机械工程自动化仪表装置的应用研究

王带领

摘要：随着我国现代化建设的快速发展和现代自动化技术的不断完善，自动化产品和技术在各行业中的地位和作用日益突出。自动化仪表装置作为自动化产品的重要组成部分，在保证生产设备安全正常运行、避免安全事故上有着至关重要的作用，这就要求自动化仪表装置具有极高的性能。本文在此重点探讨了自动化仪表装置在压力表校准中的应用，旨在给相关企业提供一定的借鉴作用。

关键词：机械工程；自动化仪表装置；应用；压力表校准

科学技术是第一生产力。随着现代科学技术的快速发展，自动化技术在石油、冶金、热电厂等工业中得到广泛的应用，特别是自动化仪表，它不仅能保证生产过程的安全性和稳定性，而且能提高生产效率，因此要加强自动化仪表装置运行维护管理和校准。

自动化仪表装置作为热电厂等自动控制系统的重要组成部分，主要由传感器、变送器和显示器三部分构成。其中，传感器主要是利用各种信号搜集模拟信息，变送器主要是将搜集到的模拟信号转变为电流信号（4至20mA），并发送至PLC（即可编程序控制器），显示器主要是把最终结果显示出来。总之，自动化仪表是自动化控制系统的关键所在。本文分为两个部分，第一部分分析了机械工程自动化仪表装置设计及安装改进；第二部分主要探讨了机械工程自动化仪表装置的应用。

一、机械工程自动化仪表装置设计及安装改进

（一）机械工程自动化仪表装置设计原则

一方面，选取合适的自动化仪表装置。仪表装置质量不仅关系到自身的安全运行和维修管理，而且还影响到监测自动化系统运行质量，因此仪表技术人员要根据市场行情、工厂实际需要、经济效益等多个方面选取合适的仪表装置型号，如数字显示报警仪，它的优点是显示直观、性能稳定、校准方便、经济实惠等，为自动化监测系统打下良好的基础。另一方面，选择最优自动化监测系统设计方案。自动化监测系统设计安装要遵循一定的原则：①简单实用。根据实际需求设计出简单、合适的系统方案，既能避免浪费，也便于运行维护管理；②自动化程度高。对工厂所有设备的温度、电压等参数进行在线监测，及时发现问题并处理；③经济实惠。在选取最佳设计方案时，要从经济效益和实用性出发，选取物美价廉的仪表装置。

（二）自动化仪表装置安装

安装作为保证自动化仪表装置质量的重要内容，要严格按照相关标准保证安装质量。具体来说，在安装自动化仪表装置时，要按照仪表装置安装使用说明书结合实际现场合理安装，保证仪表装置自动化监测系统的安全性和稳定性，减少系统运行维护成本，增加经济效益。此外，自动化仪表装置安装要注意以下几点：①尽可能减少接线端子，避免因振动、腐蚀等造成故障，提高系统的安全性能；②测量温度的保护管最好使用直性护管（未固定），便于拆装，同时也便于更换；③通常情况下液位转换电极选用绝缘软线，如聚四氟乙烯。根据不同的现场情况实行不同的安装方案，保证自动化仪表装置安装质量，为其安全运行打下良好的基础。

二、机械工程自动化仪表装置的应用分析

（一）仪表装置自动化校准系统应用

仪表装置自动化校准流程为：仪器预热→仪器初始状态设置，并对相关参数进行测量→数据信息分析→自动保存历史数据并形成校准证书。具体来说主要如下：

第一，仪表装置预热。根据仪表安装校准标准进行开机预热工作，接着和488电缆等硬件设备连接起来，然后开启系统，对电热厂所要监测设备的地址进行扫描，并根据地址确定相应的配置方案。

第二，仪表校准自动化系统初始设置。先进入系统测试主界面（其特点为简单明了、实用），然后在初始化模块界面上对被检测的设备参数进行设置（主要是被测设备的GPIB地址，并确定其是否是第一次测试，避免因异常情况造成数据丢失），只需选择校准、被检测设备名称即可。

第三，数据信息采集模块。这一模块的主要内容有仪器设备状态设置、动态数据采集以及分析、测试数据保存等。系统管理人员根据实际工作需要结合人工测量标准，利用计算机网络下载采样时间、测量数值、功能选取、仪器设备初始值设置等功能模块，同时也可根据相关说明书利用SCPI语言编程各功能模块，自动完成仪器设备检测、数据采集、分析以及保存等工作，且对不符合标准的数据用不同颜色标识出来，便于及时发现问题并解决问题。

第四，自动保存历史数据并生成校准证书。工作人员在校准证书生成模块上输入被测量设备名称及校准信息等，系统就会自动保存历史数据并生成校准证书，为校准人员提供参考依据，并减轻工作负担。

