內(nèi)蒙古通遼市產(chǎn)品質(zhì)量計(jì)量檢測(cè)所 劉 宇 王旭東

伴隨現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民的生活水平奔小康，以及科學(xué)技術(shù)的不斷成熟，相應(yīng)的熱工自動(dòng)化技術(shù)也順應(yīng)時(shí)代潮流，取得了驚人的成果，且在生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展中占據(jù)了關(guān)鍵地位。我國(guó)現(xiàn)有的能源供應(yīng)較緊張，很多城市都采取拉閘限電的措施，影響了整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。一些地方出現(xiàn)用煤短缺的現(xiàn)象，如何有效的節(jié)省能源，加快建設(shè)是人們要解決的當(dāng)務(wù)之急的問題。發(fā)電機(jī)組也做了一些改變，舍去之前的中小容量發(fā)電機(jī)，改為大容量、高參數(shù)的單元機(jī)組，電力工業(yè)也進(jìn)入了大電網(wǎng)、大機(jī)組、高度自動(dòng)化的時(shí)代。為了配合調(diào)峰的需求，大型的單元機(jī)組對(duì)熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)又提出了更新更高的要求，自動(dòng)化程度作為了衡量企業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。自動(dòng)計(jì)量器具也廣泛的應(yīng)用于熱工自動(dòng)化的檢測(cè)，我們將會(huì)在具體工作中對(duì)熱工計(jì)量自動(dòng)檢定技術(shù)在設(shè)備運(yùn)行中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)探討。

1.儀器儀表技術(shù)的發(fā)展過程

起初人們之所以使用儀表是為了對(duì)一些工藝參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單測(cè)量，儀器儀表顯示出來的只是數(shù)據(jù)，不能遠(yuǎn)傳。但是伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，儀器儀表不僅能做到的是顯示系統(tǒng)中每個(gè)參數(shù)值，而且還增加了通訊口RS-232/485；同時(shí)又開發(fā)了能支持現(xiàn)場(chǎng)總線的適配器，與Profibusl協(xié)議兼容，進(jìn)行數(shù)據(jù)的高速傳輸；儀器儀表將來還能具備網(wǎng)絡(luò)的開放性，就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化和開放化、多種網(wǎng)絡(luò)框架等。儀器儀表的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式分別為CF卡和優(yōu)盤，CF卡最大能擴(kuò)展到1024M，優(yōu)盤的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是能使儀表存儲(chǔ)容量更大，體積小巧且便于攜帶。儀器儀表的開關(guān)電源之前的缺陷是穩(wěn)定性差，對(duì)電壓波動(dòng)的范圍較大，在具有強(qiáng)磁(電)場(chǎng)環(huán)境下使用，會(huì)使開關(guān)電源性能產(chǎn)生較大波動(dòng)?，F(xiàn)如今使用脈寬調(diào)制方式技術(shù)，能使儀表的抗干擾性能得到顯著提高，該顯示裝置則采用液晶顯示屏，這樣就實(shí)現(xiàn)了寬溫、寬視覺感受，界面操作也更人性化。

儀器儀表發(fā)展的歷史階段為檢測(cè)技術(shù)智能化、信息處理數(shù)字化、控制系統(tǒng)集成化。儀器儀表的功能是進(jìn)行各種復(fù)雜計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，可以對(duì)因?yàn)闇y(cè)量產(chǎn)生的誤差進(jìn)行修改，能進(jìn)行自檢和自?！，F(xiàn)階段，我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化和儀器儀表產(chǎn)業(yè)的發(fā)展雖然有所進(jìn)步，但和國(guó)際先進(jìn)水平相比，還是存在一定距離的，比如在經(jīng)濟(jì)實(shí)力、技術(shù)研發(fā)、制造工藝等方面就存在很大的差距，在經(jīng)營(yíng)規(guī)模、經(jīng)營(yíng)效益上體現(xiàn)的仍是“扁平大金字塔”的統(tǒng)計(jì)格局。因此，現(xiàn)今儀器儀表的發(fā)展方向?yàn)閺娘@示儀表向傳感器和控制系統(tǒng)的不斷擴(kuò)展，以智能模塊為基礎(chǔ)進(jìn)行帶現(xiàn)場(chǎng)總線型的執(zhí)行器的開發(fā)、帶現(xiàn)場(chǎng)總線接口的智能儀表和數(shù)據(jù)采集控制卡

