工业仪表与自动化装置在建筑智能化中的使用

刘刚 中海油气（泰州）石化有限公司

一、工业仪表的发展

早在20世纪30年代就出现了工业仪表，最初只用于化工、石油炼制、热能动力和冶金等连续性的热力生产过程，因此称为热工仪表。机械式和液动式是当时工业仪表的主要结构形式，因仪表体积较大，只能实现就地检测、记录和简单的控制。

20世纪80年代工业仪表的发展促进了工业生产的自动化，并已成为工业生产中不可缺少的自动化工具。计算机技术、微电子技术、信息处理技术和网络通信技术等的发展与日俱进，对自动化仪表的革新产生了深远的影响，已成为工业自动化仪器仪表发展的新的推动力，工业自动化仪表不仅能够更高速、更灵敏、更可靠、更简捷地获取对象的全方位信息，而且完全突破了传统的光、机、电的框架，朝着智能化、网络化、总线化、开放性的方向发展。

二、工业仪表的种类

工业仪表的种类很多，按被测量生产过程的参数区分有温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表、物位测量仪表、机械量测量仪表、流程分析仪器等；按其在工业生产过程的功能可分为检测仪表、显示仪表、调节仪表等。下面以建筑智能化系统常用的温湿度仪表为例进行介绍。

（一）湿度变送器

面对环境资源的紧缺，节能是建筑智能化的主要任务之一。可以通过对湿度数据的采集，使得空调系统做出对应的输出，从而达到节能的效果。RH-XU-D-T系列风道湿度变送器通过-HIH-5031-湿度敏感元件测量湿度，然后经过变送转换为0～10V或4～20mA信号输出。这个变送器本身具有滤除噪声的功能，同时具有宽的电源供电DC18V～DC30V功能。这个湿度敏感元件能检测5%～95%的湿度范围，线性信号输出。通过湿度变送器和室内智能空调系统的控制模块以及其他必要环节的配合，实现节能减排这一功能。

（二）温度传感器

建筑智能化不仅要达到节能目标，还要让用户在环境中感受到舒适。TS-XX-B-系列室内温度传感器通过热敏电阻-NTC、铂电阻-PT-和镍电阻等敏感元件来检测温度。敏感元件包括玻璃封装的热敏电阻是负温度系数的温度敏感元件，铂电阻是-3851-规格的敏感元件和陶瓷封装的镍电阻传感器。通过温度传感器，对温度进行测量，并通过无线网关传入集控室，通过分析数据，进行合理输出，而这些过程都是通过对自动化装置进行编程达到自动控制的目的。

三、自动化装置的控制功能

（一）可编辑功能

对设备的不同输出进行不同功能的控制，通过编程，结合CPU、网关等将输出结果进行编程并下载，实现对工业设备的自动控制，解放劳动力。

（二）处理数据与输出控制的功能

工业仪表对各个指标参数进行采集，传输给CPU等控制器，控制器对数据进行处理，然后根据处理结果输出报警、启停、过程调节等功能。

（三）数据记忆功能

对现场采集的数据，通过上位机进行记录与分析，合理规划并完善编程模块，就可以对能源进行更合理的利用。对监控组态软件进行组态，将工业仪表采集的数据按照设计好的组态画面进行记录。

四、工业仪表与自动化装置在智能建筑中的应用

空调系统由现场执行器，参数测量变送器，现场直接数字控制器，人机交互界面WEMATICHMI，网关BR-50，BR-10，WEBTALK等设备构成。在上述设备基础上，结合算法实现除传统空调系统具有的功能外，还更加节约能源、更加智能。

利用WEBTALK对实时检测数据进行画面组态，温湿度变送器通过采集现场数据，控制器通过画面显示实时数据，方便工作人员了解现场环境、对数据进行采集保留。实验中主要利用温湿度传感器对空调的风道口、室内环境等的温湿度进行测量，利用不同温湿度对空调运行状态进行调整。这样便可以达到节能的目的，以免浪费不必要的电力资源。另外，还有无线人感检测报表，可从报表中对人流量进行统计，通过人流量控制空调的运行状态，高峰期之前空调提前运行，降低温度，达到节约成本。

通过程序安装，以及设置无线传感器地址，可以将数据通过局域网传送到上位机。利用WEBTALK程序建点，完成数据接收。进行组态画面建立，利用所建点可以进行数字、文本、图表等显示实时数据（通过网页链接的方式可以在画面中显示图表）；也可以进行报警组态，因为可以通过无线网快速采集数据，以便更大可能地减少问题的出现和更快速地解决问题。利用WEBTALK软件，管理者可以通过组态画面，监控相应项目的实时动态、所有设备的运行状态，不仅现场可以检测，控制室也可以检测，尤其酒店建筑，这一方面更为重要，后台工作人员可以及时收到客人的下单情况。

楼宇建筑的中央空调耗能很大，本系统可以根据实际需要调节空调系统的运行，也可以基于实时反馈的运行数据对空调的运行状态进行调整，实现最佳的温度控制。系统可以对监控参数的历史数据进行打印，为控制工程师提供优化控制的第一手数据，从而进行更合理、更节能的编程，达到节约能源的效果。大数据时代，数据的采集、传输与处理更为重要，在这方面，应该有更深入的研究。

五、结束语

工业仪表和自动化装置的进一步发展和智能建筑的兴起，使空调控制技术、新风换等技术越来越先进，现代化自控技术、计算机技术的进步，使楼宇控制系统的自控技术进入智能化控制的全新时代。对于行业设计人员来说，是机遇也是挑战。未来的发展与自动化密不可分，科技进步推动工业仪表与自动化装置的发展，这些设备的发展促进生产力的提高，一切都相辅相成。