仪表与控制

仪表与控制（精选12篇）

仪表与控制 篇1

1、过程控制仪表与控制系统

如图所示是一个单元组合仪表构成的简单控制系统。图中控制对象代表生产过程中的某个环节, 控制对象输出的被控变量 (T P L F等) , 经变送、转换成相应的信号, 送显示、记录、调节与给定单元来的给定值进行比较, 将偏差值进行一定运算后, 发出信号控制执行单元的动作, 将阀门开大或关小, 改变控制量, 直到被控变量与给定值相等。

2、控制系统的工作原理

2.1 液位控制系统

图中, 检测变送器检测到水位高低, 当水为高度与正常给定水位之间出现偏差时, 调节器就会立刻根据偏差的大小去控制给水阀, 使水位回到给定值上。从而实现水位的自动控制。

2.2 温度控制系统

它由蒸汽加热器、温度变送器、调节器和蒸汽流量阀组成。控制目标是保持出口温度恒定。当进料流量或温度等因素的变化引起出口物料的温度变化时, 通过温度仪表测得的变化, 并将其信号送至调节器与给定值进行比较, 调节器根据其偏差信号进行运算后将控制命令送至调节阀, 改变蒸汽量维持出口温度。

2.3 流量控制系统

它由管路、孔板和差压变送器、流量调节器和流量调节阀。控制目标是保持流量恒定。当管道其他部分阻力发生变化或有其他扰动时, 流量将偏离设定值。利用孔板作为检测元件, 把孔板上、下游的差压接至差压变送器, 将流量信号标准信号;该信号送至调节器与给定值进行比较, 流量控制器根据偏差信号进行运算后将控制命令送至控制阀, 改变阀门开度, 就调整了管道中流体的阻力, 从而影响了流量, 使流量维持在设定值。

自控系统由被控对象、检测元件、控制器和调节阀四部分组成。组成方框图如下:

3、控制系统的分类

由于控制技术的广泛应用以及控制理论的发展, 使得控制系统具有各种各样的形式, 但总的来说分为两大类, 即开环和闭环控制系统。

3.1 开环控制

这种控制方式又分两种、一种是按设定值进行控制。其操纵变量与设定值保持一定的函数关系, 当设定值变化时, 操纵变量随之变化。另一种是按扰动量进行控制, 即所谓前馈控制, 如图:在蒸汽加热器中, 若负荷为主要干扰, 如果使蒸汽流量与冷流体流量保持一定关系, 当扰动出现时, 操纵变量随之变化。

3.2 闭环控制系统

系统的输出 (被控变量) 通过测量、变送环节, 又返回到系统的输入端, 与给定信号比较, 以偏差的形式进入控制器, 对系统起控制作用, 整个系统构成一个封闭的反馈回路, 这种控制系统统称为闭环控制系统或反馈控制系统。

4、结语

通过上面论述表明, 自动化程度的完善就等于生产力的提高, 虽然先期阶段增大了投资费用, 然而在长期正常的运转中可以实现各项能源的节约, 其特点十分显著, 其取得的收益远远大于先期的投入。

参考文献

[1]李树伟.有关自动调控的一些看法[J].石油化工环境保护, 1994, (1) :55-57.

[2]牛学义.自动化控制系统的特点[J].冶金工业出版社, 2000, 2.

仪表与控制 篇2

化工仪表及过程控制实验教学系统的研制与应用

文章介绍了自制的化工仪表及过程控制实验教学系统的组成、特点及应用.该实验系统由作为广义被控对象的.现场装置和实现控制的过程控制装置两部分组成.

作 者：刘颖 Liu Ying 作者单位：西北师范大学,化学化工学院,甘肃,兰州,730070刊 名：高等理科教育英文刊名：HIGHER EDUCATION OF SCIENCES年，卷(期)：2009“”(5)分类号：G642.423关键词：化工仪表 实验系统 现场装置 控制装置

自动化仪表与控制系统的讨论 篇3

关键词：自动化；仪表；控制系统；研究；完善

随着信息化时代的到来，信息技术成为推动国民经济发展的主要力量，应用于流程工业的智能型自动化仪表和控制系统在相关行业的经济发展中占有越来越重要的位置，化工设备的运行过程中，仪表是一项重要的组成部分，主要的作用是对相关信息数据进行测量和采集。仪表的自动化发展可以保证化工工程的顺利完成，更加适应当代的时代发展。化工系统的自动化控制过程中，仪表是一项重要的组成部分，具有一定的特殊性和重要性，可以实现对相关信息数据的测量和整合。在无人的条件下，也可以实现对信息数据的测量和处理，包括远程数据的传送和处理，是一项重要的化工工程设备，具有重要的作用。

一、自动化仪表的应用

在电气工程的应用中，自动化仪表作为一项重要的内容发挥了其独有的特点，为电气工程的发展奠定了基础，电气工程的应用和发展中，自动化仪表的优势表现在可拓展、有效的存储、信息数据的处理和计算等方面。

（一）可拓展

仪表的自动化进程中通过相应软件的引进能够替代原来的硬件逻辑电路，在电气工程中复杂的处理方式能够利用一些抽象简单的程序来替代，从而用软件和编程来实现电路的控制，所以仪表中软件的移入表现为成熟设计的有效拓展性。

（二）存储

仪表从原来的逻辑电路时序电路的组合来实现某一时刻的记忆，这种存储方式不能有效的保存，这一刻的存储很可能在下一个阶段小时，所以这种存储记录方式过于短暂，在自动化仪表的发展中，自动化仪表通过微型计算机的植入实现了对时间短的有效记忆和保存，通过对不同状态的记忆来实现对记忆信息的处理。

（三）信息数据的计算和处理

自动化仪表相较于传统的恶意表实现了对信息厨具的处理和计算，与传统仪表的简单存储不同，通过微型计算机的有效处理能够得到精准的数据和收集。

化工自动化仪表在保障化工安全生产过程中具有重要的监测作用，因此确保仪表检测功能的正常可有效避免安全事故的发生。工作人员在仪表工作过程中若发现故障，应及时了解故障信息，尽快查找故障原因并排除故障，为化工企业的安全生产创造良好的条件。

为保证各类仪器在生产实践中能正常发挥其各自的功能，应从以下几方面加强管理：首先，制定科学的巡回检查制度，根据各项操作规范对仪表的运行状况进行了解，为后期的检修提供依据。检查应包括日常性检测和定期检修保养两个方面，检修人员做好各项检修记录，做好各项技术交底工作。

二、控制系统的应用与发展

以DCS为例，DCS具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范化、调试方便、运行安全可靠的特点，在国内外电力、石油、化工、冶金、轻工等生产领域特别是大型发电机组有着较为广泛的应用。

其中DSC系统通过多台计算机同时通知生产过程中的过个控制回路，对于数据可以实现集中的获取和管理，并且对自动控制系统进行集中的控制，常用的分布式空盒子系统通过微处理机对各个回路进行有效的控制，常用的中小型工业控制计算机或者高性能计算机处理机来实现上一级的总体控制。

随着DCS技术的不断发展目前已经基本上非常实用和成熟，在目前的工业化进程中是一个重要的方向和内容，虽然现场总线技术的出现更有效的推动了工业自动化的发展，但是DCS技术仍然是现场控制的一个重要方式，总的来说DCS技术也在历史的潮流中不断的进步和创新，未来的发展方向大致如下：

（一）智能化方向

随着智能化技术的不断完善和进步，DCS技术也逐渐趋向于智能化的发展，尤其表现在数据库系统以及推理技能的发展方向，知识库系统KBS的应用能够实现远程的诊断和控制，从而大大缩短了空间距离，智能化将在DCS系统的各个阶段逐渐实现，类似于FF现场总线，通过微处理器来实现智能设备例如智能I/O、PID控制器、传感器、变送器、执行器、人机接口、PLC等的控制。

（二）DCS专业化

专业化是一个细化的发展方向，为了适应不同领域的不同应用方式和要求，DCS技术要根据相关专业的要求和工艺条件逐步改善，从而实现不同专业的不同DCS形式，例如：核电DCS，变电站DCS、玻璃DCS、水泥DCS等，从而大大提高DCS技术的专业性。

综上所述，在自动化仪表控制中，化工企业要注意从多方面严格维护，从制度上到故障的维护上都要提高重视，综合处理提高设备的运行效率，保障企业生产的安全性和稳定性，为社会的发展奠定良好的基础。

参考文献：

[1]赵群，张翔，谢素珍，李辉. 自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势综述[J]. 现代制造技术与装备，2008，04：12-16.

