電氣自動化儀表安裝及調(diào)試要點分析

卜凡

【摘? 要】 文章主要對電氣自動化儀表安裝及調(diào)試過程中的關鍵要點進行了深入分析，旨在提高電氣自動化設備的性能與穩(wěn)定性。文章分析了電氣自動化儀表設備的基本定義，詳細討論了安裝、調(diào)試過程中的幾個關鍵步驟，強調(diào)了對不同設備類型的特定要求，通過對實戰(zhàn)經(jīng)驗的總結和方法推進，以及對電氣自動化儀表設備安裝和調(diào)試過程中的要點進行詳細探討，以期為實際工程應用提供有益的參考和借鑒。

【關鍵詞】 電氣自動化；儀表安裝；調(diào)試技術；電磁流量計

一、電氣自動化儀表基本概念

電氣自動化是指在電氣工程中，使用計算機、通訊、檢測、控制等技術手段，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程進行自動監(jiān)控、調(diào)節(jié)和控制的過程，儀表應用的核心目標是提高生產(chǎn)效率、降低成本、優(yōu)化資源利用并確保生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。儀表設備是電氣自動化系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，其主要功能是對生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)進行測量、監(jiān)測、記錄和控制，以實現(xiàn)自動化的目的。儀表設備可以分為以下幾類：檢測儀表、執(zhí)行儀表、顯示記錄儀表、自動控制儀表和通信儀表。檢測儀表用于測量生產(chǎn)過程中的參數(shù)，例如壓力、溫度、液位、流量等；執(zhí)行儀表負責根據(jù)接收到的控制信號，對生產(chǎn)過程進行調(diào)節(jié)，如電動閥門、調(diào)節(jié)閥等；顯示記錄儀表則用于幫助操作人員監(jiān)控生產(chǎn)過程的狀態(tài)，并作為決策依據(jù)；自動控制儀表可以實現(xiàn)閉環(huán)控制，如編程控制器、溫度控制器等；通信儀表則負責在系統(tǒng)各部件之間進行數(shù)據(jù)傳遞和信息交換，以實現(xiàn)實時監(jiān)控和控制。

自動化系統(tǒng)一般由以下幾部分組成：輸入設備、數(shù)據(jù)處理設備、輸出設備。輸入設備主要包括傳感器、檢測儀表等，負責將生產(chǎn)過程中的物理量轉換為可以處理的電信號；數(shù)據(jù)處理設備主要負責對輸入設備采集到的信號進行分析、處理、計算與決策，其中包括計算機、微處理器、可編程邏輯控制器等；而輸出設備則負責根據(jù)數(shù)據(jù)處理設備的結果，對執(zhí)行設備進行控制，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動調(diào)節(jié)，這些設備相互協(xié)同，共同構成了完整的電氣自動化系統(tǒng)，助力實現(xiàn)工廠自動化、智能化生產(chǎn)的目標。

二、電氣自動化儀表安裝要點

（一）設備選擇與施工準備

在實施電氣自動化儀表安裝之前，設備的選擇與預備工作有著舉足輕重的影響，各種類型的儀表設備具備獨特的性能、應用領域以及安裝需求，因此在采購和安裝之前，需要充分了解和評估儀器的性能參數(shù)，以滿足生產(chǎn)流程的實際需要。例如，在利用節(jié)流裝置來測量流量時，可以選擇使用孔板流量計、孔板、噴嘴流量計等對壓力進行測量，差壓變送器、電容式壓力傳感器、應變片壓力傳感器等都是可選之選。

選用合適的安裝材料和輔助配件也是儀表安裝中的要點內(nèi)容，恰當?shù)陌惭b材料以及規(guī)范化的輔助配件，例如導線、接線盒、支架、法蘭等，都能確保儀表設備平穩(wěn)、安全地運行。在進行安裝預備之前，應依據(jù)儀表設備在操作環(huán)境下的使用需求、工作原理以及額定參數(shù)來選擇符合要求的安裝材料和輔助設備，并確保這些材料和設備的質(zhì)量及規(guī)格符合標準。

