自动化仪表的设计与施工研究
谭爽1 倪震2
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谭爽1 倪震2,. 自动化仪表的设计与施工研究[J]. 中国仪器,20223. DOI:10.12721/ccn.2022.157021.
摘要: 随着社会经济的不断进步和快速发展,石油化工企业在整个社会发展过程中起重要的作用,在化工企业生产过程中,为了有效提高成品质量和过程控制的精细程度,对自动控制仪表设计和施工的研究也不断进步。本文主要对自动化仪表的设计与施工进行分析,从而为自动化仪表的应用提供可靠的依据。
关键词: 自动化仪表;设计;施工
DOI:10.12721/ccn.2022.157021
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引言

自动化仪表的使用需要一定的技术含量,否则体现不出来自动化仪表的应用价值。因为自动化仪表的内部设计零件非常巧妙复杂,所以需要按照说明规定进行应用和维护,自动化仪表的包含系统有控制阀系统、流量系统、分析系统仪器其他多种功能。自动化仪表启动运用后可以具体划分为三个周期阶段,即最初阶段要选择合适的材料和设计方式制作自动化仪表,第二个阶段就是让专业的工作人员来操作使用自动化仪表,第三个阶段就是后期使用中定期对自动化仪表的维护。做好这些才能让自动化仪表为企业发挥出最大价值。

1.自动化仪表的相关概念

1.1自动化仪表作用及类型

多个自动化的技术软件相匹配组合构成自动化仪表这样一种有实际应用价值的工具,为了企业需求,自动化仪表的设计和制造功能目标是用来测量并且显示数据,并且有一定的控制功能。工业装置中的自动仪器是指专门为化学工业的生产需要而设计的辅助和改进的控制方法。目前,工业装置的自动仪表按仪表功能分为三类:压力型自动化仪表、温度型自动化仪表、流量型自动化仪表。第一种压力型的自动化仪表在企业应用中负责对压力数值进行管理调节,第二种温度型自动化仪表顾名思义在企业中对温度进行监测和掌控,第三种流量型自动化仪表主要是使用超声波技术来进行仪器运作效率监测。[1]

1.2自动化仪表的优势

信息技术的发展改变了传统企业的一部分业务,即在生产系统中使用自动化设备和控制系统,这为国内企业管理工作提供了更多的理论依据。虽然自动机器有很大的优势,但它们并没有完全应用于工业生产领域。大多数水务公司仍然选择使用自动销售工具,存在资源量大、价格高、产量低、信息收集能力和安全级别低等问题。

1.3自动化仪表的原理

仪表工具实现自动化技术的最大优势在于企业可以通过先进的高科技手段来管控生产,节省大量人力物力,让生产的效率大幅度增高,符合目前社会工业智能的目标。自动化仪表比人工记录数据更加快速和准确,很大程度上避免数据记录失误所引起的不良后果,而且企业使用自动化仪表还能在这方面的财政支出节省下来。自动化仪表核心技术就是计算机数据控制功能,使用自动化仪表的企业无疑是增加了企业实力与市场竞争力。

2 .自动化仪表设计和选型及相关注意事项

2.1 仪表设计和选型

设计人员在进行自动化仪表选型之前一定要先熟读来自业主的输入文件,包括设计要求,规范说明及PID流程图等内容。从安全适用的角度出发,进而达到仪表的基本使用目的。[2]

2.1.1 满足工艺条件 

仪表的选型一定要符合工艺需求,选型的过程中一定要结合介质的特性、工艺参数、工况条件、外部环境、过程连接尺寸等,尤其是要注意被测介质是否为酸性或者高氯离子等对每类仪表在实际应用中的影响很大。

2.1.2 经济适用原则

仪表选型过程中,因同种仪表种类繁多功能各异,价格也是千差万别,所以设计人员应在满足工艺和自动控制的前提下,进行必要的经济核算,更加科学的选择性价比高的仪表类型。

2.1.3选型统一性

同一个项目,同一种类型的仪表,在选型过程中应尽量保持规格型号统一,仪表生产厂商统一,可方便采购,相关工作可顺利进行,也可便于后期现场的检修维护,相关备品备件也可加以利用。