[2]王景月. 关于自动化仪表与控制系统发展趋势的探讨[J]. 才智，2012，06：63.

[3]杨振. 自动化仪表控制系统技术发展趋势展望[J]. 现代商贸工业，2012，04：239.

[4]刘金辉，刘相鹏. 自动化仪表与控制系统[J]. 民营科技，2011，01：21.

仪表电气造价控制与管理措施探析 篇4

结合仪表电气本身的特征, 以及根据工程对仪表电气的安装要求, 笔者认为仪表电气造价具有以下几方面的特点:

(1) 差异性特征。不同的仪表电气, 其造价水平具有明显的差异性, 其价格通常体现在仪表电气的规格、功能和用途几个方面, 而且安装仪表电气所需的材料和设备均有差异性, 这对于仪表电气造价控制工作来说, 是管理的难点所在。

(2) 高额性特征。相比于普通的安装工程, 仪表电气的工程造价费用更高, 尤其针对大型工程项目, 动辄上万元的仪表电气已是屡见不鲜。正是因为仪表电气高额性的特征, 决定了安装工程要兼顾各种复杂的内外条件, 譬如安装人员、安装工具、安装技术等, 否则不仅无法体现出仪表电气本身的价值, 甚至可能要付出高昂的安装费用。

(3) 层次性特征。仪表电气的安装不可能一蹴而成, 相反需要兼顾各道安装工序的费用与技术, 通常情况下, 要求将仪表电气的安装工作分成若干道工序, 并拟定每道工序的安装计划, 其中包括安装技术的应用、安装人员的安排、安装质量的要求和安装费用的标准等, 在完成每道工序后, 还要进行及时验收, 因此仪表电气的造价, 体现在环环相扣的每道工序中。

(4) 多变性特征。仪表电气的安装过程, 存在诸多的不确定性因素, 其中包括人工因素、材料因素、设备因素和其他因素等, 这些因素很有可能影响仪表电气的正常安装, 譬如材料和设备无法及时到位, 拖延了正常安装的时间, 而在这种情况下, 势必耗费更多的资金和人力资源应变安装的多变性情况。

2 仪表电气造价控制与管理的建议措施

结合仪表电气造价的特点, 笔者认为仪表电气造价的控制与管理, 应该秉着相应的基本原则, 构建造价控制管理体系和加强预算管理水平, 同时执行严格额限额设计, 具体的做法如下:

2.1 控制管理原则

仪表电气的造价控制, 应该设定相应的工作原则, 作为造价人员管理工作的方向和依据:

(1) 成本最低原则。仪表电气造价控制的目的, 就是为了将工程的成本降到最低, 以腾出更多的工程利润空间, 因此成本最低原则的设定, 应该从仪表电气安装本身的特点出发, 了解工程本身的质量基本要求, 在此基础上展开造价控制工作, 尽可能多降低工程的成本费用。

(2) 动态控制原则。鉴于仪表电气造价的层次性和多变性特征, 造价的控制管理, 要从动态的视角进行, 一方面是设置成本目标和成本计划, 提供造价动态控制的支持条件, 另一方面是做好应对工程变更的准备工作, 以便在工程变更时, 不会产生不必要的成本费用。

2.2 构建造价控制管理体系

仪表电气造价的差异性和高额性特征, 要求理顺仪表电气造价的每个控制点, 站在整个工程的全局, 统筹兼顾各种造价控制要点, 为此笔者建议构建仪表电气的造价控制管理体系:

(1) 成立项目部。造价控制管理工作的执行, 要有一套完整的管理体系作为支撑, 而项目部在管理工作的执行当中, 充当执行的重要主体。因此造价控制管理体系构建时, 应该由项目部牵头负责, 将工程各种主客观条件都综合考虑进入, 确定造价控制的重点。

(2) 赋予相应责任。为提高造价控制管理工作执行的积极性和主动性, 造价控制管理体系中规定的执行主体, 应该赋予每个人相应的责任, 譬如材料采购人员的采购职责、安装人员的分工标准等, 只有在明确每个人员的职权与任务之后, 才能够按部就班地开展工作。

2.3 加强预算管理水平

在构建造价控制管理体系的基础上, 仪表电气安装之前, 应该展开全方位的预算管理工作, 以便提前做好造价控制管理的准备工作:

(1) 安装规模的确定。不同仪表电气的安装, 要考虑相互之间的影响, 譬如仪表电气所需用电的负荷, 以便最大限度利用有限的安装资源, 也就是说, 仪表电气的安装, 应该确定好安装的规模, 这既是安装工作开展的条件, 也是安装工程预算管理水平提高的关键前提。

(2) 确定造价控制标准。仪表电气造价控制标准的确定, 能够引导安装时造价控制管理工作的开展, 尤其对于安装规模比较大的项目, 应该秉着“适当超前”和“运行经济”的标准, 做好项目投资估算, 以及按照限额设计的要求, 杜绝追求短期利益目标行为的出现, 从全局上控制好仪表电气安装的造价。

(3) 完善设计管理工作。仪表电气的设计工作, 关乎整个工程的效益, 而合理的工程设计方案, 要求兼顾工程的总体质量, 在此基础上发挥工程的投资效益, 因此仪表电气的安装, 应该采取全过程和全专业的优化措施, 确定具体的初步设计内容, 作为预算管理的标准依据。

2.4 严格执行限额设计

限额设计是仪表电气安装工程造价控制的重要手段之一, 其基础源自于可行性研究阶段所形成的投资估算, 以及该阶段确定的设计额度。

(1) 设计合同中规定。限额设计的标准和内容, 需要在设计合同中明确规定, 这既是造价控制约束作用的条件, 也是便于严格审查超限额造价的依据, 换句话说, 在合同中规定的限额设计, 仪表电气安装时应该无折扣地执行, 如遇不可抗力的因素影响, 可在审查之后免去惩罚措施, 否则要扣除一定比例的设计费用。

(2) 工作的专业标准。由于仪表电气安装工作的专业性要求比较高, 而且具有多个质量控制关键点, 因此限额设计的执行, 应该同步保证安装技术符合专业标准的要求, 杜绝存在超标准设计情况的出现, 否则限额设计将失去执行的意义。关于专业标准的确定, 一方面要鼓励优化设计, 即在拟定多个设计方案的基础上, 对比分析每个方案技术的可行性和经济的实惠型, 只有在同时满足仪表电气设计要求和节省工程成本费用的情况下, 限额设计方案才有执行的必要性。

2.5 其他控制管理措施

除了以上的造价控制措施, 笔者认为安装期间各种主客观条件也是造价控制管理的关键, 譬如造价管理人员的专业性水平, 造价管理人员只有掌握仪表电气成本管理知识, 同时了解仪表电气安装的技术, 才有可能形成造价控制管理的优势, 而仪表电气更新换代的速度比较快, 因此造价管理人员应该加强与安装技术人员的交流沟通, 以便对仪表电气安装技术有一个大致的理解, 并且参与仪表电气的安装, 方可提高造价控制管理的针对性。再如仪表电气安装过程中的材料费用控制, 特别针对造价昂贵和数量较多的材料, 应该控制在限额设计的标准范围之内, 并寻找可代替的其他实惠型材料。