對在惡劣工作環(huán)境下運行的儀表設備，還需特別關注防護措施的選取，例如，采用的導線和接線盒應具有良好的防水性、防腐性和抗干擾能力，以確保設備在惡劣環(huán)境下的正常運行，還應對磁性、振動、高溫、低溫等特殊條件下的儀表設備進行個別化評估，以選擇最佳的安裝材料和輔助配件。安裝常用的現(xiàn)場儀表設備，如溫度、壓力、液位和流量等傳感器時，需要保證它們與現(xiàn)場的現(xiàn)有設施兼容，例如，選擇導線應考慮傳感器與控制室之間的距離、導線的敷設方式以及最終連接至儀表設備的接口類型，這些細節(jié)也是在設備選型和準備階段需要考慮的重要內(nèi)容。

（二）安裝工藝要點

保證電氣自動化儀表穩(wěn)定、可靠并有效地工作，須遵循一套合理、規(guī)范的安裝工藝和執(zhí)行嚴謹?shù)牧鞒蹋ɑA設施搭建、儀表設備的安置、電纜連接以及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等。在進行安裝之前，工程師需開展現(xiàn)場勘驗和儀表設備布局規(guī)劃，以確保儀表的安裝位置和方向滿足實際需求，同時考慮到空間的局限性。在安裝過程中，要確保嚴格按照設備制造商提供的安裝指南和相關規(guī)范操作，例如，安置溫度感應器時，要參考流體介質(zhì)的流動方向、傳感器材料以及它的測量范圍等因素，以決定合適的安裝位置和深度。而在安裝液位傳感器時，則要考慮安裝點受到的壓力、溫度與腐蝕環(huán)境，以便合理地設置傳感器的測量范圍及防護等級。

在進行接線時，應確保線路接口、電纜的規(guī)格以及接地要求等方面與儀表設備完全匹配，同時重視并避免信號串擾、干擾等事件的發(fā)生，以確保整個系統(tǒng)具備穩(wěn)定性和可靠性。完成設備的安裝以及安排好電氣接線后，需要對系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào)，確保各個儀表設備能夠互聯(lián)互通并協(xié)同工作，這為隨后的調(diào)試任務打下了堅實的基礎。

（三）設備類型的特定要求

不同類型的電氣自動化儀表設備，包括流量計、壓力變送器、液位變送器和分析儀表在安裝過程中需要遵循各自特定的技術要求。在安裝流量計時，應充分考慮流體在管道中的流動態(tài)，選擇適宜的安裝位置以確保測量結果的精確無誤，注意管道內(nèi)流體流速分布的均勻性，以及避免安裝在容易出現(xiàn)氣泡或沉積物的區(qū)域。液位變送器在安裝過程中，其布放位置應合理規(guī)劃，既要避免受到介質(zhì)沉淀、結垢等現(xiàn)象的影響，也需排除攪拌器、入口缸、出口缸等設備對測量的干擾。在安裝液位變送器時，還需要關注安裝環(huán)境對設備性能的影響，包括環(huán)境溫度、振動、腐蝕等因素，對具有防爆要求的場合，應按照相關防爆標準嚴格安裝，確保設備的安全性能。

分析儀表的安裝同樣具有特殊性，它所涉及的介質(zhì)對生產(chǎn)過程具有一定的影響。在安裝過程中，應注意樣品的取樣、預處理、輸送和分析等方面的要求，以確保分析結果的準確性和可靠性。分析儀表的安裝位置應方便樣品的采集與分析，并確保采樣點與樣品分析過程中各個環(huán)節(jié)的無縫對接，還要確認所接觸的介質(zhì)是否會對分析儀表造成腐蝕，對腐蝕性強的介質(zhì)應加裝防腐蝕設備。壓力變送器的安裝要求主要體現(xiàn)在確保傳感器接觸壓力介質(zhì)的良好密封性，以準確反映壓力值。在實際安裝過程中，應選擇合適的密封材料，防止因材質(zhì)問題而導致的壓力泄漏。為提高壓力變送器的準確性與穩(wěn)定性，安裝位置應盡量遠離強磁場或高溫區(qū)域，在布放壓力變送器時，應使傳感器部分呈垂直狀態(tài)，以提高測量結果的準確性。

