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中圖分類號:TQ056;TE967 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)46-0105-01
1 石油化工工業
石油化工工業是由化學工業發展而來,石油化工指以石油和天然氣為原料,生產石油產品和石油化工產品的加工工業。石油產品主要包括各種燃料油和油以及液化石油氣、石油焦碳、石蠟、瀝青等。生產這些產品的加工過程常被稱為石油煉制。石油化工產品以煉油過程提供的原料油進一步化學加工獲得。生產石油化工產品的第一步是對原料油和氣(如丙烷、汽油、柴油等)進行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生產多種有機化工原料(約200種)及合成材料(塑料、合成纖維、合成橡膠)。這兩步產品的生產屬于石油化工的范圍。有機化工原料繼續加工可制得更多品種的化工產品,習慣上不屬于石油化工的范圍。
2 石油化工自動化
石油化工自動化也分煉化自動化、油氣田自動化、海上平臺自動化及輸油、氣管線自動化等分支。從20 世紀60 年代起,我國在引進、消化、吸收基礎上,已經形成了石化工業和創新體系。2006年9 月投產的茂名年產100 萬噸乙烯工程,新建裂解裝置國產化率達到了 87.8%。目前我國在裂解技術、有機原料生產技術和聚合技術三大領域均有了一批自己的專利技術。煉油廠的燃料產品中,壓縮天然氣(CNG)和液化石油氣(LPG)等氣體燃料將成為21 世紀汽車的主導能源,加上天然氣原料增加因素,對于煉化工業的工藝會有一定影響。由于節能、環保、有效利用資源的要求,石化技術正出現新的突破,即出現第二代石化技術。
3 自動化儀表及系統
3.1 自動化儀表
自動化儀表主要有壓力儀表、溫度儀表、物位儀表和流量儀表四種。
①壓力儀表壓力范圍為負壓到 300MPa(高壓聚乙烯反應器)壓力傳感器、變送器和特種壓力儀表采用多種原理,而且可用于脈動介質、高溫介質、腐蝕介質、粘稠狀、粉狀、易結晶介質的壓力測量,精度可達 0.1 級。
②溫度儀表石化現場設備介質溫度一般都需要指示控制,溫度范圍為-200℃到 +1800℃.大多數采用接觸式測量.在現場指示的水銀玻璃溫度計多被雙金屬溫度計取代,最常用的是熱電阻、熱電偶。
③物位儀表在石化行業一般以液位測量為主,由于測量過程與被測物料特性關系密切,物料儀表沒有通用產品,按測量方式分為直讀式、浮力式、輻射式、電接觸式、電容式、靜壓式、超聲波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸縮式、矩陣渦流式等。
④流量儀表如今所說的流量,不是一般的流速,是單位時間內流經有效截面的流體的體積和質量,另外還需要求知管道中一段時間內流過的累積流體的體積和質量(流量積算儀)。
3.2 其他儀表
3.2.1 分析儀和在線過程分析儀
從工藝上看,生產過程中對溫度、壓力、流量、液位等工藝參數的保證,只是間接保證最終產品或中間產品的質量合格,所以對過程中物料成分的直接分析和對最終產品的成分分析是非常重要的。又從環境保護的角度看,排放的物質也是要分析和在線監測的。多變量控制已在煉油,石化行業開始進入生產階段,它以DCS為基礎,可以是獨立的,也可以是一個軟件包,它與多變量動態過程模型辨識技術,軟測量技術有關,多采用測控與PID串級控制相結合方式等。
目前在煉油廠中,對于分析儀器和在線過程分析儀的需求很旺盛,分析儀器的高科技含量,特別是對多學科配合要求高等,使得近年來分析儀器的科研和應用投入力量大,主要有液相色譜、氣相色譜、質譜、紫外及紅外光譜、核磁、電鏡、原子吸收及等離子發射光譜、電化學等分析儀器。
3.2.2 執行器
由執行機構和調節機構聯動構成。石化行業經常使用的是氣動執行器,少數液動執行器,其中氣動薄膜調節閥又是最常用的,另有少數氣動活塞、氣動長行程執行機構。調節機構(閥)由閥體、閥芯、閥座、上閥蓋等構成,其中閥芯有平板、柱塞、開口3種類型。按閥體結構分調節閥的產品有直通單座、直通雙座、三通型、隔膜型、軟管閥、閥體分離閥、凸輪撓曲閥、超高壓閥、球閥、籠形閥等。
3.3 控制和安全系統