3 结束语

综上所述, 仪表电气的造价具有差异性、高额性、层次性、多变性等特征, 因此仪表电气造价控制管理工作的开展, 应该秉着“成本最低”和“动态控制”的基本原则, 站在整个工程的全局, 统筹兼顾各种造价控制要点, 构建造价控制管理体系, 同时展开全方位的预算管理, 以便提前做好造价控制管理的准备工作, 除此之外, 限额设计等其他控制管理措施, 均为仪表电气造价控制管理的重点。通过文章的研究, 基本明确了仪表电气造价控制与管理的方法, 但出于仪表电气多变性和专业性特征的考虑, 笔者认为应该结合相关的工程设计, 进一步适当调整和完善以上的方法。

摘要：仪表电气的成本高, 无论是本身造价, 还是安装费用, 均涉及到多种材料、复杂设计、专业制图和精确施工, 精细化管理工作是控制工程成本的关键。文章将通过对仪表电气造价基本特点的了解, 从多个方面深入研讨仪表电气造价控制与管理的措施。

关键词：仪表电气,造价控制,管理措施

参考文献

[1]夏玉萍.浅谈仪表项目工程量清单计价下的造价控制[J].广东科技, 2011.

[2]程应浩.浅谈建设监理投资控制之电气工程造价控制[J].有色冶金设计与研究, 2013.

仪表控制系统存储介质管理规定 篇5

为了规范全厂仪表控制系统的使用和操作，防止发生人为或意外损坏系统事故以及误操作引起的设备停运，保证控制系统的稳定运行，特制定本制度。

本制度适用于公司DCS、SIS、PLC、SCADA等所有仪表

控制系统。本制度作为公司 《R-P05-307 生产操作控制室管理规定（暂行）》的补充文件执行。存储介质管理

2.1 严禁在计算机控制系统中使用非本计算机控制系统的软件。除非软件升级或补丁的需要，严禁在计算机控制系统中使用非本系统格式化或读写过的移动硬盘、光盘、U盘、内存卡等。

2.2 系统备份必须使用班组专用的蓝光刻录光驱，并且由自控维修站人员进行相关操作。禁止把可读写存储介质直接连接到控制系统中的计算机上进行任何工作。

2.3 禁止向DCS网络中连接系统外计算机。对于已经连接的计算机必须安装杀毒软件并定期升级病毒库。

2.4 在连接到控制系统网络中的计算机上进行操作时，例如事件记录、历史记录、趋势图的导出等，使用的可读写存储介质必须是固定的设备，并且在每次使用前对其进行格式化处理，然后才可以接入以上计算机。

仪表与控制 篇6

关键词：仪表自动化 执行仪表 控制

现代自动化仪表的智能化技术不但改善了仪表本身的性能，还影响到了控制网络的体系结构，它不再是功能单一的固定结构，其适应性越来越强，功能也越来越丰富。笔者根据自己的实践工作经验，针对化工装置中的检测执行仪表及相关控制策进行了阐述。

1、检测执行仪表

1.1温度仪表

石化现场设备或管道内介质温度一般都需要指示控制，温度范围为-200℃到l800℃。大多数采用接触式测量。在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代，最常用的是热电阻、热电偶。特殊热电阻有油罐平均温度计等特殊热电偶和耐磨热电偶、表面热电偶、多点式热电偶、防爆热电偶等。热电阻、热电偶信号多直接进入DCS或其它温度采集仪表，一体化的温度变送器（两线制）等因现场总线技术兴起而逐渐普及。

1.2压力仪表

因为与安全密切相关，所以压力仪表受到工程重视。压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理，而且可用于高温介质、脉动介质、枯稠状、粉状、易结晶介质的压力测量，精度可达0.l级。压力表分液柱式、弹性式、活塞式（ 压力校验仪）三类。

1.3物位仪表

石化行业一般以液位测量为主，由于测量过程与被测物料特性关系密切，所以除浮力式仪表外，物料仪表没有通用产品。按测量方式分为直读式、浮力式、静电式（差压、压力）、电接触式、电容式、超声波式、雷达式、重锤式、辐射式、激光式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等，其中雷达式、磁致伸缩式以及矩阵涡流式液位计精度高，在石化行业正在逐步普及。

1.4流量仪表

流量仪表是石化行业温、压、液（位）、流四大参数中内容最丰富的一个门类。从控制的角度看稳定和优化是两大永恒的主题，都要用流量来考核。而流量本身与流体及管道的关系又很大。

1.5分析仪器和在线过程分析仪

从工艺上看，生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证，只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格，所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成份分析是非常重要的。从环境保护的角度看，排放的物质的成分也是要分析和在线监测的。总之，对于分析仪器和在线过程分析仪的需求是迫切的。除去需求旺盛外，分析仪器的高科技含量，特别是对多学科配合要求高等，使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大，主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。

1.6执行器

执行器由执行机构和调节机构构成。石化行业经常使用的是气动执行器、少数液动执行器，其中气动薄膜调节阀又是最常使用的，还有少数气动活塞、气动长行程执行机构。气动薄膜调节阀与电气阀门定位器配合使用，所以新一代智能式电气阀的定位器的使用，可以帮助改善调节阀性能。调节阀在系统中的重要性自不待言。调节阀的特性计算、标准制定、测试验证及设计选用，一直是关键技术。

2、控制策略分析

2.1常规控制

从气动元组合学仪表、电动单元组合仪表、常规DCS、新一代DCS的变化来看，石化工业自动化的连续控制、批量控制、顺序控制的基本控制策略未变。其中主要为连续控制、回路控制，主要有单回路调节，串级调节、比率调节、均匀调节、前馈调节、自动选择调节、分程调节、非线性调节等，仍然以PID调节为基础，也就是说功能块或控制算法变化不大，变化较大的是组态能力和控制方案，功能块之间连接可以是多重串接、并联连接、选择性连接、自动补偿、自动跟踪、无扰切换，多配方自动改变参数或功能块连接方式。

2.2先进控制和优化

在现代控制论的推动下，各种智能化算法应适而生，其中除智能PID控制器外，多变量控制已在炼油、石化行业开始进入生产实践阶段，它以DCS为基础，可以是独立的，也可以是一个软件包，它与多变量动态过程模型辨识技术、软测量技术有关，多采用测控与PID串级控制相结合方式等。目前在炼油厂中应用较多单一油源更易成功。其中卡边控制等在平稳操作基础实现增效效果比较明显。

2.3人机界面

目前石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室或全厂一个中央控制室，而且最终是以CRT或LCD屏幕显示为主，辅以少数显示仪表和指示灯，从鼠标、键盘操作为主，辅以触摸屏及少数旋钮和按钮，工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入以DCS操作站的屏幕。

DCS在组态时，与控制策略相伴的是人机界面的操作策略的确定，工位号操作可相伴有典型的。仪表棒图及细目画面、分组画面、趋势画面等，这可以比较快的“组态”完成，而模拟图（工艺流程图）的制作则要按工艺要求来完成，这是关系到信息处理能力、优化操作、报警和事故判断处理等人机界面友好问题，另一方面就是在系统集成时除要注意控制方案等硬指标实现外，对人机界面这些软指标也要精益求精的完成，更要自控人员牢固的树立为工艺操作人员服务的思想，與工艺操作人员密切配合，最好是让相关工艺人员掌握流程画的制作的能力，把DCS、HMI的能力充分在对应工艺装置中发挥出来，让工艺操作人员能轻松操作。2

2.4安全仪表系统

石化装置由于大型化、连续化及工艺过程复杂、易燃、易爆，对环境保护要求高等原因，安全性要求日益提高，一般由DCS等设备完成安全连锁保护的方法，在某些企业已经不能满足要求，所以紧急停车系统（ESD）等在DCS之外单独设置。现在自动化仪表行业兴起的基于IEC6l508和EC6l5l1的安全仪表系统（SIS），正是为了进一步满足石化企业的需求。SIS是专门的工程解决方案，它连续在线运行，当侦测任何不安全过程事件时，能够立即采取行动以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整等级（SIL）等。