三、自動化儀表調(diào)試技術要點分析

（一）電磁流量計

第一，流量轉換器可以正常監(jiān)控介質(zhì)流量，但無法從計算機上接收流量信號。這時需要對儀表轉換器的接線箱進行檢查，使用萬用表觀察信號輸入端是否存在回音反饋，如發(fā)現(xiàn)信號正負極相反，可以采用正確的接線方式將信號返回計算機，如果未發(fā)現(xiàn)反接現(xiàn)象，可用萬用表繼續(xù)檢查，判斷是否為電流或電壓信號缺失，排查端子損壞問題。

第二，當電源接到電磁流量計變換器時，無數(shù)值顯示且保護開關未跳閘，此時需使用萬用表檢測供電線路電阻，如果主回路未出現(xiàn)短路，則可能是儀表內(nèi)部線路故障，可以拆卸流量變換器動力部件，檢查熔斷器是否燒斷。如有需要，應將儀表送回工廠進行維修。

第三，電磁流量計測量值與計算機測量值之間存在差異，應檢查流量轉換器設置選單，查看上、下兩個量程是否一致，然后進行調(diào)整，部分上位機信號處理可能與流量計導致偏差，可以利用流量信號向上位機傳輸數(shù)據(jù)進行校準。在電磁流量計調(diào)試過程中，要確保正確處理各類問題，以保證流量計的精確度和穩(wěn)定性。

（二）壓力變送器

壓力變送器通常由三個部分組成：負載變送器、測量電路和工藝接口，該裝置能將壓力傳感器檢測到的各種物理壓力參數(shù)（例如，液體壓力、氣體壓力）轉換為標準電信號（例如，4～20 mA DC），進而傳輸?shù)街甘緢缶鳌⒂涗泝x、調(diào)節(jié)器等輔助儀表，以實現(xiàn)壓力的測量、指示和過程調(diào)整。壓力變送器在感測和轉換過程中，以特定比例將壓力信號轉換成標準輸出信號，該信號通常被送至中央控制室以進行壓力顯示、記錄和控制。壓力變送器在測量過程中要求將雙壓分別引入高壓腔和低壓腔，它們會分別施加在傳感元件上的絕緣膜上，當兩側壓力不一致時，隔膜會產(chǎn)生偏移，偏移量與差壓成正比，因此每側電容值也是不同的，經(jīng)過振蕩和解調(diào)后，輸出信號正比于壓力值。

檢測壓力變送器的測量部分是非常關鍵的，操作不當會導致測量部分故障，從而使測量部分信號丟失或異常。為避免這種情況發(fā)生，應對敏感部件進行檢查：對絕緣膜的敏感部位進行檢查，查看部件是否變形、破損或泄油；在不拆卸敏感部件的情況下拆除補償板，檢查針頭與殼體的絕緣電阻，其絕緣電阻需滿足相關標準；最后檢查發(fā)射器線路與電源線的連接，輸入壓強信號后對輸出壓力信號進行檢測，如果沒有輸出，則應檢查電源電壓、線路連接，以及判斷是否存在元件損壞等問題。

（三）溫度變送器

溫度變送器是一種先進的傳感設備，它通過特殊的傳感技術，將溫度信號轉換為與溫度線性相關的電流信號（如4～20mA）、電壓信號（如0～5V/0～10V）或數(shù)字信號（如RS485），以便遠距離傳輸和易于處理，這類設備可以將溫度變化信號與其他信號一起轉換，以便在各種應用場景中實現(xiàn)測量和控制。溫度變送器將溫度傳感器（如熱電阻或熱電偶）產(chǎn)生的信號轉換為與溫度呈線性關系的電流信號，然后通過輔助儀器顯示所需溫度值。例如，在使用PT100傳感器時，溫度和電流變送器將電阻信號轉換為電流信號，將信號輸入儀表以顯示對應的溫度值。溫度變送器可以成功將溫度參數(shù)轉換為可傳輸、可處理的標準輸出信號。