①常規控制石化工業自動化的連續控制、批量控制、順序控制的基本控制策略沒變。其中主要為連續控制,或稱反饋控制、回路控制,仍然以 PID 調節為基礎,功能塊之間連接可以是多重串接、選擇性連接、并聯連接,自動補償、自動跟蹤、無擾切換,多配方自動改變參數或功能塊連接方式。它能在保持系統穩定的基礎上滿足復雜參數的計算、綜合指標的顯示和監控,從而幫助操作人員實現回路操作、單元操作應付多種燃料變化、原料變化,實現生產指標、節能指標,保證環保運行,完成大型裝置的開、停車、一般故障處理及一般連鎖保護。但石化行業目前的主流控制策略仍是適應多回路控制站的功能塊復雜組態能力的控制策略。
②智能控制和優化在現代控制論的推動下,各種智能化算法應運而生,其中除智能 PID 控制器外,多變量預測控制已在煉油、石化行業開始進入生產實踐階段。
③人機界面目前石化企業正在由一個裝置一個控制室逐步過渡成數個裝置一個控制室,而且最終是以 CRT 或 LCD 屏幕顯示為主,輔以少數顯示儀表和指示燈,以鼠標、鍵盤操作為主,輔以觸摸屏及少數旋鈕和按鈕,工業電視攝像頭攝取的畫面也由專用屏幕逐步納入 DCS 操作站的屏幕。
④安全儀表系統石化裝置由于大型化、連續化及工藝過程復雜、易燃、易爆、對環境保護要求高等原因,安全性要求日益提高,由 DCS 等設備完成安全連鎖保護的方法,在某些企業已經不能滿足要求,所以緊急停車系統(ESD)等為 DCS 之外的單獨設備。此外還有火災和可燃氣體監測系統(FGS)、轉動設備管理系統(MMS);特別是壓縮機組綜合控制系統(ITCC,因其防喘振而特殊)等。現在自動化儀表行業興起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全儀表系統(SIS),正是為了進一步滿足石化企業的需求而開發的。它是在安全總概念下,不同于3C強制安全認證、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是專門的工程解決方案,它連續在線運行,當偵測任何不安全過程事件時,能夠立即采取行動,以減輕可能造成的損失。功能安全還應結合風險度、安全指標、安全完整性等級(SIL)等,正確選用 SIS(或直接稱 ESD)系統。
結語
近幾年來,我國在自動化儀表的發展取得了巨大進步.現代自動化儀表的智能化技術及系統改善了儀表本身的性能,影響了控制網絡的體系結構,其適應性越來越強,功能也越來越豐富。
參考文獻
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關鍵詞:儀表防爆,本質安全,本安系統,設計
1.引言
隨著石油、化工等產業的飛速發展,防止事故性爆炸的發生已成為十分突出的問題,在許多化工工業過程中,需要處理一些易燃易爆的工藝介質,為確保生產現場的安全,工業過程自動化儀表正扮演著越來越重要的角色,它們除了必須實現正常的生產過程測量與控制功能外,同時還起到安全檢測和聯鎖保護的功能。因而,對于爆炸性危險場所,自動化儀表及其系統自身的電氣防爆是設計人員必須關注的安全問題。免費論文參考網。
對于自動化儀表,最常用的防爆形式是本安型、隔爆型和增安型。由于本質安全型(簡稱本安型)防爆形式與其他防爆形式相比,不僅具有結構簡單,適用范圍廣,而且還具有易操作和維護方便等特點,因此這種通過抑制點火源能量為防爆手段的本安型防爆儀表已被制造商和用戶所接受,得到了更為廣闊的推廣和應用。免費論文參考網。
2.儀表防爆原理
當下列三個條件同時滿足時,爆炸就會發生:
a. 現場存在易爆物質,如易爆氣體。
b. 現場存在氧氣。
c. 現場存在引爆源,如足夠能量的火花或足夠高的物體表面溫度。
顯然,消除上述三個條件中的任何一個,就能防爆。由于氧氣無處不在,難
以控制。所以,控制易爆氣體和引爆源為兩個最常見的防爆原理。而在儀表行業還有第三個原理,即控制爆炸范圍。
2.1 原理一 控制易爆氣體
人為地在危險現場營造出一個沒有易爆氣體的空間,將儀表安裝其中,典型代
表為正壓型防爆方法EX p。
2.2 原理二 控制爆炸范圍
人為地將爆炸局限在一個有限的范圍內,使該范圍內的爆炸不至于引起更大
范圍的爆炸,典型代表為隔爆型防爆方法EX d。
2.3原理三 控制引爆源
人為地消除引爆源,即消除足以引爆的火花,又消除足以引爆的儀表表面溫升,典型代表為本質安全(本安)防爆方法EX i。
3.儀表本安防爆技術的原理和級別
3.1 本安防爆技術原理
電火花和熱效應是引起爆炸性危險氣體爆炸的主要點燃源,本安就是通過限制電火花和熱效應兩個可能的點燃源的能量來實現的。對于各種爆炸性危險氣體,都有其最小點燃能量。在正常工作和故障狀態下,當儀表產生的電火花或熱效應的能量小于最小點燃能量時,就不會點燃相應的爆炸危險氣體而產生爆炸。因此,本安防爆技術實際上是一種低功率設計技術,原理是從限制能量入手,可靠地將電路中的電壓和電流限制在一個允許的范圍內,以保證儀表在正常工作或發生短接和元器件損壞等故障情況下產生的電火花和熱效應不致于引起其周圍可能存在的危險氣體的爆炸。
