工业仪表论文范文

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2冶金工业控制仪表的应用

目前，冶金工业现场已经很少使用模拟式控制仪表，取而代之是模拟数字混合式的智能控制仪表，其传输信号是4～20mADC和HART或(Foundationfieldbus、Profibus)等，近年全数字式的现场总线控制仪表也得到了应用。要实现生产过程自动控制，必须由变送器、控制器和执行器等三种核心仪表，再附加某些辅助仪表构成过程控制系统。下面根据对十几家企业的调查，主要介绍冶金工业生产过程中控制仪表的应用情况。

2．1变送器类控制仪表

冶金工业应用变送器检测的物理参数主要是温度、压力、流量、物位等四大热工参数。一般来说，压力类变送器可以实现压力、差压、液位、流量等参数的检测。目前，冶金企业采用的压力类变送器多数是横河川仪、威尔泰、西仪、北京远东、德国E+H、Honey-well、ROSEMOUNT、YOKOGAWA等仪表生产厂家生产的智能压力/差压变送器，这类仪表一般输出4～20mADC模拟信号，同时采用HART协议以数字信号输出现场仪表信息，可以通过支持HART协议的手持终端或现场通信器与变速器进行数字通信，实现远程设定零点和量程等组态操作。有些仪表除了支持HART协议，还支持其他通信协议，如横河川仪的EJA系列差压变送器还支持BRAIN协议、FF和PROFIBUS协议，可以通过BRAIN手操器或CENTUMCS/μXL或HART275手操器相互通讯，通过它们进行设定和监控等;Honeywell的ST3000/900系列全智能在线式压力变送器还支持FF、DE协议，可与霍尼韦尔的ExperionPKSTM集散控制系统和智能现场通讯器(SFC)实现双向数字通讯，消除了模拟信号传输误差，方便了变送器的调试、校验和故障诊断。鉴于生产过程对流量精确测量的要求，有些企业选用多参数流量变送器，在测量流量的同时实现对流量的压力和温度补偿，如中冶京诚(营口)装备技术有限公司使用的加拿大SAILSORS的智能压力变送器是V10F多参数质量流量变送器，传输信号是4～20mADC和HART，采用实时全参数动态数字补偿技术(实现温度补偿功能)和满量程静压补偿技术，实现更高精度和宽量程比。企业使用的温度变送器主要是一体化温度变送器、普通温度变送器和变送器模块。重庆迪洋的DAD系列变送器、深圳万讯的温度变送器都属于普通温度变送器。SBWR/Z系列一体化的热电偶/热电阻温度变送器，它是DDZ－S系列仪表中的现场安装式温度变送单元，它采用二线制传送方式，输出与被测温度成线性的4－20mA电流信号。变送器可以安装于热电偶、热电阻的接线盒内形成一体化结构，也可单独安装于仪表盘内作转换单元。南京菲尼克斯电气有限公司的MCR－SL－PT100－UI，是可组态的3端隔离温度测量变送器，适用于根据IEC60751，采用2，3和4线连接技术连接Pt100热电阻，可输出4种模拟电压和模拟电流信号。西仪集团等仪表生产厂家生产了多种类型的智能温度变送器，具有HART协议和FF通信功能，便于连接现场通信装置和组成DCS系统，具有较好的应用前景。

2．2控制器类控制仪表

目前，多数企业主要使用DCS和PLC实施控制，常用的控制器有SIEMENS的S7－300、400系列PLC，AB公司的PLC，Honeywell的PKS、TCS型DCS，YOKOGAWA的DCS，浙大中控的SUPCON，和利时的DCS等。有些企业还使用国产的智能调节器及普通的显示调节仪等，如，中冶京诚(营口)装备技术有限公司使用上海岛电自动化控制系统工程有限公司PID调节器、江阴众和电力仪表有限公司的智能温度调节仪，天津市中环温度仪表有限公司的XMTW4000系列智能显示调节仪，百特XMB52U6P智能温度调节仪等。

2．3执行器类控制仪表

各企业使用的执行器比较繁杂，某炼铁厂目前使用的DKJ型电动执行器约占44%，奥托克的IKM系列执行器(德国技术)约占18%，其他国内不同厂家如鞍山热工仪表调节阀有限公司、鞍山拜尔自控有限公司、大连新科执行器厂等生产的不同型号的执行器占38%。目前，电动执行器的生产厂家较多，产品的质量标准良莠不齐，特别是存在仿冒产品，企业在选用执行器时，往往选择有规模、有资质、知名度高的企业产品。有些企业最近设计选用的执行器主要有英国Rotork、德国四门子公司SIPOS、重庆川仪等厂家的电动执行机构和气动执行机构。当用户对阀门控制精度要求高，或者工作环境复杂、以及需要实现远程控制，一般都选择智能型阀门电动执行器。

2．4辅助控制仪表

要构成过程控制系统，除了变送器、控制器和执行器等核心仪表外，还需要配置显示记录仪表和其他辅助控制仪表，辅助控制仪表主要有电源箱、配电器、隔离器、操作器、安全栅、阀门定位器等。目前，企业使用的各类辅助仪表主要是国产的DDZ－Ⅲ/S型仪表，有些企业选用了智能操作器和HART安全栅，如包钢集团使用国产DFP配电器约占47%，现场评价很好。有些企业选用国外的安全栅和阀门定位器，如本钢炼铁使用P+F公司Z787H齐纳安全栅和SIMMENS的6DR50系列电气阀门定位器，包钢集团使用日本koso的EPA/EPB系列电气阀门定位器和SIMMENS的Ps2、6DR50系列电气阀门定位器，现场评价很好。

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论文关键词：人力资源；内部营销；顾客

一段时间以来，不断有报纸、电视节目、网络等各种新闻媒体报道有关“民工荒”的问题，而且波及面正在不断扩大。这里“民工荒”中的民工主要是指农民工，是指一般的普通工人，就目前来看主要是一些劳动密集型的制造企业受到“民工荒”问题的困扰。这种现象固然与民工工资水平低、工作环境差、企业拖欠民工工资以及国家加大扶持“三农”力度的宏观政策等因素有很大的关系，但笔者认为这里面有其更深层次的原因，主要是这些企业尽管是以市场为导向参与市场竞争，但却仍以其自身为中心作为企业与其员工之间内部营销的导向。目前，虽然大多只是劳动密集型的制造企业受到“民工荒”的困扰比较严重，但其它非劳动密集型企业和服务型企业，包括民营企业在内也应当从中引起高度关注，这些企业如果没有由此引起对选择正确的企业与员工之间内部营销导向的足够重视，将可能会受到另一场更为严重、更为深刻的、另一种性质的“民工荒”的困扰，它将不再仅仅是农民工的短缺问题，将可能从低层次的普通人力资源的短缺上升到较高层次的人力资源的短缺，这种短缺虽不是真正意义上的短缺，但对企业个体来说却很可能是一种致命的打击；另外，自中国加入WTO以来，在很多领域已经逐步放开，很快就会有更多的具有观念优势的中小型外资企业到中国来投资、发展，将使得这一问题变得更加复杂化和激烈化。如此一来，企业在激烈的市场竞争中越来越面临生存危机，当生存都成了问题，发展就更无从谈起了。因此，做好以员工为中心的内部营销，是现今企业寻求发展的一种必然选择。

