電氣自動化儀表安裝及調試要點分析

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、調試過程中的幾個關鍵步驟，強調了對不同設備類型的特定要求，通過對實戰經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，實現對生產過程進行自動監控、調節和控制的過程，儀表應用的核心目標是提高生產效率、降低成本、優化資源利用并確保生產系統穩定可靠。儀表設備是電氣自動化系統中不可或缺的組成部分，其主要功能是對生產過程中的各種參數進行測量、監測、記錄和控制，以實現自動化的目的。儀表設備可以分為以下幾類：檢測儀表、執行儀表、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過程中的參數，例如壓力、溫度、液位、流量等；執行儀表負責根據接收到的控制信號，對生產過程進行調節，如電動閥門、調節閥等；顯示記錄儀表則用于幫助操作人員監控生產過程的狀態，并作為決策依據；自動控制儀表可以實現閉環控制，如編程控制器、溫度控制器等；通信儀表則負責在系統各部件之間進行數據傳遞和信息交換，以實現實時監控和控制。

自動化系統一般由以下幾部分組成：輸入設備、數據處理設備、輸出設備。輸入設備主要包括傳感器、檢測儀表等，負責將生產過程中的物理量轉換為可以處理的電信號；數據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數據處理設備的結果，對執行設備進行控制，從而實現對生產過程的自動調節，這些設備相互協同，共同構成了完整的電氣自動化系統，助力實現工廠自動化、智能化生產的目標。

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，以滿足生產流程的實際需要。例如，在利用節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容，恰當的安裝材料以及規范化的輔助配件，例如導線、接線盒、支架、法蘭等，都能確保儀表設備平穩、安全地運行。在進行安裝預備之前，應依據儀表設備在操作環境下的使用需求、工作原理以及額定參數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量及規格符合標準。

對在惡劣工作環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，需要保證它們與現場的現有設施兼容，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，這些細節也是在設備選型和準備階段需要考慮的重要內容。

（二）安裝工藝要點

保證電氣自動化儀表穩定、可靠并有效地工作，須遵循一套合理、規范的安裝工藝和執行嚴謹的流程，包括基礎設施搭建、儀表設備的安置、電纜連接以及系統聯調等。在進行安裝之前，工程師需開展現場勘驗和儀表設備布局規劃，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范操作，例如，安置溫度感應器時，要參考流體介質的流動方向、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、干擾等事件的發生，以確保整個系統具備穩定性和可靠性。完成設備的安裝以及安排好電氣接線后，需要對系統進行聯調，確保各個儀表設備能夠互聯互通并協同工作，這為隨后的調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，選擇適宜的安裝位置以確保測量結果的精確無誤，注意管道內流體流速分布的均勻性，以及避免安裝在容易出現氣泡或沉積物的區域。液位變送器在安裝過程中，其布放位置應合理規劃，既要避免受到介質沉淀、結垢等現象的影響，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，還需要關注安裝環境對設備性能的影響，包括環境溫度、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，它所涉及的介質對生產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節的無縫對接，還要確認所接觸的介質是否會對分析儀表造成腐蝕，對腐蝕性強的介質應加裝防腐蝕設備。壓力變送器的安裝要求主要體現在確保傳感器接觸壓力介質的良好密封性，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，防止因材質問題而導致的壓力泄漏。為提高壓力變送器的準確性與穩定性，安裝位置應盡量遠離強磁場或高溫區域，在布放壓力變送器時，應使傳感器部分呈垂直狀態，以提高測量結果的準確性。

三、自動化儀表調試技術要點分析

（一）電磁流量計

第一，流量轉換器可以正常監控介質流量，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，如發現信號正負極相反，可以采用正確的接線方式將信號返回計算機，如果未發現反接現象，可用萬用表繼續檢查，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，如果主回路未出現短路，則可能是儀表內部線路故障，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據進行校準。在電磁流量計調試過程中，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（例如，液體壓力、氣體壓力）轉換為標準電信號（例如，4～20 mA DC），進而傳輸到指示報警器、記錄儀、調節器等輔助儀表，以實現壓力的測量、指示和過程調整。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，經過振蕩和解調后，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分鐘內進行發射器校正，并注意環境溫度。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，以防端子箱內部溫度過高損壞設備，對高干擾環境下的應用，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部的線性度補償功能進行微調。

（四）DCS調試

在分布式控制系統（DCS）的調試過程中，為確保系統的安全、可靠運行，需進行一系列嚴格的檢查和校驗。對配置中的區域、單元等名稱進行核對，檢查控制站和數據地址的指派，以避免出現錯誤。全面檢測 DCS 系統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。若發現問題，需迅速更換有問題的接口，對系統進行超范圍、中斷等功能測試，并根據 PV 值和工藝流程的變化，檢查組態界面的正確性及錯誤提示。將系統調試過程中的報警信息整理成表格，并將調試結果打印備份。確保系統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。對順序控制電路和聯鎖保護等功能的調試，需根據各個電路的需求進行試驗，將調節器切換為手動模式，確保調節器是否具備自動控制功能。

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

四、結語

綜上所述，在自動化控制系統運行中，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（DCS）等組件在實際應用中，必須經過嚴格的調試和維護，以確保它們的精度和穩定性。為提高系統運行效率和安全性，在組態界面的設定、功能測試、線路檢測等方面要遵循標準操作規程，并將系統的實際表現進行記錄和總結。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，才能最大限度地發揮自動化控制系統的優勢，提升工業過程的效率和精確性，同時為工業自動化發展助力。

參考文獻：

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