时间:2022-07-23 21:09:56
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇工业仪表论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
【关键字】自动化仪器仪表发展现状趋势
中图分类号:P335+.1文献标识码: A 文章编号:
一、自动化仪器仪表的简介
1. 自动化仪器仪表的定义
自动化仪器仪表是用于化学、物理方面的技术工具和设备,可以检出测量各种物理量、物质成分。从广义来说,仪器仪表也可具有自动控制、报警、信号传递等功能。显微镜、望远镜能使人们扩展自己的视野,体温计能让人们测量自己的身体的温度;此外,还有一些仪器仪表如磁强计、射线计数计具有特殊功能,可以感受和测量到人的感觉器官所不能感受到的数据因子。
自动化仪器仪表又被称作信息机器,因为它的主要功能是信息形式的转换,可以将输入信号转换成输出信号。信号按时间域或频率域表达,信号的传输则可调制成连续的模拟量或断续的数字量形式。
2. 自动化仪器仪表的分类
自动化仪器仪表是多种科学技术的综合产物,有很多种类,有的按用途分类,有的按功能分类,不同的分类方法对应着不同的产品,本文主要介绍两种分类方法。
(1)按不同用途来分类
仪器仪表有各种用途,有的用在运输上,比如汽车仪表、拖拉机仪表;有的用在航空上,比如船用仪表、航空仪表;有的用在地质上,比如地质勘探测试仪器、地震测试仪器;另外随着科学技术的发展,很多仪器仪表应运而生,比如教学仪器、医疗仪器、环保仪器等。
(2)按不同功能来分类
随着我国自动化技术的成熟和各种行业的需要,产生了各种功能的仪器。比如工业自动化仪表按功能可分为检测仪表、记录仪表、计算仪表等;检测仪表按被测物理量又分为温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表等。
二、我国自动化仪器仪表行业发展的现状
自动化的内容在近10 年来随着电子信息技术和光电技术等相关学科的发展而发生了许多变化。从纵深上讲,可以涵盖从最底层的自动化感应部件、各种检测传感器、变送器、各种间接测量设备、各种执行机构等到自动回路调节器、自动控制单元、各种大中小型装置控制系统到综合优化调度与协调系统和企业综合管理信息系统等。从应用的行业性质上分,自动控制系统可以分成以流程过程控制为主的过程控制系统(如各种DCS、回路调节系统等) 和以运动和传动控制为主运动控制系统( 各种逻辑控制PLC 和传动控制系统如CNC 等,工业自动化仪器仪表主要是针对自动控制系统而言。
2002 年我国工业自动化仪表制造业共有309 个企业,实现工业总产量136.24 亿元,销售收入133.75 亿元,利润总额8.99 亿元。行业综合水平总体上达到国际八十年代水平。30%的产品实现了数字化,达到国际八十年代末期水平; 约15%的产品实现了智能化,达到国际九十年代水平。品种门类较为齐全,有一定的成套能力。可能承接60 万千瓦火电站、核电站、30 万吨合成氨、30 万吨乙烯、500 万吨炼油、10000 立方米空分、4000 立方米高炉、120 吨转炉、日产30 万立方米城市煤气站、日处理40 万吨污水、日产5000 吨水泥等大型工程的控制系统和仪表成套项目。
三、当前的仪器仪表技术存在的主要问题
仪器仪表行业技术发展虽然迅速,但较国外先进的高性能、高实用性的领先技术比起来,我们还存在着10~15年的差距,当前的仪器仪表技术还存在着一定的问题:
1、自主创新成果比例过少,应用技术不足
我国仪器仪表行业的初期是通过引进国外的先进技术,近几年,也有不少科技型企业加大了自主研发力度,但从总体上说,自主创新的成果还是非常少,并且技术的实用性欠缺。对于一些关键核心工艺加工制造技术力量非常薄弱。产生这种现象的原因是因为中外合资与先进技术引进与自主研发严重脱轨。
2、中低档产品居多,研发投入不足
我国现阶段的仪器仪表产品较国外比较,大部分都属于中低档产品,产品创新能力弱,高端精准仪器仪表数量非常少。其原因是现阶段的仪器仪表行业缺少对于高端检测、数字化精进技术人才,限于各大企业和单位的指导思想和投入规模,研发投入也不够,包括设备资金、人才培养等各方面的投入。
四、我国自动化仪器仪表的发展趋势
近年来,经济全球化的发展要求技术的全球化,计算机和智能机器的发展对仪器仪表的发展有很大的促进,我国应该在现有的技术基础上,借鉴国外的微电子技术,掌握关键技术,生产更多国有品牌,提升国际竞争力。我国自动化仪器仪表技术的发展前景广阔,与国际自动化仪器仪表的发展相比,可以分为智能化、高精度化和网络化等趋势。
1. 智能化
智能化技术是仪器仪表的一种发展趋势,与国外产品相比,国内产品在智能化方面有很多不足,我国仪器仪表在智能化方面与国外存在明显差距,因此,我国应该加大创新力度,改变创新模式,在智能化方向改革创新。自动化仪器仪表的智能化是指采用大规模集成电路技术、接口通信技术,利用嵌入式软件协调内部操作,使仪表具有智能化处理的功能。采用智能化的产品可以很好的自主调节控制,利于信号的传递,提高了工业效率,更能适应国际技术的发展。
2. 高精度化
自动化仪器仪表对技术要求很高,只有高度精密化才能提升我国产品的核心竞争力。国外很多仪器仪表产品具有高精度化的特点,我国的产品在这方面明显落后,因此提高仪器仪表的精密是大势所趋,也是应对国际激烈竞争的必然选择。当前的重点是研究和发展多维精密加工工艺,精密成型工艺,球面、非球面光学元件精密加工等工艺。
3. 网络化
在国外市场以现场总线技术为代表的数字通信网络技术得到了快速发展,但是我国自动化仪器仪表在总线技术方面还不完善,许多产品功能还不完备,核心技术的掌握也差强人意,因此,网络化是我国自动化仪器仪表的发展趋势和方向。发展网络化就要充分利用计算机数字化通信技术,完成信息的转换,构造一个庞大的信息化网络,这样信号流通顺畅,更能提高生产效率。
总结
自动化仪器仪表是很多自动化元件组成的,包括各种功能的自动、智能和微型技术工具。仪器仪表有不同的用途,对应的功能也不同,有的具有测量、显示功能,有的具有记录、报警功能。近年来随着经济的发展和科学技术的进步,微电子、计算机、网络通信等日新月异发展的新技术对自动化仪表产生了深远的影响。我国自动化仪器仪表发展历史久远,随着新技术的出现不断出现新的仪器,对我国经济的发展起了很大的促进作用,从目前来看,我国自动化仪表技术发展迅速,但与国际上比起来还是有一定的差距。自动化仪表的改进有重大的应用前景,我国应该加大资金扶持力度,转变创新方式。
【参考文献】
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英文名称:Automation & Instrumentation
主管单位:天津市电子仪表工业总公司
主办单位:天津市工业自动化仪表研究所;天津市自动化学会
出版周期:月刊
出版地址:天津市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1001-9944
