現(xiàn)代化工儀表的技術(shù)特點

    目前，公司形成以合成氨、硫酸為代表的長周期運行，以磷酸、磷銨為代表的周期性清堵、檢修的生產(chǎn)裝置，數(shù)千臺儀表以網(wǎng)狀、節(jié)點的形式于生產(chǎn)中，無處不見。把生產(chǎn)數(shù)據(jù)測量轉(zhuǎn)換后匯集于以PC為平臺的操作控制及信息層面上。目前公司信息化已初步實現(xiàn)。

    自動化儀表公司生產(chǎn)中的作用越來越重要且不可替代。“核心儀表”故障往往會造成裝置非計劃性緊急停車，給安全生產(chǎn)帶來隱患，而僅以“核心儀表”就有數(shù)百臺件。因此，如何有效維護(hù)好自動化儀表，滿足工藝生產(chǎn)的需要是我們亟待探討的問題。

一、公司儀表概況

（1）分類 按應(yīng)用領(lǐng)域和自身技術(shù)特點，儀器儀表大致分為工業(yè)自動化儀表和控制系統(tǒng)、科學(xué)儀器、電子與電工測量、醫(yī)療儀器、各類儀器、傳感器與儀器儀表單元及材料6大板塊。

（2）作用 化工生產(chǎn)過程控制主要圍繞壓力、溫度、流量、液位及成分5大參數(shù)進(jìn)行，這些參數(shù)的測量與控制由自動化儀表、控制系統(tǒng)及執(zhí)行器等組成的“自動化系統(tǒng)”完成，作用相當(dāng)于人眼、耳、神經(jīng)系統(tǒng)、大腦和手腳。

（3）概況 目前，公司在線運行的自動化約7000余臺件，其中智能儀表約4000余臺；80萬t/a 硫酸主裝置采用現(xiàn)場總線儀表；全公司的核心儀表約400余臺，關(guān)鍵儀表約1200臺件。*類：壓力儀表如壓力變送器、壓力開關(guān)、現(xiàn)場壓力表，測量范圍：-0.1~60MPa。另外，壓力變送器還可用于差壓式液位測量及流量測量。第二類：溫度儀表如溫度傳感器，有PT100熱電阻、K（鉻鎳硅）分度和S（鉑銠-鉑）分度的熱電偶，利用熱電阻阻值、熱電偶毫伏電勢隨溫度變化而變化，不論熱電阻還熱電偶，其特性是非線性的。熱電偶與二次儀表的連線需要的補(bǔ)償導(dǎo)線，溫度測量范圍：-150℃~1600℃。另外，還有部分現(xiàn)場顯示型雙金屬溫度計。第三類：流量儀表有電磁流量，流體振蕩類流量計，如渦街式、漩渦式、差壓流量計，孔板、噴嘴、阿牛巴、V錐、彎管、皮托巴等取得與流量相對應(yīng)的差壓，通過流量變送器及補(bǔ)償算法得到流量、科氏流量計、熱質(zhì)式質(zhì)量流量計、超聲波流量計等。以電磁流量計為主，測量范圍：口徑DN10~DN1000，量程0~1500m3/h。由于流量計直接安裝在工藝管道上。因此，其受到工藝條件如溫度、壓力、流速等因素的影響大，在實際應(yīng)用中也是爭議較多的儀表。從世界范圍看，流量計是使用比制造難得多的少數(shù)儀表之一。類型、工作原理、技術(shù)復(fù)雜的儀表。另外，皮帶輪和給料機(jī)歸為“流量儀表”。第四類：物位/液位儀表。有差壓式液位計、超聲波及雷達(dá)液位計、同位素液位計。第五類：分析儀表，用于過程、尾氣及環(huán)境可燃性、毒氣氣體含量分析，分析原理有紅外線、熱導(dǎo)式、催化燃燒式、電化學(xué)式等。液位分析儀靠過程液體電導(dǎo)率、PH值、酸濃度等。第六類：執(zhí)行機(jī)構(gòu)，靠氣動調(diào)節(jié)閥和由儀表專業(yè)負(fù)責(zé)的電磁閥。其他類，如自動定量包裝秤、噴碼機(jī)等。

二、現(xiàn)代儀表技術(shù)特點

（1）高精度和寬量程比 利用微處理器及軟件技術(shù)，實時檢測壓力、溫度等變化對檢測元件的影響，并在線實時補(bǔ)償，使其測量的精度高，如在公司普遍應(yīng)用的3051型壓力變送器精度為0.075%、量程比為100：1。寬量程比表示儀表測量范圍寬，可減少變送器規(guī)格類別，增強(qiáng)儀表通用化和互換性。

（2）智能型和數(shù)字化 以DSP芯片為核心，配合*的混合信號電路、ASIC電路、元件及開發(fā)工具等進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。儀表進(jìn)一步與微處理器、PC技術(shù)融合，采用大量超大規(guī)模集成的新器件、表面貼裝技術(shù)、多層線路板印刷、圓片規(guī)模集成和多芯片模塊等新工藝，使多媒體技術(shù)、模糊控制、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)在現(xiàn)代儀表中得到廣泛應(yīng)用。智能儀表具有完善自診、自校正新功能。

（3）網(wǎng)絡(luò)和總線化 隨著計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已突破了傳統(tǒng)通信方式的時空與地域限制，進(jìn)入生產(chǎn)及生活各個方面。網(wǎng)絡(luò)化、總線化儀表作為網(wǎng)絡(luò)中獨立的節(jié)點、測控信息可在網(wǎng)絡(luò)上傳輸或跨越網(wǎng)絡(luò)組成遠(yuǎn)傳在線、實時測控系統(tǒng)。與傳統(tǒng)儀表相比，網(wǎng)絡(luò)化、總線儀表具有節(jié)約大量現(xiàn)場布線、全數(shù)字化、開放性與互操作性好、抗干擾性強(qiáng)、系統(tǒng)擴(kuò)充及維護(hù)方便等優(yōu)點。

（4）應(yīng)用參數(shù)化   比如，一臺已完成機(jī)械式安裝、電纜連接和通電的電磁流量計，投用非常簡單，只需通過面板使用按鍵、觸摸屏或手持式智能終端、按照菜單提示進(jìn)行人機(jī)對話式設(shè)定操作，一般包括設(shè)置儀表位號、測量單位、測量管口徑、量程等基本參數(shù)。操作過程僅幾分鐘，即可投入正常運用。

（5）調(diào)試PC化 一些儀表如羅斯蒙特5600系列雷達(dá)液位計、須借助PC及軟件組成的平臺，在實際使用條件下完成調(diào)試，才能發(fā)揮相應(yīng)功能。