熱工計量自動檢定技術的發展方向

內蒙古通遼市產品質量計量檢測所 劉 宇 王旭東

伴隨現代工業生產的發展和人民的生活水平奔小康，以及科學技術的不斷成熟，相應的熱工自動化技術也順應時代潮流，取得了驚人的成果，且在生產和技術發展中占據了關鍵地位。我國現有的能源供應較緊張，很多城市都采取拉閘限電的措施，影響了整個國民經濟的發展。一些地方出現用煤短缺的現象，如何有效的節省能源，加快建設是人們要解決的當務之急的問題。發電機組也做了一些改變，舍去之前的中小容量發電機，改為大容量、高參數的單元機組，電力工業也進入了大電網、大機組、高度自動化的時代。為了配合調峰的需求，大型的單元機組對熱工自動控制系統又提出了更新更高的要求，自動化程度作為了衡量企業現代化水平的一個重要標準。自動計量器具也廣泛的應用于熱工自動化的檢測，我們將會在具體工作中對熱工計量自動檢定技術在設備運行中的應用進行詳細探討。

1.儀器儀表技術的發展過程

起初人們之所以使用儀表是為了對一些工藝參數進行簡單測量，儀器儀表顯示出來的只是數據，不能遠傳。但是伴隨科學技術的不斷發展，儀器儀表不僅能做到的是顯示系統中每個參數值，而且還增加了通訊口RS-232/485；同時又開發了能支持現場總線的適配器，與Profibusl協議兼容，進行數據的高速傳輸；儀器儀表將來還能具備網絡的開放性，就是網絡協議的標準化和開放化、多種網絡框架等。儀器儀表的數據存儲形式分別為CF卡和優盤，CF卡最大能擴展到1024M，優盤的技術優點是能使儀表存儲容量更大，體積小巧且便于攜帶。儀器儀表的開關電源之前的缺陷是穩定性差，對電壓波動的范圍較大，在具有強磁(電)場環境下使用，會使開關電源性能產生較大波動。現如今使用脈寬調制方式技術，能使儀表的抗干擾性能得到顯著提高，該顯示裝置則采用液晶顯示屏，這樣就實現了寬溫、寬視覺感受，界面操作也更人性化。

儀器儀表發展的歷史階段為檢測技術智能化、信息處理數字化、控制系統集成化。儀器儀表的功能是進行各種復雜計算和數據處理，可以對因為測量產生的誤差進行修改，能進行自檢和自校。現階段，我國工業自動化和儀器儀表產業的發展雖然有所進步，但和國際先進水平相比，還是存在一定距離的，比如在經濟實力、技術研發、制造工藝等方面就存在很大的差距，在經營規模、經營效益上體現的仍是“扁平大金字塔”的統計格局。因此，現今儀器儀表的發展方向為從顯示儀表向傳感器和控制系統的不斷擴展，以智能模塊為基礎進行帶現場總線型的執行器的開發、帶現場總線接口的智能儀表和數據采集控制卡

2.熱工計量自動檢定的理論

自動檢定要做的是把現場的各種物理量比如溫度、壓力等轉化為電信號，該電信號是控制裝置或顯示儀表能夠接收到的，才能供自動控制和參數顯示的使用。進行自動檢定的熱工參數也是監督設備機組是否正常運行的重要指標；是是否能隨時調整自動控制作用的依據；是機組進行經濟核算，自動報警等的來源依據。熱工計量自動檢定系統的構成是兩部分，是可調電源和數字電壓表，且開設專用的電壓電源輸出，為各種二次儀表電源的使用提供了方便，在面板上通常設有專用的插孔。被測信號在通過多路開關后進入了采樣數表，數表把其采到的樣值以通信電纜的方式傳送到計算機中，計算機以程序設計要求為依據，通過主機箱對調功器的輸出功率進行控制，確保被控對象能按要求進行升溫變化，才能保證檢定過程進行順利，同時還要保證檢定過程的各種參數實時的顯示，打印出報表。

下面以RZJ-2D型熱工全自動撿定系統為例進行詳細說明，它是在Win-dows環境下開發的，完全使用Windows語言的新一代產品，它的核心部位是微機，且配備以高精度進口數字萬用表和低電勢的掃描開關等構成的測控系統。本系統是完全的按照國家的計量檢定規程嚴格進行的數據處理，從而實現了熱電偶和熱電阻檢定過程的自動化，也提供了該系統的認證及數據文件管理程序，這對系統的認證和檢定結果的歸檔和查詢提供便利。

系統工作原理如下圖l所示，被測的信號進人采樣數表以多路開關為媒介，數表把采樣的值通過IEE-488通信電纜傳到計算機內，計算機在以程序的設汁要求為依據，使用主機箱控制調功器的輸出功率，保證被控對象能按要求進行升溫的變化，才能保證檢定過程進行順利；相應的就能實時顯示檢定過程的需要的各種參數，打印出所需報表。