3.2 本安防爆的級別
本安儀表及其關聯設備,按其使用場所和相連場所的安全程度可分為ia和ib兩個級別。
ia級是指在正常工作、一個計數故障和二個計數故障情況下均不能點燃爆炸性氣體混合物,即ia級儀表在最大考慮二個計數故障情況下也不至于產生安全失效。
ib級是指在正常工作和一個計數故障下不能點燃爆炸性氣體混合物。
國際電工委員會(IEC)規定,在危險程度最高的危險場所0區,只能采用ia等級的本安防爆技術。因此,本安防爆技術是一種最安全、最可靠、適用范圍最廣的防爆技術。
4.本安系統的設計
4.1 本安系統的構成
本安系統是通過限制電氣能量而實現電氣防爆的電路系統,且不限制使用場所和爆炸性氣體混合物的種類,具有高度的安全性、維護性和經濟性。
本安防爆系統由三部分組成:現場本質安全儀表、本質安全電纜及本質安全關聯設備。現場儀表包括各種安裝在危險場所的一次檢測儀表,以兩線制變送器為代表的本質安全點電纜帶有專用接地線,以耐久性的純藍色與其它電纜相區別;關聯設備包括齊納式安全柵、隔離式安全柵、其他形式的具有限流、限壓功能的保護裝置。能將竄入到現場本安設備的能量限制在安全值內,從而確保現場設備、人員和生產的安全。免費論文參考網。
4.2 本安系統的設計要求
4.2.1本安電氣設備的選用原則
a. 簡單設備 按照《爆炸性氣體環境用電氣設備(GB3836-2000)》,對于電壓不超過1.2V,電流超過0.1A,其功率不超過25mW的電器設備可視為簡單設備,他們的典型特點是儀表設備的內部等效電感Li=0,內部等效電容Ci=0。此類設備可直接應用在現場。
b.本安電氣設備。安裝于危險場所的現場設備、必須明確以下問題:
①. 是否已按照GB3836-2000要求設計并已被國家防爆檢驗機構認可的本安電氣設備。
②. 防爆標志規定的等級是否適用于使用的危險場所的安全要求。
③. 本安電路是否接地或接地部分的本安電路是否與安全柵接口部分的電路加以有效隔離。
④. 信號傳輸的方式及本安電氣設備的最低工作電壓和回路正常工作電流。
在明確以上問題的基礎上,選擇相對應的安全柵。
4.2.2關聯設備的選用原則
a. 關聯設備的防爆等級必須不低于本安現場設備的防爆標志的等級。
b. 確定關聯設備的端電阻及回路電阻可以滿足本安現場設備的最低工作電壓。
c. 關聯設備的本安端安全參數能夠滿足本安防爆參數條件。
d. 確定關聯設備類型。
e. 根據本安現場儀表的電源極性及信號傳輸方式選擇與之相匹配的關聯設備。
4.2.3連接電纜的選用原則
用于本安系統中連接本安現場設備與安全柵的連接電纜,其分布參數在一定程度上決定了本安系統的合理性和使用范圍。目前很多國內的電纜生產廠家生產專為本安系統設計的特殊電纜,選用起來比較方便。
本質安全電纜是一種低電容、低電感的電纜、與其它電纜相比具有優異的屏蔽性能和抗干擾性能,適用于爆炸危險場所及其它防爆安全要求較高的場合。在使用中應注意以下幾點:
a. 本安線路內的接地線與屏蔽連接線要可靠絕緣。
b. 信號回路的接地點應在控制室側,當采用接地型熱電偶和檢測部分已接地的儀表時,控制室側不再接地。
c. 屏蔽電纜的備用芯線與電纜的屏蔽層,應在同一側接信號回路地。
5.本安系統現場布線原則
a. 本安電路的線路,應與非本安的線路分開敷設,并應有藍色標志。
b. 從控制室到現場的本安電纜與非本安電纜分布敷設在各自的匯線槽內,若用同一個匯線槽,中間應加隔板。
c. 從現場接線箱或匯線槽引到本安儀表的電纜敷設在鋼管內,以防機械損傷及電磁感應引起的危險。
d. 本安回路電纜與非本安回路電纜不共用同一接線箱。
e. 多個本安回路或關聯電路共用多芯電纜時,電纜線芯應分別屏蔽。
6.結束語
雖然本安型儀表在儀表匹配、電纜的使用和現場布線等方面有許多特殊的要求,但隨著微電子技術、微處理器技術的迅速發展,工業自動化儀表已趨于低功耗、電子化、小型化發展,更加容易實現本質安全。綜上所述,對于自動化儀表而言,本安防爆技術是一種比較理想的防爆技術,本質安全法也是最安全最可靠的防爆方法,必將被廣泛應用于現場總線智能化儀表及現代工業自動化控制系統中。
參考文獻:
1. 梁剛. 微型紅外氣體檢測儀的研制[D]中北大學, 2008 .
2. 李平. 貿易結算煤氣計量系統研制[D]哈爾濱工業大學, 2007 .