一、企业与企业的员工

企业是一个创造财富的经济实体，是利用各种有效资源来实现自身目标的主体。毫无疑问，有企业必然要有员工，没有员工的企业是不存在的，也没有存在的意义，因为只有“人”这一要素才是创造剩余价值的唯一源泉，企业的价值是由员工创造的。企业总是以能够及时提供顾客满意的产品（或服务）给顾客，作为企业参与市场竞争并从中获得利益的利器，但必须清楚的是，企业在向市场提品（或服务）参与竞争的过程中，从市场信息的获取到产品（或服务）概念的形成、产品（或服务）的开发、设计、生产、销售、售后服务等一系列经营活动过程，自始至终都必然有企业员工的参与，因此，如果没有满意的员工，也就不会有满意的顾客，这在以服务性质为主的行业更是如此，而如果企业没有满意的顾客，自然也就失去了市场，从而失去竞争获胜的机会。就像营销学者罗森布拉斯和彼得在《顾客是第二位的》一文中所阐述的那样：企业要想真正使顾客满意，必须使企业的员工位于第一位，而不是企业的顾客。

作为企业的员工，首先，它是以“自由人”存在的，作为资源，它是具有创造性的关键资源——一种活的资源，它可以自由流动，可以被企业利用，也可以不被企业利用。其次，它才是依附于企业的员工，作为企业一个重要的组成部分而存在。员工依附于企业的目的是通过自身在企业中付出的努力，来获得员工所需要欲望的满足，同时，员工本身又具有社会性和复杂性，它的需求是一种动态的、变化的，具有多样化和个性化的性质。

在财富的创造过程中，企业是主导性的和组织性的，是利用和消耗资源的主体，企业要实现自己的目标就必须利用员工这一种活的资源，正因为人力资源是活的和有思想的资源，所以企业要利用它就必须首先考虑怎样使它获得满意。而员工是依附性的，通过依附于企业来实现自身需求的满足。因此，企业只有选择以内部顾客——员工为中心作为内部营销导向，把员工的个人需求和组织以市场为导向参与市场竞争的需求统一起来，经营好企业与员工之间的内部关系，才能使员工和企业都能达到满意，取得双赢的结果，只有这样，企业才能得到可持续发展，最终实现战略目标。

二、影响企业与员工关系的几个方面

（一）经济利益

经济利益主要是讨论员工的工资问题。员工在企业的经营过程中付出努力后，最直接的、感受最强烈的回报体现就是所得到的工资，工资是满足员工物质文化、精神文化等多种需求的经济基础，也是最容易、最直观的可以进行相互比较的，因此，工资是关系到员工对企业能否满意的一个非常关键的影响因素。首先企业应当付给员工足够和合理的工资，员工才有可能对企业感到满意，这样的工资当然肯定不能是最低的，但也不一定需要是最高的，高工资并不必定能使员工感到满意，因为给付的工资其中还包含有公平性的内容。

公平性有企业外部公平性和企业内部公平性两个方面。外部公平性考虑的不仅是要在同行业、地区中作比较，还包括其它不同行业的参考以及国家宏观政策的影响，同时由于人力资源流动通道畅通性的不断发展提高，以及信息技术的日益发展，也应该考虑社会生活水平的高低因素。内部公平性考虑的主要是工作岗位和绩效两个方面的因素，没有岗位的对比与考核评价就无所谓公平，也很难做到相对公平，因此对于工作岗位很重要的一环就是应该对岗位做出工作分析，这样，工作评价才有依据的基础，才能比较出不同岗位的相对价值，使在不同价值岗位工作的员工能得到不同的待遇，这样，公平才有基础；有了工作评价，绩效的考评也才有真正的意义，才能使做出不同绩效的同一价值岗位的员工得到不同的待遇，这样内部公平性才能实现。

经济利益还应当考虑的另一方面，就是企业在力求外部公平性时导致的企业的人力资源使用成本的上升问题。有调查显示，目前中国的产业结构中劳动密集型的制造企业比重还比较大，而且包括非劳动密集型制造企业和服务型企业在内的很大一部分企业，目前的管理水平还是比较低下，管理手段也很简单，这就会导致企业为解决外部公平性时，使人力资源的成本上升，随着越来越多的外资企业进入中国参与竞争，这种成本的上升将会更加明显。因此，企业应该意识到，通过提升自身的管理水平以及生产技术含量，来提高单位人力资源的劳动生产率，以减轻企业人力资源使用成本上升带来的压力，同时，这也符合国家产业结构调整的宏观调控政策。

（二）关于发展

发展主要是讨论员工的发展问题。员工在努力工作的过程中，总是希望能得到的待遇越来越好，因为这样可以使更多的或新产生的需求得到满足。员工的这种愿望可以通过两个方面来实现：一方面，是随着企业的发展和经营效益的提高，企业内部总体待遇提高了，员工的待遇也就随之提高；另一方面，是除了努力工作外，自身能力能够得到发展提高，自身的就业和工作能力提高了，从而能在企业内部找到更大的发展空间或者到其它企业获得更好的发展，这样，员工的待遇同样也可以得到提高。从这两个方面来看，员工更重视的是后者，因为通过自身能力的发展来使待遇得到提高，更具有自主性和保障性。学习是员工自身能力不断提高的一条重要途径，因此，员工在企业中是否能得到适当的学习机会和学习时间，也就成了影响员工满意度的另一个重要因素。

员工需要一个不断发展的企业，企业同样也需要有能力且不断发展提高的员工，这是双方都受益的一种局面。但目前，有很多企业在关于员工的发展方面考虑得很少，主要是担心一旦开发培训员工使其能力得到提高后，员工很可能就会辞职“另谋高就”，造成企业开发人才成本上升的结果，从而也使人力资源管理的综合成本上升，是不值得的，所以也就不主张为员工提供更多的学习机会和时间，而是以同样的想法去获取别人培养出来的人才。其实这种担心不必要。这样最终不但不能获取人才还会给企业带来更大的、无形的损失。因为这样的企业对人才并不具有吸引力，即使能从外部获取人才，在企业同样也得不到学习和提高，结果人才会再次选择离开，使人力资源的管理成本同样上升，不仅如此，由此还会影响到企业内部员工的积极性，同时内部员工也由于没有学习机会和时间，能力上得不到提高，使内心产生压力从而产生对企业的不满意，也可能做出辞职的选择。出现这种结果对企业和员工来说其实都是一种损失。

企业需要发展，员工也需要发展，企业应当更多地考虑为员工提供更多的学习机会和时间，应当充分重视对人力资源的开发和利用的管理，更多的考虑提高对人力资源的使用效率，使员工在自身能力提高的同时，也同样更好地为企业创造财富；使企业发展的同时，员工也得到其所期望的发展。（三）社会方面

社会方面主要是讨论社会价值观与个体价值观的问题，每一个员工的价值观都包含有社会性的和个性的两个相互影响的部分。社会价值观是由社会上个体价值观的普遍性抽象构成的，社会价值观是个体价值观的一部分，但社会价值观导向反过来也是影响员工个体价值观的一个很重要的因素，从而影响员工社会化需求的内容及其变化。社会价值观具有地区性和民族性特点，不同地区、不同民族具有不同的内容，企业应当根据不同地区和民族特点给予足够的重视。个体价值观包含有社会价值观，但又有独立于社会价值观的部分，个体价值观影响员工个性化的需求内容及其变化，这也是企业应当对员工个体价值观引起重视的更为具体的内容。因此，企业应当结合社会价值观与员工的个体价值观的不同内容，以求满足员工多样化、个性化的需求来促使员工的满意。

