電廠儀表自動化優化設計與施工要點

何文麗 楊怡

摘要：本文闡述了儀表自動化的意義與功能，分析了自動化儀表優化設計的原則與方法，并探討了自動化儀表的施工要點。

關鍵詞：儀表自動化;設計;施工

近年來，我國的經濟發展速度飛快，很多行業都在蓬勃發展，生產中的自動化水平也有一定的提高，其中自動化儀表作為其中一個比較重要的部分，被越來越多`的行業廣泛應用。自動化儀表在使用的過程中、設計及施工中隱藏的一些問題就可能出現。儀表在自動化優化設計和施工方面的問題非常重要，本文對電廠儀表的自動化設計與施工進行了探討。

一、儀表自動化的意義與功能

儀表作為電氣系統不可或缺的組成部分，在電氣系統進行自動化控制時起到了對相關數據的測量作用，同時也能整合收集到的電氣系統信息，對生產管理人員進行決策十分有利。而儀表的自動化是指無人條件下進行的處理能力與數據測量，并能實行數據遠距離的傳送。所以提高電氣系統自動化也帶動了儀表自動化的發展與應用。

1、記憶儲存功能。從最初的時序電路與組合邏輯電路類儀表開始，儀表已從當初的瞬時記憶，發展到如今的長時記憶、實時記憶。目前，微電腦裝置在儀表中進行的設置已實現了不斷電情況下的儀表的長時間記憶目標，并能調整記憶狀態，以方便后期的數據處理工作。

2、拓展延伸功能。儀表從最初的硬件邏輯電路，變為現在的軟件設置。儀表從比較復雜的處理器直接進化到了程序的核心系統。由于原先的硬件中定時電路與大量控制進行了升級，儀表從比較繁雜的處理器直接簡化到軟件編程設計中，儀表自動化成功的轉變電子智能化。

3、數據處理與計算功能。由于儀表對微型計算機系統的引入，在測量精度上使儀表有了很大的提高，同時微型計算機的數據處理能力也能對儀表自動化進行更好的完善。

二、自動化儀表優化設計的原則

儀表自動化是指利用光、電、聲、微電子等相關技術手段把有關自動化設計和計算機應用等多個學科綜合在一起，采用比較先進的材料、技術手段及應用方式，讓儀表能不斷往自動化和智能化的方向去發展，這是儀表自動化最核心的內涵。

1、儀表的系統必須要準確。電廠使用的自動化儀表，必須要具有長期性、安全性、可靠性及穩定性的運行功能，另外要全面考慮其系統設計、元件選擇及軟件編程方面的因素，以確保儀表系統在錯誤操作或出現突然斷電等故障時，不影響儀表系統的安全，以免引起安全事故，造成人員傷亡。

2、儀表功能要時刻保證穩定。儀表在工作時，必須使其監測與預警等方面的作用得到盡可能的發揮，從而能在很大程度上滿足電廠經營運作的需求。設計工作者必須進行認真細致的考察研究，在深入一線開展調查的基礎上，把握具體狀況，得到有關信息資料，使其功能完善，令其適應能力不斷提升，最終能充分保障其處于穩定的狀態下工作。

3、儀表系統要便于維護和擴展。電廠對自動化儀表的安全系數要求較高，儀表的設計即要保證安裝方便，又要滿足更換方便的具體要素，由于儀表正常運行的周期較長，因此，維護與保養也同樣要方便。此外，還要節約成本，從而提高系統帶來的經濟效益。在設計過程中，還要提前留出安裝儀表的空間，便于以后的擴展工作，為未來生產的發展和工藝的改進提供有利的條件與足夠的發展空間。

三、儀表自動化系統優化設計

1、自動化儀表的優化設計特點及依據。我國儀表的自動化，在生產工藝與技術的不斷成熟、進步中，得到了進一步的提高。工藝的檢測點多，要求具有復雜性，儀表自動化的主要工作集中在工程的后期，因此，時間緊、任務重，且有較大的工作量。自動化儀表的施工設計圖，是以專業工藝對生產工藝、儀表的自動化專業要求作為依據，分別對其進行深度設計。同時，根據具體設計要求，設計人員要保證設計圖的出圖深度在規定的要求以內或要求以上，不能低于既定要求。此外，完整的施工設計圖可幫助現場施工，同樣還可節約財力、物力、人力，在儀表優化的設計上，要最大限度的使誤差系數降到最低，只有這樣，在施工中的誤差才會隨之而減少，可使用一些計算方法，幫助減少優化設計中產生的誤差，如采用偏差計算等。