国内刊号:12-1148/TP
邮发代号:6-20
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1981
期刊收录:
SA 科学文摘(英)(2009)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
期刊简介
《自动化与仪表》(月刊)创刊于1981年,由中国自动化学会和中国仪器仪表学会支持、天津市工业自动化仪表研究所和天津市自动化学会主办,为全国优秀科技期刊,中文核心期刊,中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊),《中国学术期刊综合评价数据库》统计刊源期刊;由英国科学文摘(SA,INSPEC)、美国《剑桥科学文摘》(CSA)收录,《中国期刊全文数据库》、《中国学术期刊(光盘版)》、《中国核心期刊遴选数据库》、《中文科技期刊数据库》全文收录。为国内自动化与仪器仪表领域具有影响力的技术性刊物,影响因子、被引频次较高。且多次获奖。
关键词:冶金;自动化;仪表;发展;工业
在中国经济迅速发展的今天,来自国内外的各个企业对中国冶金企业的冲击和竞争越来越激烈,如何在这样复杂的国际环境和国内环境中争得一席之地,怎样提高自身企业的冶金水平,未来冶金行业的发展方向在哪里等等,这些问题都已经迫在眉睫。作为冶金技术中占据举足轻重位置的自动化技术已经成为各大企业竞相角逐的重要领域,冶金行业的未来也必须依靠冶金行业技术创新能力的增强,依靠冶金自动化的发展进步。故而自控仪表的发展和在冶金工业中的使用,也体现了冶金技术水平的高低,为冶金行业的发展注入了动力。本文就自控仪表在冶金工业的重要性进行了详细的讨论叙述。
一、目前冶金行业中的自控仪表的应用程度
自古我过在冶金领域就具有领先地位,然而由于我国工业革命时间较晚,加之断代时间长,更重要的是现代冶金工业中自动化的广泛应用,使得我国的冶金工业,与之国外企业竞争力逐年下降的趋势。我国自控仪表在冶金工业中已经广泛使用,然而在自控仪表的使用中依然存在着一些问题,如操作人员同时监控几个区域,导致工作过于繁重,维修人员难以维修国外生产的自控仪表等等,现将存在的主要问题做如下陈述:
(一)是发展自主创新的自控仪表有所限制。首先,在自控设计中,我们经常由于自控仪表本身存在的一些问题,给仪表的寻永和自控系统的设计都带来了重重的麻烦,虽然这些问题都是可以解决的,但是由于这些问题的存在,在时机的应用中给生产带来了一些不安全的因素,而且阻碍了很多自控仪表的应用。由于,自控仪表的设计和制造,需要企业有一定的投入,尤其在研发方面投入较产出高,而且收益不明显,研发时间较长,研发人才缺乏等等原因,再加之国外水平较高,技术较成熟,不需要企业大量投入,只需引进技术,培训人力。所以国内企业大多选择国外的自控仪表,对中小企业来说,选择国外企业的自控仪表对企业的快速发展壮大有这积极的意义,然而在企业的长期展望和大型企业增强国际竞争力等方面来说,自主创新是必然道路,依靠国外企业的时代必然要结束。
(二)是自控仪表改革中的问题。如上所述,由于我国的工业革命时间较晚,加之我国有大量的廉价劳动力,这就对我国冶金业企业对自控仪表的改革形成了阻碍。自控仪表在实现全自动操作,减少人工操作环节等方面有着重要的地位,然而改革前期,对企业而言,更换自控仪表等,需要大量资金投入,而当时的政企不分家的中国冶金企业来说,改革是需要层层审批,专家反复论证,政府决策者支持的。而对企业工人而言,自控仪表的使用必然导致大量的人力被机械所代替,工人面临下岗的危险。所以,企业和企业工人在客观的和主观的因素影响下都部愿意进行改革,就导致自控仪表的改革步履艰难现象。
(三)是企业对自控仪表的重视程度不够。在中国还未加入WTO之前,中国冶金企业可以说自视甚高,国内竞争压力校,国内大型的冶金企业基本为国企,故而,企业领导者对企业的发展和行业的创新没有足够的认识,对自控仪表的使用只能是在国外参观而实际工作中并不应用。这导致了中国冶金工业的长期不进步,和国外企业的竞争力逐年拉大。
(四)是在实际工作需要操作和维修仪表的人员较少。事实上,自控仪表在实际的冶金应用中遇到的最大的问题便是人才短缺,企业在改革初期,大量的输出人力到国外学习,但是,由于企业使用的是国外的自控仪表,所以导致很多维修操作人员的语言文字障碍,需要维修人员不仅懂得使用和维修,而且懂得自控仪表的生产国的语言文字,使得很多企业不得不聘请外国人员长期驻国内,导致人力投入过大。
二、自控仪表在冶金工业中的应用
在中国改革开放和加入WTO以后,自控仪表已经在冶金工业中得到广泛的应用,国内企业越来越重视自控仪表的使用,大多数有实力的冶金企业组织人力,物理成立专门的自控仪表研发部门,而且有些企业已经在研发方面取得了可喜的成绩,越来越多的企业在使用自控仪表中的到越来越多的实惠。企业也在这种实惠中体会到自控仪表的重要性,对次本文分几方面叙述如下:
(一)是学术界对自控仪表的发展的期望很高,中国加入WTO以后,不仅国内企业与国外企业间的合作加多,而且学术方面国内也和国外有了更多的交流和学习。在自动化控制仪表方面,国内有更多的专家支持企业加快自动化的脚步,不仅在理论学术上指导企业改革发展,并且在实践中能够给予更多的帮助。在学术方面的成长也带动了我国自动化人才的培养和发展,国内高校自控仪表应用研发型人才的培养也的到了改善,涌现出一片自动化热,有很多企业单独成立了自控仪表部门,负责研发和指导使用自控仪表。
(二)是企业对自主创新的积极性很高。随着现代企业的发展,市场经济的瞬息万变,冶金工业也不能不再只停留在对企业的简单管理控制上,而是要加强自身的独立的发展体系,而这种宏伟的目标并非朝夕所成,这需要大量的时间的考验,和资金的投入。在冶金企业自动化改革后,企业生产力得到大幅度提升,企业效益蒸蒸日上,各大企业也将创新自控仪表当作发展目标,并且取得了可喜的成绩。但是大量的资金投入对企业将有一定的回报风险,所以我们应该将创新的工作价值化,以创新带动发展,使其更加经济高效,为企业提供全方位的服务。而企业自控部门的职能定位的改变,主要体现在两个方面:1)原有的引进理念的变化。去除掉我们内心的拿来主义,树立自主创新的一时,把创新发展的关注点从企业内部移到企业的整体发展上来。2)明确创新发展的目标。创新理念的的改变也可以从侧面促使企业或个人增强责任感,为企业创造更高的经济效益,自控仪表的研发也不可忽视对成本的控制,在投入与产出之间形成良好的经济性,自控仪表的使用加之更加接近企业本身的价值链。
(三)是政府对企业改革的支持。有意识的培养一些创新型的企业。鼓励自控仪表企业的研发,给予政策的支持。在使用自控仪表的过程中我们应当积累更多的经验,与好的企业进行联合,技术交流,为企业生存增加筹码。
结语
总之,冶金企业在创新发展上主要的就是创新和自动化的使用,并且增加自动化的附加价值,例如自主创新的自控仪表不仅可以壮大企业自身的生存能力和竞争能力,并且可以将创新技术销往国外企业。自控仪表的使用,可以大大减少企业的人力投入,生产工艺越高则自动化水平越高,而且现代的自控仪表操作较为简单,需要监控的人员少,对企业提高生产效率非常的重要,一个企业的自动化水平代表着企业的竞争力。故此,如本文所述,自控仪表在冶金工业中的作用显著,企业应更好的利用自控仪表为自身带来经济效益。