价值观是文化的一种反映，不同的文化反映出不同的价值观。目前，社会存在文化的多元性是一种必然，也是一种趋势和要求，文化本身并没有正确与错误之分，都有其优势与不足，只有尊重多种文化并存，才能使具有不同文化背景的员工都能感到满意。因此，企业应当充分整合和利用不同文化的优势，形成具有优势竞争力的企业文化。借助这种良好的企业文化反过来影响员工的个体价值观，从而为企业创造一种团结、融洽、上进和具有共性的工作环境和氛围，树立良好的企业形象，这是企业形成核心竞争力的又一个非常关键的因素，也是最终为企业总体战略目标的实现做出重要支持的关键因素。

三、沟通

沟通是涉及到人与人之间关系营销的多种工具中一个非常重要的工具。沟通是指可理解的信息或思想在两个或两个以上的人群中传递或交换的过程，在这个过程中，人们通过书面语言、口头语言和行为语言等方式，进行交流信息、获取信息、解释信息、共享信息的活动。沟通具有解释性、说服性与引导性的功能，有效的沟通是使沟通双方之间在进行沟通磨合之后，相互之间产生理解与信任，愿意为共同的目的或目标而共同承担责任并为之做出努力。

在企业与员工之间，因为信息不对称的存在，沟通就显得更为重要。如果沟通不畅，一方面，即使企业做出员工所期望的，或者能满足员工新的期望的工作，也不一定就能使员工感到满意，因为员工不理解或不知道企业所做的工作到底是为什么；另一方面，即使企业有意为使员工获得满意做出更多的工作，但所做的也不一定是员工所期望的，因为企业并不一定确切知道，或者并没有把握好员工所期望获得的满足是什么。为了解决这一问题，唯一的办法就是借助沟通这一重要的工具。

沟通不仅是员工的需要，也是企业做好内部营销的需要，因此，企业应当建立良好的沟通渠道。沟通具有双向性，企业要建立双向的沟能渠道，既要有上行的沟通渠道，也要有下行的沟通渠道，这是有效沟通的前提，也才能解决因信息不对称所带来的一系列问题，才能统一并共享双方的信息，使企业与员工都能更透彻的互相了解，沟通的目的才能达到。

参考文献：

［1］[美]菲利普·科特勒著，梅汝和、梅清豪、周安柱译.营销管理[M].中国人民出版社,2001:3-73.

［2］[美]劳伦斯S.克雷曼著，孙非等译.人力资源管理[M].机械工业出版社,1999:216-227.

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中图分类号：TQ056；TE967 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0105-01

1 石油化工工业

石油化工工业是由化学工业发展而来，石油化工指以石油和天然气为原料，生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品主要包括各种燃料油和油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气（如丙烷、汽油、柴油等）进行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料（约200种）及合成材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品，习惯上不属于石油化工的范围。

2 石油化工自动化

石油化工自动化也分炼化自动化、油气田自动化、海上平台自动化及输油、气管线自动化等分支。从20 世纪60 年代起，我国在引进、消化、吸收基础上，已经形成了石化工业和创新体系。2006年9 月投产的茂名年产100 万吨乙烯工程，新建裂解装置国产化率达到了 87.8%。目前我国在裂解技术、有机原料生产技术和聚合技术三大领域均有了一批自己的专利技术。炼油厂的燃料产品中，压缩天然气（CNG）和液化石油气（LPG）等气体燃料将成为21 世纪汽车的主导能源，加上天然气原料增加因素，对于炼化工业的工艺会有一定影响。由于节能、环保、有效利用资源的要求，石化技术正出现新的突破，即出现第二代石化技术。

3 自动化仪表及系统

3.1 自动化仪表

自动化仪表主要有压力仪表、温度仪表、物位仪表和流量仪表四种。

①压力仪表压力范围为负压到 300MPa（高压聚乙烯反应器）压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理，而且可用于脉动介质、高温介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量，精度可达 0.1 级。

②温度仪表石化现场设备介质温度一般都需要指示控制，温度范围为-200℃到 +1800℃.大多数采用接触式测量.在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代，最常用的是热电阻、热电偶。

③物位仪表在石化行业一般以液位测量为主，由于测量过程与被测物料特性关系密切，物料仪表没有通用产品，按测量方式分为直读式、浮力式、辐射式、电接触式、电容式、静压式、超声波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等。

④流量仪表如今所说的流量，不是一般的流速，是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量，另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量（流量积算仪）。

3.2 其他仪表

3.2.1 分析仪和在线过程分析仪

从工艺上看，生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证，只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格，所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。又从环境保护的角度看，排放的物质也是要分析和在线监测的。多变量控制已在炼油，石化行业开始进入生产阶段，它以DCS为基础，可以是独立的，也可以是一个软件包，它与多变量动态过程模型辨识技术，软测量技术有关，多采用测控与PID串级控制相结合方式等。

目前在炼油厂中，对于分析仪器和在线过程分析仪的需求很旺盛，分析仪器的高科技含量，特别是对多学科配合要求高等，使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大，主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。

3.2.2 执行器

由执行机构和调节机构联动构成。石化行业经常使用的是气动执行器，少数液动执行器，其中气动薄膜调节阀又是最常用的，另有少数气动活塞、气动长行程执行机构。调节机构（阀）由阀体、阀芯、阀座、上阀盖等构成，其中阀芯有平板、柱塞、开口3种类型。按阀体结构分调节阀的产品有直通单座、直通双座、三通型、隔膜型、软管阀、阀体分离阀、凸轮挠曲阀、超高压阀、球阀、笼形阀等。

3.3 控制和安全系统

①常规控制石化工业自动化的连续控制、批量控制、顺序控制的基本控制策略没变。其中主要为连续控制，或称反馈控制、回路控制，仍然以 PID 调节为基础，功能块之间连接可以是多重串接、选择性连接、并联连接，自动补偿、自动跟踪、无扰切换，多配方自动改变参数或功能块连接方式。它能在保持系统稳定的基础上满足复杂参数的计算、综合指标的显示和监控，从而帮助操作人员实现回路操作、单元操作应付多种燃料变化、原料变化，实现生产指标、节能指标，保证环保运行，完成大型装置的开、停车、一般故障处理及一般连锁保护。但石化行业目前的主流控制策略仍是适应多回路控制站的功能块复杂组态能力的控制策略。

②智能控制和优化在现代控制论的推动下，各种智能化算法应运而生，其中除智能 PID 控制器外，多变量预测控制已在炼油、石化行业开始进入生产实践阶段。

③人机界面目前石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室，而且最终是以 CRT 或 LCD 屏幕显示为主，辅以少数显示仪表和指示灯，以鼠标、键盘操作为主，辅以触摸屏及少数旋钮和按钮，工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入 DCS 操作站的屏幕。

④安全仪表系统石化装置由于大型化、连续化及工艺过程复杂、易燃、易爆、对环境保护要求高等原因，安全性要求日益提高，由 DCS 等设备完成安全连锁保护的方法，在某些企业已经不能满足要求，所以紧急停车系统（ESD）等为 DCS 之外的单独设备。此外还有火灾和可燃气体监测系统（FGS）、转动设备管理系统（MMS）；特别是压缩机组综合控制系统（ITCC，因其防喘振而特殊）等。现在自动化仪表行业兴起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全仪表系统（SIS），正是为了进一步满足石化企业的需求而开发的。它是在安全总概念下，不同于3C强制安全认证、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是专门的工程解决方案，它连续在线运行，当侦测任何不安全过程事件时，能够立即采取行动，以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整性等级（SIL）等，正确选用 SIS（或直接称 ESD）系统。

结语

近几年来，我国在自动化仪表的发展取得了巨大进步.现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能，影响了控制网络的体系结构，其适应性越来越强，功能也越来越丰富。

参考文献

[1] 期刊论文李桢.Li Zhen 自动化仪表系统供电方案的改进-石油化工自动化2008，44（6）.