2、低功耗設計。對自動化儀表進行低功耗設計在儀表優化設計中是一個重要的內容，一般進行的低功耗設計都會采用CMOS集成電路，這種電路只有輕微的功能消耗，有很強的抗干擾能力，工作時對溫度的要求也很寬松。CMOS電路是高速低頻的工作方式，在優化設計中，可選用一些低功耗的器件，除單片機和外圍芯片使用CMOS器件外，還可選用一些LCD等低功耗器件。在進行低功耗設計時，采用低功耗器件，可將CPU的運行時間進行縮短，用軟件代替硬件。對單片機進行低功耗優化設計中，采用HCMOS芯片，此芯片和HCMOS的外形等相同，只是生產工藝不同，將系統的功耗進行降低，可進行待機模式的運行。在對儲存器進行優化設計中，采用HCMOS儲存器。對軟件的選擇是為了減小將儀表各方面的性能進行提升，在進行優化設計中要盡量減少CPU的工作時間，在降低功耗的同時完成各項測量。

3、抗干擾設計。在設計過程中，主要有外部干擾和內部干擾對自動化儀表系統產生干擾，安裝過程中經常產生外部干擾，而系統的結構等常會形成內部干擾，這些干擾會導致儀表工作的準確程度降低，使誤差加大，有時甚至會使儀表失靈，所以要優化儀表系統的抗干擾設計。可通過屏蔽技術手段對外部干擾進行優化設計，對儀表內部的抗干擾優化設計主要在于對儀表供電系統的改進，可采用逆變供電器或發電機組等，這樣就能使儀表使用過程中電路穩定。同時，還可對電機進行噪聲振動保護，主要方法就是TVS抑制器的使用，采用光電耦合器對過程通道進行優化設計等。

四、自動化儀表施工

1、施工準備

1）資料準備。安裝資料主要有施工圖、標準圖、自動化儀表設備廠家安裝圖、質量驗收評價標準等。施工圖是施工、竣工驗收工作的基礎，也是施工圖預算和工程結算依據，施工單位在領取到圖紙前，需由技術負責人及各自施工負責人牽頭，由工程技術主管部門組織專業技術負責人員及施工隊伍人員參加圖紙會審，在施工前找尋圖紙中可能存在的問題并著手解決。

2）施工技術準備。編制施工方案，編寫質量計劃，進行技術交底，遵循《工業自動化儀表安裝工程驗收規范》編寫施工方案，保證施工方案相當的針對性，提高方案的可行性，同時還要編寫質量計劃及跟蹤監督計劃，并做好設計交底和施工技術交底工作。

3）物資準備。準備施工圖上全部自動化儀表設備和材料，包括一次自動化儀表、二次自動化儀表及自動化儀表盤、材料上的型鋼、管材及閥門電纜、緊固件和消耗材料等。

2、儀表自動化施工

1）進行材料復檢。按設計圖及設備材料計劃，檢查領出全部自動化儀表設備和附配件的規格、型號等參數，保存說明書和合格證，之后進行自動化儀表設備單體調校，發現的不合格或運輸損壞自動化儀表設備及零部件需要進行維修或重新訂貨。

2）不同專業施工配合。配合其他專業施工，將工藝或設備上的控制閥、調節閥及自動化儀表設備法蘭盤底保護套管交給專業施工人員進行施工。

3）遵守施工設計方案。嚴格遵守施工設計方案進行施工組織合計，合理分配勞動力和施工資源，保證其嚴格遵守施工技術及安全技術措施，高質量、安全、快速的完成施工任務。

3、竣工驗收。自動化儀表系統安裝施工結束后，移交給建設單位，同時移交竣工資料，包括驗收記錄、施工日志、竣工圖等，通常都要在竣工結束后一個月內上交完畢。

五、結語

隨著科學技術的進步及經濟的不斷發展，自動化儀表己逐漸被電廠引入，它不但能充分確保企業的生產經營安全，還能逐漸提升自身的生產效率，從而減小經營成本。

參考文獻：

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