2.熱工計(jì)量自動(dòng)檢定的理論

自動(dòng)檢定要做的是把現(xiàn)場(chǎng)的各種物理量比如溫度、壓力等轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，該電信號(hào)是控制裝置或顯示儀表能夠接收到的，才能供自動(dòng)控制和參數(shù)顯示的使用。進(jìn)行自動(dòng)檢定的熱工參數(shù)也是監(jiān)督設(shè)備機(jī)組是否正常運(yùn)行的重要指標(biāo)；是是否能隨時(shí)調(diào)整自動(dòng)控制作用的依據(jù)；是機(jī)組進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，自動(dòng)報(bào)警等的來源依據(jù)。熱工計(jì)量自動(dòng)檢定系統(tǒng)的構(gòu)成是兩部分，是可調(diào)電源和數(shù)字電壓表，且開設(shè)專用的電壓電源輸出，為各種二次儀表電源的使用提供了方便，在面板上通常設(shè)有專用的插孔。被測(cè)信號(hào)在通過多路開關(guān)后進(jìn)入了采樣數(shù)表，數(shù)表把其采到的樣值以通信電纜的方式傳送到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)以程序設(shè)計(jì)要求為依據(jù)，通過主機(jī)箱對(duì)調(diào)功器的輸出功率進(jìn)行控制，確保被控對(duì)象能按要求進(jìn)行升溫變化，才能保證檢定過程進(jìn)行順利，同時(shí)還要保證檢定過程的各種參數(shù)實(shí)時(shí)的顯示，打印出報(bào)表。

下面以RZJ-2D型熱工全自動(dòng)撿定系統(tǒng)為例進(jìn)行詳細(xì)說明，它是在Win-dows環(huán)境下開發(fā)的，完全使用Windows語言的新一代產(chǎn)品，它的核心部位是微機(jī)，且配備以高精度進(jìn)口數(shù)字萬用表和低電勢(shì)的掃描開關(guān)等構(gòu)成的測(cè)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)是完全的按照國(guó)家的計(jì)量檢定規(guī)程嚴(yán)格進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理，從而實(shí)現(xiàn)了熱電偶和熱電阻檢定過程的自動(dòng)化，也提供了該系統(tǒng)的認(rèn)證及數(shù)據(jù)文件管理程序，這對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)證和檢定結(jié)果的歸檔和查詢提供便利。

系統(tǒng)工作原理如下圖l所示，被測(cè)的信號(hào)進(jìn)人采樣數(shù)表以多路開關(guān)為媒介，數(shù)表把采樣的值通過IEE-488通信電纜傳到計(jì)算機(jī)內(nèi)，計(jì)算機(jī)在以程序的設(shè)汁要求為依據(jù)，使用主機(jī)箱控制調(diào)功器的輸出功率，保證被控對(duì)象能按要求進(jìn)行升溫的變化，才能保證檢定過程進(jìn)行順利；相應(yīng)的就能實(shí)時(shí)顯示檢定過程的需要的各種參數(shù)，打印出所需報(bào)表。

系統(tǒng)主要性能特點(diǎn)有：現(xiàn)如今使用的Windows軟件編程，在Win-dows操作平臺(tái)下運(yùn)行，其優(yōu)點(diǎn)是使用方便、快捷；檢定過程較連續(xù)、能進(jìn)行自動(dòng)控溫、自動(dòng)榆定、自動(dòng)進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)打印生成各種檢定記錄；選用先進(jìn)的6位半高精度進(jìn)口數(shù)表，其優(yōu)點(diǎn)是精度、分辨率較高；采用的中文操作系統(tǒng)，根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入，操作起來簡(jiǎn)單且方便；在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，顯示器準(zhǔn)確顯示的是檢定爐的溫度變化曲線、槍定和檢定點(diǎn)的溫度、檢定進(jìn)程、冷端溫度和檢定時(shí)間等指標(biāo)；還配備有三種選擇方式分別為備有零點(diǎn)、輸入室溫和冷端自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償；優(yōu)點(diǎn)有具有手動(dòng)/自動(dòng)的切換功能，使操作簡(jiǎn)單；能提供裝置認(rèn)證的軟件，該功能是能自動(dòng)對(duì)裝置性能進(jìn)行測(cè)試，且打印認(rèn)證報(bào)表；以數(shù)據(jù)文件的管理職能為依據(jù)，對(duì)檢定的報(bào)表進(jìn)行存儲(chǔ)、歸檔、查詢，且能隨時(shí)進(jìn)行查閱或打印檢定記錄報(bào)表和證書。

3.熱工計(jì)量自動(dòng)檢定技術(shù)的應(yīng)用范圍

熱工自動(dòng)檢定系統(tǒng)的熱電偶和熱電阻作為一種接觸式的測(cè)溫儀表，在各生產(chǎn)單位應(yīng)用較廣。若這些儀表性能不好，造成控溫的不準(zhǔn)確，會(huì)對(duì)正常生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)能管理產(chǎn)生不良的干擾。儀表在使用前，一定要進(jìn)行有效的檢定。

