù)字儀表。 自動化顯示儀表根據(jù)記錄和指示、 模擬與數(shù)字等功能，可分為記錄儀表和指示儀表、模擬儀表和數(shù)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(yōu)質(zhì)記錄又分為筆錄和打印記錄。

2.2 自動化儀表發(fā)展趨勢

自動化儀表發(fā)展趨勢是：（1）控制目標(biāo)由實現(xiàn)過程工藝參數(shù)的穩(wěn)定運行發(fā)展為最優(yōu)質(zhì)量為指標(biāo)的最優(yōu)控制。（2）控制方法由模擬的反饋控制發(fā)展為數(shù)字式的開環(huán)預(yù)測控制；有傳統(tǒng)的手動定值調(diào)節(jié)器、PID 調(diào)節(jié)器以及各種順序控制裝置，發(fā)展為以微型機構(gòu)成的數(shù)字調(diào)節(jié)器和自適應(yīng)調(diào)節(jié)器。

二、自動化儀表維護

由于生產(chǎn)操作管道化、流程化、全封閉等特點，尤其是現(xiàn)代化的企業(yè)自動化水平很高， 工藝操作與檢測儀表密切相關(guān)，工藝人員通過檢測儀表顯示的各類工藝參數(shù)，如反應(yīng)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(chǎn)是否正常，產(chǎn)品的質(zhì)量是否合格，根據(jù)儀表指示進行加量或減產(chǎn)。儀表指示出現(xiàn)異?，F(xiàn)象（指示偏高、偏低，不變化，不穩(wěn)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(huán)節(jié)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致工藝參數(shù)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(jié)構(gòu)、性能特點熟悉外，還需熟悉測量系統(tǒng)中每一個環(huán)節(jié)，同時，對工藝流程及工藝介質(zhì)的特性、設(shè)備的特性應(yīng)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(shù)的測量

生產(chǎn)現(xiàn)場儀表測量參數(shù)一般分為溫度、壓力、流量、液位四大參數(shù)。根據(jù)測量參數(shù)的不同，來分析不同的現(xiàn)場儀表故障所在。第一個方面是在分析現(xiàn)場儀表故障前，一定要比較透徹地了解相關(guān)儀表系統(tǒng)的生產(chǎn)過程、生產(chǎn)工藝情況及條件，了解儀表系統(tǒng)的設(shè)計方案、設(shè)計意圖，儀表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點、性能及參數(shù)要求等；

第二個方面是在分析檢查現(xiàn)場儀表系統(tǒng)故障之前，要向現(xiàn)場操作工人了解生產(chǎn)的負荷及原料的參數(shù)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(xiàn)在突然變成一條直線；故障很可能在儀表系統(tǒng)。因為目前記錄儀表大多是計算機系統(tǒng)，靈敏度非常高，參數(shù)的變化能靈敏的反應(yīng)出來。這時候可人為地改變一下工藝參數(shù)，看曲線變化情況。如不變化，基本斷定是儀表系統(tǒng)出了問題；如有正常變化，基本斷定儀表系統(tǒng)沒有大的問題；

第四個方面是變化工藝參數(shù)時，發(fā)現(xiàn)記錄曲線發(fā)生突變或跳到最大或最小，此時的故障也常在儀表系統(tǒng)；

第五個方面是故障出現(xiàn)以前儀表記錄曲線一直表現(xiàn)正常，出現(xiàn)波動后記錄曲線變得毫無規(guī)律或使系統(tǒng)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(tǒng)造成的； 最后是當(dāng)發(fā)現(xiàn)顯示儀表不正常時，可以到現(xiàn)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(tǒng)出現(xiàn)故障。

四、維護及排除故障要點分析

1 閉環(huán)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈時，先要將儀表切換至手動，然后根據(jù)工藝許可慢慢地改變調(diào)節(jié)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(xiàn)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(diào)節(jié)部分，還是閥門出了故障。然后，分別部位，對癥處理。對于復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)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(chǎn)的正常進行。同時，對系統(tǒng)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(guī)定的周期保養(yǎng)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?；蚋g、工藝生產(chǎn)的負荷變化對測量變量的影響等。在維護保養(yǎng)變送器時要注意耐壓、重現(xiàn)性、 變差、線性、零點等項技術(shù)指標(biāo)，這些是變送器正常工作的關(guān)鍵。氣動變送器要保持噴嘴擋板平行度好，機械機構(gòu)無松動、無卡死現(xiàn)象。電動變送器應(yīng)保證檢測鋁片和平面線圈的正確位置，調(diào)整好振蕩電流的最靈敏段。調(diào)整好調(diào)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(xiàn)象。在調(diào)校過程中如發(fā)現(xiàn)變差大或零點不穩(wěn)，應(yīng)重視機械機構(gòu)的緊固和裝配是否正確；如線性差，應(yīng)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(wèi)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(zhuǎn)動部件，保持儀表外殼清潔和現(xiàn)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(nèi)容，也是保證儀表正常運行的重要條件。

五、結(jié)束語

總而言之，隨著電氣工程行業(yè)及電氣技術(shù)的不斷發(fā)展,儀表自動化水平也發(fā)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(xiàn)的故障現(xiàn)象也比較復(fù)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(yè)的良好運轉(zhuǎn)， 需要儀表維修工作者認真學(xué)好理論知識， 并與實踐相結(jié)合，并在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：石油 化工 自動化 儀表