3、结语

虽然我国自动化仪表的不断发展进步，但是我们不能满足于现状，需要不断借鉴国外在这个方面的先进经验，不断加以改进和完善，使自动化仪表得到进一步的发展。

参考文献：

[1]陆德民.石油化工自动控制设计手册（第三版）[M].化学工业出版社，2000，

仪表与控制 篇7

21世纪以来, 由于我国制造业的飞速发展, 不仅很大程度地拉动了我国对自动化仪表与控制系统的需求, 而且使我国在很多刚上的大型项类目中所用到的自动化仪表和控制系统的先进程度已经达到了世界领先水平。现如今, 在一些发展中国家自动化仪表的的发展与应用每年保持以20%~30%的速度增长, 而世界整体的增长速度在3%~4%左右, 而与之对应的, 因为传统制造业已经过了辉煌期, 所以在发达国家, 与之配套的自动化仪表自然就增长极为缓慢。我国的自动化产品虽然在某些方面赶上或达到了世界领先水平, 但是整体水平与国际水平还有较大差距, 尤其在高技术和高附加值产品方面确实还落后发达国家15年以上。

由于现代工业向着大型化和复杂化的趋势发展, 国外自动化仪表和控制系统已经将“高可靠性”作为其发展的重要方向。近年在原理和结构设计的创新, 以及成熟的核心技术精密加工和特殊加工工艺的发展下, 逐渐改变了现场仪表复杂、易损和难以维修的状况。国际领先的企业甚至表示将要提供保修期可长达10年, 而且使用期也不需维修调整的产品, 还提出终身保修的目标。同时, 随着现场总线技术的应用不但可以及时发现单个产品的故障, 而且可以实时监控整个工程中成千上万台工业自动化控制设备, 实现了预防性维护, 明显提高了整个系统的可靠性。现场总线技术的发展还主要表现在设备资产管理、预测诊断和平稳操作等方面, 显现了极有发展前景的势头。在制造商中基于现场总线的竞争至今还没有真正的赢家, 不仅让用户感到了极大地厌倦, 同时也在很大程度上消耗了企业发展的许多资源;另一方面, 现场总线在快速响应方面和复杂控制方面的表现存在瓶颈, 有待提高。

2 国内外自动化仪表与控制系统发展现状

多年来, 我国政府对仪表行业提供了有力的支持和保障, 使我国形成了比较齐全的仪器仪表工业门类和比较合理的布局, 已经形成了具有相当技术基础和生产规模的工业体系。在树立起国产自动化与控制系统的良好形象的同时也产生了一批国内知名企业和品牌, 而且也极大地提升了国产控制系统的产业规模和竞争力。随着市场占有率的迅速扩大, 让我国企业在某些行业已经具备与跨国公司同台竞技的能力。

自控系统在IT技术的推动下, 系统软件逐渐在应用方面呈现出比较便捷化、接口方面趋向于标准化、产业方面趋向于专业化, 并且发展的方向逐步向网络开放化、功能模块化、规模大型化的步骤迈进。当前, 由于实施了具有前瞻性维护的技术, 比如通过智能化和现场总线网络技术, 因此使得产品故障可以通过国际流程工业仪器仪表得到迅速的判断。新技术、新原理以及新材料的应用也使现场仪表对复杂工况条件和环境的适应性显著提高了, 并且耐高温、高压和高压差、强冲刷、强辐射、多相流、非接触检测以及无损检测等产品的出现也绝大部分用户的现场检测难题得到解了决。无线通讯、自适应、自诊断等技术方才可以实现的基础都是由于应用了快速发展的高量程比、模块化结构、红外技术。

3 自动化仪表与控制系统的发展趋势

随着现代科学技术的不断发展, 自动化仪表必须要达到更高更新的要求, 才能满足当前现代化建设的发展的要求。在数字化、智能化和网络化技术的支持下, 自动化仪表与控制系统的技术发展呈现出了信息化、标准化和网络控制的发展趋势。

3.1 信息化

“企业信息化”这一概念实际上是指企业信息的集成和整合。伴随着技术的进步和人工智能化的发展, 自动化仪表与控制系统在设备中的所处的位置越来越重要, 嵌入式微计算机的应用使自动化仪表的结构概念和设计观点得到了极大改变, 肯定会对自动化仪表与控制系统的发展产生一定的影响。自动化仪表技术包括信息的采集、处理和应用。因此, 为了最有效地利用信息, 必须用自动化和系统的信息模型“简化”、“规则”和“抽象”信息。

3.2 标准化

一直以来, 标准化在自动化仪表发展上都发挥着举足轻重的作用。即使是处在新经济时代, 还是需求大量的信息接口标准, 目前, 我国的仪表产品正在追赶着世界先进水平, 在这条道路上标准化必将还会发挥着重大作用。在相同的技术水平上并且拥有很多种标准化方案的接口标准是现代化需求的共同特点。因此, 我国为了占领市场先机, 完全改变了标准化的理念, 目前对高技术新产品可以先制定标准。

3.3 网络控制

自动化仪表技术包括信息采集、处理和应用。而能将这些步骤有效连接起来的就是网络。毫无疑问, 随着需求的不断出现, 随着小型化、微型化、智能化的发展简化安装和调试的复杂性、扩展无线功能以及发展网络技术将是势在必行。未来, 网络仪表和网络控测将是自动化仪表新的发展着力点, 其发展速度势必将获得大幅提升。

4 结束语

当今世界已经进入信息时代, 信息技术已经成为推动国民经济和科学技术高速发展的重要手段, 而自动化仪表与控制系统的发展对于我国科学技术的提高和工业水平的进一步提升具有举足轻重的作用。对仪表的要求更趋向于小型化, 减轻重量、降低生产成本和便于使用与维修等。从趋向于高精度化、智能化、总线化和网络化的工业自动化仪表, 从工业现场仪表的发展进程中我们就可以看出, 计算机技术对现代自动化仪表技术的发展有着十分重大的促进作用。也就是说, 现代化的自动化仪表拥有的智能化技术不仅仅改善了仪表本身的性能, 还影响到了整个控制网络的体系结构, 因此计算机网络与工业局域网的融合势必使现代自动控制技术得到很大发展和丰富。在计算机网络技术支持下, 我相信新一代的智能化仪器仪表将在各行各业得到越来越广泛的应用, 为我国相关产业的发展打下坚实的基础。

参考文献

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[3]韩冬, 张宏建.基于嵌入式的智能化与网络化的自动化仪表[J].自动化仪表, 2004 (5) .