（二）热电厂主要自动化仪表应用

第一，测温仪表。目前热电厂使用的测温仪表主要有热电偶温度计和热电阻温度计两种。其中，热电偶温度计通常情况下是对锅炉烟气温度、锅炉汽包温度和汽机主气温度等进行温度测试，在这个过程中要对热电偶温度计进行全面的监控，避免寄生电动势现象发生，保证温度测量的正确性。热电阻温度计主要用于500摄氏度以下温度测量中，最低可达到零下200摄氏度以下。它主要由热电阻、显示仪表和连接导线构成，利用铂热电阻等温度变化而得知被测设备的温度。它通常情况下主要用于循环水温、电机轴承温度等低温环境中。在这个过程中，要注意以下几点：①最好采取三线制连接方式，避免受到环境的影响；②保证线路电阻符合标准值，且热电阻工作电流要在规定值以下，减小误差。

第二，测压仪表。目前热电厂中使用比较多的测压仪表有膜盒微压计、波纹管压力计以及扩散硅式压力变送器等。其中，膜盒微压计主要用于送风系统、尾部烟道等压力测量，波纹管压力计主要用于锅炉蒸汽压力测量；而扩散硅式压力变送器利用集成电路技术，测量压力转换精确度较高，主要是对高压蒸汽进行压力测量。

第三，流量仪表。目前电热厂中常见的流量仪表有容积式流量计、差压式流量计和微机型数字流量计。其中，容积式流量计（如旋转活塞式流量计等）主要用于锅炉燃油流量测量中，利用仪表壳中的转子来确定流量大小，如果流量大，那么转子转速快。差压式流量计主要用来测量锅炉蒸汽的流量，其工作原理是通过流体流动产生差压，而差压与其流速有对应的关系，然后计算出流量。微机型数字流量计具有在线监控、保存及预警、功能强大等特点，已成为热电厂自动化仪表应用的必然趋势。

第四，物位仪表。目前电热厂中物位仪表主要有电容式物位传感器和超声波物位传感器等。其中，电容式物位传感器具有操作简单、自动灵活等特点，主要用于清水池、水箱等液位测量。超声波物位传感器的工作原理是通过在粉体表面发射超声波，然后经过反射由传感器接收，接着根据超声波往返时间计算出粉体表面与传感器之间的距离。

（三）自动化仪表装置应用于压力表校准

压力表作为电热厂等大型工业中的重要设备，在保证安全生产上有着不可或缺的作用，因此加强压力表校准是十分必要的。

第一，在线自动校准预期。在线自动校准预期是仪表自动化监测系统的重要组成部分，在保证仪表装置与实际生产流程计量相一致、减少仪表装置运行维护成本上有着十分重要的意义。在进行在线标准预期时，根据现场所有压力仪表装置选取合适的预期参数，如某热电厂的校准压力在0至10000帕之间，对比精确度在1.6%至1.7%之间。则在线自动校准预期目标就是保证压力仪表安全有效运行，且有两种方案，比较常用的一种是实用型，另一种是比较理想化的校准对比，在实际工作中使用较少。

第二，做好校准准备工作。在利用自动化仪表装置系统对电压表进行校准前，要准备好相关材料：一是打孔器。选取适合具体仪器设备的专用打孔器；二是标准表。根据现场自动化仪表装置相关标准确定标准表的精确度和量程；三是校准对比记录。利用仪表自动化校准系统对每一次测量的数据记录进行对比分析，不仅可以掌握仪表装置的工作状态，而且可以及时发现问题并进行相应的维护管理。

第三，注意事项。主要是校准路线选取问题，以仪表装置地址为依据，选取适合的巡检线路，一天要巡检两次以上，且在检查时特别要注意关闭气源，且要把过滤器减压阀接头给拧开，不仅能及时发现问题，而且可以避免不必要的损失。此外，在拆卸孔板、仪表装置等设备时，要特别注意放置方向，同时在安装时要严格按照说明书等要求执行，保证仪表装置的正常运行。

结束语

自动化仪表主要是对工厂中电压、电流、温度等进行精细的测量，保证工厂生产过程的安全性和质量，在工业生产中有着至关重要的作用，随着现代化技术的不断发展，自动化仪表在工业中的应用越来越广泛。厂家要设计生产出质量高、相对简单且技术含量高的仪表设备，同时加强自动化仪表测试校准技术开发，不仅可以降低自动化仪表校准时间和成本，而且可以为企业生产设备提供数据参考，保证生产的安全性和效率，促进企业经济稳定可持续发展。

参考文献：

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[2]章利仁.机械工程自动化仪表装置的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012（28）

[3]江迎武.精细化工企业中自动化仪表的设计与施工[J].中国高新技术企业，2010（12）