谈自动化仪表技术
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[摘 要]随着现代科技进步，自动化得到了越来越广泛的应用，自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。作为电气工程自动化控制下的一个重要组成内容，目前仪表自动化技术已经得到了越来越广泛的应用。随着电气工程行业及电气技术的不断发展，仪表自动化水平也发生了翻天覆地的变化。
[关键词]自动化仪表；工作原理；维护
中图分类号：TE968 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0103-01
1 自动化仪表的工作原理
自动化仪表是自动化控制系统中关键的组成之一。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成：
（1）传感器，通过各种物理方法或化学方法来检测被测模拟量的原件或设备；
（2）变送器，将传感器所测量的模拟信号转变为4～20 mA电流信号，并送到可编程控制器中；
（3）显示器，将测量结果直观地显示出来，给现场操作人员提供测量结果。这三个部分有机地结合在一起，缺少其中的任何一部分，则不能称为完整的仪表。自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到了广泛的应用，而且自动化检测仪表内部带有与微机通讯的接口，更是自动化控制系统中重要的部分，被称为自动化控制系统的眼睛。
2 选用自动化仪表时应坚持的原则
自动化仪表品种、类型较多，正确选用并非易事，选用时要坚持实事求是的原则：
（1）不要轻信厂商宣传，厂商为利所图，往往对仪表的技术指标夸大其词，选用时要理性分析这些参数的依据，尽量选择与中石油中石化一级供应商合作。
（2）按需选取，勿追求高指标，如不是用于商务计量，贸易核算，准确度要求可以降低，如工控系统的某些场合，检测、监控仪表的重复性、可靠性好就可以了。目前，大多数石化公司选取质量流量计作为贸易结算，因为质流的可靠性高、寿命长、维修量小，并且测量精度高，作为贸易结算，此时要选取指标高的。
（3）全面考虑经济指标，仪表的经济性并非限于一次购买费用，还要考虑安装维修（停产损失），是否节能（长期运行费）等因素。
3 自动化仪表的维护的重要作用
随着，社会经济的发展，生产水平的提高，特别在化工、石化、钢铁、造纸、食品、医药、电力、煤矿等行业，对自动化水平的要求不断提高。生产过程中检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂，正确判断、及时处理生产过程中仪表故障，为缩短处理仪表故障时间，保证安全生产提高经济效益，要求加强自动化仪表的维护尤为重要。
经常出现仪表故障现象，由于不但直接关系到生产的安全与稳定，同时，也涉及到产品的质量和消耗，而且也最能反映出仪表维护人员的实际工作能力和业务水平，也是仪表维护人员能否获得工艺操作人员信任，彼此配合密切的关键。对现场仪表维护人员的技术水平提出了更高要求。要随时对生产过程中使用的仪表进行维护并能对常见故障及时处理。
4 自动化仪表维护的相关措施
在现代的生产中自动化仪表的维护是很重要的，随着自动化程度的提高，设备的精良，检修水平的提高主要来自生产实践中。当设备上的仪表故障出现，我们要如何去处理，如何去解决，如何去减少故障出现的频率。这是让我们去思考的。我认为可以从以下几方面：
4.1 从生产工艺特点方面考虑
由于生产操作管道化、流程化、全封闭等特点，尤其是现代化的企业自动化水平很高，工艺操作与检测仪表密切相关，工艺人员通过检测仪表显示的各类工艺参数，诸如反应温度、物料流量、容器的压力和液位、原料的成分等来判断工艺生产是否正常，产品的质量是否合格，根据仪表指示进行加量或减产，甚至停车。仪表指示出现异常现象（指示偏高、偏低，不变化，不稳定等），本身包含两种因素：一是工艺因素，仪表正确的反映出工艺异常情况；二是仪表因素，由于仪表（测量系统）某一环节出现故障而导致工艺参数指示与实际不符。这两种因素总是混淆在一起，很难马上判断出故障到底出现在哪里。仪表维护人员要提高仪表故障判断能力，除了对仪表工作原理、结构、性能特点熟悉外，还需熟悉测量系统中每一个环节，同时，对工艺流程及工艺介质的特性、设备的特性应有所了解，这能帮助仪表维护。
总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以，我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，检查原因所在。
4.2 从自动化仪表本身考虑
仪表维护人员要提高仪表故障判断能力，提高仪表的维护水平，要对仪表工作原理、结构、性能特点熟悉外，还需熟悉工艺生产中的每一个环节，同时，对工艺流程及工艺介质的特性、设备的特性应有所了解， 各种仪表有各自的特点，但是基本的测量原理都是相同的，其传感器的测量原理和功能都是类似的。一般的传感器只能作为敏感元件，须配上变换仪表来检测物理量、化学量等的变化。随着微电子技术的发展，出现了智能仪表。智能仪表采用超大规模集成电路，利用嵌入软件协调内部操作，在完成输入信号的非线性补偿、零点错误、温度补偿、故障诊断等基础上，还可完成对工业过程的控制，使控制系统的功能进一步分散。智能传感器集成了传感器、智能仪表全部功能及部分控制功能，具有很高的线性度和低的温度漂移，降低了系统的复杂性、简化了系统结构。
4.3 自动化仪表各个参数的测量方面
现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位、分析五大参数。根据测量工艺参数的不同，来分析现场不同位置、不同仪表的故障所在。
首先，在分析现场仪表故障前，要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及设计上的操作条件，了解仪表系统的设计选型、设计意图，仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等；
其次，在分析检查现场仪表系统故障之前，要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况，了解仪表测量介质的密度、管线压力、介质温度的变化，通过仪表测量趋势的变化，进行综合分析，以确定仪表故障原因所在；
第三，如果仪表记录曲线为一条死线（一点变化也没有的线称死线），或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线；故障很可能为仪表自身测量不准。
第四，变化工艺参数时，发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小，此时的故障也常在仪表系统；
第五，故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常，出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制，甚至连手动操作也不能控制，此时故障可能是工艺操作系统造成的；
第六，当发现显示仪表不正常时，可以到现场检查同一直观仪表的指示值，如果它们差别很大，则很可能是仪表系统出现故障。
总之，分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以，我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，检查原因所在。
4.4 自动化仪表的使用过程
自动化仪表的故障的出现不是偶然的，故障的出现都会一个过程。自动化仪表的使用是有一个过程。先是设计、选型、采购、安装、投入使用、故障出现、修理、无法修理就报废、换新表等过程。
自动化仪表前期工作是如何去设计、选型、采购、安装。前期质量好坏，决定仪表本身的使用的好坏，使用的寿命长短。自动化仪表的中期，也就是仪表的使用过程，使用的好坏，维护的质量，对仪表的使用寿命来说起到致关重的。特别维护得好坏对仪表都有不同效果。
自动化仪表后期，当故障出现如何去解决，当故障频率多次出现，就要想办法去处理，想出改进方法，提出更好的措施来解决问题，以致于达到仪表正常的使用效果，减少故障出现的频率，延长仪表的使用寿命。
5 结束语
总之， 随着自动化仪表的应用越来越普遍，运转当中故障的发生频率也随之增高。只有设计出新的测试策略来减少测试时间，并提高从设计到生产的测试效率，才能更好的为企业服务，自动化仪表才能发挥更大的效能。