试论电气与仪表自动化控制系统 篇8

关键词：仪表自动化,电气,控制系统

电气系统顾名思义就是控制电气工作的操作系统, 随着计算机的发展, 由数据化操作替代人类手工操作而产生的管理形式。

而仪表自动化则是电气系统中的环节, 仪表是用于监测各项数据的器械, 也为系统提供操作数据支撑, 而采用自动化的仪表, 可以让电气系统实现初级智能化, 即有仪表不断向系统反馈信息, 系统采取相应的算法进行自动化指令分配, 由此提升生产和生活效率。

1 电气与仪表自动化控制系统的功能

1.1 工业中的智能监控作用

智能监控是指:在完善的操作系统中, 自动化仪表将所检测到的信息上传, 由系统对信息分析和整理, 并根据算法实现自动化操作。根据自动化流程来看, 操作系统的主要功能在于接受数据、分析数据和发出指令三方面的工作, 所以, 其基础便是仪表所提交的信息。

简单来说, 如果仪表不是自动化, 其所检测到的信息需要人力的控制, 而自动化就能够让系统完成全部工作。在工业生产中, 效率和成本一直是重要的问题, 生产效率意味着更高的效益, 成本的控制也是提升利润空间的关键, 无论是效率还是成本的需求, 都需要精准的控制实现, 这也是电气和仪表自动化的系统的主要工作。

1.2 自动化控制的保护功能

无论是在电器生产, 还是家庭生活, 电气的应用都存在着一些不安全性, 例如电量的变化等。而任何一次问题的发生都会造成电气系统的侵害, 也可能出现不必要的人身和财产伤害。

所以, 电气应有的安全十分必要。通过自动化系统, 仪表实时的数据采集工作, 并不断向系统的服务器终端反馈, 一旦数据出现异变, 系统将自动停止相关位置的运作, 这也有效的规避了风险。故此, 自动化也是当前实现电气安全的必要手段。

1.3 数据测量与整合功能

数据是实现电气控制的核心, 原因在于自动化的系统需要通过不同的参数变化, 对电气当前的状态做出判断, 进而发出正确的指令。而参数就是数据, 所以, 在电器系统中必然, 也必须有数据的测量和整合的功能。

数据的测量就是获取数据的手段, 其主要依靠仪表的自动化实现, 而整合则需要系统数据库和特定的算法。另外, 整合还能够通过数据的积累, 为电气管理提出最优方案, 使能效最大化。

2 电气与仪表自动化控制系统的应用与发展前景

2.1 自动化仪表在冶金生产中的应用

从冶金业目前的生产技术需求来看, 无论是生产还是管理均无法脱离电气的帮助, 而在现有的条件中, 实现自动化控制, 能够为冶金工作节约大量的人力成本, 并减少错误的发生, 同时优化冶金生产能力。自动化是相对智能的管理手段, 可以在不需要人力的情况下, 进行机械和电路的控制, 并为监控者实时提供准确而又高精度的数据, 这对于生产而言显然有着事半功倍的效果。

而电气自动化主要有五个关键部位组成:一是数据采集端, 包块检测仪表等;二是数据传输端, 包括传感器、接收器等;三是数据处理及备份段, 即系统终端的服务器和数据库服务器;四是指令段, 包括系统分析模块、系统指令模块和服务器终端输出等;五是执行端, 是对指令进行执行的位置, 包括执行器。

总的来看, 这五个部分除了仪表的自动采集和传输, 以及系统的自动分析和指令发出外, 皆是当前冶金生产不可缺少的控制环节, 所以, 仅需要将自动化的设备结合当前控制系统投入生产之中, 便能够由此实仪表自动化, 进而提升冶金的生产效率。

2.2 电气与仪表自动化控制系统的发展前景

2.2.1 开放式控制

所谓的开放控制是指在现有的系统条件下, 以服务器作为终端, 并由相应的系统对全局进行管理。近年来仪表自动化的不断发展, 让其电气系统开始逐渐扩大到了相关领域, 并在发展中发现, 规模涉及越大的电气系统, 越能够有效的实现电气安全, 并由此提升管理效率。

实现开放式的控制并不困难, 仅需要将各个关键部位连接网络通路即可, 使其形成完善而又完全覆盖的局域网, 管理者便能够根据程序对此进行管理, 包括检测、监测、指令控制等。

2.2.2 智能化发展

众所周知, 人类的在计算机上的智能并未完全实现, 但是根据现有的机械操作和手工指令操作来看, 自动化控制已然成为了相对智能的新方式。

以往仪表中的参数是用来“事后核对”, 即发生故障之后, 维修工人会根据仪表上的数据, 重新修正电路, 而智能化却能够将仪表从解决层面, 过渡到监管层面上, 例如当数据出现异常波动时, 系统会根据参数判定问题, 并采取相应的方式自动修正, 虽然一些问题可能无法直接从参数的调节, 或者开关的控制进行解决, 但是, 尽早的将开关闭合能够的避免安全遭到侵害。所以, 智能化的发展不仅是当前的趋势, 也是工业领域的普遍需求, 只有不断实现智能才能够在有效的条件下, 完成更优秀的生产成果。

2.2.3 网络化趋向

几年来一些学者提出了电气系统与OA系统一体化的发展方向, 实质上是将工厂生产的电器系统与办公系统相融合, 由于电气关系到的生产能力和效果, 所以其所提供的数据, 能够帮助其他部门在运营、推广、仓储等方面的管理有所加强, 而电气系统通过其他领域的信息, 也能够实现更好的生产优化。

3 总结

我国近年来电气自动化开始蓬勃发展, 在不断攻破难题的过程中, 使电气自动化真正的帮助了工业生产实现优化。不过, 虽然取得了一定的成就, 但是, 工业损耗的问题仍旧存在, 这也需要电气自动化系统不断的加强和优化, 使其能够发挥潜能, 更有效的帮助工业生产和生活领域的电气实现完善控制。

参考文献

[1]郑勇.浅谈电气与仪表自动化控制系统[J].科技与企业, 2015.

[2]张晓飞.浅谈电气与仪表自动化控制系统[J].科技致富向导, 2015.

[3]禹宏雷, 薛成群, 韩旭.浅谈电气与仪表自动化控制系统[J].科技创新与应用, 2014.

仪表与控制 篇9

1 课程教学中存在的问题

1. 1 学生电类知识基础薄弱

化工专业学生电类知识薄弱,有的仅在高中时学过的普通的物理学知识; 有的在学电工电子时,存在畏难情绪,因基础薄弱听不懂,或觉得自己是化工专业,没有必要去学习这些课程。

1. 2 实训环节薄弱

一般的高职院校化工专业对自动控制不够重视,实训条件缺失或者不足,内容跨度这么大的课程没有实训条件支撑,教学质量难以提升。

1. 3 师资队伍薄弱

请自动控制技术专业的教师讲授,因不能和化工专业有机结合,学生听不懂或不爱听; 化工专业的教师自动控制技术知识不足,不愿讲授此类课程。

2 课程具备的条件

2. 1 师资条件

本课程以化工专业教师担任课程负责人,聘请化工企业中自动控制专家担任主讲教师,相互补充,对本课程知识的深度和广度能够较好把握,和化工单元设备联系,和岗位需求联系,激发学生兴趣。

2. 2 实训条件

化工仪表与自动控制设备、化工单元仿真软件和大型精馏设备( DCS) 。

3 课程教学目标

课程的教学目标要解决操作技术人员在化工自动化生产遇到实际问题,与自动控制人员的要求区分。理论知识以学生达到对化工自动化装置 “懂原理、懂结构、懂性能、懂用途”为度,技能上达到对化工自动化装置 “会操作、会维护、会排除常见故障”的培养目标。

知识目标: 了解化工自动化的基本知识,理解自动控制系统的组成和各环节的作用; 了解化工对象的基本特性; 了解主要工艺参数( 压力、物位、流量及温度) 等相关检测仪表的工作原理、结构和特点; 了解基本控制规律及其控制器参数与过渡过程之间的关系; 理解气动、电动执行器工作原理、结构和特点; 掌握简单和复杂控制系统的设计方法。

能力目标: 能读懂带控制点的工艺流程图; 能合理对检测仪表与控制装置进行选型、校验、维护和常见故障的判断和排除; 能对控制器的控制规律做出正确选择和对控制器的参数进行整定; 初步掌握自动控制系统的投运; 与自控设计人员共同讨论和提出合理的自动控制方案。

4 课程内容的选择和安排

4. 1 选择原则

4. 1. 1 必需、够用原则

经过企业调研,企业中自控人员一般不在生产现场,在现场的是化工操作技术人员。操作人员在生产过程中发现问题,故障,告诉并协助自动控制人员去解决。所以作为工艺技术人员,如果具有一定的仪表知识,无论在技术设计和正常运行中,都便于同自控专业人员配合迅速、正确处理有关问题。但是,不应该、也不必要求他们具有与自控人员同样的水平［2］。

