自动化仪表在压力表校准中的应用及发展趋势

王振志

摘要：文章主要结合笔者的工作实践，阐述了自动化检测仪表的组成及特点，以及自动化仪表校准的步骤及过程，从而针对自动化仪表在压力表校准中的应用进行了探讨与分析，并提出了自动化仪表的发展趋势，以供大家参考。

关键词：自动化仪表校准应用发展

中图分类号： O6-335文献标识码：A 文章编号：

近年来，随着我国经济的发展，科学技术的不断进步及提高，自动化得到了越来越广泛的应用，传统的将生产过程中使用的仪表拿回实验室进行校准的方法已不能满足生产的要求，取而代之的是在现场直接对仪表进行校准。自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。为了保证生产过程安全、可靠的运行，要随时对生产过程中使用的仪表进行维护和校准。

1自动化检测仪表的组成及特点

自动化检测仪表是自控系统中关键的子系统之一。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成：1）传感器，利用各种信号检测被测模拟量；2）变送器，将传感器所测量的模拟信号转变为4~20mA 的电流信号，并送到可编程序控制器(PLC)中；3)显示器，将测量结果直观地显示出来，提供结果。这三个部分有机地结合在一起，缺少其中的任何一部分，则不能称为完整的仪表。自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到了广泛的应用，而且自动化检测仪表内部具有与微机的接口，更是自动化控制系统中重要的组成部分。

2 自动化仪表校准的步骤及过程

自动化仪表校准的一般步骤是：预热仪器(包括被校仪器以及标准源)；设置仪器的状态，进行测量记录数据；数据结果判定并给出结论；自动形成校准证书和原始记录。

自动化校准系统的具体实现过程如下：

1）初始化设置模块。双击相应的自动化校准程序图标，系统启动，进入测试系统主界面，主界面的风格以简捷实用为主，左侧是各功能按钮。首先进入的是初始化设置模块。初始化模块要设置被测试设备的校准项目，设置被校仪器和标准源的GPIB 地址，选择是否是首次测试，此功能的目的是为了保存测量的数据，防止意外发生使测量数据丢失，需要重新进行测试。选择中英文语言，选择校准检定，选择被测试设备的名称。初始化设置就完成了。

2）数据采集动态显示模块。该模块的主要功能包括： 初始化仪器、设置仪器的状态、测量数值、数据位数控制、动态显示数据数据结果判定、数据保存等。自动化数据采集过程是完全模拟人工测量过程进行测量的仪器的初始化配置以及量程、显示位数、精度、采样数率、采样时间、测量值、功能选择等模块从NI网站上下载，程序员也可以根据仪器编程说明书提供的SCPI语言命令编写相应的模块。本模块中的数据显示位数、数据量程、上下限等都是根据测试计量对仪器的要求而自动生成的，数据结果判定也是自动完成的。程序把那些不合格的数据用红色的字体显示，使计量员在测量结束后容易发现这些数据不合格。数据采集动态显示模块的前面板。

3）证书和原始记录生成模块。自动生成证书和原始记录，给计量员的工作带来极大的便利，而且消除了人为操作易产生的出错，解放了劳动力。计量员只需在证书生成模块的前面板输入相关的仪器信息和校准信息，校准项目，选择相应的证书摸板，程序即可自动生成相应的校准证书和原始记录。

2 自动化检测仪表在压力表校准方面的应用

某大型冶金制造业，其生产工序都是连续性衔接作业，往往造成许多现场压力仪表虽到检定周期，却由于不能停产也就不能从作业压力仪表的工作原理是弹簧管在压力或真空作用下产生弹性变形引起管端位移，其位移通过机械传动机构进行放大后再传递给指示装置，可在刻有法定计量单位的分度盘上读出指针所指示的被测压力值或真空量值。

2.1 在线校准预期

（1）目的：实施在线校准适应生产流程计量需求，降低外送检费用。

（2）校准仪表范围：企业现场在用压力仪表。

（3）校准范围：0~100MPa。

（4）校准对比准确度：1.5%~1.6%。

（5）预期目标：实现在线压力仪表的受控有效。

（6）校准方案种类：a.理想型校准比对；b.实用型校准比对。

2.2 材料准备

（1）专用管道打孔器。

（2）符合现场压力仪表准确度及量程的数块相应受控有效标准表。

（3）校准比对记录。

2.3 在线校准比对方案

2.3.1 实用型对压力仪表的校准比对

（1）在同一管道上：在距拟被校准的现场压力仪表的适当范围内，用专用管道打孔器引出导压管路，在导压管路中间安置一截止阀(截止阀处于关闭状态)，截止阀后的接口处安装压力变送器与拟被校准仪表同规格的受控有效标准压力表。