英文名稱:Chemical Sensors
主管單位:中國科學技術協會
主辦單位:中國儀器儀表學會化學傳感器專業委員會
出版周期:季刊
出版地址:湖南省長沙市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1008-2298
國內刊號:32-1406
郵發代號:32-1406
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1981
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
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關鍵詞:綜合飛行/火力控制,計算機網絡,仿真
引言
為了更好地開展現代戰機空戰中自動攻擊引導問題的研究,我們進行了空戰自動引導系統仿真設計。本系統應用分布仿真技術、數據庫技術和虛擬現實技術,采用DSP、高性能工控機及PC機進行設計,研制了戰機空戰中自動攻擊引導仿真系統,用于自動攻擊引導控制律研究與仿真驗證。本文從硬件和軟件兩方面分別予以介紹。
1 系統硬件設計
系統中“我機”除增加了基于DSP設計的飛/火綜合控制器,用于實現所設計的引導控制律之外,“敵”、“我”兩機硬件組成基本相同,如圖1所示。
由圖可見,“敵”、“我”雙機的硬件結構可以分成兩部分:第一部分為模擬座艙,主要由操縱裝置及傳感器、左/右操縱臺和兩塊大屏幕顯示器(視景顯示和虛擬儀表顯示各一塊)組成;第二部分為計算機網絡,由仿真計算機、虛擬儀表計算機和集線器組成。論文參考。
1.1模擬座艙
“敵”、“我”雙機均可進行人工或自動駕駛。人工駕駛時,進行雙機的攻擊演練。自動駕駛時,“我機”可以進行自動攻擊導引。
“敵”、“我”雙機駕駛艙布局相同,駕駛桿、油門桿、腳蹬等操縱部件采用飛機的實裝部件,儀表板為虛擬儀表顯示器。左操縱臺為啟動控制、油門桿,右操縱臺為駕駛儀狀態、氣動參數及飛控系統傳動比等控制/顯示部分。布局如圖2。
駕駛桿、腳蹬、油門桿等操縱部件的操縱信號由相應的位置傳感器以模擬量形式送至虛擬儀表計算機的A/D接口卡;
啟動控制部分包括:系統供電、引導方式選擇、自動駕駛儀啟動、起落架收放控制、襟翼位置控制及風力、風向選擇;
駕駛儀狀態由8個帶燈按鈕和2個撥動開關完成飛控系統各種狀態的控制;
氣動參數與飛控系統傳動比使用20個多圈電位器完成相應參數和傳動比的調整。
1.2計算機網絡系統
計算機網絡系統主要由兩臺工控機和兩臺PC機組成,由網卡和集線器(HUB)組成星形網絡,實現相互間的數據通信。網絡數據傳輸采用TCP/IP協議,采用Windows Socket的Client/Server模式,實現數據傳輸的功能。
PC機、工控機及DSP功能如下:
飛行仿真計算機(PC機) 軟件任務調度;軟件用戶界面的輸入;各種參數曲線的顯示;實時顯示飛機的運動狀態和視景;支持三種視角(座艙、后視、前視);網絡通信。
虛擬儀表計算機(工控機)硬件調參數據的采集;將飛機的狀態實時顯示在虛擬儀表顯示器上;網絡通信。
DSP(飛/火綜合控制器)實時解算“我機”攻擊引導律。
2 系統軟件設計
仿真系統軟件平臺為WindowsXP,所有軟件均建立在該平臺上。在軟件編寫過程中,使用了VC、C++Builder等軟件。所有的程序均使用統一變量名形式,程序都為32位代碼,提高了與操作系統的兼容性和運行速度。
兩臺PC機及兩臺工控機(“我機”與“敵機”各使用一臺PC機和一臺工控機)通過以太網絡聯系在一起,完成仿真任務。飛行仿真計算機主要完成飛機氣動方程和飛行控制律解算、飛機圖像的變換和視景顯示;虛擬儀表計算機主要完成控制信號采集和輸出,座艙內各儀表(氣壓高度表、升降速度表、空速表、馬赫數表、地平儀、航姿器)的顯示。我機的基于DSP技術研制的飛/火綜合控制器完成攻擊引導律的解算。
仿真計算的步長為10ms,視景刷新率為25F/s,儀表刷新率為25F/s。
2.1 軟件結構
所有的軟件均采用模塊化設計,以便于調試和移植。系統包含以下主要的程序模塊:
任務程序模塊 人工/自動引導方式選擇、參數設定;
接口程序模塊 控制量輸入及測量信號輸出;
方程解算程序模塊 飛機氣動方程、飛行控制律解算;
DSP程序模塊 “我機”攻擊引導律解算;
視景程序模塊 飛機圖像的變換和視景顯示;
虛擬儀表程序模塊 座艙各虛擬儀表顯示。
2.2 各軟件模塊功能
2.2.1 飛行仿真計算機軟件功能
通過網絡接收虛擬儀表計算機數據;
實時計算飛機模型的響應及飛控系統輸出;
實時顯示飛機和視景,支持三種視角(座艙、后視、前視);
將飛機位置、速度、姿態等狀態量通過網絡送至虛擬儀表計算機;
顯示飛機舵面動作及起落架收放;
關閉仿真程序;
以曲線顯示雙機飛行軌跡,并可選擇送至打印機輸出。
“我機”任務系統中飛行仿真計算機軟件功能還增加有:通過網絡接收“敵機”姿態及速度、高度等信息;與DSP進行數據傳輸。