2.2 各类仪表选型主要注意事项

石油化工装置中仪表与其他专业的接口比较多很容易出问题,常见包括与设备和工艺管线的过程连接接口尺寸,仪表自带格兰尺寸、仪表接头尺寸、检测元件长度外径、现场的预留空间是否足够、是否会有碰撞等这些问题,所以设计人员在设计过程中应考虑全面细致,设计阶段及时与各专业互提相关设计委托,确认好再进行仪表各参数的确定,以免因设计问题耽误项目工期。

3 .自动化仪表安装

3.1 仪表安装前的单体校验

因仪表联调时会出现各种各样的问题,为确保安装上的仪表自身是没有问题的,仪表安装前应进行单校调试,对压力仪表、调节阀等进行试压;温度仪表通断、阻值、插伸长度;液位仪表进行液位的标定,量程迁移等调试;远传仪表的供电及输送模拟信号是否有显示等内容进行检测,对于一些流量计等,若施工单位没有检测资质,应送到相关计量部门检定。

3.2 仪表设备安装注意事项

施工人员应认真对照仪表平面图或工艺仪表流程图核对仪表位号方可对号安装仪表,因设计过程中已根据不同工矿条件对仪表的进行选型,安装错误会导致测量不准,甚至损坏仪表。其次,各类仪表安装时要符合规范要求,当设计图纸或者文件中没有具体要求时,安装应保证操作、观察、维护方便的原则,并且,应注意远传仪表尽量不要在潮湿、振动、高温场所安装,如有高温和多雨环境条件,应视情况加遮阳罩(防雨罩),国外项目通常会有具体要求。[3]

3.3 自动化仪表安装要求
现场仪表安装位置、标高符合设计要求。仪表显示面应朝向便于观察、维修的位置。

仪表设备安装应在不受机械振动的场所,并远离电磁场和高温设备及管线,同时应避免腐蚀介质的侵蚀。仪表在安装时不应受到敲击及振动,安装应牢固端正,并不承受配管或其它任何应力。直接安装在工艺管道上的仪表或测量元件,在管道吹洗时应将其拆下,待吹洗完成后再重新安装。仪表外壳上的箭头指向应与管道介质流向一致。对有特殊安装要求的仪表设备,安装时应严格按说明书进行。双法兰液位计在安装时,毛细管应敷设在角钢内,并防止机械拉伤。仪表设备安装后,现场做好成品保护。

3.4 仪表联调
仪表联调是为确保装置运行之前仪表可正常工作,主要包括对温度、压力、流量、调节阀、切断阀等仪表设备的调试;仪表联锁报警调试;机组及泵电机启停等电仪联锁调试等,联锁调试是整个装置安全运行的重要保障,需要完全符合设计要求,发现故障问题要及时解决以确保安全生产。 [4]

3.5俊工管理

施工结束后,还要进行竣工验收,工程才算完全建成,当在将自动化仪表安装了之后,要把工程的竣工验收资料提交给相应部门,从客观上来讲,施工竣工的参数要和施工单位一起提交,部门才方便进行审核。具体的材料包含了核对表格单,如源元器件的安装、敏感元件安装、自动仪表安装等。

结束语 

总之,在自动化仪表使用的过程中,要想有效发挥其功能,就一定要加强对其选型设计的重视,同时还要重视自动化仪表使用的具体环境与安装施工过程,这样才可以有效保证自动化仪表的质量符合设计要求。所以,在应用自动化仪表的时候,一定要加强对其设计与施工的深入研究,提高仪表设计和施工效率,进一步推动我国石油化工行业在自动化仪表使用方面的进步。 
参考文献: 

[1]李杰. 自动化仪表在石油化工行业应用发展研究[J]. 建筑工程技术与设计, 2017, 000(012):6174-6174.

[2]郑金亮, 袁一鸣. 自动化仪表的设计与施工技术研究[J]. 新型工业化, 2021, 011(007):98-99.

[3]纪志军. 仪表及控制系统抗干扰的研究与分析[C]// 中国石油和化工自动化技术年会. 2010.

[4]纪志军. 仪表及控制系统抗干扰的研究与分析[C]// 山东省石油学会油田电力、通信及自动化技术研讨会. 0.

作者姓名:谭爽(1987.05),女,汉族,吉林省松原市人,本科学历,工程师,从事仪表设计工作。