系統主要性能特點有：現如今使用的Windows軟件編程，在Win-dows操作平臺下運行，其優點是使用方便、快捷；檢定過程較連續、能進行自動控溫、自動榆定、自動進行不同的數據處理、自動打印生成各種檢定記錄；選用先進的6位半高精度進口數表，其優點是精度、分辨率較高；采用的中文操作系統，根據需要進行數據的錄入，操作起來簡單且方便；在進行檢測時，顯示器準確顯示的是檢定爐的溫度變化曲線、槍定和檢定點的溫度、檢定進程、冷端溫度和檢定時間等指標；還配備有三種選擇方式分別為備有零點、輸入室溫和冷端自動跟蹤補償；優點有具有手動/自動的切換功能，使操作簡單；能提供裝置認證的軟件，該功能是能自動對裝置性能進行測試，且打印認證報表；以數據文件的管理職能為依據，對檢定的報表進行存儲、歸檔、查詢，且能隨時進行查閱或打印檢定記錄報表和證書。

3.熱工計量自動檢定技術的應用范圍

熱工自動檢定系統的熱電偶和熱電阻作為一種接觸式的測溫儀表，在各生產單位應用較廣。若這些儀表性能不好，造成控溫的不準確，會對正常生產的產品質量和節能管理產生不良的干擾。儀表在使用前，一定要進行有效的檢定。

圖1 系統的工作原理圖

傳統的熱工自動檢定系統存在的缺陷是檢定范圍較窄，設備的利用率極低，且檢定效率不高等缺陷。所以對傳統熱工檢定系統要進行升級或更新。新系統充分采用之前的設備，配和軟件系統，使用六位半數表，使用低電勢的掃描開關替換以往的繼電器，由功率調節器對檢定的爐溫(或油槽溫度)進行自動控制和調節。增置了徑向短爐和寬徑爐后，對檢定爐的穩定性和溫場均勻度提出更高要求，同時要求被檢對象碰到爐壁不影響檢定結果。增置了工作用鉑電阻溫度計，用以跟蹤冷端溫度，對采集到的毫伏信號進行修正，起到冷端補償的作用。這種方法簡單快捷，無須人為干預。另外，還有環境溫度輸入法及冰點法供檢定者使用。改進后的系統同時可進行檢定系統認證和檢定結果的數據管理，并拓寬了檢定的范圍和種類，提高了設備的利用率，有效提高了熱電偶、熱電阻等熱工儀表的檢定效率、檢定合格率，檢定范圍和檢定質量，檢定費用下降，在節能降耗上，取得的效果極佳。

4.熱工計量自動檢定技術的進一步發展—軟檢定技術

軟檢定技術簡單來說就是一種軟件技術能以能夠檢定的數據為依據來判斷出不能檢定的數據信息，目前儀表技術發展的最高階段要數它了。軟測量的本質是面向不同對象的，通過編程或組態的形式來實現軟測量的數學模型，如果測量參數和工作的條件發生變化，要做的是只修改模型的參數就能轉換儀表的功能，軟測量儀表就會適用于各種條件的通用儀表。軟檢定改變了以往單輸入單輸出的儀表格局，屬于是多輸入和多輸出的智能型儀表，它能是專用儀表，也能是通用的儀表由用戶進行編程的，這樣就能代替一些價格較貴且難維護的儀表。綜上所述，伴隨信息技術和管理技術的不斷更新和前進，尤其是在21世紀以后自動化技術的發展速度是更進一步。熱工自動檢定的控制系統也顯示了其重要的地位，所以當務之急是對計量檢測設備進行相應的更新并引進新的計量檢定技術。這樣做的目的是能提高勞動生產率和電能質量，還能降低發電的成本，改善勞動條件，保證了大型機組的安全、經濟運行。以信息化帶動工業化是當今時代的趨勢，是保持國民經濟持續快速增長的堅強后盾，能改造傳統工業的體系結構。網絡技術屬于信息技術的代表，與其工業控制系統進行結合，能極大地提高控制系統的基本水平，改變原有工業控制系統封閉式的企業信息管理結構，才能適應現代企業管理的規定。把現場總線、以太網、多種工業控制網絡互聯、嵌入式技術和無線通信技術與工業控制網絡進行相融合，不但要保證控制系統之前的穩定性、實時性，還要增加系統的開放性和互操作性，降低系統對環境的要求。在經濟全球化的現在，企業之所以能夠適應現在激烈的市場競爭氛圍，靠的是這一工業控制系統網絡化及其構成模式，這樣才便于提高新產品的開發速度、降低生產的成本、完善各個信息服務，發展前景不容忽視。

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