[2] 陆德民.石油化工自动控制设计手册（第三版）.化学工业出版社，2000，2.

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主管单位：中国科学技术协会

主办单位：中国仪器仪表学会;上海工业自动化仪表研究所

出版周期：月刊

出版地址：上海市

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种：中文

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本：大16开

国际刊号：1000-0380

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篇5

主管单位：沈阳仪表科学研究院

主办单位：沈阳仪器仪表工艺研究所

出版周期：月刊

出版地址：辽宁省沈阳市

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种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1002-1841

国内刊号：21-1154/TH

邮发代号：8-69

发行范围：

创刊时间：1964

期刊收录：

SA 科学文摘(英)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

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1.引言

随着石油、化工等产业的飞速发展，防止事故性爆炸的发生已成为十分突出的问题，在许多化工工业过程中，需要处理一些易燃易爆的工艺介质，为确保生产现场的安全，工业过程自动化仪表正扮演着越来越重要的角色，它们除了必须实现正常的生产过程测量与控制功能外，同时还起到安全检测和联锁保护的功能。因而，对于爆炸性危险场所，自动化仪表及其系统自身的电气防爆是设计人员必须关注的安全问题。免费论文参考网。

对于自动化仪表，最常用的防爆形式是本安型、隔爆型和增安型。由于本质安全型(简称本安型)防爆形式与其他防爆形式相比，不仅具有结构简单，适用范围广，而且还具有易操作和维护方便等特点，因此这种通过抑制点火源能量为防爆手段的本安型防爆仪表已被制造商和用户所接受，得到了更为广阔的推广和应用。免费论文参考网。

2.仪表防爆原理

当下列三个条件同时满足时，爆炸就会发生：

a. 现场存在易爆物质，如易爆气体。

b. 现场存在氧气。

c. 现场存在引爆源，如足够能量的火花或足够高的物体表面温度。

显然，消除上述三个条件中的任何一个，就能防爆。由于氧气无处不在，难

以控制。所以，控制易爆气体和引爆源为两个最常见的防爆原理。而在仪表行业还有第三个原理，即控制爆炸范围。

2.1 原理一 控制易爆气体

人为地在危险现场营造出一个没有易爆气体的空间，将仪表安装其中，典型代

表为正压型防爆方法EX p。

2.2 原理二 控制爆炸范围

人为地将爆炸局限在一个有限的范围内，使该范围内的爆炸不至于引起更大

范围的爆炸，典型代表为隔爆型防爆方法EX d。

2.3原理三 控制引爆源

人为地消除引爆源，即消除足以引爆的火花，又消除足以引爆的仪表表面温升，典型代表为本质安全（本安）防爆方法EX i。

3.仪表本安防爆技术的原理和级别

3.1 本安防爆技术原理

电火花和热效应是引起爆炸性危险气体爆炸的主要点燃源，本安就是通过限制电火花和热效应两个可能的点燃源的能量来实现的。对于各种爆炸性危险气体，都有其最小点燃能量。在正常工作和故障状态下，当仪表产生的电火花或热效应的能量小于最小点燃能量时，就不会点燃相应的爆炸危险气体而产生爆炸。因此，本安防爆技术实际上是一种低功率设计技术，原理是从限制能量入手，可靠地将电路中的电压和电流限制在一个允许的范围内，以保证仪表在正常工作或发生短接和元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不致于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。

3.2 本安防爆的级别

本安仪表及其关联设备，按其使用场所和相连场所的安全程度可分为ia和ib两个级别。

ia级是指在正常工作、一个计数故障和二个计数故障情况下均不能点燃爆炸性气体混合物，即ia级仪表在最大考虑二个计数故障情况下也不至于产生安全失效。

ib级是指在正常工作和一个计数故障下不能点燃爆炸性气体混合物。

国际电工委员会(IEC)规定，在危险程度最高的危险场所0区，只能采用ia等级的本安防爆技术。因此，本安防爆技术是一种最安全、最可靠、适用范围最广的防爆技术。

4.本安系统的设计

4.1 本安系统的构成

本安系统是通过限制电气能量而实现电气防爆的电路系统，且不限制使用场所和爆炸性气体混合物的种类，具有高度的安全性、维护性和经济性。

本安防爆系统由三部分组成:现场本质安全仪表、本质安全电缆及本质安全关联设备。现场仪表包括各种安装在危险场所的一次检测仪表，以两线制变送器为代表的本质安全点电缆带有专用接地线，以耐久性的纯蓝色与其它电缆相区别;关联设备包括齐纳式安全栅、隔离式安全栅、其他形式的具有限流、限压功能的保护装置。能将窜入到现场本安设备的能量限制在安全值内，从而确保现场设备、人员和生产的安全。免费论文参考网。

4.2 本安系统的设计要求

4.2.1本安电气设备的选用原则

a. 简单设备 按照《爆炸性气体环境用电气设备(GB3836-2000)》，对于电压不超过1.2V，电流超过0.1A，其功率不超过25mW的电器设备可视为简单设备，他们的典型特点是仪表设备的内部等效电感Li=0,内部等效电容Ci=0。此类设备可直接应用在现场。

b.本安电气设备。安装于危险场所的现场设备、必须明确以下问题:

①. 是否已按照GB3836-2000要求设计并已被国家防爆检验机构认可的本安电气设备。

②. 防爆标志规定的等级是否适用于使用的危险场所的安全要求。

③. 本安电路是否接地或接地部分的本安电路是否与安全栅接口部分的电路加以有效隔离。

④. 信号传输的方式及本安电气设备的最低工作电压和回路正常工作电流。

在明确以上问题的基础上，选择相对应的安全栅。

4.2.2关联设备的选用原则

a. 关联设备的防爆等级必须不低于本安现场设备的防爆标志的等级。

b. 确定关联设备的端电阻及回路电阻可以满足本安现场设备的最低工作电压。

c. 关联设备的本安端安全参数能够满足本安防爆参数条件。

d. 确定关联设备类型。

e. 根据本安现场仪表的电源极性及信号传输方式选择与之相匹配的关联设备。

4.2.3连接电缆的选用原则

用于本安系统中连接本安现场设备与安全栅的连接电缆，其分布参数在一定程度上决定了本安系统的合理性和使用范围。目前很多国内的电缆生产厂家生产专为本安系统设计的特殊电缆，选用起来比较方便。