参考文献
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教师指导和学生设计制作
每一届的毕业设计环节中,指导教师和学生之间的搭配都是一个双向选择的过程。一个优秀的毕业设计成果是需要师生通力合作的,而其中的重点仍然是以学生为主。毕竟毕业设计的最终目的是让学生学会运用所学知识,提升职业素质,达到学生能够适应社会工作的竞争环境的目的。“材料自动分拣系统”的指导过程大概分为三部分:一是硬件设备的选择;二是简单控制系统的安装和调试,三是整个系统的综合调试。
1.硬件设备的选择
在选择硬件设备时,往往要面临的问题是,系统中哪些功能是可以设计的,哪些功能是可以直接应用成品的。笔者指导学生选择硬件的原则是优先选择工程中实际应用的设备或元器件,如果我们能够选择到合适的成品元器件,就可以节省一部分时间。以电源设计为例,电源设计是一个复杂而又简单的问题,如果学生毕业以后想从事微电子行业,设计一个电源是很好的选择。一个好的电源设计是很复杂的问题,主电路设计并不难,难点是相关保护电路、稳压电路的设计。本设计中直接采用了模块化电源。再如传感器,现代工业中成型的传感器产品很多,应用也很广泛,本设计中部分传感器采用了欧姆龙产品。在这个选择的过程中,学生需要对整个系统进行认真甄别,想办法利用现有的一些资源,如实验室现有设备,选择最合适的一些元器件。对于实验室没有的,就需要查找相关资料,这个过程也是学生学习的过程,尤其是学生进入各种专业网站和论坛,对学生的知识面的扩展和专业知识的自主更新有很大的促进作用。
2.简单控制系统的安装和调试
实际上,一个最简系统的工作过程是将一个控制信号输入给控制器,然后控制器输出一个信号实现一个动作。如果一名学生能够对最简系统完全理解掌握,就可以对其进行有效扩展。如本设计中检测环节的传感器,最简单的可以采用一个红外接近开关,复杂一些的可以采用光纤传感器,如想再扩展,可以引入扫码器等。控制器可以采用PLC或单片机等,若三菱的PLC会用了,西门子的PLC也就基本没有问题了;执行器可以控制一个简单的继电器,复杂一些的就可以控制电动阀。调试过程一定是基于对简单系统的完整理解进行的,很多时候学生迈不开理论进入实践的步伐,原因就是都卡在了这里。在学生完美地掌握了系统的原理后,根据每条线路、每条程序应该对现实系统产生的影响状态,用相关仪器仪表进行调试,只有这样才能保证系统的硬件成功。在简单系统的设计与调试过程中,我们看见了很多的方向,这就给学生对所掌握的专业知识提供了很多的可能,对学生整体专业知识和基础知识的自主更新提供了充足的引导作用和吸引作用,在主观上引起学生对自身知识技能进行自主更新。
3.整个系统的综合调试
整个系统的综合调试是建立在系统的硬件全部选择完毕并正确安装之后进行的。在调试过程中,要充分利用上位计算机的监控功能,做到明白一步、编程一步、写入一步、执行一步、观察输出,利用相关仪器仪表检测电压信号、气压信号,对电路进行调整,直到输出正确,然后再进行下一步的调试。综观整个调试过程,由于学生对系统的基本原理和运行情况已经深入了解,所以侧重点实际上是仪器仪表的使用。通过安装、调试的过程,让学生立足于常见仪器仪表的使用,并对一些先进仪器仪表,如压力变送器、3型电动调节阀、3型控制器等,进行适当的引导性扩充,引导学生学习阅读产品说明书,消除对陌生设备的恐惧感,从而适应对陌生领域知识的自主更新。
形成论文,进行答辩及竞赛
学生毕业以后,除应具有优秀的专业素质以外,还应具有向其它行业扩展知识技能的能力。通过调查往届毕业生得知,很多学生毕业以后,由于各种各样的原因,从事了不同行业的工作,所以在毕业设计环节的最后阶段,应该指导学生学会对其它陌生知识领域的探索精神,并利用自主更新的能力去适应新知识、新环境。
首先在形成论文方面。所有的毕业生均学过计算机基础课程,也熟悉基础办公软件Word及Excel,但综合几年来学生的论文情况来看,大部分的学生对论文的画图和排版都很头疼。在这个熟悉的陌生环境下,如果学生能够独立完成论文的文本工作,那么该学生毕业后从事需要文本技能方面的工作时就会得心应手。这类知识的自主更新一般很容易,一是技术比较熟悉,二是查找资料方便,三是可以互相探讨。所以形成论文的文本制作过程,是一个很好的向陌生知识领域扩展的过渡过程。
其次是答辩和竞赛方面。我系每年学生的毕业设计答辩的时候要求必须制作幻灯片。这样要求的主要原因是由于一些电路图等无法用语言直接描述。而学院组织的院级毕业设计竞赛对幻灯片的要求就更高了,所以若想在竞赛中取得好成绩,除了毕业设计产品自身需要好以外,还必须配备有足够优秀的幻灯片去展示和包装毕业设计产品。对于幻灯片的制作,对学生的基本要求:一是要少文字、多表格、多图片;二是要对硬件调试过程制作一个电子像册,以此来展示整个调试的过程;三是若有条件对硬件演示进行摄像,可以制作视频短片,以方便竞赛的时候,在做毕业设计硬件演示时提供给距离较远的评委观看;四是若还有时间和精力,可以考虑制作一个简单的三维动画展示。在该课题最终参加竞赛的8分钟幻灯片里面,有视频短片11部、三维动画20秒、高清晰图片27张、像册36秒,非常完美地展现了整个设计过程,再配合学生的现场表现和硬件的现场演示,获得了第一名的好成绩。
关键词:污水处理;检测;自动化仪表
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
在我国自动化大发展的大环境下,在污水处理检测中自动化仪表技术已经成为发展的必然趋势,在我国现阶段,污水处理厂的自动监控系统大部分的都是可编程逻辑控制器、计算机与自动化仪表三者结合的架构组成的系统,以下就对污水处理检测中自动化仪表的应用进行分析与研究,促进自动化检测仪表在污水处理中的应用。
一、自动化仪表在应用中的重要性
现阶段自动监测系统,总是用各种自动化仪表及相应的自动控制技术。自动化仪器与传统仪器相比有许多优点,如自动仪器连续工作能力,参数测定功能强大而又方便,在管理方面,管理人员可以参考仪表数字监控和操作系统的有效性,甚至可以通过软件编程,使系统自动响应和信号处理,对系统组件之间的供应和需求之间和谐有一定的作用,从系统的整体水平提高设备的利用率。另一方面,自动化仪表的引进也使系统可以继续监测,及时平衡系统中出现的偏差,保证系统工作的质量。自动化仪表检测也可用于早期预警系统的危险状态,所以自动化仪表在污水处理中的应用中具有至关重要的。
二、污水处理系统中常见自动化仪表
(一)常用仪表的分类
污水处理系统中往往有很多参数必须是自动控制系统中的,如压力,液位,流量,pH值,温度等。压力、温度和其他物理参数一般在自动化仪表检测系统中被定义为热工量;当pH值,温度定义为成分量。自动化检测仪表参数对应于不同类型的掺量,如热工量仪为热工测量仪表;成分分析仪表仪为成分量的仪表。在污水处理系统,后者也被称为水质分析仪表。