圖1 系統(tǒng)的工作原理圖

傳統(tǒng)的熱工自動(dòng)檢定系統(tǒng)存在的缺陷是檢定范圍較窄，設(shè)備的利用率極低，且檢定效率不高等缺陷。所以對(duì)傳統(tǒng)熱工檢定系統(tǒng)要進(jìn)行升級(jí)或更新。新系統(tǒng)充分采用之前的設(shè)備，配和軟件系統(tǒng)，使用六位半數(shù)表，使用低電勢(shì)的掃描開關(guān)替換以往的繼電器，由功率調(diào)節(jié)器對(duì)檢定的爐溫(或油槽溫度)進(jìn)行自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)。增置了徑向短爐和寬徑爐后，對(duì)檢定爐的穩(wěn)定性和溫場(chǎng)均勻度提出更高要求，同時(shí)要求被檢對(duì)象碰到爐壁不影響檢定結(jié)果。增置了工作用鉑電阻溫度計(jì)，用以跟蹤冷端溫度，對(duì)采集到的毫伏信號(hào)進(jìn)行修正，起到冷端補(bǔ)償?shù)淖饔?。這種方法簡(jiǎn)單快捷，無須人為干預(yù)。另外，還有環(huán)境溫度輸入法及冰點(diǎn)法供檢定者使用。改進(jìn)后的系統(tǒng)同時(shí)可進(jìn)行檢定系統(tǒng)認(rèn)證和檢定結(jié)果的數(shù)據(jù)管理，并拓寬了檢定的范圍和種類，提高了設(shè)備的利用率，有效提高了熱電偶、熱電阻等熱工儀表的檢定效率、檢定合格率，檢定范圍和檢定質(zhì)量，檢定費(fèi)用下降，在節(jié)能降耗上，取得的效果極佳。

4.熱工計(jì)量自動(dòng)檢定技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展—軟檢定技術(shù)

軟檢定技術(shù)簡(jiǎn)單來說就是一種軟件技術(shù)能以能夠檢定的數(shù)據(jù)為依據(jù)來判斷出不能檢定的數(shù)據(jù)信息，目前儀表技術(shù)發(fā)展的最高階段要數(shù)它了。軟測(cè)量的本質(zhì)是面向不同對(duì)象的，通過編程或組態(tài)的形式來實(shí)現(xiàn)軟測(cè)量的數(shù)學(xué)模型，如果測(cè)量參數(shù)和工作的條件發(fā)生變化，要做的是只修改模型的參數(shù)就能轉(zhuǎn)換儀表的功能，軟測(cè)量?jī)x表就會(huì)適用于各種條件的通用儀表。軟檢定改變了以往單輸入單輸出的儀表格局，屬于是多輸入和多輸出的智能型儀表，它能是專用儀表，也能是通用的儀表由用戶進(jìn)行編程的，這樣就能代替一些價(jià)格較貴且難維護(hù)的儀表。綜上所述，伴隨信息技術(shù)和管理技術(shù)的不斷更新和前進(jìn)，尤其是在21世紀(jì)以后自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展速度是更進(jìn)一步。熱工自動(dòng)檢定的控制系統(tǒng)也顯示了其重要的地位，所以當(dāng)務(wù)之急是對(duì)計(jì)量檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的更新并引進(jìn)新的計(jì)量檢定技術(shù)。這樣做的目的是能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和電能質(zhì)量，還能降低發(fā)電的成本，改善勞動(dòng)條件，保證了大型機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。以信息化帶動(dòng)工業(yè)化是當(dāng)今時(shí)代的趨勢(shì)，是保持國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)的堅(jiān)強(qiáng)后盾，能改造傳統(tǒng)工業(yè)的體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)屬于信息技術(shù)的代表，與其工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，能極大地提高控制系統(tǒng)的基本水平，改變?cè)泄I(yè)控制系統(tǒng)封閉式的企業(yè)信息管理結(jié)構(gòu)，才能適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)管理的規(guī)定。把現(xiàn)場(chǎng)總線、以太網(wǎng)、多種工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、嵌入式技術(shù)和無線通信技術(shù)與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相融合，不但要保證控制系統(tǒng)之前的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性，還要增加系統(tǒng)的開放性和互操作性，降低系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的要求。在經(jīng)濟(jì)全球化的現(xiàn)在，企業(yè)之所以能夠適應(yīng)現(xiàn)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)氛圍，靠的是這一工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化及其構(gòu)成模式，這樣才便于提高新產(chǎn)品的開發(fā)速度、降低生產(chǎn)的成本、完善各個(gè)信息服務(wù)，發(fā)展前景不容忽視。

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