本质安全电缆是一种低电容、低电感的电缆、与其它电缆相比具有优异的屏蔽性能和抗干扰性能，适用于爆炸危险场所及其它防爆安全要求较高的场合。在使用中应注意以下几点:

a. 本安线路内的接地线与屏蔽连接线要可靠绝缘。

b. 信号回路的接地点应在控制室侧，当采用接地型热电偶和检测部分已接地的仪表时，控制室侧不再接地。

c. 屏蔽电缆的备用芯线与电缆的屏蔽层，应在同一侧接信号回路地。

5.本安系统现场布线原则

a. 本安电路的线路，应与非本安的线路分开敷设，并应有蓝色标志。

b. 从控制室到现场的本安电缆与非本安电缆分布敷设在各自的汇线槽内，若用同一个汇线槽，中间应加隔板。

c. 从现场接线箱或汇线槽引到本安仪表的电缆敷设在钢管内，以防机械损伤及电磁感应引起的危险。

d. 本安回路电缆与非本安回路电缆不共用同一接线箱。

e. 多个本安回路或关联电路共用多芯电缆时，电缆线芯应分别屏蔽。

6.结束语

虽然本安型仪表在仪表匹配、电缆的使用和现场布线等方面有许多特殊的要求，但随着微电子技术、微处理器技术的迅速发展，工业自动化仪表已趋于低功耗、电子化、小型化发展，更加容易实现本质安全。综上所述，对于自动化仪表而言，本安防爆技术是一种比较理想的防爆技术，本质安全法也是最安全最可靠的防爆方法，必将被广泛应用于现场总线智能化仪表及现代工业自动化控制系统中。

参考文献：

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引言

工业垃圾是指工业生产过程所产生的废弃物。与生活垃圾相比，工业垃圾的破坏性更强，且工业垃圾处理过程有可能对生活环境造成破坏，因此必须高度重视对工业垃圾的处理。常见的工业垃圾处理技术包括焚烧处理、固化处理、卫生填埋等，但工业界往往把焚烧技术看作工业垃圾处理的最终选择。若想有效控制工业垃圾焚烧处理的效果，则必须提高对工业垃圾焚烧过程的控制。随着计算机技术的发展，自动化技术也呈现出迅猛发展的势头，同时工业垃圾焚烧自动化运作对热工仪表功能及性能的要求也越来越高，如此便要求热工仪表必须尽快从技术角度及设备角度进行改进。为此，文章作者结合实践经验，浅析工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用。

1 工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的概况

热工仪表是指热工控制仪表，此乃工业垃圾焚烧的中枢系统，同时也是实现热工自动化的重要部件。工业垃圾焚烧的热工仪表是指用来捕捉及调控工业垃圾焚烧运作参数的控制性仪表。此热工仪表是由高智能型设备仪表、现代电子信息技术及热能控制理论有机结合而成，具体包含程控仪、变换器、传感器等部分，同时各部经电缆线连接起来，由此确保连接线路的完整性及控制系统的可靠性。据此可知，工业垃圾焚烧热工仪表的最大优势是把高新热能工程理论与智能化监管能力结合起来，由此实现工业垃圾焚烧运作的科学性、可靠性、经济性。目前，市面销售的热工仪表的种类较多，比如气动型、电动型、液动型、混合型、自力型热工仪表（按能源分类）；DCS型、组装型、单元组合型、基地式热工仪表（按结构分类）。工业垃圾焚烧热工仪表自动化运作是指工业垃圾焚烧过程，对数据的测量及信息的计算处理进行自动化调控，同时实现自动预警等。实践证实，工业垃圾焚烧的热工自动化仅依靠热工控制仪表及相关自动化设备便可实现。因为工业垃圾焚烧运作过程，热工仪表发挥着关键性的作用，因此热工仪表的选择必须慎重，同时必须确保所选热工仪表的质量及性能，由此改善热工仪表的自动化条件。为此，下文着重谈论工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用现状。

2 工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用现状

跨世纪以来，我国工业经济呈现出迅猛发展的势头，同时对工业垃圾的高效处理也变得十分迫切。除此以外，工业垃圾焚烧技术的改进也带动着热工仪表的更新换代，比如自动化控制技术，进而实现热工仪表性能更好且运行更可靠，并最终实现工业垃圾焚烧效率最大化。

据调查结果显示，DCS系统现已被广泛应用到工业垃圾焚烧领域，且此系统对提升热工仪表自动化控制的安全适用性及经济可靠性非常重要，同时也对提高热工仪表自动化控制水平意义重大。DCS系统（又称集散型或分布式控制系统）是指采用计算机技术把全部二次显示仪表集中显示到电脑上，同时全部调节阀及一次仪表等依然分散安装到生产现场的对应位置。由于现场控制站是DCS系统的核心，所以控制站发生的任何故障均有可能引发严重后果，而若想避免此情况的发生，最好采用在线冗余技术来对DCS系统进行优化升级。DCS系统采用的基础技术包括计算机技术、控制技术、通信技术、CRT显示技术，即DCS系统经某种通信网络把控制室及现场控制站的工程师站和操作员站等连接起来，由此实现对现场生产设备的集中操作管理及分散控制。截至目前，DCS系统与个人计算机（PC）已经能够经可视化操作平台实现完美结合，因此工业垃圾焚烧热工仪表调控过程，DCS系统的操作变得更加方便。除此以外，随着DCS系统与PLC间共通性的增加，DCS接入PLC通讯接口的难度越来越低，如此便可实现信息参数的再加工或共享，进而方便对工业垃圾焚烧热工仪表运作的信息化管理。然而，随着DCS系统功能的增加，DCS系统的应用也遭遇诸多尴尬局面，例如把开关按钮设在控制台上会影响到DCS控制与主控室间的融洽度，进而影响到自动化控制技术的应用效果。DCS系统被广泛应用的同时，FCS系统也被逐渐应用到工业垃圾焚烧炉热工仪表控制领域。尽管DCS系统的应用使自动化控制系统的稳定可靠性明显改善，但就上位机体对信息的需求而言，DCS依然存在诸多缺陷亟待完善。考虑到DCS系统的分散控制性制约着现场整体的控制，因此FCS系统的应用能够实现上位机与热工仪表间的数据信息交换。

3 结束语

跨世纪以来，我国工业经济的发展持续呈现出高速发展的势头，但同时工业垃圾的处理也日渐紧迫。比较多种处理方法后发现，焚烧垃圾具有垃圾减量最彻底及回收热能的优点，因此焚烧已成为处理工业垃圾的主要方式。考虑到工业垃圾焚烧过程存在诸多不确定性，因此必须切实控制好工业垃圾焚烧的运作效率，尤其是对热工仪表运作效率的控制。由此可见，对热工仪表自动化技术的研究具有现实意义。长期以来，DCS系统就被广泛应用到工业垃圾焚烧控制领域。研究表明，DCS系统的应用对提升热工仪表自动化控制的安全适用性及经济可靠性非常重要，同时也对提高热工仪表自动化控制水平意义重大。但是，随着工业垃圾处理量的增加及处理要求的提高，DCS系统的应用应从两方面进行改进，即对DCS系统进行优化升级；实现DCS系统与其他先进技术的融合，进而实现工业垃圾焚烧效率的提高。

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中图分类号：P634.3+6文献标识码： A 文章编号：

众所周知，仪表的安装过程和其他的任何机械设备的安装过程一样，都是一个过程，它的施工技术也是遍布在整个的安装过程中，因此，加强仪表安装施工的技术质量，提高仪表安装施工的技术也必须针对全过程来进行控制。下面，我就根据自身实践先来简要的论述下仪表安装的一般过程，然后分析下在这一过程中需要注意的一些技术要点。

1仪表安装施工的过程

一般说来，仪表的安装施工主要包括三个环节：仪表安装的组织设计、仪表安装的具体施工、仪表安装的竣工阶段。

1.1仪表安装的组织设计

仪表安装是一种的非常独特的施工工作过程,他的主要特点就是条件环境变化不定、流动性强、施工内容和难度差别很大，因此，在进行具体的施工操作之前，我们必须进行专门的组织设计，只有做好了组织设计才能在后来的施工操作中有所依据，具体来说，它需要针对以下几个方面进行精密的计划：