(二)测量仪表的构成
由于不同的测量任务,各种仪表的原理不同。但仪表结构具有一些共同的特点,一般包括显示器、传感器和变送器这些零件。
三、污水处理检测中自动化仪表的介绍
(一)污泥浓度计、氧化还原电位计、溶解氧计
1.曝气池溶解氧控制:当今污水处理厂采用的是传统活性污泥法的 OOC 改良工艺在 4 个圆型曝气池内圈好氧区,分别安装了测量范围是 0.05~10mg/L 的溶解氧计,实时监控溶解氧浓度,传输到 PLC 及上值机。当实测浓度小于设定浓度时,自动控制系统启动鼓风机,给曝气池充氧;相反地,当氧气充足时,就会停止运行鼓风机。通过溶解氧计控制鼓风机可以精确地根据好氧菌群对溶解氧的需求控制鼓风机的启动和停止,在保证了菌群良好生化能力的同时节约了能耗,保护了设备,增强了好氧菌群的分解能力。我国污水处理厂通常使用传统的活性污泥法改良技术,在四个曝气池中圈出氧区,并分别设置测量范围为0.05mg/L 左右的溶解氧计,对溶解氧的浓度进行实时监测,同时将监测结果传输到计算机系统中。
2.曝气池好氧段与缺氧段的控制:在每个曝气池的外圈的好氧区与缺氧区的临界面都安装了测量范围是-500~500mV 的氧化还原电位计,通过测量的氧化还原电位可以控制鼓风机的高速运行,给外圈供氧,形成强好氧曝气阶段和缺氧阶段的交替,进而提高处理工艺中除磷脱氮的能力。如果没有安装氧化还原电位计。那么鼓风机的运行只能通过时间控制,这样一来就会明显降低除磷脱氮的效果。控制曝气池的缺氧段和好氧段。在所有曝气池的缺氧区与好氧区的边界处,分别设置一个-500mV至 500mV的氧化还原电位计,利用测量所得的氧化还原电位值,控制高速运行的鼓风机,从而为外圈供氧,产生缺氧阶段与强好氧曝气阶段之间的相互交替出现,以促进处理工艺过程中除磷脱氮水平的提高。
3.曝气池污泥浓度控制:曝气池中的污垢的浓度作为一个非常重要的工艺指标,对污水处理过程中起着至关重要的作用。在传统方法中的污垢浓度控制存在较大的误差,因此不能正确和及时的被控制。在曝气池污泥浓度是一个重要的技术参数。在传统的污水处理厂,污泥浓度取决于使用旧的监测实验室测试方法,在提供数据的准确性和及时及时性上存在很好的缺陷,调节回流污泥和剩余污泥难以及时的对施工工艺进行调整,造成时间和精度误差。
(二)超声波流量计、液位差计、液位计
首先,控制电网运行。在细网格和粗网格分别设置超声波液位计,采用格栅两侧的液位差反应格栅的堵塞水平,结果传输到计算机,计算结果并且进行分析。其次,泵的运行控制。为了污水处理系统和水泵自动控制,安装应在水泵两个超声波液位计,用于测量泵装置的实际水平,并将水位信息传送到计算机控制器,由计算机系统处理。最后,实施监控与处理能力和交通流。水量在污水处理中是一个非常重要的参数,及时的掌握进水量,对于污水处理厂的抗水力负荷和工艺的提高都有着决定性的作用。
(三)电磁流量计、气体流量计
污泥回流管道和剩余污泥管道安装中的范围为0~1200m3/h 的电磁流量计测量回流污泥和剩余污泥的流量,流量计的安装后,值班人员可根据流量的正确显示,以判断污泥回流泵和剩余污泥泵的正常工作,解决了简单的潜水泵的问题不能判断电磁流量计的正常工作,而且安装方便,简单维护功能。鼓风饥与曝气池间的空气管道上直接安装测量范围 O~4000m3/h(标准状况)的气体流量计。气体流量计的安装可以使值班人员了解风机在任何时间的曝气池体积供气体的数值。
四、自动化仪表的发展方向
现代化信息技术的迅猛发展促进了自动化仪表领域的进步和创新 ,信息技术开始大量应用到自动化仪表行业 ,使得自动化仪表的应用更加广泛,其分析、控制、计算、处理与显示范围越来越大 ,从而促进了自动化仪表向网络化、多功能化和智能化等方向发展。
(一)向智能化方向发展。自动化仪表的核心应用价值就是智能化,也就是说现在的自动化仪表要比以前具备更多新功能。比如原来由多台机器完成的工作 ,现在只需一台智能化机器就可完成 ,并且现在的机器设备运行速度更快 ,设计更加合理 ,体积更小,关键是还大大提高了工作效率。
(二)精确化程度更高。由于受科技水平的限制 ,原来的仪表设备其计算精度和测量精度都远远不够 ,按现在的工作要求来说有很大差距。因此在生产实践中要提高自动化控制仪表的功能 ,除了保持自动化仪表中微型计算机的中心控制地位外 ,还可把功能更加强大的软件嵌于自动化仪表中 ,使其在多次、快速的重复测量中发挥作用 ,这样便可自动排除不良因素的干扰和偶然性误差及 ,提升自动化仪表的抗干扰能力和精准程度 ,使其计算和测量的精准度更高。
(三)向着网络化控制方向发展。随着信息网络技术的快速发展,网络结构体正逐步引入到自动化仪表中,即 IP 智能现场仪表。在实际应用中自动化仪表可以把网络的每一个层次贯穿起来 ,并覆盖公司运营的全部范围 ,从而实现人工办公和自动化办公的有机结合 ,这样自动化仪表就成为一种完全开放式的网络体系结构,从而实现真正意义的网络化控制。
(四)安全性更高。自动化仪表和控制系统的安全性不仅包括测控系统自身的安全性技术 ,而且还包括受测控系统出现故障时的故障处理技术。随着自动化仪表和控制系统应用范围的日益扩大,系统的安全性尤其重要,如在电力、大型工程和工业生产领域,尤其是在军事、航空航天和核工业设施等行业,其安全性更加重要 ,对战斗力的提高起到很重要的作用。这些部门的相关系统如果出现故障 ,将会产生毁灭性的严重后果。因此自动化仪表设备的安全可靠性显得特别重要。
结束语
自动化检测仪表是污水处理中最重要的一个环节,直接决定了工作效率和污水处理系统的质量,也是污水处理检测系统的进展,然而,在自动化检测仪表应用过程中面临较大的问题,这些问题制约了污水处理系统,因此,有效的解决自动化检测仪表中存在的问题,促进自动化检测仪表在污水处理中发挥巨大的作用,以促进中国环保产业的进一步发展。
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测控技术与仪器专业主要课程 精密机械与仪器设计、精密机械制造工程、模拟电子技术基础、数字电子技术基础,微型计算机原理与应用、控制工程基础、信号分析与处理、精密测控与系统等。
测控技术与仪器专业主干学科:光学工程、仪器科学与技术。
测控技术与仪器专业主要实践性环节:包括军训、金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等。
测控技术与仪器专业培养要求 毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
1. 具有较扎实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;
2. 较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括机械学、电工电子学、光学、传感器技术、测量与控制、市场经济及企业管理等基础知识;
3. 掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验研究能力,具有现代测控系统与仪器的设计、开发能力;