4. 1. 2 案例的选择要密切联系化工单元设备

化工企业中,自动控制以化工单元设备为对象。在课程讲授过程中,不和被控对象联系起来,就失去了意义。所以课程内容要和化工单元设备联系起来—以典型的化工单元设备的控制为案例,学生才会理解为什么要学,才能学好。

4. 2 课程内容安排

根据高职院校学生的特点,以工作过程为导向,以能力为本位,理论和实践结合,对本课程的内容和顺序进行调整,将课程内容分为二大部分: 基础应用篇和综合实践篇［3］。在基础应用篇中,学生利用化工仪表与自动控制实训装置,能够进行对象特性测试、控制器控制规律和参数确定、系统手、自动切换等任务,可以完成压力、流量、液位和温度简单控制和串级控制实训项目。

综合实践篇以典型化工单元设备- 精馏塔控制为案例,利用精馏塔仿真实训软件和大型精馏实训装置,结合化工单元操作课程中掌握的化工单元设备知识和本课程基础应用篇的自动化控制知识,设计出精馏塔的自动控制方案并运行。学生在整个实训过程中起着主体作用,自己考虑完成实训方案,设计控制线路、选择部分元器件及参数,并调试运行。

5 课程教学方式

传统的理论和实训课程双体系的优点是对教师的要求比较低,擅长理论的讲授理论课程,擅长实践的讲授实训课程; 实施容易,理论课程每次2 课时,实训课程每次4 课时,互不干扰; 对学生来说,由于重视实践,动手能力比较强。它缺点也是非常明显,就是理论和实践脱节,理论和实践不能相互支持,企业反映学生会操作,但是出现具体问题时不会解决。理实一体化课程体系可以有效解决理论和实训脱节在工作中问题,但是存在实施难的问题［4］。取消理论和实训课程的区分,实行理实一体化教学,每次课排4 课时,会带来下列问题: 连上4 课时的理论课程,学生接受不了; 给教师备课和上课带来困难; 设备台套不足,在实训环节部分学生无事可做,放羊;如果实训课程的项目比较综合,是2 个以上课程内容的综合,如何解决。

可见理论和实训课程 “分”的最大的优点是实施容易,缺点是理论和实践容易脱节,“和”在一起最大的缺点是实施难。那么能否找到结合点,从而使得两者的优势融合? 通过实践,笔者认为 “理论课程和实训课程各自实行理实一体化教学,使两者实现无缝连接,有效过渡”的课改思路,比较好的解决了理论和实训课程 “分”和 “和”的问题。理论课程提供必要的专业知识,为以后职业生涯发展打基础,教学方式采取理实一体化,以 “理论”为主,以 “实训”为辅,实训环节以教师演示为主,学生操作为辅,实训目的是 “促进对理论知识的理解,为以后实训课程的技能培养打下基础”; 实训课程教学方式也要采用理实一体化,以 “实训”为主,以 “理论”为辅。实训方式以学生操作为主,教师演示为辅,理论部分教学要进一步提炼实用性知识,实训课程以技能培养和工作素质养成目标。针对设备台套不足的问题,可以同时安排两个或多个实训项目。通过以上改革,理论和实训课程教学任务各有侧重,但又互相联系,实践环节支持理论教学,理论知识指导实践教学。

如化工仪表与自动控制技术和化工单元操作这两门课程,在选择实训设备上有很多交叉,但是在使用设备要达到的教学目标又不同。两门理论课程分别选择合适的设备进行理实一体化讲解、演示和操作,化工单元仿真实训和化工单元设备及控制综合实训两门实训课程再利用设备进行一体化实训教学,教学任务各有侧重,理论课程和实训课程无缝对接。通过以上思路可以充分利用学院现有的实训条件,提高了设备的利用率,课程教学容易实施,也符合学生的认知规律。

6 结语

针对化工仪表与自动控制技术课程教学内容难度大,对教师和实训条件要求高的难题,为了提升教学质量,课程组通过企业研修或引进高水平外聘教师,锻炼和提升教师团队; 通过岗位调研,明确课程教学目标; 通过分析学生特点和工作过程,对课程内容进行整合; 针对知识、技能、素质培养需要和实际实训条件,对理实一体化教学进行了一定探索和创新。

摘要：针对高职院校化工专业化工仪表与自动控制技术课程教学过程中,教学目标、教学模式及内容存在的问题和不足,根据企业调研、学院实际情况,我们在定位课程教学目标,更新教学内容和优化理实一体化教学模式等方面提出了一些建设性的改进意见。

仪表与控制 篇10

1 石油化工行业自动化仪表的阐述

目前我国石油化工行业自动化仪表的实际情况, 其主要包括以下三个阶段:设计、施工和调试, 无论是哪个阶段都必须根据国家相关标准要求进行, 同时设计、施工以及安装工作人员, 必须具备较强的专业技能和知识, 确保自动化仪表能够安全、稳定运行, 进而使其能够充分发挥出自身的作用和价值。

根据功能、性质的不同, 我们可以将自动化仪表分成以下五种类型:一是, 根据仪表本身性质的不同, 可以分为三种类型, 即液动、气动以及电动这三种形式的仪表;二是, 根据仪表结构的不同, 可以将其分为基地式仪表、综合控制式装置以及单元组合式仪表这三种;三是, 根据工作人员对其安装的方式不同, 可以将其分为现场型仪表、架装型仪表以及盘装型的仪表;四是, 根据其功能的不同, 可以将其分为智能型的仪表和非智能型的仪表;五是, 根据其信号表现形式的不同, 可以将其分为模拟型仪表和数字型仪表两种。由此可以看出, 自动化仪表的种类是非常多的, 这也是其能够在各个行业中得到广泛应用的一个重要前提。

2 石油化工行业自动化仪表的特点

自动化仪表能够在石油化工行业得到广泛应用的一个重要原因, 就是其具有非常独特的特征, 下面我们就对其特点进行详细的分析。

2.1 可编程功能

自动化仪表在对电路进行有效控制时, 硬件软化能够凭借接口芯片的某些功能实现较为复杂的功能控制, 另外, 自动化仪表的软件编程改变了传统的顺序控制方式, 而是选择了储存控制程序的方式, 另外在通过硬件来实现控制时, 必须具备较为健全的控制电路, 所以说, 自动化仪表通过软件代替硬件的方式来控制电路, 从而在最大程度上使硬件的结构得到了简化。

2.2 记忆功能

传统的仪表基本上都是选择组合逻辑电路和时序电路这两种形式, 但是这两种形式的记忆时间有限, 而且还只能对一些比较简单的状态进行记忆, 一旦由一个状态进入下一个状态后, 前一个状态的记忆基本上完全消失。而自动化仪表引入了微电脑芯片技术, 能够将全部的状态都记住, 因此, 只要我们将其充满电, 就可以保存下所有的记忆, 进而方便人们对信息进行相应的处理。

2.3 数据处理功能

我们在实际测量过程中经常会遇到类似线性化处理、测量值和工程值之间的有效转化以及自检自校等比较难的问题。现在通过自动化仪表中的微处理器技术, 能够借助这些软件来进行处理, 操作简便、准确性高, 从而使得处理功能变得更加丰富。

3 石油化工行业自动化仪表控制技术的分析

3.1 常规控制技术分析

就目前实际情况来说, 人们基本上还将以前的石油化工行业自动化控制策略保留下来, 仍是批量控制、连续控制以及顺序控制这三种控制技术。人们通过以前的控制技术来对自动选择调节、均有调节、串级调节、比率调节、分成调节、自动选择调节、非线性调节等方面的内容进行有效控制。在这里需要注意的是, 在以上众多调节中, 最基础的还是PID调节, 即人们基本上保留了原来的功能模块和控制算法, 只是对控制方案和组态能力这两方面内容进行了较大的改变。