一、檢測執(zhí)行儀表

1.1溫度儀表

石化現(xiàn)場設(shè)備或管道內(nèi)界質(zhì)溫度一般都需要指示控制，溫度范圍為-200℃到l800℃。 大多數(shù)采用接觸式測量。在現(xiàn)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(tài)下測量高溫）、表面熱電偶（ 根據(jù)測量物體表面形狀而定）、多點式熱電偶（ 用在反應(yīng)器、合成塔、轉(zhuǎn)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(xiàn)場總線技術(shù)興起而逐漸普及 。

1.2壓力儀表

因為與安全密切相關(guān)，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(yīng)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(zhì)、脈動介質(zhì)、枯稠狀、粉狀 、易結(jié)晶介質(zhì)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(yè)一般以液位測量為主，由于測量過程與被測物料特性關(guān)系密切，所以除浮力式儀表外，物料儀表沒有通用產(chǎn)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(yè)正在逐步普及。

I.4流量儀表

流量儀表是石化行業(yè)溫、壓、液（位）、流四大參數(shù)中內(nèi)容最豐富的一個門類。從控制的角度看穩(wěn)定和優(yōu)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(guān)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(nèi)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(nèi)流過的累積的流體體積和質(zhì)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(chǎn)過程中對溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的保證，只是間接保證最終產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的質(zhì)量合格，所以對過程中物料成分的直接分析和對最終產(chǎn)品的成分分 析是非常重要的。又從環(huán)境保護的角度看，排放的物質(zhì)的成分也是要分析和在線監(jiān)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(xué)科配合要求高等。使得近年來分析儀器的科研和應(yīng)用投入力量大，主要有液相色譜、氣相色譜、質(zhì)譜、紫外及紅外光譜、核磁、電鏡、原子吸收及等離子發(fā)射光譜、 電化學(xué)等分析儀器。

1 .6執(zhí)行器

執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)構(gòu)成。石化行業(yè)經(jīng)常使用的是氣動執(zhí)行器、少數(shù)液動執(zhí)行器，其中氣動薄膜調(diào)節(jié)閥又是最常使用的，還有少數(shù)氣動活塞、氣動長行程執(zhí)行機構(gòu)。氣動薄膜調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)閥性能。調(diào)節(jié)閥在系統(tǒng)中的重要性自不待言。調(diào)節(jié)閥的特性計算、標(biāo)準制定、測試驗證及設(shè)計選用，一直是關(guān)鍵技術(shù)。

調(diào)節(jié)機構(gòu)由閥體、閥芯、閥座、上閥蓋等構(gòu)成，其中閥芯有平板、柱塞、開口三種類型。 按閥體結(jié)構(gòu)分調(diào)節(jié)閥的產(chǎn)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(guī)控制

從氣動元組合學(xué)儀表、電動單元組合儀表、常規(guī)DCS、新一代DCS的變化來看，石化 工業(yè)自動化的連續(xù)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(xù)控制、 回路控制，主要有單回路調(diào)節(jié)，串級調(diào)節(jié)、比率調(diào)節(jié)、均勻調(diào)節(jié)、前饋調(diào)節(jié)、自動選擇調(diào)節(jié)、 分程調(diào)節(jié)、非線性調(diào)節(jié)等，仍然以PID調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)，也就是說功能塊或控制算法變化不大， 變化較大的是組態(tài)能力和控制方案，功能塊之間連接可以是多重串接、并聯(lián)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(shù)或功能塊連接方式。采用批工藝Knao How應(yīng)用模板，而且比較透明又便于使用等等。

2.2先進控制和優(yōu)化

在現(xiàn)代控制論的推動下，各種智能化算法應(yīng)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(yè)開始進入生產(chǎn)實踐階段，它以DCS為基礎(chǔ)，可以是獨立的。也可以是一個軟件包，它與多變量動態(tài)過程模型辨識技術(shù)、軟測量技術(shù)有關(guān)，多采用測控與PID串級控制相結(jié)合方式等。目前在煉油廠中應(yīng)用較多單一油源更易成功。其中卡邊控制等在平穩(wěn)操作基礎(chǔ)實現(xiàn)增效效果比較明顯。

2.3人機界面

目前石化企業(yè)正在由一個裝置一個控制室逐步過渡成數(shù)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(shù)顯示儀表和指示燈，從鼠標(biāo)、鍵盤操作為主，輔以觸摸屏及少數(shù)旋鈕和按鈕，工業(yè)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(tài)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(tài)” 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(guān)系到信息處理能力、優(yōu)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(chǎn)品提高性能，另一方面就是在系統(tǒng)集成時除要注意控制方案等硬指標(biāo)實現(xiàn)外，對人機界面這些軟指標(biāo)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(wù)的思想，與工藝操作人員密切配合，最好是讓相關(guān)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(yīng)工藝裝置中發(fā)揮出來，讓工藝操作人員能輕松操作。

2.4安全儀表系統(tǒng)

石化裝置由于大型化、連續(xù)化及工藝過程復(fù)雜、易燃、易爆，對環(huán)境保護要求高等原因， 安全性要求日益提高，一般由DCS等設(shè)備完成安全連鎖保護的方法，在某些企業(yè)已經(jīng)不能滿足要求，所以緊急停車系統(tǒng)（ESD）等在DCS之外單獨設(shè)置?，F(xiàn)在自動化儀表行業(yè)興起的基 于I EC6l508 和I EC6l5l1的安全儀表系統(tǒng)（ SIS），正是為了進一步滿足石化企業(yè)的需求。SI S是專門的工程解決方案，它連續(xù)在線運行，當(dāng)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(yīng)結(jié)合風(fēng)險度、安全指標(biāo)、安全完整等級（SIL）等 ， 正確選SIS系統(tǒng)，目前國內(nèi)僅有石油化工緊急停車及安全連饋系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)測（sHB-206-1999） 作為依據(jù)。