4. 具有较强的外语应用能力;
5. 具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。
测控技术与仪器专业就业方向 本专业学生毕业后可在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的工作。
从事行业:
毕业后主要在仪器、电子技术、新能源等行业工作,大致如下:
1、仪器仪表/工业自动化;
2、电子技术/半导体/集成电路;
3、新能源;
4、计算机软件;
5、机械/设备/重工;
6、石油/化工/矿产/地质;
7、其他行业;
8、环保。
从事岗位:
毕业后主要从事仪表工程、硬件工程、电气工程等工作,大致如下:
1、仪表工程师;
2、硬件工程师;
3、销售工程师;
4、电气工程师;
5、嵌入式软件工程师;
6、区域销售经理;
7、技术支持工程师;
英文名称:Aircraft Design
主管单位:中国航空工业第一集团公司
主办单位:中国航空工业沈阳飞机设计研究所
出版周期:双月刊
出版地址:辽宁省沈阳市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1673-4599
国内刊号:21-1339/V
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1980
期刊收录:
核心期刊:
中文核心期刊(1996)
期刊荣誉:
联系方式
参考文献
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【关键词】石油化工大型装置,仪表电源,系统设计
中图分类号: S611 文献标识码: A
一、前言
随着当今社会生产力的不断提高,生产中对石油化工大型装置的仪表的要求也日益渐高。因此,在石油化工大型装置的管理中,要对仪表电源系统设计进行重视。
二、石油化工大型装置的仪表电源系统设计的意义
仪器仪表是指用于对商品的仪表情况,技能特性和其它物质材料的表征,以及对出产情况进行测量、核算、操控、测试、指示的用具,其间单纯用于指示的用具称为仪表。仪表在国民经济建设各行各业的运转进程中承当着把关者和指导者的使命,应用领域广泛,覆盖了工业、农业、国防、科技、交通、环保、文教卫生、人民生活等各方面,在国民出产的各行各业中起着重要效果。石油化工大型设备的仪表电源体系规划作业繁琐,处理不慎会致使不必要的丢失,因而,仪表的石油化工大型设备的仪表电源体系规划作业不仅是必要的,并且是很重要的。
三、石油化工大型设备的仪表电源体系规划中存在的问题
1、石油化工大型设备的仪表电源体系规划弱化
跟着出产技能的开展,对石油化工大型设备的仪表电源体系规划提出了更高的需求,传统的石油化工大型设备的仪表电源体系规划措施,不能极好习惯新形势、新需求,突出表现在石油化工大型设备的仪表电源体系规划人员素质不适宜,车间班子分工不详尽、合作不到位,全体的创新才能缺乏,满意于维持现状,即便有有些新思维、新措施,在推广上也后劲缺乏,石油化工大型设备的仪表电源体系规划弱化是当前普遍存在的问题。
2、规划体系不健全
石油化工大型设备的仪表电源体系规划体系不健全,突出表现在石油化工大型设备的仪表电源体系规划全体思路不紧密,准则、措施、措施堆叠穿插,准则与准则之间不协调,构成石油化工大型设备的仪表电源体系规划办理不体系,不条理,影响规划作业。
3、石油化工大型设备的仪表电源体系规划办理不精细
石油化工大型设备的仪表电源体系规划中没有极好采用领先的办理措施和东西,出产安全大多依托经历办理,没有构成完好的安排保证体系,准则没有进行科学整理,员工培训不厚实,查核执行不到位。
4、思维安排保证不到位
石油化工大型设备的仪表电源体系规划思维安排作业习惯性、灵活性差,只重视宣扬进程,不注意宣贯质量,和实际结合不行,和员工的需求距离很大,在处理员工的思维认识问题方面,效果表现不到位。
5、石油化工大型设备的仪表电源体系规划办理单薄
职作业业岗位没有实现真实的定制化规划办理,现场环境差,全体形象欠安;重点作业执行没有构成良好机制,在执行上很难进步作业质量。
四、石油化工大型设备的仪表电源体系规划措施
1、仪表技能石油化工大型设备的仪表电源体系规划
设备仪表电源体系规划班应设兼职材料员,负责仪表技能材料、文件、档案等的石油化工大型设备的仪表电源体系规划。设备仪表电源体系规划班有必要树立和健全仪表技能档案,档案一概实施微机化石油化工大型设备的仪表电源体系规划。设备仪表电源体系规划班有必要树立和健全仪表运转、规划、校验、修理等各种规程和石油化工大型设备的仪表电源体系规划准则。设备仪表电源体系规划班有必要建执行集团公司一致下发的各种仪表校验表格、档案、作业联络单、现场标志。原规划的检查、自控体系经出产实践证明确需更改的,需经厂出产运转处批阅后方可进行,并将修改后的图纸材料当即存档。设备仪表电源体系规划班应按工厂主管部门的需求做好各种仪表技能报表的填写作业。经厂出产运转处同意严格制止将仪表空气挪作它用。加强对仪表供电体系及UPS的石油化工大型设备的仪表电源体系规划,保证供电质量,保证事端备用电源及逆变电体系正常运转。
2、仪表设备石油化工大型设备的仪表电源体系规划
(一)、设备仪表电源体系规划班应树立以下材料
各设备用微机石油化工大型设备的仪表电源体系规划的仪表设备台帐和档案材料;各设备仪表汇总表;仪表电源体系规划、修理操作规程;一切运用仪表技能阐明书;仪表及其附件修理校验单及校验记载;节流元件数据和调理阀核算数据表;规范仪器检定合格证书;设备仪表自控体系全套图纸(设备一览表、仪表设备图、回路图、接线图、联锁逻辑图、技能流程图、仪表规划设备及交工材料等)。
(二)、设备仪表电源体系规划班
如需更新、作废仪表,由设备仪表电源体系规划班提出申请,经出产运转处审查,报公司主管部门判定同意。运用单位如需添加和撤除仪表或自控回路,应提出申请,经出产运转处同意后方可实施。凡属固定资产的仪表设备,应按固定资产石油化工大型设备的仪表电源体系规划准则石油化工大型设备的仪表电源体系规划。
3、仪表运转石油化工大型设备的仪表电源体系规划
依据出产设备的技能特点,应拟定仪表运转的各项石油化工大型设备的仪表电源体系规划准则。二次仪表的主动、手动、DCS操作、切换、杂乱回路的投运及切换、操控仪表的给定操作按钮、联锁切除或投运运用等由技能操作人员进行。仪表工处理仪表、调整操控仪表参数和需求检查的仪表,有必要开具仪表作业联络单,经技能操作人员、值班长同意,并采纳措施后方可修补有关仪表,仪表作业业时,实施一人作业,一人监护制。A级仪表的修补有必要经厂总工程师或主管厂长同意。凡属主动调理回路,在技能条件满意的情况下,不允许手动操作,对未能投运自控的回路,仪表人员要与技能人员密切合作,分析缘由,提出处理措施。因为技能或其它缘由,的确不能投运自控的回路要阐明缘由,上报出产运转处。
4、仪表修理石油化工大型设备的仪表电源体系规划