（2）缓慢开启截止阀至全开，待管道内流体介质充分进入标准表内数分钟后，分别读取两块表的指示值。

（3）填写校准比对记录。

2.3.2 理想型对压力仪表的校准比对

自制一台流动简易压力校验台。

（1）在流体介质管道上，关闭在用(即拟被校准)的现场压力仪表的 截止阀 1 (该截止阀处于关闭状态) 。

（2）在截止阀后适当延长导压管路。

（3）在延长导压管路上安装一只三通。

（4）三通的直管口的接口处安装在用的指示为零的压力仪表。

（5）三通的丁字管口的接口处新安装 截止阀2(该截止阀也处于关闭状态) 。

（6）在截止阀2后接压力 专用校验管至简易流动 压力校验台上预置的专用校。

验管接口。

（7）压力校验台 上还预置有受控 有效的相应型号规格的标准压力表。

（8）检查无遗漏后，逐一缓慢开启截止阀1 截止阀 2 至全开；数分钟后，分别读取两块表的指示值。

（9）填写校准比对记录。

2.4 注意事项

仪表检查工作一般都有自己所辖仪表的巡检范围，根据所辖仪表分布情况，选定最佳巡检路线，每天至少巡检两次。巡回检查时，要关闭气源，并松开过滤器减压阀接头。拆卸环室孔板时，注意孔板方向，一是检查以前是否有装反，二是为了再安装时正确。由于直管段的要求，工艺管道支架可能少，要防止工艺管道一端下沉，给安装孔板环室带来困难。拆卸的仪表其位号要放在明显处，安装时对号入座，防止同类仪表由于量程不同安装混淆，造成仪表故障；带有联锁的仪表，切换置手动然后再拆卸；仪表一次开车成功或开车顺利，说明仪表检修质量高，开车准备工作做得好。反之，仪表工就会在工艺开车过程中手忙脚乱，有的难以应付，甚至直接影响工艺生产。

3 自动化仪表发展的趋势

笔者认为， 要实现仪表的自动化控制， 可以结合现代化仪表白动化的集成系统构造， 从以下几方面着手应对：

（1）采用先进新型的传感器技术。作为仪表对数据的采集单元，传感器是一个重要的组成环节，它的发展关系到仪表自动化技术的发展。今后，传感器对一些新技术的应用将会促进仪表自动化技术的提高。在调节上，传感器将非线性、前馈与滞后等计算调节技术很好地引入到以比例、微积分方式的传统 调节规律之中，这在很大程度上适应了多回路的复杂自动化控制系统。同时， 在材料运用上， 新材料的应用为传感器的发展 提供了一定的物质基础，这也为仪表的微型化与集成化发展提 供一定的必要条件。

（2）加强仪表调节器全面智能化的发展。伴随着微处理器的不断发展，调节器也逐渐向智能型与数字式方向发展。 数字式的科学设定以及运算功能的不断加强使得调节器在自动化 仪表中的功能越来越强大，多种制式信号同时输入、PID自动设定及 EEPROM技术的使用等，使得工业生产工艺的控制度越来越高，操作越来越简单，全面智能化调节器的发展将会促进仪表自动化应用的发展。

（3）应用可编程控制器，提高软硬件集成度。我们所说PLC就是可编程控制器，它可以对传感器采集来的数据进行有效分析，并按照设定好的程序发出相应的控制命令。用软件代 替传统硬件中的一些逻辑电路，把电路中一些功能较复杂的控 制用软件进行编程，取代硬件控制和定时用的大套电路，利用软件的优越性改变仪表测试功能与测试数据上的精度。

4 结束语

总之，随着信息科学技术的不断进步与发展，我国工业在仪表白动化的应用上虽然有了很大的提高，并取得一定的经济效益，但与国外先进的技术水平相比，仍然还有很大的差距。因此，还要不断地引进国外先进的理论与技术，并结合我国具体国情与工业应用实际，不断提高仪表自动化水平。

参考文献

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[2]丁向阳，于丽丽.论仪表白动化应用发展趋势及建议[J].价值工程，2011(21).