2.2.2 虛擬儀表計算機功能
提供軟件操作面板,進行各參數設定;
提供人工/自動引導方式切換開關,實現兩種引導方式轉換;
在硬件方式下通過接口程序采集駕駛桿、油門桿及腳蹬信號的輸入;
通過網絡接收飛機位置、速度、姿態等狀態量數據;
將飛機狀態信息通過虛擬儀表實時顯示;
顯示攻擊引導方式(人工/自動)、自動駕駛儀、起落架收/放相應狀態;
主要飛行參量以模擬信號形式輸出。
2.2.3 DSP飛/火綜合控制器功能
實時計算攻擊引導律;
與“我機”飛行仿真計算機進行數據通信。
3 主要技術難點及解決措施
3.1 系統運行實時性的要求
程序運行過程中需要進行雙機模型仿真、控制律及引導律解算,另外還有控制信號的采集、雙機數據的輸出及處理,所有這些都需要大量的計算,增加了實時仿真的技術難度。為達到系統實時性要求,在系統硬件和軟件設計上均采取了相應的解決方法。論文參考。論文參考。
3.1.1 硬件設計方面
采用高性能的工控主機(P43.0 G CPU, 1024M內存,120G硬盤),提高主機處理能力。
采用高性能DSP(TI公司的16位定點C2000系列TMS320LF2407,性能優良且價格適中)進行控制律和引導律解算。
采用多功能智能型通信接口卡(ADVANTECH研華公司系列產品):PCL-818H(A/D16路單端或8路差分;DI/O16路);PCL-727(D/A 12路;DI/O16路);PCL-711B(A/D8路;DI/O16路)擴展卡PCLD-8115。增強數據處理能力,減小主板CPU負荷。
采用硬件定時中斷卡(PIO-D64),減輕軟件中斷處理負擔。
3.1.2 軟件設計方面
采用主循環加消息驅動的機制,充分利用操作系統后臺處理能力。
采用四階龍格庫塔算法,解算飛機12階微分方程。
線性化微分方程減少系統處理的數據量。
3.2 飛控系統及攻擊引導律實現
飛控系統保證飛機模型的正確實現,優質的飛行控制律設計則是空戰仿真系統中的關鍵之一。考慮到今后對攻擊引導律進一步研究的需要,系統允許“我機”實時選擇不同的引導律進行攻擊引導,以驗證各種攻擊引導律的優劣,從而實現對“敵機”最優的攻擊方法。因此,我們在仿真演示系統的研發過程中,借鑒并采用目前一些成熟的飛控系統仿真和編程技術及成果,在提高研制效率的同時,還大大增強了系統的可靠性與可維護性。
3.3 數據動態刷新與同步
為了進行實時的空戰演示,雙機的高度、速度、姿態等信息需要及時傳輸并處理。系統中數據傳輸采用Windows Socket的Client/Sever模式,此模式可以有效解決網絡中資源、運算能力和信息不對稱的問題,并且為異步通信的進程建立聯系,實現雙方數據的同步。
4 結束語
本文針對雙機空戰模擬實時性及有效性的雙重要求,設計并實現了一種基于工控機和DSP的仿真演示系統。該系統充分利用現代計算機技術、自動控制技術和面向過程編程技術,通過對現代戰機飛控系統有效模擬,實現研究攻擊引導律的完美平臺。經反復調試和驗證,系統性能穩定,工作可靠,可用于自動攻擊引導律工程實現研究。
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關鍵詞:熱控儀表 安裝故障 防治措施
中圖分類號:TS143.223 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(b)-0106-01
1 熱控儀表的安裝以及常見故障
1.1 熱控儀表的安裝
取源部件、儀表部件、控制盤臺、電氣接線、測量表計以及控制裝置等安裝工作是熱控儀表安裝的主要程序,熱控儀表的安裝與土建、主設備的安裝有著密切的關系。
1.2 熱控儀表安裝時常見故障
(1)密封故障:密封故障是熱控儀表安裝過程中發生率最高的。密封故障的一般表現為儀表電源故障、不良和銹蝕造成儀表的無法正常運作,一般電纜接口密封不良會導致粉塵、潮濕氣體或者雨水或其他液體的進入,這是引起密封故障的重要原因。
例如:如果有雨水或者腐蝕性液體流入儀表內部沒有及時處理,時間一長就會造成部分零件被腐蝕。
(2)非人為損壞:調價閥被異物卡主或者磨煤機進口的一場煤塊將溫度傳感器損壞等都是異物造成儀表故障的重要原因,這種故障同樣會造成儀表無法正常工作。
(3)振動:如果儀表固定出現螺絲或者卡套松動、儀表接線不良、焊口裂縫等現象,一旦周邊環境出現振動則有可能會導致儀表出現故障。
(4)腐蝕:由于電廠的環境比較特殊,一些具有腐蝕性的氣體或者液體都能夠對儀表金屬外殼造成化學腐蝕,一旦儀表外殼被腐蝕將會造成螺絲被腐蝕、儀表蓋擰不開的現象,因此工作人員在防治過程中要注意儀表的保養。
(5)回路故障:熱控儀表中回路復雜,線頭較多,熱控儀表接入的負責回路中有些接點出現應該接通而未接通,有些接頭不應接上卻接上的現象都會引起儀表出現故障。
2 故障的特點以及成因分析
2.1 熱控儀表安裝的故障分類