仪表修理分为大、中、小修三种。大修对仪表首要零部件进行拆开、清洁、替换或修补损坏零部件,对仪表进行出厂查验项目的检定。中修对仪表首要零部件进行拆开、清洁、替换或部分修补,对仪表首要技能功能进行检定。小修对仪表进行通常的清洁、调校及通常的毛病处理。仪表的大中修通常由仪表修理单位承当,小修由设备规划人员进行。重要修理项目(如联锁体系、DCS点检等)应由出产运转处安排有关人员一起检验,通常项目由车间或设备仪表电源体系规划班检验。
5、竣工设备检验石油化工大型设备的仪表电源体系规划
设备仪表电源体系规划班应参与新建、改扩建出产设备的仪表的选型检验、开工投运的全进程。检验有必要按规划需求及有关的仪表设备规范、技能规范进行。工程存在的问题,有必要在交代前处理完毕,不得留有施工尾项。交代时应有严格的交代检验手续。仪表、附件、备品、东西、仪器、材料要完全,否则设备仪表电源体系规划班有权回绝检验。
五、结束语
从实践出发对当前石油化工大型装置的仪表电源系统设计中所遇到的问题以及措施等相关知识,进行了粗略的分析和研究。综上分析,仪表电源系统设计工作的主要任务是运用科学的方法,促进设计工作的开展。
参考文献
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[关键词]构件;天然气计量;MCGS;数据管理
中图分类号:N37 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)42-0010-01
前言
1 浅海公司孔板式天然气体积流量计量的计算机集散系统的意义
由于天然气流量计量是非常复杂的,所以使用流量计有诸多不足之处。首先,流量计的读数需专人手工抄表,就浅海公司来说,测试点偏远,并且比较分散,这样耗费了较多的人力物力。从抄表获取数据到贸易结算并整理成数据报表又需耗费一定的时间。其次,不管采用哪种流量计,往往需要采用补偿措施来提高测量的准确性。
1.1 机械补偿流量计的特点
机械补偿流量计,双波纹管差压计是较早使用的位移平衡式机械仪表。由于它结构简单,易于操作,勿需电源气源,成本低,维修简单,具有较成熟的生产工艺和使用经验,但该表存在以下不足之处:纯机械仪表,精度低,使用一段时间后,因摩擦和磨损将导致不灵敏度和线性误差增大。在计算方面,由于采用对卡片记录参数人工求积,参数查表计算的方法,系统计算误差精度难以提高,且工作量大,速度慢。
1.2 智能仪表在天然气计量方面的特点
电动单元组合仪表的变送器和运算单元建立自动补偿系数,不但实现了自动连续补偿,检测精度也有所提高。但是在计算方面对标准中各参数的修正问题(如天然气组成成分及其摩尔分量不断变化),从而带来公式引用误差。而且这类补偿装置使用的仪表数量大,补偿装置一次性投资大,而且一套补偿装置只能进行一个流路的流量补偿。这些缺点使它的应用受到限制。
1.3 孔板式天然气流量计算的特点
上面所述的机械补偿和智能仪表补偿都有其难以克服的不足,因此要想提高系统计量精度和自动化程度,必须使用更符合流量计量理论的科学方法来完善传统的计量系统。计算机和网络的推广和普及,极大地推动了补偿技术的发展。根据节流式流量测量理论可知:瞬时流量是流体工况(差压、绝对静压、温度)的函数。由于工况参数一般都是变动的,因此累积流量用工况平均参数计算和用瞬时参数计算累加,其结果是不一样的。以瞬时参数计算并累计流量才符合要求。运用计算机计算流量的最大优点是全部采用实时参变量(差压、绝对静压、温度等),因此就不存在对差压、绝对静压、温度等参数的补偿问题,同时与温度、压力、差压有关的参量(如孔板内径、动力粘度和压缩因子等)也随各相关量变化而变化,从而使补偿装置的成本急剧下降。在实际应用中,当要对天然气流量计算式中某些需经常改变的量(如天然气组成成分及其摩尔分量)进行修改时,可以通过计算机软件来完成。而且还可对含水的天然气进行含水补偿(即扣除水蒸气的体积流量)。因而从理论上讲,运用计算机的实时流量计算系统可构成目前和将来最理想和最完善的节流式流量计量系统。
2 项目技术方案
在辽河油田浅海公司天然气计量改计算机项目中,系统达到了“高可靠、高精度、低成本、低功耗”等性能指标。
本系统采取层次分散型网络结构,由主机、从属数据机及各种传感器组成。现场工作站配置主副工控机互为备份、UPS电源、打印机等设备,通过光缆或微波等信道与油田局域网连接。从机安装在现场,用以接受传感器信号并发送到主机。
2.1 设备的总体功能
2.1.1 完成现场机上功能的实现,及WWW网络的数据通讯构架。编制专用的报表系统,提高处理速度及系统运行的可靠性。
2.1.2 完成对天然气管线的压力、差压的检测,对天然气组分、孔板尺寸及计量直管段及天然气温度监控及报警。
2.1.3 根据甲方的需要增加配方组态部分,使工艺参数的组态设置更加方便灵活。
2.1.4 使用专用的数据报表查看部分,提高运行响应速度,增加更多的统计功能。
2.1.5 实时曲线、历史曲线、数据报表的操作方式,使计算机基础较差的普通工作人员和公务繁忙的领导同志也能轻松自如地操作本系统,为计算机系统在生产和管理中发挥更大的作用。
2.1.6 达到的技术及质量指标
系统达到优良等级,具有先进性、可靠性、实用性。系统现场设计开发制作安装,系统工作在工业工矿环境下,工作温度0~95℃;工作电源220±2.5V/50Hz;湿度0~95%。系统采用压力、差压及标准流量计量方法,瞬时流量校核、温度补偿自动监测的原理,系统精度达到0.2% 。并可随时查询和打印;可在局域网内大范围联网使用,GPS校时,历史数据分析功能,参数设置功能等,具备全部系统功能。
测量站点对应:6条管线、16台压力变送器、6台差压变送器、6支pt100温度热偶。
2.2 管线安装及现场结构图见下图
2.3 现场方案
在现场,每个检测计量现场在管线上安装仪表,走线穿管进入工控机控制柜,配合无线通讯设备,使所有设备均可进入控制柜便于维护。数据可通过现场已有网络传到调度室服务器。
根据天然气计量孔板交接的原理,我们按技术指标选择温度、压力、差压传感器,并设计了传感器电路,最终实现了传感器的单回路供电、数据采集以及与计算机之间的数据通讯。应用美国NI公司的图形化编程语言LabView和VC、VB以及mcgs组态软件语言在WindowsNT环境下实现整个软件系统。现场工作站实现了天然气流量及实时参数的采集,瞬时压力、差压的采集及相关运算,热值流量的采集,瞬时流量计算和显示,流量累积和显示,动画显示,数据存储和查询,实时上传数据,报警,历史曲线查询,各种报表的自动生成和打印功能。生成各种报表和曲线,便于生产和管理。
2.4 硬件系统
采用双机型采集模块外挂数据热备系统,可根据现场实际情况选择操作台式和柜式外观。进行数据采集工作,形成互补。
2.5 件系统主要由以下两部分组成
2.5.1 调度操作站监测管理软件
1 画面及流程显示;2 运行状态显示;3 控制与调节;4 报警管理与显示;5 报表管理与打印;6 操作记录;7 操作权限保护;8 文件转储;
2.5.2现场控制站软件
1 信号采集软件;2 数据转换软件;3 绘图算法软件;4 485、232口通信软件;
5 现场数据库软件;6 控制组态软件;7 图形与报表组态软件;
结论