3.2 先进控制技术分析

近几年, 随着我国相关部门加大了对自动化仪表的研究, 使其相关技术得到了快速发展, 越来越多的新技术应用到自动化仪表中去, 从而使其变得更加智能化和数字化。就目前实际情况来说, 除智能PID控制器技术外, 在我国石油化工行业中基本上已经将全部的多变量控制技术投入实际应用中, 智能PID控制器技术虽然也是将DCS作为基础, 但是它不仅是软件包, 还可以是独立的个体, 而且绝大多数的多变量动态过程的软测两技术都跟其有着非常紧密的联系, 在一般情况下, 人们将测控跟PID串级控制结合在一起进行综合使用和分析, 从而使其控制技术得到有效提高和完善。

3.3 人机界面

当前, 我国很少还有使用一对一的控制室和装置的石油化工企业, 基本上都是使用多个装置对应一个控制式的形式, 同时都是采用CRT和LCD显示屏主要表现形式, 有时候还会使用一些指示灯或显示仪表来进行辅助;另外基本上是以键盘和鼠标操作为主, 少数旋钮、触摸屏作为辅助工具。对于DCS的组态来说, 人机界面的操作方式基本上是跟控制方式紧密结合在一起的, 而且在操作工位号时, 对于一些具有代表性的“仪表棒图”, 例如分组画面、细目画面以及趋势画面等, 基本上都能够相伴, 能够以最快的速度实现“组态”。在这里需要注意的是, 工作人员一定要谨慎制作模拟图, 严格按照相关工艺标准要求进行, 这主要是由于模拟图跟操作优化、报警、信息处理等方面的人机界面有着非常紧密的联系, 是人机界面取得较好相处的关键。因此, 除了不断创新和改革HMI、DCS相关软件产品功能外, 还要严格按照相关要求实现控制方案, 同时还要对在系统集成中的一些硬指标的控制提高重视, 要求相关工作人员一方面必须付出百分百的努力来实现人机界面的软指标, 另一方面还要具有较高的思想和觉悟, 跟操作人员之间建立友好的关系, 具有一定的团队协作精神, 进而能够确保工艺装置设计的更加完美。

4 结语

综上所述, 随着我国相关部门加大了对自动化仪表的研究, 使其相关技术得到了快速发展, 越来越多的新技术应用到自动化仪表中去。因此, 要求相关工作人员必须加强对自动化仪表控制技术的重视程度, 严格按照相关工艺标准进行设置, 不断提高自动化仪表的控制技术, 进而使其能够在石油化工行业起到更加重要的作用。

参考文献

[1]齐凯浅谈石油化工行业自动化仪表的常见故障与处理措施[J]-《中国石油和化工标准与质量》-2013 (3) .

现场仪表控制系统常见故障分析 篇11

关键词老化;电源;外界信号干扰;DCS PLC系统故障;仪表故障;原因;故障处理

中图分类号 TQ2文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0136-01

随着石油化工企业规模不断扩大、工业设备自动化控制技术的快速发展,仪表控制系统应用越来越广泛,同时也对仪表维护人员的综合技术水平提出了更高要求,主要是故障发生后的原因分析,只有快速准确的查找出故障点及故障发生的原因,才能及时排除故障,保证企业的生产连续性,现阐述一下在仪表控制系统故障分析方面的一些看法,供仪表维护人员共同探讨。

1石化控制系统故障原因可分为

元件老化、外界干扰信号、故障、现场仪表本体故障、环境影响、人为因素等几方面。

1.1元件老化

对于新建的化工装置来讲,所使用的系统及元器件都是比较新的,元件本身发生故障的概率是比较低的。但对于运行时间比较长的装置来说,运行时间都在10年以上了,系统的老化和元件的老化,对于装置的平稳运行都构成了潜在的威胁。

对装置运行构成威胁的主要有卡件老化,端子板老化,继电器老化。

卡件老化后表现出所有的通道不能传输数据,卡件的状态灯指示故障,重新插拔一次后,卡件的状态灯恢复正常。但在使用后时间不长就又会出现这种故障现象。有过两次这种提示,就说明该卡件需要更换了。

端子板老化后的表现为部分通道不能传输数据,时输入或者输出不能正常传送。有的端子板上带通道故障指示灯,有的不带。对于带通道指示的很好判断出是那个通道出现了问题。不带指示的只有排除了现场仪表部分没有问题,才能确定是端子板老化的问题。

由于控制系统更新速度是比较快的,对于早期的仍在使用控制系统,其发生老化故障的几率就是比较的大的,且所对应的卡件的备件储备量也相应的减少了。这就给更换卡件带来了困难。这种情况就需要将这种落后的系统淘汰掉,用比较新的控制系统来代替。

但是对于新建装置,如果出现卡件故障,那可不是老化问题,那就是卡件本身的质量问题了。

继电器老化这是一个普遍的现象,继电器线圈长时间带电,长期的发热对线圈的寿命也是影响的,触点表面也会出现氧化层,存在这种可能的地方也比较多,DCS/PLC等都涉及到继电器老化的问题。对于DCS和MCC之间的信号都是采用的继电器隔离的,如果一方误动作,导致的后果较轻的就是部分工段联锁,严重的就是整个装置停车。

1.2电源故障

仪表控制系统供电一般选用冗余供电,这通常指220VAC供电。在生产实际上,从UPS系统来的220VAC供电一般都设计旁路柜。并且仪表回路普遍带安全栅,现场大量测量、控制元件24VDC供电由安全栅提供,结合个人工作经验,为了避免电源故障给装置运行带来大的影响建议从以下几个方面进行改进:1)保证良好的接地,尽量少选用齐纳型安全栅,确保仪表稳定的供电。2)尽量避免一块安全栅带两个回路,确保每个负载元件有足够的工作电压。3)对于既可选用220VAC还可24VDC供电的仪表,要实际测量供电距离,提供给现场仪表可靠的工作电压,尽量选用220VAC供电。尽可能减少电源故障停车风险。4)PLC和儀表的24VDC供电必须和电压等级为24VDC的中间继电器分开,否则会因为继电器的电源部分故障严重影响仪表控制系统的稳定运行。

控制系统用的电源从UPS供过来之后,要保证双路供电,并且能够自动切换来保供电的可靠性。

2外界干扰信号分析及消除

如果DCS系统显示测量的数据突然之间产生跳动,有的甚至超量程,可能在瞬间恢复,有的长时间存在。当这种情况发生时就有可能是信号干扰,这种干扰大多出现在仪表控制系统。

石化装置的干扰主要是电磁干扰,解决的办法:1)关键是找到干扰源并消除或降低其干扰信号。首先要考虑:①不同种类的电缆的敷设问题,涉及到不同种类的电缆要隔离铺设;②现场仪表、DCS/PLC系统接地问题,最理想的情况就是各类接地线分别独自接地,但施工困难或受到位置限制只能为系统提供一个接地体时,允许采用各类接地共用一个接地体的方式。在这种情况下要使用接地电阻小于4欧姆的接地极。当这两个因素排除后再考虑现场设备的干扰比如大功率电机等容易产生干扰的设备,只有准确判断才能消除故障。2)如果是现场设备存在较强的干扰,那就要增加屏蔽措施,以消除干扰。

对于电磁干扰的问题应具体问题具体对待,系统在制造时已严格考虑了抗干扰措施,如在现场还存在干扰问题,应视为特殊的情况,这时就需要采取必要的特殊技术措施,如加装滤波装置、单独接地、与输入或输出信号共地等措施。

老化、电源、干扰因素导致的故障特征比较明显,下面我们讨论一下其余几方面的故障原因分析:

当系统出现故障时,可根据报警信号来进行故障查找,系统出现故障时,可分为硬件故障、软件故障或是外界信号干扰,大多数故障不能立即指出故障点,但我们可以根据故障信息逐一排除,确定故障点:

比如出现故障造成系统死机,这就要用到对故障原因逐一排查,首先分析故障发生以前是否有前兆,比如系统多次报故障,如果出现这一现象那有可能是导电性很强的灰尘大量沉积卡件上,这要保证机柜通风性良好、定期清扫、定期清洗端子排、元件等。如果是故障前对程序进行了修改,那有可能是系统参数设定的存在问题,核对修改的程序查找故障点进行修订。如果没有任何征兆那就要从系统上仔细分析在排除人为因素情况下 ,对硬件、软件认真分析。系统故障分析起来比较复杂,而且原因众多在此不能一一列举,在此不做过多的分析。

如果检测的数据突然变化,如果波动不频繁可以排除外界信号干扰那就可以认为仪表本身出现问题、工艺问题或外界环境等影响造成的,如果仪表本身没问题,那就要考虑工艺原因导致故障,对于智能仪表仪表大部分故障出现在接触不良、短路、断路、松脱等。这些故障点确定好后一般比较好处理。相对于前面的故障原因,仪表自身的故障处理相对比较简单一些,大家的处理经验也比较成熟。

3结束语

无论出现何种故障,作为一名仪表维护者查找故障点是最为关键的,只有准确无误的确定故障点,才能解决问题,为公司挽回一定的经济损失,希望通过本人一些经验可以让大家在技术上共同交流探讨,来处理更深层次的问题。

参考文献

[1]王森,朱炳兴.仪表工试题集(上册)[M].北京:化学工业出版社,2001.

[2]左国庆,明赐东.自动化仪表故障处理实例[M].北京:化学工业出版社,2003.

[3]张松春,竺子芳,赵秀芬.电子控制设备抗干扰技术及其应用[M].北京:机械工业出版社,1989.

仪表与控制 篇12

关键词：自动化仪表,控制系统,发展趋势

在新的时代背景下, 中国的制造业需要摆脱原来仅仅依靠低成本而取得的市场竞争优势, 这是时代发展的要求, 这也是民族工业振兴的所在。对应在自动化仪表和控制系统这一领域, 它们只有被广泛全面地运用了, 才能够发挥更好的作用和贡献, 才能够为社会的进步贡献更大的动力。观察当前中国各种不同的大型项目, 它们选用的自动化仪表控制系统基本上与世界其他领先水平旗鼓相当。可以预测的是, 在不久的将来, 在新兴市场上, 自动化仪表本身的市场发展速度将有20%~30%的步伐。

一、预测自动化仪表在智能化层面的发展趋势

对于工业设备现代化的发展方向而言, “智能化”就是最主要的, 其将各种不同的技术融合在一起, 其推动了操作便捷化的实现。当前的自动化仪表融合将诸多的技术融合到了一起, 比如微处理器、接口通信以及大规模电路的集成, 另外, 在内部操作角度上, 其还与嵌入式软件进行了很好的协调, 系统最终做到了智能操控。输入信号处理结束后, 各种不同的指标数据可以进行重新设置, 系统能够进行自我诊断、自我完善, 进而位处比较稳定的情形, 系统本身能够被有效的控制。伴随着数字输出和新产品的不断推广应用, 仪表会越发的完善化, 信息数据的传输更加的有效, 系统之间的结合也能够最优。

伴随着现代工业社会的不断发展, 评判或者界定自动化仪表, 有一最新准则, 那就是:控制器能够实现非常智能的操作和控制, 这是仪表设备实现智能化的最基本前提。智能化仪表的主要代表有可编程单回路调节器, 微处理器又是这个设备的核心, 借助于对信号的不断输入输出, 调节装置就可以得到安装完毕。调节系统本身也能够很好的融合其他的相关功能。在目前, 对于自动化仪表本身的组成而言, 一个核心、也是一个关键就是现场总线技术, 对于仪表设备本身在国内的不断深入研发而言, 这些产品发挥着非常重大的功能, 这些仪表的销售额度也占到了国产的所有仪表销售额度中的3O%, 最终对于工业过程控制系统的不断完善和发展、对于自动化仪表系统的不断完善和发展而言, 其发挥着重大的促进作用。

二、自动化仪表在总线化层面的发展趋势

现场仪表的主要设备构成包括了执行器和变送器以及在线分析仪表, 这些设备的组合使用能够实现自动化的过程控制。目前, 在中国, 现场总线技术被越来越广泛的应用, 要想建立健全并完善分布式和集中式的测试系统, 现场总线技术必将发挥着越来越重要的影响。相比而言, 其他非常复杂的控制系统本身也需要得到很好的调整与完善, 尤其是结构形式, 通常情况下, 必须要建立一个能够连接不同仪表的基本网络, 在这个层面, FCS, 也就是现场总线控制系统会发挥更加明显的作用。所谓现场总线控制系统, 也就是一种具体的控制结构, 这种控制结构被用在现场各种智能化仪表与现场的中央控制中间, 这种系统为开放式的、为双向的、为多站性的、也为全数字性的。观察全世界对应的技术发展趋势, 可以描述为主流的发展趋势为现场总线向全球自动化技术进行不断的调整和转换, 对于过程测控仪表的广泛运用而言, 该系统具有诸多的优势, 适合设备发展的趋势:高适应、高稳定、高精度与高可靠。

三、网络化层面, 自动化仪表的具体发展趋势

现场总线技术对应的构成主要是计算机数字化通信技术, 这个技术对于自动控制系统与现场设备之间实现很好的关联而言, 发挥着非常重要的作用, 现场设备在这样的系统中, 也能够与工厂的信息网络之间实现很好的衔接, 对于企业本身的信息网络而言, 其就具备了最基本的底层, 这样智能仪表才能够被更好的、更有效的发挥自己的作用。伴随着不断完善和更新的信息网络技术, 新型自动化仪表最为主要的特征将表现在网络层面, 举例如下:假定网络控制结构为建立在嵌入式的网络之上, 具体评判这种结构模式, 主要的优点表现为:Ethernet可以更好的与相对应的网络层次之间实现贯穿, 网络运行得到了很好的持续, 网络本身也被全面的覆盖到了企业所有的运营范围之中。从本质上对这种网络进行分析, 其实现了办公与工业自动化之间的无缝结合, 很好的保护了智能仪表的具体操作。对于将来控制网络的新发展方向而言, 这是一个前景, 现场IP智能仪表的应用也必将越来越广、越来越宽。

四、自动化仪表的开放性发展趋势

伴随着科学技术的不断发展, 测控仪器本身也在技术层面呈现出不断的革新趋势, 观察各种不同使用自动化仪器的相关系统, 主要有Wind OWS/CE、Linux、Vx Work S, 这些都属于嵌入式操作系统, 在这些系统运作的平台之上, 仪器设备就可以更高水平的使用高性能微处理器, 最终使得各种不同需求都能够得到很好的满足。伴随着网络的发展和广泛应用, 仪器仪表与计算机能够实现更为广泛的联系。在国外, 也有研发人员认为应该提供仪器仪表与计算机之间实现连接的接口, 主要的借口有:USB、打印机、局域网网络, 接口的存在使得数据能够实现有效的转移和调整, 各个系统之间也才能够互相的兼容, 系统主机才能够发挥更大的功效, 各类测控系统还可以在网络创建的基础之上搭建或者创建智能化现场测控设备相对应的互连开放系统。

总之, 在新的时代背景下, 智能化的自动化仪表被广泛全面地展开运用。这种具体的广泛运用是时代进步的表现, 是社会发展的产物, 这种进步本身也有助于改进仪表的具体使用性能, 还有助于降低网络可能在运行过程中出现或者发生故障的具体比例。具体到使用角度上, 需要将结构予以很好的组合和调整, 促进自动化仪表不断的适应环境的发展, 现代工业本身也才能够从中获得更大的效益。一言以蔽之, 智能化自动仪表是时代发展的产物, 也能够反向的进一步的促进时代的发展和进步。

参考文献

[1]赵群、张翔、谢素珍等:《自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势综述》, 《现代制造技术与装备》, 2008, 11 (4) 32-33。