（1）首先，为了安装工程能够顺利进行，不会产生必要地消耗或者工期的延长，我们必须要考虑好安装施工人员的吃、住、行等各个方面，计划好和施工有关的一切问题，确保企业避免不必要的经济损失。

（2）其次，要对于现场情况具有一定程度的了解，充分了解安装仪表的周围环境，测算出我们所需要的一些水、电指标，安排好一个适于安装施工的操作环境。

（3）再次，还应该加强对于所用到的机械设备进行必要的管理，比如，要熟悉在操作施工中会用到那些机械设备，这些机械设备的数量会用到多少，何时会用到，以及一些设备和材料在试用期间如何进行必要的保存等。

（4）在安装过程中，可能会用到一些其他专业的知识，这也是需要我们提前准备好的，以免在施工过程中发现之后在进行查找耽误了工期。

（5）对于各项安装任务，应依据国家施工及验收规范和设计技术要求制定出相应的安全技术措施，编制向施工人员进行安全教育的教材，做好安全教育与安全检查工作，杜绝事故的发生。施工组织设计要在开工前精心计算出准备工作的各种数据，并严谨分析施工人员的技能及熟练程度，科学地作出具体的施工方案，为工程施工的运作做好充分的准备。

1.2仪表安装的施工过程

仪表安装工程施工的过程是相关人员进行直接操作的过程，它是施工技术管理实施中最为关键的一步，也是最容易管理和控制的一步。

（1）一方面，依据审图所做出的设备材料计划检查所需要安装的仪表是否能够符合应有的规格，只有完全符合我们要求的仪表才能够被我们所使用安装，存在问题的仪表材料必须进行必要的处理才能进行进一步安装。

（2）另一方面，在施工中具体的施工操作人员还必须严格遵照仪表的安装步骤和技术规范来进行安装，要严格控制安装的科学性和准确性，保证仪表的安装过程准确无误，安装完成后运行合理。

此外,在安装过程中还有些需要注意的事项原则。首先，仪表安装要平稳牢固，远离强烈震动和磁场，保证有充足的关照，要安装在便于观察使用的位置上，要避免温度变化幅度较大或腐蚀气体较强给仪表带来的影响等。同时，安装的过程中也要保证仪表的平稳，不要产生震动和击打，且要保证挂件和管道的稳定连接，避免受力不均。第二，需要直接安放在管道内的仪表，应该在管道打扫干净之后和压力测试之前进行。第三，安装变送器和压力测试表的高度应该尽量一致，同时，要按照流件的具体安装方向，以保证流体能够从节流件的上端顺利流向下游的断面。最后，当仪表盘和仪表柜必须安装在腐蚀性强、湿度大且灰尘较多的地方。

1.3仪表安装的竣工验收

在安装任务完成后要复检，并且用不送电方式试动或零点检验，配合联动试车，做好交工技术资料的工作，使其完整、系统、准确。力争以优质工程竣工，赢得用户、赢得信誉，为企业不断开拓市场，实现滚动式发展奠定坚实的基础。

2提高仪表安装的施工技术质量

2.1组织施工图纸会审

施工图纸是工程施工的直接依据，监理工程师及施工单位对施工图纸的审核是一个非常重要的环节。监理工程师同时要督促施工单位认真、尽快审图，提出问题，要在仪表安装前组织施工图纸会审，由施工单位填写“施工图会审记录”，相关方签字确认后留存，避免在安装中造成不应有的质量缺陷和经济损失。

2.2强化安装单位工程自检及中间检验工作

为防止安装单位管理人员在施工过程中存在重进度、轻质量的倾向，以及安装单位质检人员管理不到位等导致承包商质量保证体系不能正常运转的现象，强化安装单位工程自检及中间检验工作，安装单位的质检员应按照专业监理工程师批准的工序检查程序，在每道工序完工后首先进行自检，合格后，填报“分项工程验收申请”，要将分项工程名称、分项工程验收的部位、时间、地点、自检情况等以书面形式提前申报专业监理工程师进行检查验收。这样可以避免监理人员充当了安装单位的质检人员，防止安装单位在质量控制工作中的“灵活性”、“随意性”和“侥幸心理”，使之严肃认真地加强每道工序质检工作。在正式验收时，安装单位的质检员及专业负责人要会同监理工程师共同检验，发现质量缺陷及时向作业班组提出，促进整改的速度，同时保证施工资料的及时性、准确性和完整性。

2.3认真做好设备、材料的进场验收，严把质量关

对进场工程材料和设备的质量控制，是保证工程质量的基础。监理工程师要严格控制工程材料质量，对不合格的材料坚决清出现场，确保工程的内在质量。监理工程师要对安装单位实验室条件、人员资质、标准仪器等进行审核，对仪表单校工作进行抽检，填写“平行检验记录”，从而保证仪表调校质量。

2.4及时督促安装单位进行质量缺陷处理

工程施工过程中，在质量上存在缺陷或不足是不可避免的，如何及时清除质量问题是最终保证工程质量的关键。对于巡视、巡检旁站监督发现的质量问题，监理工程师以先口头后书面发“监理通知单”的方式，并限期整改。整改后填写“监理通知回复单”，交监理工程师以复查整改结果，直到达到标准要求。发生质量事故应按质量事故处理程序认真进行处理。

2.5认真做好仪表系统调试阶段质量控制

系统调试是装置开车前，设计、安装、建设、监理单位对仪表调试工作的全面检查与确认，尤其是对联锁系统要组织电气及工艺专业人员共同确认。系统调试前应确认是否具备下列条件：有关仪表电缆、电气电缆均已安装、检查合格；已制订详细的调试计划、调试步骤和调试报告格式；有关电气专业的设备已具备接受和输出信号的条件；DCS、PLC系统及现场检测仪表和执行机构已安装调试合格；有关工艺参数的整定值均已确认。系统调试时，监理工程师应跟踪旁站监督。系统调试主要内容：对检测系统要进一步核对信号的量程、工程单位、报警上下限等，对调节系统要检查设定值、比例、积分、微分时间预设定、输出正反作用及调节阀气开气闭是否正确，系统联校应使系统测量的精度及输出信号的精度在允许的范围内，对联锁报警系统应模拟联锁的工艺条件，对有报警要求的点检查该点报警值的准确性。

3加强施工人员的培训

现代仪表安装施工要求施工人员不但要具备坚实的专业知识，还要充分地发挥其工作中积累的技能、技巧，进行创造性的工作，才能以最短的时间完成相应的工作量，达到提高劳动效率的目的。由此可见，专业技术工人施工前的技术培训是必不可少的一个环节。在施工前把审图所总结的工作量、安装位置、安装方法、安装所需达到的技术要求、注意事项、工作所需时间、人员分配等有关工程的各个方面，向工人作具体的技术交底及安全教育，并把图纸交给工人；工程技术人员帮助工人们了解工程工艺过程，仪器、仪表的性能及简单原理和每台设备的零配件组合方法，以便于工人在施工中熟练操作，提高安装质量和速度。

结语

综上所述，在仪表安装的过程当中需要我们注意的地方有很多，相比较仪表在今后工作生产中的重要地位，加强仪表安装施工的技术质量刻不容缓，需要我们在今后的工作中进行深入的管理和控制。

参考文献

[1] 崔书源 自动化仪表专业安装工程施工技术管理[期刊论文]-甘肃科技2008,24(21)

