工程設計中如何做好自動化儀表的選型

寇 麗

（中核新能核工業工程有限責任公司，山西 太原030012）

0 前言

在工程設計中，自動化儀表的類型很多、很復雜，在使用自動化儀表選型要考慮多方面因素，如在工程工藝使用過程中溫度、流量、壓力、粘度、腐蝕性、振動、毒性等，都決定自動化儀表的選型，這些關系到儀表使用安全和使用壽命問題，但也同時考慮其經濟性。所以，在工程設計中自動化儀表的選型是一門學問，能不能做好自動化儀表的選型設計是關系到工程設計成敗的關鍵之一。

1 自動化儀表選型的基本原則

1.1 儀表選型要遵循使用條件原則

就是在儀表選型中要根據工程需要的規模、流程特點、操作要求和自動控制水平等因素確定。對于儀表防爆、防腐等選型要根據使用條件而定，防爆應根據現行有關爆炸和火災危險場所儀器裝置設計規范的規定，按照儀表安裝場所的爆炸危險類別和范圍進行選型確定。

1.2 儀表選型要遵循使用安全原則

無論哪一方面的工程設計，在自動化儀表選型上都要遵守安全使用的原則。采用的儀表必須是國家授權部門認可，取得制造許可證，經過國際標準質量檢測合格的產品，確保儀表選型安全可靠、技術先進。設計中，嚴禁選用未經工業鑒定的試制儀表。

1.3 儀表選型要遵循集中統一原則

就是在同一工程項目中，儀表品種規格要力求統一，要有利于全工程或區域性的集中管理和集中控制，有利于提高工程質量、企業生產管理水平。

1.4 儀表選型要遵循經濟性原則

儀表的選型也決定工程投資的規模，應在滿足工程工藝和自動化控制、使用條件、使用安全的要求前提下，進行必要的經濟核算，取得適宜的性價比。

1.5 儀表選型要遵循功能選定原則

就是在使用過程中，要根據各個檢測點的參數在操作上重要性是儀表的功能選定依據，一般過程，對工程影響不大的，需要經常檢測變量的，選用指示型儀表即可；對需要經常了解變化趨勢的重要變量選用記錄式儀器；對工藝過程影響較大的，需要隨時監控變量的，選用控制型儀表；對關系到物料衡算和動力消耗，又要求計量或經濟核算的變量，需要選用積算型儀表；對于一些可能影響生產或安全的變量，要選用報警型儀表。

2 工程設計中一些常用自動化儀表選型標準

2.1 溫度儀表的選型

溫度儀表主要應用在化學工程、冶金工程、安全工程、熱能工程、石油工程等裝置，一般采用攝氏度單位，標度及測量范圍的選用，應與定型產品的標準系列相符，常見的有就地溫度儀表和集中溫度儀表。就地溫度儀表一般工業溫度選用1.5級或1級，精密測量用的溫度計選用0.5級或0.25級。就地溫度儀表測量范圍應不大于測量范圍上限值的90%，正常測量值在儀表測量范圍上限值的二分之一左右。就地溫度儀表一般根據工藝要求的溫度范圍、精確度等級、檢測點環境、工作壓力等選用，一般分為雙金屬溫度儀表、壓力溫度儀表、玻璃溫度儀表、基地式儀表等類型，各種類型具有不同的適用范圍雙金屬。集中溫度儀表一般分為熱電偶、熱電阻和熱敏熱電阻。裝配式熱電偶適用于一般場合，裝配式熱電阻適用于無振動場合；熱敏熱電阻適用于測量反應速度快的場合。鎧裝式熱電偶和鎧裝式熱電阻適用于耐振動、耐沖擊，要求提高響應速度的場合。

