熱工儀器儀表的技術特點及發展綜述

呂林科

摘 要：工業控制技術近年來得到了很大的發展，工業生產過程中的監測和控制技術也日新月異，其中熱工自動化技術發展也很快，通信技術被廣泛應用，使得基于總線式的檢測控制系統得到了大規模的普及。文章對熱工儀器儀表技術進行了介紹和特點分析，對其發展趨勢進行了綜合概括，主要包括熱工檢測功能更加集成化、系統化，以及出現了智能化的自動軟檢定技術。這些技術的應用使得設備的運行檢測更加全面，運行安全可靠性得到了提升，而且還大大提高了工人的工作效率，降低了企業勞動成本，為企業的高效安全生產提供了堅實可靠的保障。

關鍵詞：熱工儀器儀表；技術特點；發展綜述

隨著我國現代工業化的大發展，工業生產過程中的監測和控制技術也日新月異，其中熱工自動化技術發展也十分令人驚訝。眾所周知，能源緊缺一直是世界各國面臨的重大問題之一，我國在能源供應方面也存在很大的問題，甚至會經常出現某個城市拉閘節約電能的現象。為了解決這些問題，近年來我國不斷完善電力系統，加快電廠的建設。進而出現了一批技術先進、自動化程度高的發電機組，這些發電設備的建設，對熱工自動控制系統提出了更高的要求。為此，研究現代化熱工儀器儀表技術，掌握其發展方向，也就成為了該領域的研究重點之一。

1 熱工儀器儀表技術簡介

熱工儀器儀表技術就是利用各種測量測試儀器對各種物理量進行監測的技術，這些物理參數的值一旦超出安全范圍，可能就會造成一定的危害，影響生產過程或者發生意外事故，因此需要對其進行實時監測。熱工檢測技術能夠測量出物理參數的大小，比如壓力壓強、溫度等，并將這些參數值以電信號的方式傳輸給控制系統，控制系統接收相關信號并進行處理后，可以實時顯示參數值，或者自動判斷設備運行是否正常，從而保證熱力設備運行的安全可靠。在發電機組的熱工檢測中，熱工參數是判斷發電機組是否可靠運轉的根據，也是進行經濟計算、事故原因調查等的重要手段之一。

2 熱工儀器儀表技術特點

根據之前對熱工檢測技術的描述，這是對熱力設備進行實時監測的一種技術。進一步地，本文對這種技術的幾個特點進行了概述：一是熱工儀器儀表技術可以實時反饋熱力設備和熱力系統的運行狀況，能夠給設備操作運行工人提供堅實可靠的設備參數，進而保證工人做出科學合理的設備操作和調節，從而保證電力生產的人員設備安全。二是可以為熱力自動化設備提供快速、準確的測量信號，實現設備的自動化控制，取代人力勞動，從而使工人擺脫臟、亂、差的工作環境，提高生產的安全性和可靠性。三是熱工儀器儀表提供的各項數據參數可以作為電廠經濟指標計算的根據，對于發電廠提高發電效率、減少能源消耗有十分重要的意義，也能夠指導降低電力生產成本等。四是對于發生的電力事故可以提供事故原因分析數據，從而追究事故責任人員，同時也能夠給后人一定的經驗啟示，為生產安全性提供更高的保障。

3 熱工儀器儀表技術發展綜述

隨著現代工業儀器儀表技術的快速發展，基于信息化的熱工測量技術已經得到了一定的推廣，這些先進的測量技術能夠使生產力得到更好的進步，以下就現代熱工儀器儀表技術的幾個發展趨勢進行簡要說明。

3.1 熱工儀器儀表功能集成化

傳統的熱工儀器儀表技術只能夠對某種物理量進行測量和顯示，一般一種測量儀器只能支持一種物理量的測量，如傳統的溫度儀只能測量溫度的大小等。隨著半導體技術在儀器儀表中的應用，現代檢測儀器可以通過外接不同類型的傳感器，從而實現多種物理量的綜合檢測。其檢測的原理是，將各種傳感器采集的模擬信號進行數字化處理，通過主處理器的計算處理，將數字信號轉換成對應的物理量，由于數字化處理可以做到很高的精度，因而得到的物理量測量值的精度也比傳統測量方式更高。此外，在儀器儀表上增加各種通訊接口，如串行通訊接口RS-232/485、以太網口等，可以使儀表設備與計算機連接，實現測量數據的傳輸和共享。

3.2 熱工儀器儀表系統化

現代熱工儀器儀表已經不僅僅是單一的儀器設備，而是應用通信技術將各種儀器設備連接，使之能夠相互通訊，再由一個控制檢測中心統一進行監測，這種系統級的熱工監測系統可以十分方便地實現自動控制功能，具有很高的集成性。

如圖1所示為RZJ-2D型熱工全自動檢定系統，該系統通過現場總線連接各儀器設備，計算機作為統一處理器，處理各種數據并發出控制指令。其工作原理是，被測信號由多路開關控制通斷，采集到的數據被上傳到采樣數據表。計算機再對采樣到的數據進行處理，可以將數據放到顯示器進行顯示，也可以投影到打印機打印。系統的處理核心是計算機，其中檢定爐和油槽是由調功器調節功率，主機箱是計算機的主要控制部件，可以控制調功器和冰點器等設備。

RZJ-2D型熱工全自動檢定系統是基于Windows操作系統下的測控系統，檢測的項目可以根據實際工作狀況進行設計，只需要配以各種不同類型的傳感器，就可以實現各種物理量的檢測。該系統還具有很高的自動化程度和強大的處理能力，對采集的數據結果進行分析處理之后，通過通信接口將各種控制指令傳輸給各個執行部件，實現整個系統的自動化控制。

圖1 RZJ-2D型熱工全自動檢定系統原理圖

3.3 熱工儀器自動軟檢定技術

基于自動檢定技術，熱工儀器檢測技術還得到了進一步的發展，出現了軟檢定技術，這也是最先進的儀表技術。軟檢定技術是根據以及得到的檢測數據，通過一定的算法處理，進而推斷出一些無法確定的數據信息，這種技術一般是用于那些無法進行數據采集的地方，該技術主要依賴科學合理的處理算法，才能保證推斷的數據信息具有較高的可靠性。目前，這種智能型儀表已經能夠支持多通道的數據采集，功能強大，易于使用。但是智能型儀表也存在一定的缺點，就是要求使用者具有較高的知識水平，用戶需要對儀表進行編程以及建立檢測數學模型，面對不同的工況，還有進行程序的修改，才能實現儀器儀表的多功能使用。

4 結束語

工業控制技術近年來得到了很大的發展，通信技術在控制領域的應用，使得基于總線式的檢測控制系統得到了大規模的普及。其中，熱工儀器儀表技術作為工業控制技術之一，同樣也得到了跨越式的發展，各種熱工自動檢測系統日新月異，并不斷地被應用到熱工檢測領域，表現出功能更加集成化、更加系統化以及更加智能化的特點。這些技術的應用使得設備的運行檢測更加全面，運行安全可靠性得到了提升，而且還大大提高了工人的工作效率，降低了企業勞動成本，為企業的高效安全生產提供了堅實可靠的保障。

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