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主管单位：中国科学技术协会

主办单位：中国仪器仪表学会化学传感器专业委员会

出版周期：季刊

出版地址：湖南省长沙市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1008-2298

国内刊号：32-1406

邮发代号：32-1406

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1981

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

核心期刊：

期刊荣誉：

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中图分类号：[TU992.3] 文献标识码：A 文章编号：

引言

城市污水处理厂自动控制系统非常重要，它担负着全厂电气设备及仪表的监测和控制以及生产工艺流程的实现。拥有性能可靠、稳定的自控系统网络可以充分发挥网络通信优势，实现信息资源共享，改善操作环境，减轻劳动强度等，实现工艺处理优化运行和生产运行的智能化调度、从而达到节能降耗经济运行的目的。目前大多数污水处理厂设立中央控制室通过自控系统通讯网络实时采集、传输、监控现场的设备信号。由于污水厂现场设备分布比较分散，离中控室距离较远，信号传输网络较长，受周围恶劣环境影响现场干扰源较多，加之通讯线路老化，容易出现网络不稳定通讯中断等问题。本文以天津纪庄子污水处理厂为研究对象对其自控系统进行研究与并提出了改造方案，以实现污水厂高效稳定的运作。

污水处理厂自控仪表系统描述及升级改造的具体内容

纪庄子污水处理厂现有一套集散型二级分布式计算机控制系统。这种控制系统在国内外污水处理厂已广泛应用，并有良好效果。实现了全厂生产运行的集中管理、分散控制、资源共享。集中管理层主要是对全厂的生产过程进行监视、数据存储和分析；分散控制层主要是通过现场PLC完成各自辖域内的自动控制。自控系统通过现场检测仪表和网络设备完成对主要工艺参数的数据采集并对生产流程进行监控。现有自控系统设有1座中央控制室和4个分控站。采用光纤环形工业以太网连接，通讯速率为10Mbps。

升级改造工程自控仪表的主要内容有：

1) 生物池改造部分自动化仪表检测和过程控制的调整、增补；

2) 新增工艺过程要求的自动化仪表检测和过程控制；

3) 增补污水厂进水和出水水质在线监测仪表，更新部分已损坏的仪表；

4) 污水处理厂原分控站更新或修改、扩容；

5) 污水处理厂原中央控制系统的修改、扩容；

6) 升级光纤环形工业以太网；

7）污水处理厂原有自控内容的调试整改，实现远程监控。

3.自控仪表系统设计方案

仍然采用集散型二级分布式计算机控制系统，充分利用现有硬/软件资源。

升级改造后，纪庄子污水处理厂自控系统仍然由一个1个中央控制室和4个分控站构成。但是，中央控制室（CCR）与分控站（PLC）之间的光纤环形工业以太网升级为10/100Mbps自适应网络。具体设计方案如下：

1) 中央控制系统

数据库服务器和监控工作站冗余配置，采用具有C/S（客户机/服务器）结构形式100M交换式的计算机局域网络，并可与上级系统或周边系统链接。

中央控制系统可部分利用原有的数据服务器、监控工作站、工程师操作站、闭路电视监控系统、图像投影装置、数据图表打印记录装置等。

2) 现场监控系统

具有PLC的可视化分控站，可以独立运行。现场控制站采用高速总线网络连接远程I/O单元及现场总线型测控设备。

3）控制方式

主要电控设备的控制采用就地控制、现场控制、中央控制的三层控制模式，控制级别由高到低为：手动控制、遥控控制、自动控制。

4) 可靠性设计

采用集散型二级分布式控制，使得整个污水处理厂的自动化控制不依赖于中央控制系统，有利于提高控制系统的整体可靠性。即使中央控制室因故障停止运行，各现场监控系统仍可按照原来的模式独立运行。

采用稳定的先进的智能化的仪表和控制设备，利用其具有的自检、自校和故障隔离功能，进一步提高设备故障的检出率，缩小局部故障的影响范围。在极端情况时，如控制系统出现故障，造成局部设备运行失控，通过现场的手动操作仍可以维持全厂的生产过程。

5）测控仪表

根据工艺改造和生产要求，在改造生物池、新建加药间、新建接触池、新建碳源投加间、新建污泥均质池、新建污泥脱水机房等新增和补充相适应的仪表检测控制系统。增配的仪表有流量、压力、液位、溶解氧、硝氮、氨氮等检测或分析仪表，还有自动调节阀门等控制仪表。

由于这些仪表的优劣直接影响到计算机控制系统的可靠性，所以本工程中的自动化仪表均选用国内外先进的、成熟的产品，以使自控系统有良好的保证。

仪表选用带现场显示变送器的智能化仪表。各仪表的标准电流信号送至各分控站(PLC)，再转送至中央控制室监控计算机。

4.升级改造工作中自控系统维护管理方案的选择

在我国，对于自控设备的管理存在着空白，在纪庄子新建自控系统中，通过恰当的措施对其维护方法的改善，可以最大限度的提高自控产品的运行性能，增强单位设备效能，增加企业的经济效益。

总的来说，维护方案主要包括：预防型、响应型两种，企业根据自身的实际情况不同，采取不同的维护方案，找出自控安全稳定运行性与费用投入的最佳结合点。

我们在具体应用上可以采用与厂家联合实行全过程预防性维护方案的形式，下面结合本厂的实际情况，就全过程预防性维护方案基本操作程序作如下分析。全过程预防性维护方案通常包括三个主要步骤：对使用单位自控系统现场状况综合分析一制定完备的即时备件库存管理方案一全方位的维护服务。

(1)与厂家一起对自控系统现场运行状况分析，主要包括：所有自控设备系统详细列表；同类系统的一般工作寿命周期；基本的通常库存情况分析；潜在的设备故障可能造成的生产损失分析；现场工作环境对自控系统运行的具体影响分析；同类产品发生故障的历史记录；年度维护费用概算及费用增减情况分析等，通过上述各项要素的分析，对目前系统状况作一基本了解，并可以通过相关关键参数计算出目前系统的危险指数，作为一步工作的基础。

(2)即时备件库存管理方案是由目前流行提出的新型管理方案，是指生产厂家在一定区域内或客户厂区范围内建立专用的备件存储区，厂家对该备件存储区拥有所有权，客户支付固定的服务费用，一旦发生故障，客户即时提用备件，然后再支付备件费用，厂家随时补充，再根据客户使用情况每年重新更换补充备件的管理方式。

(3)全方位的维护服务是指所用产品的厂家技术人员通过全方位跟踪维修部件使用情况；定期与客户技术人员进行沟通，持续了解新的情况的发生；向客户提供必要的技术支持和软件支持等手段，让使用产品的客户生产效率更高，以达到降低费用的目的。

5.结束语

总之，污水处理厂对自控系统的升级改造不仅提高了污水处理厂生产运行的管理水平和科技含量，同时降低运营成本、节约能源、利于环保．污水处理技术的优化改良和新技术的开发研究，将为人们的生活带来更多的绿色和清新。

参考文献：

章文华.翟健.徐晓建 城市污水处理厂自控系统设计分析[期刊论文]-魅力中国2010(20)

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篇12

 

引言

为了更好地开展现代战机空战中自动攻击引导问题的研究，我们进行了空战自动引导系统仿真设计。本系统应用分布仿真技术、数据库技术和虚拟现实技术，采用DSP、高性能工控机及PC机进行设计，研制了战机空战中自动攻击引导仿真系统，用于自动攻击引导控制律研究与仿真验证。本文从硬件和软件两方面分别予以介绍。

