機械工程自動化儀表裝置的應用分析

陳志瑞

（寧夏隆基寧光儀表股份有限公司，寧夏 銀川 750001）

機械工程自動化，即借助學習相關專業技術以及知識等，促使機械工程能夠實現自動化與信息化目標。在社會快速發展過程中，人們開始不斷關注機械自動化，其已經成為工業的發展趨勢。為了保證機械自動化趨勢以及要求得到充分滿足，應該配套裝配自動化儀表等設備，并不斷進行推廣與應用。確保自動化儀表精準性能夠充分滿足相關要求，這也是機械自動化發展的客觀要求。

1 自動化儀表概述

1.1 自動化儀表的內涵

自控控制儀表主要組成部分有執行模塊、控制模塊與檢測模塊。自控儀器還可以分成執行器與傳感器。一般液位、流速、壓力、溫度等參數，基于測量變送器作用能夠進行電壓信號或是電流信號轉化，并通過控制模塊進行顯示控制或記錄，借助接收控制對閥門情況進行調整，進而對相關參數實現間接控制。

輔助儀表需要具備顯示、計算、參考、轉換以及其他工作性能，在生產實踐中能夠對獨立回路展開單獨控制，同時能夠利用可編程邏輯控制器對復雜局部參數進行有效控制，并利用集散控制體系監控整體情況，進而有效提高企業生產效率與質量。在傳統自控儀表方面，例如二次儀表等，開展分類工作時，可以根據自動原則完成工作。在檢測傳輸設備方面，可以根據測量工作實際情況，把自控儀表分為液位、流量、溫度等類型檢測儀表。

1.2 自動化儀表的作用

（1）及時進行危險性警報。在工藝裝置中，對自動化儀表和自動報警平臺進行連接處理，開展生產活動時，若是安全儀表發現數值與數據波動程度較大時，則關聯安全報警器能夠及時進行警報，提示工作人員相關環節或設備發生故障。技術人員結合數據波動情況對相關變化進行檢測，并對故障因素變化進行充分掌握，及時確定故障部位，有效控制不良影響。（2）有效保證自動化程度。機械工程的自動化儀表在未來發展過程中將會不斷提高自動化程度，在科技水平不斷提高的過程中，會和計算機技術不斷融合，借助計算機對平臺監督工作以及自動化儀表進行操控，同時借助相關操作實現應急操作目的，充分提高自動化儀表的自動化程度，促使精細行業穩定發展。

2 機械自動化儀表設計與安裝優化

2.1 機械自動化儀表設計原則

首先，科學選擇自動化儀表。自動化儀表質量對其維修管理以及安全運行等方面具有直接影響，同時還會對檢測自動化平臺工作質量產生較大影響。所以，技術人員應該積極結合工廠需求、市場行情、經濟效益以及其他因素對儀表型號進行科學確定。例如數字顯示報警儀，其主要特點就是校準便捷、顯示直觀、經濟實惠以及性能穩定等，為自動檢測平臺夯實基礎。

其次，科學選擇自動檢測平臺最優設計方案。需要遵循以下原則：（1）經濟實惠。開展最佳方案選擇過程中，應該以實用性與經濟性作為切入點，保證儀表設備物美價廉。（2）實用簡單。結合具體需求科學設計系統方案，防止發生浪費現象，并便于維護管理。（3）具有較高的自動化程度。在線監測工廠中各個設備電壓與溫度，保證相關問題能夠及時發現與處理。

2.2 安裝自動化儀表

在自動化儀表中，安裝對于質量有著直接影響，應該積極遵循相關安裝標準，以有效提高安裝質量。總體而言，開展自動化儀表安裝過程中，應該參看儀表安裝說明書，同時根據現場實際情況進行科學安裝，以充分提高自動化監測平臺穩定性與安全性，降低系統運維費用，有效保證經濟效益。同時自動化儀表安裝過程中，應該對以下情況加以注意：一般選擇絕緣軟線（聚四氟乙烯等）作為下液位的轉換電極。結合現場實際情況科學確定安裝方案，以充分提高自動化儀表安裝效果，保證其能夠穩定、安全運行。