2.2 壓力儀表的選型

壓力表是工程中常用的一種自動化儀表，主要應用在船舶與海洋工程、化學工程、熱能工程、冶金工程、石油工程等領域。由于化工裝置設計中比較常見。壓力表一般使用計量單位為帕、千帕和兆帕。根據使用范圍進行選用。壓力表一般有隔膜壓力表、耐酸壓力表、膜片壓力表、耐震壓力表、防爆壓力表、壓差壓力表和專業壓力表等類型，依據使用環境選用不同類型的壓力表。具有強腐蝕性、含固體顆粒、粘稠液等介質，選用膜片壓力或隔膜壓力表；具有一般腐蝕性介質，選用耐酸壓力或不銹鋼膜片壓力表；具有結晶、結疤及高粘度等介質，應選用法蘭西隔膜壓力表；具有機械振動較強的場合，應選用耐震壓力表；易燃易爆場合選用防爆電接點壓力表，測量介質應選用專用壓力表；測量壓差時，選用壓差壓力表。此外，在選用壓力表時，還應考慮精確度等級的選擇、外型尺寸的選擇、測量范圍的選擇。

2.3 流量儀表的選型

流量儀表主要應用于化學工程、石油工程、水利水電工程等領域。流量儀表主要分為速度式流量計、容積式流量計、可變面積式流量計、楔形流量計等。在流量計儀表的選型，速度流量計分為靶式流量計、渦輪流量計、旋渦流量計和水表，靶式流量計用于少量固體顆粒的液體流量測量，渦輪流量計用于潔凈的氣體及運動粘度不大的潔凈液體的流量測量，旋渦流量計適用于潔凈氣體、蒸汽和液體的大中流量測量。水表，就地累計水的流量，當量程比要求小于30：1；容積式流量計分為橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、刮板流量計。橢圓齒輪流量計，潔凈的、粘度較高的液體，較準確的流量測量可以采用橢圓齒流量計。潔凈的氣體或液體，具有潤滑性的油品精確度要求高的流量測量，選用腰輪流量計。連續測量封閉管道中的液體流量，特別是各種油品的精確計量，可以選用刮板流量計；可變面積式流量計要求量程比不大于10：1時，可選用可變面積式流量計。楔形流量計，主要應用懸浮物的高粘度液體、蒸汽、氣體的流量測量，雷諾數大于500的流量計數。

2.4 顯示控制儀表的選型

顯示控制儀表主要應用在自動化工程、電氣工程及其自動化、過程裝備與控制工程、監控技術與儀器、機械設計制作及其自動化、化工工程等多個工程領域。顯示儀表選型要依據儀表用途、安裝空間、使用條件等因素決定。在控制室安裝的顯示儀表，需要選用矩形表面的儀表。需要密集安裝時選用小型儀表，需要顯示醒目時，需要選大、中型儀表。在工作現場儀表盤安裝的儀表，可以選用圓形表面儀表；顯示儀量程需要依據生產條件選取，顯示速度快、示值精確度高、對輸入信號作線性處理等變換或要求對變量做顯示的同時兼作變送輸出，可選用數字顯示儀表。要求作復雜數字運算的，應選用帶微處理器的智能型儀表；高分辨率的，可選用帶量程切換裝置的顯示儀表；減少誤差可選用帶量程擴展的顯示儀表；對變量作高速精確記錄時，需要選用帶微處理器記錄儀等。

3 結語

工程設計中，自動化儀表還有許多種類，每個種類都具有多個類型可供選擇，以上列舉的四種自動化儀表是工程設計中的常用儀表的選型，除此之外，還有控制閥、物位儀表、儀表盤、過程分析儀等自動化儀表，在設計和應用上都需要進行合適的選型。總之，無論哪種自動化儀表的選型，都需要滿足工藝和自控要求，遵循工藝過程中使用條件和使用環境，符合使用原則，降低經濟成本，發揮最大性價比。

［1］中華人民共和國行業標準《自動化儀表選型設計規定》[Z].中國寰球化學工程公司,2001,6.

［2］中華人民共和國行業標準.石油化工儀表安全設計規范[S].中國石油化工集團公司,2001,3.

［3］梁福波.自動化與儀器儀表[J].云南化工設計有限公司,2013,4.

［4］柴占峰.淺談化工企業生產用流量儀表及其選型[J].中國科技投資,2014(13).