環境影響,密封故障、振動以及腐蝕都屬于環境因素的影響。電廠環境惡劣而且在安裝過程中不可避免的要與其他系統進行配合進行,因此在負責的安裝程序中往往會受到環境的影響,在安裝過程中,應當按照規定和制度并根據實際環境因地制宜。例如在腐蝕性較強的環境中便要注意儀表材料的選擇,防止腐蝕性物質對儀表的腐蝕;在潮濕氣體較多的環境中注意儀表內部元件的干燥,防止短路。
人為因素,人為因素引起故障的方式有兩種:第一便是儀表部件失竊;第二便是儀表維修人員在對儀表進行維修過程中因為不小心對儀表或儀表電纜造成了損壞。為了避免這種人為因素對儀表的損壞,要求維修人員在注意防盜,尤其是體積較小外殼顏色帶有有色金屬的熱控設備更要加強防范的同時,在對儀表進行檢修前及時與熱控工作人員取得聯系并配合檢測,在人為因素中還有一種可能會造成儀表故障,即維修人員維修技術經驗不足,沒有按照操作規范進行維修,因此要想避免這種認為因素引起的儀表故障,就要求維修人員認真學習專業知識和操作規范,培養樹立愛崗敬業的精神,在維護過程中要求維護人員嚴格按照相關操作規范維護。
3 熱控儀表安裝時故障防治措施
(1)由于不利環境會引起熱控儀表故障,因此在訂貨時確保接頭尺寸要與電纜外徑相匹配,同時在設計時一定要咬住保證接頭被密封;如果是在腐蝕性較強的環境中安裝儀表,可以在儀表螺絲口加裝保護措施,或者在儀表材料選擇上選擇對腐蝕性具有一定抗性的材料;如果是在振動環境中工作,可增加橡膠墊或緩沖架,或者通過將儀表移離振動源。
具體案例:某電廠儀表安裝后不久便出現儀表不運作的情況,在排除了安裝時不規范的原因之后經過排查發現儀表內部零件因腐蝕而不運作,從而引起了整個儀表的不運作故障。維修人員在重新安裝時選取了對腐蝕性氣體具有抗性的材料,延長了儀表的使用壽命。
(2)在安裝過程中要嚴格要保證擰緊密封接頭,要嚴格按照相關操作規范進行安裝,不能因為圖省事省時而草率完事。
具體案例:某電廠儀表安裝工作人員在安裝時因為粗心大意,未擰緊儀表一顆螺絲,儀表在運作過程中基部穩定,后經維修人員的排查發現了問題,擰緊螺絲,排除了故障。
(3)可采用硅膠、聚錄乙烯等密封接頭以應對設備不能可靠密封的特殊情況。
(4)如出現回路故障,例如出現電磁線圈不動作的情況,可以用白熾燈并接在不動作的元件上,通過白熾燈能否發亮來判斷回路有無問題。如果白熾燈發亮則說明回路沒有問題而元件本身有問題,如果白熾燈不亮,則說明元件前側回路和后側回路發生了故障。
4 結論
熱控儀表的安裝工作始于汽機、鍋爐等安裝工作是緊密相連同時交叉進行的,由于熱控儀表的施工條件差,因此在安裝過程中一定要特別注意人身安全和防止設備事故的發生。在熱控儀表安裝過程中,施工人員一定要嚴格遵守有關安全規程的規定,不能因為圖省事而不搭設腳手架、不佩戴安全帶、不帶安全帽等。此外,由于在安裝過程中電、火等使用較多,因此還要注意防火,避免在使用電動工具和送電試動工作時觸電。同時,要提高安裝質量,
在盡量避免高低溫、振動、灰塵以及潮濕氣體對施工的影響的同時,保證設備固定可靠、設備布置,電纜敷設,管路敷設整齊,并隨時最好記錄與驗收工作,從而提高儀表的安裝質量。以不斷提高質量和積累資料。
參考文獻
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【關鍵詞】測控技術與儀器專業;畢業設計;過程管理;實物化
一、畢業設計在人才培養中的重要意義
多數高校都把人才培養目標定位為培養“應用型創新型”專業人才,而在應用型創新型專業人才培養過程中,僅靠課內教學是遠遠不夠的,必須要把大學生的專業知識、專業技能、綜合素質的培養融入到日常教學工作的每一個環節之中。“知識+能力+綜合素養”“三位一體”的人才培養模式已經為廣大高校所認可,其中能力的培養主要采用實踐教學的方式。“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”,實踐是提高學生學習能力、動手能力的最主要手段。畢業設計是教學計劃中最后一個也是最重要的綜合性實踐教學環節,是學生在教師的指導下,獨立從事科學研究工作的初步嘗試,其基本目的是培養學生綜合運用所學的基礎理論、基礎知識、基本技能研究和處理問題的能力。測控技術與儀器專業的“厚基礎、寬口徑、重實踐、強能力”的特點,決定了畢業設計是培養儀器儀表行業創新型應用型專業人才的保證措施,搞好學生的畢業設計,對全面提高教學質量具有重要的意義。
二、畢業設計改革的具體舉措
1.確保畢業設計的時間
有些學校將畢業設計安排在第八學期,在這期間還穿插畢業實習,使得畢業設計的時間只有十二三周左右。畢業設計期間還要為就業分散很多的時間和精力,真正用于做設計的時間少之又少,致使畢業設計流于形式,走過場,同學們只是通過查一些資料,寫畢業設計論文而已,起不到畢業設計該起的作用。更有甚者,一些學校不去分析產生這些現象的原因,而是直接將畢業設計作為雞肋,“食之無肉、棄之可惜”,有人在宣稱要取消畢業設計或將畢業設計時間縮得更短。這是一種十分錯誤和不負責任的想法。有益的做法是延長畢業設計時間。有的學校已經將畢業設計改為一年,第七、八兩個學期全部用來做畢業設計;有的學校則是在第七學期進行選題和前期準備,第七學期的課程安排較少,用大量的時間來準備畢業設計,完成前期的方案論證、軟硬件設計所用工具的學習等,第八學期直接進入作品設計制作。這兩種方案都收到了很好的效果。