在使用過程中，溫度變送器需要嚴格遵循使用說明，避免電流脈沖等問題造成設備損壞，在開機后5分鐘內(nèi)進行發(fā)射器校正，并注意環(huán)境溫度。當測量溫度高于100攝氏度時，需要用填充物將傳感室與端子箱隔開，以防端子箱內(nèi)部溫度過高損壞設備，對高干擾環(huán)境下的應用，溫度變送器外殼需與地面可靠隔離，同時電源和信號輸出必須使用屏蔽線纜，確保氣密性。溫度變送器在應用過程中需要定期檢定，建議每半年進行一次檢定。如在應用過程中遇到線性不良或其他問題，可以參考設備說明書確定其線性度，模擬線性修正時，可通過溫度變送器內(nèi)部的線性度補償功能進行微調(diào)。

（四）DCS調(diào)試

在分布式控制系統(tǒng)（DCS）的調(diào)試過程中，為確保系統(tǒng)的安全、可靠運行，需進行一系列嚴格的檢查和校驗。對配置中的區(qū)域、單元等名稱進行核對，檢查控制站和數(shù)據(jù)地址的指派，以避免出現(xiàn)錯誤。全面檢測 DCS 系統(tǒng)的線路并進行電路試驗，對控制輸入/輸出點以及計算點等進行詳細檢查。在設定界面上，對過程變量（PV）值、顏色等進行檢測。若發(fā)現(xiàn)問題，需迅速更換有問題的接口，對系統(tǒng)進行超范圍、中斷等功能測試，并根據(jù) PV 值和工藝流程的變化，檢查組態(tài)界面的正確性及錯誤提示。將系統(tǒng)調(diào)試過程中的報警信息整理成表格，并將調(diào)試結果打印備份。確保系統(tǒng)的自動控制功能正常運行，在接口中輸入設定值（SP），以檢查自動控制回路的工作狀態(tài)。對順序控制電路和聯(lián)鎖保護等功能的調(diào)試，需根據(jù)各個電路的需求進行試驗，將調(diào)節(jié)器切換為手動模式，確保調(diào)節(jié)器是否具備自動控制功能。

在整個調(diào)試過程中，要確保系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，另外對各類設備和儀表進行相關的校驗和測試，以確保系統(tǒng)在運行中不會出現(xiàn)異常情況，在調(diào)試過程中，遵循標準操作程序和相關規(guī)定，確保系統(tǒng)調(diào)試工作的質(zhì)量和效率。在對分布式控制系統(tǒng)（DCS）進行調(diào)試時，需遵循嚴格的檢查和校驗流程，包括系統(tǒng)配置、線路檢測、界面設定測試、功能測試等多方面，調(diào)試過程應重視細節(jié)，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，最終確保系統(tǒng)的安全運行和穩(wěn)定性能。

四、結語

綜上所述，在自動化控制系統(tǒng)運行中，各種傳感器和儀表設備都非常關鍵，壓力變送器、溫度變送器和分布式控制系統(tǒng)（DCS）等組件在實際應用中，必須經(jīng)過嚴格的調(diào)試和維護，以確保它們的精度和穩(wěn)定性。為提高系統(tǒng)運行效率和安全性，在組態(tài)界面的設定、功能測試、線路檢測等方面要遵循標準操作規(guī)程，并將系統(tǒng)的實際表現(xiàn)進行記錄和總結。技術人員要時刻關注設備的使用情況并迅速解決潛在問題，只有充分了解設備的特性、應用場景、使用方法和注意事項，才能最大限度地發(fā)揮自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢，提升工業(yè)過程的效率和精確性，同時為工業(yè)自動化發(fā)展助力。

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