在浅海公司的天然气计量计算机集成系统中,由于采用了以上所述的先进而完善的天然气流量数学模型和独特的算法,保证了天然气计量的高精度和实时性,经过几个月的投入使用,证明是可靠的。
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【关键词】联合站;监测控制;应用
1、前言
联合站是油田原油集输生产中最重要的生产工艺过程,它是集油水分离、污水处理、原油及天然气集输等多个工艺系统为一体的综合性生产过程,主要包括输油脱水、污水处理、注水、锅炉和配电等生产岗位或工艺环节。目前,联合站生产工艺过程的控制主要有人工监测控制、常规仪表监测控制、微机监测控制等三种方法。
微机监测控制系统是通过现场仪表、执行机构、微机以及PLC实现生产过程中各项参数的动态计量、生产流程的有效控制,为生产开发、科学研究、安全保障和油气贸易结算工作提供准确数据。
2、微机监测控制系统的组成
微机监测控制系统工作原理是利用传感器装置将被监控对象中的物理参量(如温度、压力、物位、流量)转换为电信号,转换后的电信号通过数据采集设备接收并处理,然后传输至微机以数字、图形或曲线的方式显示出来,使操作人员能够直观了解生产过程中各项参数。控制上由微机发出控制指令,经过PLC处理后控制继电器,最后通过继电器来控制现场的执行机构,微机监测控制系统主要由以下几个部分组成:仪表、执行机构、PLC、微机等部分组成。图1就是一个典型的微机监测控制系统组成图。
2.1 仪表与执行机构
图1中可看出仪表和执行机构是整个系统的末端,直接与监控对象发生作用,仪表的功能是对生产过程中的重要参数进行监测,其作用相当于整个系统的“感知器官”。在联合站生产过程中主要监测的参数有温度、压力、物位和流量,监测温度和压力的仪表分别是温度变送器和压力变送器;物位检测仪表的种类很多,油田上使用较多的是差压式液位变送器、探杆式物位仪表、超声波液位计。以上的仪表都是按测量量程把实际参数以线性转换成4-20mA的直流电流信号。
油田上流量计量仪表的种类繁多,计量介质只要是油、气、水或油水混合物。计量介质是极低含水原油时多用刮板、腰轮流量计等,配合传动装置与光电转换器可将流量信号转换为数字脉冲信号;气计量主要采用旋进漩涡流量计,精度要求高时采用孔板流量计,流量计本身都整合有变送器,直接可输出数字脉冲信号;水计量主要使用涡街流量计或电磁流量计一般采用4-20mA直流电流信号进行信号输出。
执行机构是使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用来控制阀门或开或关的设备。执行机构属于现场控制类仪表,主要分为电动执行机构和气动执行机构两种。
电动执行机构:使用电机驱动,方便控制,体积小,效率高。气动执行机构:气源驱动,使用简单,防爆性能好,成熟可靠,运行速度快,需要气源及管路,效率低,维护量大。无论是电动还是气动阀门,都是将PLC传送来的开关信号或者4-20mA的电流信号转换为阀门开关或者阀门开度的状态,并将阀门实际状态反馈回PLC。
2.2 可编程逻辑控制器PLC
可编程逻辑控制器(英文缩写PLC)是一种进行数字运算的电子系统,是专门为在工业环境下的应用而设计的工业控制器。它采用了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型机械的生产过程。PLC功能高度模块化,而且结构简单、稳定性极佳、易于组建与扩展,在油田集输系统中得到了广泛的应用,我厂使用较多的PLC品牌为西门子与GE公司。
PLC在微机监测控制系统中负责整个微机监测控制系统信号通讯的承上启下作用,现场所有仪表信号都要先进入PLC进行集中处理,然后送进微机。
以西门子S7-300为例,下面是一个PLC的硬件图。
上图中PLC采用的是典型的也是用的最多的模块式结构,从左到右依次为电源模块、CPU模块、信号模块、通信模块。电源模块负责为整个CPU提供24V电源。CPU模块负责存储、执行用户程序,与其他模块进行通信,与微机进行通信等功能。通信模块负责与其他PLC进行通信。
信号模块分为模拟量输入、输出模块与数字量模块,模拟量输入模块可以接收4-20mA的模拟量信号,模拟量输出模块可以输出4-20mA直流电流信号以驱动执行机构。数字信号模块可以接收和输出数字量开关信号,但由于CPU存在扫描周期,扫描周期外的数字信号会丢失,所以通常不用数字信号模块来接收流量计的数字信号,而采用高速的计数模块来接收流量计信号。
如上图所有信号(4-20mA,数字脉冲)信号都进入PLC的CPU中,然后通过用户程序进行处理,数据经过处理后通过DP通信或者以太网传输至微机。
3、A联合站微机监测控制系统的应用
A联合站是我厂大型的联合站之一,2013年完成自动化的改造,改造后的A联合站自动化系统是一个典型的微机监测控制系统。
3.1 A联合站微机监测控制系统组成
使用GE系列的PLC构成微机监测控制系统的控制核心,由中控室的PLC主站控制下面的5个PLC子站,分别是油岗、电脱水岗、供水岗、水质岗、注水岗,PLC主站与子站采用光纤进行通信,A联合站微机监测控制系统构成示意图如下:
现场各种压力、温度、液位、流量等信号通过仪表变送器,先由PLC子站集中处理,然后通过由光纤组成的以太网传输至中控室PLC主站内,由PLC处理后送入微机。控制上,由软件判断生产情况,当满足触发条件时连锁启动,向主PLC发出控制信号,控制信号经由以太网进入PLC子站中,然后通过继电器、执行机构等设备,完成生产控制操作。
3.2 A联合站微机监测控制系统功能
改造后的微机监测系统相对于以前的A联合站微机系统功能上有以下变化:
由上表可看出相比原有的微机监测系统,功能上除了显示之外多加了控制的功能,原来的微机监测系统是5个独立的系统分散在5个岗位上,系统与系统之间并无通讯,改造后的微机检测控制系统则是一个整体的系统,位于中控室岗位上。A联合站微机监测控制系统主要有以下几个功能。
(1)参数显示
系统有6个页面分别是中控室、油岗、电脱水岗、供水岗、水质岗、注水岗,可以显示温度、液位、压力、流量等信号。泵的运行状态,阀门的开关也可在界面上显示出来。
(2)报警功能
系统设有报警功能,当满足一定条件时,比如温度过高过低,压力过高过低、液位过高等,系统会发出报警信号提升工作人员及时出来,避免造成生产事故。
(3)控制功能
系统可以对所有电动阀进行人工控制,工作人员想要对生产过程进行控制时,在界面上点击相应的阀门图标和泵的图标就可以控制阀门开关和泵的启停,极大地简化了操作。
(4)连锁功能
系统具备很多连锁功能,连锁功能开始并满足触发条件时,系统自动进行生产工程控制。比如某个罐液位较高,开启该罐出口阀门与泵等。
(5)历史记录
系统可对所有的生产参数进行历史趋势查询,中控室的值班人员可有效掌握重要生产参数的历史动态,同时与便于进行生产分析。
(6)报表打印
系统可定时打印报表,减少工人工作量。
(7)通讯功能
系统内部遵循以太网通信协议,PLC主站与PLC子站间使用以太网进行通信,假如系统接入油田内网,可通过软件配合,在厂内就可以看到联合站的生产参数。