2.加強畢設過程管理
學風建設是提高學習成績的重要保障,而規范的過程管理是保證畢業設計質量的重要手段。制定科學嚴謹的“畢業設計管理規范”,對指導教師的資格認定、學生資格認定、選題的確定、開題報告、中期檢查、論文、畢業答辨等一系列過程均制定出有效的管理措施并嚴格執行。選題工作采用三級管理,由教研室主任和指導教師共同協商確定畢業設計題目,學生進行自主選題,導師和學生互選后經系主任審核,學院審批并并統一組織相關人員對選題進行論證。在畢設過程中,通過統一中期檢查督促畢業工作進度,通過論文和論文審核與答辨,保證論文質量。
3.提高考核標準,推行“畢業設計實物化”
測控技術與儀器專業屬于儀器儀表類,大多數畢業設計的選題圍繞著測量與控制儀器,其內容涉及到光、機、電、計算機等各個方面,但一般不提倡做大型的設備,如果有必要的話,可以將大型儀器設備進行分解,做其中的關鍵部分,總之選題要求其不但符合專業知識要求,更重要的是現實可行。在進行畢業設計質量考核時,將成績分成三部分,平時成績、論文質量、答辨過程,其中答辨過程不僅只是介紹方案、回答問題,最重要的是進行樣機展示,現場進行實物測試。畢業設計的最主要目的是培養學生運用所學知識解決實際問題的的方法思路和能力,因此“畢業設計實物化”不怕學生抄襲,在制作樣機的過程中,一定會遇到一系列的硬件、軟件上的問題,即使參考各類書籍、網絡資料,只要能夠將實物制作出來,調試成功,就達到了畢業設計的目的。和那些只注重論文內容,空談創新,不進行實際驗證的華麗文章相比,從培養學生的角度講,效果要好得多。
4.加強畢業設計交流,做好總結與傳承
由于每個畢業設計題目都只是專業培養的一個縮影,只有加強同學交流,才能培養全方位的專業知識和能力,除了導師對自己的學生進行分散指導外,全體專業教師對所有本科生進行集中指導,加強參加畢業設計的同學之間的交流,取長補短,既對其它同學的課題有一個相對了解,同時又可以將其它同學的研究思路和方法引入自己的課題之中。吸引低年級的同學參參與到高年級同學的畢業設計之中,一方面讓其了解畢業設計工作的流程,一方面培養其解決專業技術問題的興趣和方法,并通過優秀畢業設計的評選和經驗交流,進行總結和傳承,為下一屆的畢業設計打好基礎。通過畢業設一系列的改革與實踐,特別是“畢業設計實物化”的推行,不僅催生了一批批優秀的學生作品,形成了一形列的教學改革成果,更重要的是提高了學生培養質量,提高了學生的專業能力、就業能力,提高了其綜合素質。
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【關鍵詞】 化工企業 自動化領域進展 評論分析
江化工企業作為我們國家一個相對歷史較久遠的行業,到至今為止,仍然沒有停下發展壯大的腳步,我國的各大化工企業,它們在過去的十幾年當中,為我們國家的經濟社會發展提供了很大的幫助,做出了杰出的貢獻。近幾年來,隨著我國經濟化建設得到了顯著的發展,我們國家的科技水平,也日漸提高了,大量尖端科技的涌入,為我國的化工企業帶來了新的突破和進展,使得我國的化工產業實現了自動化生產;然而,就總體來看,我們國家的化工產業自動化領域還不夠先進和完善,各種自動化化工設備還需要加強完善和改造。
一、我國化工企業自動化發展現狀
化工企業作為我們國家建設當中的重要產業,對國家與社會具有著重要的支撐作用;我國的化工企業,具有較長的發展歷史,到現今為止,我國的化工產業已經形成了大量分門別類的分支產業,所生產的化工制品已經涉及到了國家的各個領域當中;當前我國的化工產業所生產制造的產品主要包括了天氣石油產品、化學礦物質、農用化肥、石油石化工業、天然氣化工、不可再生能源化工、生物化工、純堿、電石、無機鹽化工、有機原材料化工、硫酸、農藥、王水,以及造紙化工、合成橡膠化工和粘合劑等等。
經過長期堅持不懈的發展和與時俱進的制度體系完善,現今我國的化工企業已經研制出了一大批精確細致化的自動化生產設備,其對于化工企業的產品生產與制造提供了有力的幫助,極大的提升了我國化工產業生產制造的質量和效率,就我國當前的各大化工產業中自動化生產控制設備而言,已經在國際自動化設備領域當中達到了較為領先的技術水平了。然而,由于化工企業進行生產制造化工產品所需要的工藝較為復雜,其自身市場當中的化工企業行業又比較多,因此在總體的工藝上也就十分注重工藝的大規模化和連續化;在化工企業進行生產和制造的運行過程當中,企業往往十分重視生產環節的安全性、穩定性,同時由于化工企業生產制造本身具有較長的周期,因此,化工生產也就急需進行優化穩定的運行。化工產品在生產制造過程中往往會處于較為惡劣的環境當中,高塵埃高腐蝕的生產環境以及有毒物質和易燃易爆物質的存在,使得化工企業在生產制造當中遇到了較大的困難,因此我國現今的化工企業急需更加現今的自動化生產設備的介入,來幫助化工企業本身完成發展與進一步的規劃建設。