1 系统硬件设计

系统中“我机”除增加了基于DSP设计的飞/火综合控制器，用于实现所设计的引导控制律之外，“敌”、“我”两机硬件组成基本相同，如图1所示。

由图可见，“敌”、“我”双机的硬件结构可以分成两部分：第一部分为模拟座舱，主要由操纵装置及传感器、左/右操纵台和两块大屏幕显示器（视景显示和虚拟仪表显示各一块）组成；第二部分为计算机网络，由仿真计算机、虚拟仪表计算机和集线器组成。论文参考。

1.1模拟座舱

“敌”、“我”双机均可进行人工或自动驾驶。人工驾驶时，进行双机的攻击演练。自动驾驶时，“我机”可以进行自动攻击导引。

“敌”、“我”双机驾驶舱布局相同，驾驶杆、油门杆、脚蹬等操纵部件采用飞机的实装部件，仪表板为虚拟仪表显示器。左操纵台为启动控制、油门杆，右操纵台为驾驶仪状态、气动参数及飞控系统传动比等控制/显示部分。布局如图2。

驾驶杆、脚蹬、油门杆等操纵部件的操纵信号由相应的位置传感器以模拟量形式送至虚拟仪表计算机的A/D接口卡；

启动控制部分包括：系统供电、引导方式选择、自动驾驶仪启动、起落架收放控制、襟翼位置控制及风力、风向选择；

驾驶仪状态由8个带灯按钮和2个拨动开关完成飞控系统各种状态的控制；

气动参数与飞控系统传动比使用20个多圈电位器完成相应参数和传动比的调整。

1.2计算机网络系统

计算机网络系统主要由两台工控机和两台PC机组成，由网卡和集线器（HUB）组成星形网络，实现相互间的数据通信。网络数据传输采用TCP/IP协议，采用Windows Socket的Client/Server模式，实现数据传输的功能。

PC机、工控机及DSP功能如下：

飞行仿真计算机（PC机） 软件任务调度；软件用户界面的输入；各种参数曲线的显示；实时显示飞机的运动状态和视景；支持三种视角（座舱、后视、前视）；网络通信。

虚拟仪表计算机（工控机）硬件调参数据的采集；将飞机的状态实时显示在虚拟仪表显示器上；网络通信。

DSP(飞/火综合控制器)实时解算“我机”攻击引导律。

2 系统软件设计

仿真系统软件平台为WindowsXP，所有软件均建立在该平台上。在软件编写过程中，使用了VC、C++Builder等软件。所有的程序均使用统一变量名形式，程序都为32位代码，提高了与操作系统的兼容性和运行速度。

两台PC机及两台工控机（“我机”与“敌机”各使用一台PC机和一台工控机）通过以太网络联系在一起，完成仿真任务。飞行仿真计算机主要完成飞机气动方程和飞行控制律解算、飞机图像的变换和视景显示；虚拟仪表计算机主要完成控制信号采集和输出，座舱内各仪表（气压高度表、升降速度表、空速表、马赫数表、地平仪、航姿器）的显示。我机的基于DSP技术研制的飞/火综合控制器完成攻击引导律的解算。

仿真计算的步长为10ms，视景刷新率为25F/s，仪表刷新率为25F/s。

2.1 软件结构

所有的软件均采用模块化设计，以便于调试和移植。系统包含以下主要的程序模块：

任务程序模块 人工/自动引导方式选择、参数设定；

接口程序模块 控制量输入及测量信号输出；

方程解算程序模块 飞机气动方程、飞行控制律解算；

DSP程序模块 “我机”攻击引导律解算；

视景程序模块 飞机图像的变换和视景显示；

虚拟仪表程序模块 座舱各虚拟仪表显示。

2.2 各软件模块功能

2.2.1 飞行仿真计算机软件功能

通过网络接收虚拟仪表计算机数据；

实时计算飞机模型的响应及飞控系统输出；

实时显示飞机和视景，支持三种视角（座舱、后视、前视）；

将飞机位置、速度、姿态等状态量通过网络送至虚拟仪表计算机；

显示飞机舵面动作及起落架收放；

关闭仿真程序；

以曲线显示双机飞行轨迹，并可选择送至打印机输出。

“我机”任务系统中飞行仿真计算机软件功能还增加有：通过网络接收“敌机”姿态及速度、高度等信息；与DSP进行数据传输。

2.2.2 虚拟仪表计算机功能

提供软件操作面板，进行各参数设定；

提供人工/自动引导方式切换开关，实现两种引导方式转换；

在硬件方式下通过接口程序采集驾驶杆、油门杆及脚蹬信号的输入；

通过网络接收飞机位置、速度、姿态等状态量数据；

将飞机状态信息通过虚拟仪表实时显示；

显示攻击引导方式（人工/自动）、自动驾驶仪、起落架收/放相应状态；

主要飞行参量以模拟信号形式输出。

2.2.3 DSP飞/火综合控制器功能

实时计算攻击引导律；

与“我机”飞行仿真计算机进行数据通信。

3 主要技术难点及解决措施

3.1 系统运行实时性的要求

程序运行过程中需要进行双机模型仿真、控制律及引导律解算，另外还有控制信号的采集、双机数据的输出及处理，所有这些都需要大量的计算，增加了实时仿真的技术难度。为达到系统实时性要求，在系统硬件和软件设计上均采取了相应的解决方法。论文参考。论文参考。

3.1.1 硬件设计方面

采用高性能的工控主机（P43.0 G CPU, 1024M内存，120G硬盘），提高主机处理能力。

采用高性能DSP（TI公司的16位定点C2000系列TMS320LF2407，性能优良且价格适中）进行控制律和引导律解算。

采用多功能智能型通信接口卡（ADVANTECH研华公司系列产品）：PCL-818H（A/D16路单端或8路差分；DI/O16路）；PCL-727（D/A 12路；DI/O16路）；PCL-711B（A/D8路；DI/O16路）扩展卡PCLD-8115。增强数据处理能力，减小主板CPU负荷。

采用硬件定时中断卡（PIO－D64），减轻软件中断处理负担。

3.1.2 软件设计方面

采用主循环加消息驱动的机制，充分利用操作系统后台处理能力。

采用四阶龙格库塔算法，解算飞机12阶微分方程。

线性化微分方程减少系统处理的数据量。

3.2 飞控系统及攻击引导律实现

飞控系统保证飞机模型的正确实现，优质的飞行控制律设计则是空战仿真系统中的关键之一。考虑到今后对攻击引导律进一步研究的需要，系统允许“我机”实时选择不同的引导律进行攻击引导，以验证各种攻击引导律的优劣，从而实现对“敌机”最优的攻击方法。因此，我们在仿真演示系统的研发过程中，借鉴并采用目前一些成熟的飞控系统仿真和编程技术及成果，在提高研制效率的同时，还大大增强了系统的可靠性与可维护性。

3.3 数据动态刷新与同步

为了进行实时的空战演示，双机的高度、速度、姿态等信息需要及时传输并处理。系统中数据传输采用Windows Socket的Client/Sever模式，此模式可以有效解决网络中资源、运算能力和信息不对称的问题，并且为异步通信的进程建立联系，实现双方数据的同步。

4 结束语

本文针对双机空战模拟实时性及有效性的双重要求，设计并实现了一种基于工控机和DSP的仿真演示系统。该系统充分利用现代计算机技术、自动控制技术和面向过程编程技术，通过对现代战机飞控系统有效模拟，实现研究攻击引导律的完美平台。经反复调试和验证，系统性能稳定，工作可靠，可用于自动攻击引导律工程实现研究。

参考文献

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