3 機械自動化儀表應用分析

3.1 自動化校準平臺的應用

自動校準流程如下：（1）儀器預熱；（2）設置初始狀態，同時測量相關參數；（3）分析數據信息；（4）對歷史數據自動保存，同時編制校準證書。

首先，儀表預熱。結合儀表校準標準開展開機預熱活動，之后連接電纜以及其他硬件設備，之后將系統啟動，全面掃描各個檢測設備地址，同時結合地址對相關配置方案進行確定。

其次，對儀表校準的自動化系統進行初始設置。進入平臺測試的主界面，主要特點就是實用、簡單明了，之后基于初始化單元界面，設置被測儀表參數，主要涵蓋被測儀表GPIB 地址，同時對其是否為首次測試進行科學確定，防止由于異常問題導致數據丟失，選擇被測儀表名稱以及校準即可。

再次，數據采集單元。該單元主要是保存測試數據、設置儀表狀態以及采集動態信息等。管理人員應該積極結合工作需求，并根據人工測量規范、要求、標準等，借助計算機網絡進行下載，并設置儀表初始值、選取功能、數值測量等。另外，可以結合相關說明書并借助SCPI 語言對相關功能模塊進行標稱，進而自動開展儀器檢測、分析等工作，同時若是相關數據不滿足標準要求，則借助相關顏色進行標識，進而第一時間發現問題以及處理問題。

最后，對歷史數據自動保存，同時編制校準證書。相關人員將校準信息與被測儀器名稱輸入校正證書模塊中，系統能夠對歷史數據進行自動保存，并編制校準證書，為相關人員提供良好依據保證，同時減少工作量。

3.2 工廠關鍵自動化儀表的應用

測溫儀表。測溫儀表在冶金行業與熱電行業屬于重要儀表，涵蓋熱電阻與熱電偶兩種溫度計。對于熱電偶溫度計，一般用于汽機主氣、鍋爐汽包、鍋爐煙氣等溫度檢測工作中，此過程中，應該全面監控該溫度計，防止出現寄生電動勢問題，以有效提高溫度測量準確性。對于熱電阻溫度計而言，在溫度低于500℃環境中的測試工作具有良好適用性，最低溫度是-200℃。主要部件為連接導線、顯示儀表與熱電阻，借助鉑熱電阻以及其他溫度變化，獲得被測儀器溫度。其在一般情況下用于電機軸承、循環水溫以及其他低溫環境的測溫工作。此過程需要對以下幾點加以重視：（1）確保線路電阻滿足標準值要求，同時熱電阻運行電流應該低于規定值，以充分控制誤差問題。（2）盡量選擇三線制連接技術，進而控制外部環境影響程度。

測壓儀表。現階段波紋管壓力機以及膜盒微壓計在工廠中應用較為廣泛。對于膜盒微壓計，在尾部煙道、送風系統等方面壓力檢測中應用較為廣泛；而波紋管壓力機在鍋爐蒸汽的壓力測試中應用較為廣泛。

流量儀表。現階段，微機型數字、差壓式以及容積式三種流量計的應用較為廣泛。對于容積流量計，在測量鍋爐的燃油流量時應用較為廣泛，借助儀表殼轉子對流量大小進行確定，隨著流量增加，轉子轉速也會隨之增加。差壓流量計在鍋爐蒸汽流量測量中具有廣泛應用，主要工作原理是借助流體流動形成差壓，差壓和流速之間存在對應關系，之后進行流量計算。對于微機數字流量計，主要特點就是功能強大、預警與保存、在線監控等，是自動化儀表應用主要發展趨勢。