3.3 A联合站微机监测控制系统运行现状
(1)全部测量点、控制点都通过测试
在运行初期,技术人员、联合站工作人员、自动化厂家共同配合,对230多个测量点与控制点位逐一进行测试,就已发现的10多处问题进行了处理,并及时跟踪反馈,目前全部测量点、控制点都通过测试,保证了生产参数的有效显示。
(2)全部连锁调试完毕
A联合站微机监测控制系统的全部连锁经过逐一调试,全部设计的连锁都运行正常,保证了自动化控制稳定性。A联合站微机监测控制系统设计了PID自动控制调节器,调节器参数经过了初期的整定,后续整定工作根需据实际控制情况进一步进行调节,以达到平稳控制。
3.4 A联合站微机监测控制系统应用效果
(1)部分基层岗位实现无人值守
目前供水岗与电脱水岗的工作人员已经转移到中控室进行工作,油岗在测试运行一段时间后也将撤离工作人员,实现岗位无人值守。
(2)中控室可控制现场大多数生产过程
值班人员可在中控室微机上控制现场的电动阀门与泵启停,实现了现场操作启动的集中控制。
(3)先进的报表管理
生产报表将原来的8张报表整合成为一张大的报表,方便了报表管理,报表由微机生成,减少了工人的劳动强度。
4、总结
在信息化的不断推进的今天,对石油计量数据的采集和传递的要求越来越高。且自动化技术发展的日新月异,自动化技术在工业生产中的应用越来越广泛,给数据管理的科学化和合理化指明了方向,用微机监测控制系统来代替人工进行生产已成为必然。利用微机监测控制系统,实现数据自动采集,使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态,并可以对取得的实时数据进行统计、分析、优化,从而为保证生产设备正常运转、降低生产成本提供保障。通过本次对A联合站进行数字化改造,生产单位将可以建立先进管理模式,优化人力资源配置,提高集输系统的自动化水平和运行效率,改变过去管、控分离的局面,方便运行管理,改造后A联合站减少一线操作员工36人,年减少运行费用360万元。
参考文献
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关键词:测控技术;温度;智能测控系统
引言
物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关,温度是工农业生产、科学实验研究以及日常生活中需要普遍进行测量和控制的一个非常重要的物理量,如:在冶金、石油化工、机械、电力等工业生产中的温度控制;在蔬果大棚、温室花房、粮仓等农业生产中的温度测控;高等院校实验室微机测控系统中将温度作为被测参数,供学生做综合实验、实训或课程设计等。温度控制对于小到人民的日常生活、大到钢铁等大型工业生产工程都具有广阔的应用前景。准确地测量和有效地控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件,所以对温度进行控制是非常必要且有意义的。
1. 现代测控技术的特点
1.1 网络化
Internet 为代表的计算机信息网络的快速发展和技术的逐渐完善,突破了地域和事件上的限制,使现代测控技术得到很大的进步。现代测控技术具有网络化的特点,测控技术与网络技术的结合,使组建网络化、分布式的测控系统变得十分方便快捷。随着现代网络信息技术的迅猛发展及许多相关技术的不断完善,网络信息系统的规模得到越来越快的壮大。现代测控技术的广泛应用,使得国防、通信、气象和航空航天等领域也得到广泛、有效的运用。
1.2 智能化
现代测控系统中所应用的设备都是智能化的,具有方便灵活、快捷、功能多样等特点,使得现代测控技术得到很大的提高。随着人工智能技术的不断引进和发展以及微电子技术的发展,智能化的仪器设备越来越高科化,其计算方法和计算能力都得到很大的加强和提高。
1.3 数字化
数字化的测控特点在现代测控技术中起着非常重要的作用。数字化在测控领域中的主要应用体现在多个方面:传感器的数字化控制,控制器到远程终端设备的数字化控制,信号处理、通信等过程的数字化控制等。
1.4 分布式化
现代测控技术设备可以分布设在多个地方,可以有效地检测出最符合和最需要仪器设备的地方。分布式化测控技术是以网络技术和微型计算机术为基础的, 采用将系统内所使用设备分布式地连接起来,组合成为最符合要求的分布式测系统。在仪器设备生产过程的控制过程中,分布式的测控系统可以实现测量―控制―管理的全自动化,能够在很大程度上降低测控成本,提高测控效率。分布式测试系统有许多优点:安全可靠,某一部分出现故障不会影响其他部分系统的正常运作;可以不断开发增加新的功能模板或者是新的接口,加强系统功能;采用并行处理,运行速度相当快速;使用方式灵活,可以单模块系统,也可以多模块系统组网等。
2. 温度测控系统控制方案
温度测控系统常用的控制方案有以下三类经典控制方案、基于现代控制理论的设计方案和智能控制方案。
2.1经典控制方案
经典控制方案采用常规气动、液动和电动仪表,对生产过程中的温度、流量、压力和液位等进行控制,控制系统以单回路结构、PID 策略为主,同时针对不同的对象和要求,设计了一些专门的控制算法,如根轨迹法、模型跟踪法、达林算法和 Smith预估器算法等。经典控制方案能较好地解决生产过程中单输入单输出的问题,主要用于线性定常系统,是目前工业过程控制领域中占统治地位的一种控制方案。
2.2基于现代控制理论的设计方案
现代控制理论以线性代数和微分方程为主要的数学工具,以状态空间法为基础来分析和设计控制系统。此类设计方案主要有:最优控制、系统辨识、自校正控制等。这类设计方案适用范围广,适合于多输入多输出系统、某些非线性时变系统和一些具有随机扰动的系统。该方法优点是理论严谨,控制品质较好。缺点是需要知道被控对象确定的数学模型,对于许多结构复杂,随机干扰因素多而不易获取对象模型的系统,此方法的使用受到限制。
2.3智能控制方案
智能控制方案无需人的干预就能够针对控制对象的状态自动地调节控制规律以实现控制目标。智能控制避开了建立精确的数学模型和用常规控制理论进行定量计算与分析的困难性,是一种无模型控制方案,具有判断决策、信息处理、非线性、自寻优、变结构等特点及能力,适用于含有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性和不存在已知算法的生产过程。
总结
现代测控技术是现代工业技术中的重要支柱,现代测控技术的迅猛发展可以为整个社会技术的进步和产业的升级起到改造和推动提升的巨大作用,越来越多的创新、高科技测控自动化的成果得到广泛应用。现代测控技术的未来发展将朝着智能化、标准化、系统化及系统功能的综合性等趋势发展,并更加标准化、开放化和全球化推动技术水平的提高。随着对生产效率的要求不断提高,对温度检测的要求也越来越高,融合现代检测技术和控制理论的智能检测是当今温度检测的一大趋势,研究和开发适用场合多样化、测温对象多样化、检测设备数字化以及检测元件新型化的测温仪表是国内外测温仪表研究的重点。
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