二、當前我國化工產業自動化生產所存在的問題
2.1化工生產現場儀表問題
當前我國的化工企業自動化生產過程中,經常會出現對材料的稱量、計量等問題;首先,在稱量固體材料的時候,我們經常會用到電子皮帶秤、沖板流量計、核子皮帶稱等各種自動稱量設備;而我們在使用這些設備的過程中,設備往往會處于一種極不穩定,并且十分惡劣的環境當中,再加上長時間的反復測量,因此也就使得儀器的精準度大幅度下降,從而無法有效完成每日所需的稱量作業要求,故障頻發。其次就是氣體的測量問題;在化工生產過程中,我們除了要對固體材料進行稱量以外,還需要對很多中化學氣體進行測量作業,由于氣體本身具有很大的流動性,并且對于氣體的測量沒有較為適合的場地,因此也就在測量過程中產生了許多的問題;對于蒸汽的計量問題,在進行氣體測量的過程中,我們經常會遇到;現今的蒸汽測量,我們經常使用的儀器有孔板、渦街、阿牛巴以及分流旋翼式流量計儀等,然而這些儀表并不是測量蒸汽最為有效的設施,就目前而言,我國還沒有具體的,較為理想的蒸汽測量儀表;另外就是對腐蝕性較強的化工氣體如CL2、HCL等,當前所使用的大多數儀表都無法長期對其進行測量,耗費極大。最后就是對于液體材料的測量問題,我們在對一些腐蝕性過強的化工液體如:王水、硫酸等,在進行測量的時候,由于其本身的濃度不同,因此也會在較大差異溫度的條件下產生不同差異的腐蝕性,這就需要我們所選用的儀表具備較高的抗腐蝕性質,對于儀表的使用和制造而言,是一項嚴峻的考驗;盡管很多的儀器設備在進行制造之前,都會選取比較能夠抗高腐蝕的材料進行制造,然而,由于其所處的作業環境十分惡劣,再加上這些儀表長期表露在外,長此以往下去,這些儀表結構當中較為脆弱的環節就會發生侵蝕,從而導致儀表無法正常工作,或因各種故障而失靈。
2.2自動化設備系統方面問題
使用較為尖端科技的生產自動控制設備和技術,往往能夠在很大程度上減低裝置自動生產時所帶動的額外消耗,從而有效的提升自動化設備高效作業的潛力;然而就目前的我國化工企業自動化設備的系統來看,DSC死機的現象較為嚴重,據調查數據顯示,我國內部制造的各種類型、品牌的DSC都在一定程度上存在著突然死機,無法工作的狀況,這其中不單單只有硬件方面的問題,同時系統的軟件設施上也存在著相當大的隱患。
三、我國化工企業增強自動化發展的有效措施
依據當前我國化學工業生產自動化的實際狀況以及自動化領域未來的發展方向和趨勢來看,我國的化工企業自動化領域想要得到有效的發展,就需要從以下幾點來進行:
3.1重視化工生產儀表問題
當前我國的化工企業生產的自動化儀表設備經常會在作業環節出現各種問題,這就需要我們的化工企業管理層人員加強對于化工儀器儀表的認識和重視,并對當前所存在的腐蝕問題、生產環境問題、自動化儀表計量作業問題等展開具有針對性的研究方案,爭取從根本上盡快解決當前儀表設備在生產和計量過程中所存在的隱患問題,從而真正有效的提升生產現場的儀表開標率以及設備的精準性和完整性。
3.2加大對自動化生產設備系統的完善
我國化工企業的自動化生產制造系統存在著許多的漏洞,除了硬件問題外,還有軟件上的一些隱患,這些都使得我國的自動化生產制造設備在作業過程中經常產生突況,從而使得生產制造出現障礙;對于這一現象所引發的問題,我們應該增強對DCS,PLC等設備系統的深入研究,只有真正使其高效發揮實際作用,才能夠從根本上提升設備的功能和使用率;在日常的作業過程當中,我們的相關技術人員應該積極主動的對設備進行檢查,以便于能夠及時的找到DSC系統故障卡死的根本原因,從而真正從根源上設計出一整套有效防止設備系統因硬件或軟件原因發生死機問題而無法工作的有效措施,只有這樣才能夠從整體上,全面的提升DCS等自動化生產設備系統的整體水平。
四、結束語
總而言之,我國當前的化工企業在自動化生產領域的發展建設還不太完備,對于國際上先進的化工生產企業而言,我國的化工企業還不夠自動化,化工企業各方面的自動化設備機能都有帶提升,只有與時俱進,才能夠真正的使我國化工企業自動化領域得到全面完整的發展
參 考 文 獻
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英文名稱:Techniques of Automation and Applications
主管單位:黑龍江省科學院
主辦單位:黑龍江省科學院自動化所;黑龍江省自動化學會
出版周期:月刊
出版地址:黑龍江省哈爾濱市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1003-7241
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