物位儀表。現階段，超聲波與電容式兩種物位傳感器。電容式傳感器自動靈活、操作簡單，在水箱、清水池以及其他液位測量中應用較為廣泛。超聲波傳感器主要原理是，將超聲波發射到粉體表面之后，傳感器接受反射信號，并結合超聲波的發射與返回時間，對傳感器和粉體表面距離進行準確計算。

3.3 壓力表校準中自動化儀表的應用

在科技快速發展過程中，自動檢測技術獲得了良好發展空間。而壓力儀表運行原理主要是基于真空、壓力等條件下，促使彈簧管出現彈性變形，進而使管端位移，借助機械傳動部件對位移進行放大處理，之后向知識裝置傳送，能夠通過分度盤讀出真空量值與被測壓力值。

首先，在線校準預期。（1）目的。通過有效落實在線校準，促使生產流程的計量工作得到充分滿足，減少外檢成本。（2）儀表范圍。壓力儀表現場使用。（3）校準范圍。設計為0-100MPa 以內。（4）校準精度。控制在1.55%左右。（5）預期目標。保證在線儀表使用效率與控制效果。（6）校準方案。主要涵蓋實用型以及理想型兩種校準比對方案。

其次，材料準備。（1）校準記錄。（2）管道打孔器。（3）滿足現場壓力表量程、準確度的有效、受控標準表，若干塊。

再次，在線校準方案。主要涵蓋以下方面。第一，實用型校準比對壓力儀表。（1）基于相同管道，在擬被校準現場的壓力表合理范圍中，通過管道打孔器將導壓管路引出，并將截止閥安裝到該管路中間位置，截止閥為關閉狀態，并與被校準表相同規格有效、受控標準壓力表以及壓力變送器安裝到截止閥后接口位置。將截止閥緩慢開啟到全開狀態，在管道中流體完全輸送到標準表中，并保持5-9min 之后，對兩塊表數值進行讀取。（2）進行校準記錄填寫工作。第二，理想型的校準對比壓力儀表，例如，制作簡易、流動壓力校檢設備，主要涵蓋以下內容：a.對于流體介質管，將在有現場的“截止閥1”關閉。b.對截止閥后管路進行合理延長。c.將三通安裝到延長管路中。d.將在用壓力儀表（指示值0）安裝于單通接管口接口位置。e.將“截止閥2”安裝到三通丁字管接口位置。f.將“壓力校檢管”安裝到“截止閥2”后面，并與壓力校檢設備中校檢管接口連接。g.校檢設備中還設置了有效、受控的相應型號標準壓力表。h.全面檢查之后，將“截止閥1”與“截止閥2”緩慢打開，達到全開狀態，保持5-9min 之后，對兩塊表數值進行讀取。開展校準記錄填寫工作。

最后，檢驗。應該認真展開巡回檢查，儀表工作人員巡檢范圍較為固定，結合自身轄區內儀表布置狀況，科學確定最佳檢查線路，巡檢頻率應該達到2 次/d 以上。開展巡檢過程中，應該將氣源關閉，同時將過濾器中的減壓閥接頭關閉。開展環室孔板拆卸過程中，需要對孔板方向予以注意，進行檢查，保證之前的孔板沒有裝反。另外，確保安裝過程中的正確性，因為直管段具有嚴格要求，盡量減少管道支架，應該避免工藝管道任意一端發生下沉問題，使得孔板環室安裝難度增加。對于拆卸儀表，應該在明顯位置，安裝過程中做到對號入座，避免同類儀表但是量程不同的儀表出現安裝混淆問題，導致儀表故障。對于聯鎖儀表，應該切換手動操作模式，之后進行拆卸處理。儀表若是以此開車順利或是成功，則代表高質量完成儀表檢修工作，開車準備充足。

4 結束語

總之，企業自動化儀表在未來生產活動中的價值會不斷提高。所以需要充分重視安裝工作以及調試工作，對工作標準適當提高，對設備精準度進行優化。應該借助針對性手段，科學制定安裝方案，確保相關工作有序開展，充分促進生產活動的經濟效益。