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【摘要】仪表自动化工程是严谨的系统工程，施工质量关系到整个工程的质量与性能，仪表自动化优化设计主要加强施工细节质量控制，加强质量的制约因素的探讨，有利于促进仪表自动化的发展。
【关键词】自动化仪表 优化 设计施工
中图分类号：P634.3+6 文献标识码：A
一、自动化检测仪表的应用
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中；③显示器，将测量结果直观地显示出来，提供结果。
自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到广泛应用，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重要的部分，被称为自动化控制系统的眼睛。自动化仪表主要有温度仪表、压力仪表、物位仪表、流量仪表及一些过程分析仪表等。
1、温度仪表
石化现场设备或管道内介质温度一般都需要指示控制，最常用的是热电阻、热电偶。特殊热电阻有油罐平均温度计等；特殊热电偶有耐磨热电偶、表面热电偶、多点式热电偶、防爆热电偶等。2、压力仪表
压力表分液柱式、弹性式、活塞式。作为压力调节系统除采用压力变送器将信号送至DCS或其它调节器外，位移平衡式基地式调节器仍常用于现场。3、物料仪表
物料仪表没有通用产品，按测量方式分为直读式、浮力式、静压式、电接触式、电容式、超声波式等等，其中雷达式、磁致伸缩式以及矩阵涡流式液位计精度高，石化行业应用普及。4、流量仪表
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。5、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。
二. 仪表自动化优化分析
1.可靠性的定义
（一）定义中的研究对象包括系统、机器、零部件等等。它可以是非常复杂的产品，也可以是一个简单的零件。
（二）定义中的功能系指零部件、系统的预期功能，即它应实现的使用目的。功能，如电灯泡的照明功能，汽车的运行功能等。如果对象在实际使用中，不能实现规定的功能时，就称为研究的对象发生失效或功能故障，反之则称为对象可靠，能正常工作。
（三）定义中的规定条件包括环境条件、维护条件及使用条件。环境条件，如环境温度、湿度、振动、润滑状况等；维护条件，如能否维修保养、维修条件、使用者的技术水平等；使用条件，如使用方法、使用频率等。对象如果超载运行、误用、操作不当或故意的破坏行为等情况均会产生对象的功能故障，故研究对比可靠性必须规定条件。
2.仪表选型的可靠性考虑
（一）仪表的选型，通常的方法只考虑性能和价格两项指标(性能价格比)， 而对可靠性仅作为性能中的一部分定性考虑 当有两种同性能的仪表， 分别在价格和可靠性上各显优越性时，从中选何者，难以有黾1哆理由。这里试图从经济角度来看待可靠性，使之具有经济可比性，从而选出真正经济化的仪表设备。至于仪表故障有可能导致事故的损失，本应包括在使用费中，但在工业生产中这种损失是难以估计的， 南于我们研究的是工程建设投资初期进行设备选型的问题， 故不计及这部分损失，如果仪表所处地位确实有可能因故障导致事故的话，也只有低可靠仪表发生的概率大，损失的可能也大，如果在这种条件下选型肘耐可靠性予以充分的考虑，不计及事故导致的损失电不会影响选型比较的结果的正确性。
（二）可靠性与维修费用
衡量仪表可靠性的主要参数是平均无故障工作时间MTBF值，其值愈大，故障率愈低而平均年维修费用愈少。根据一般仪表设备的故障情况，若使用在某一年限T内，其故障率较低、较稳定， 平均年维修费用现值近似为常量，但超过此年限使用时，其故障率随使用时间增加， 使维修费用大大增加，降低了仪表运行完好率，对生产造成不良影响，继续使用已得不偿失。我们称这一年限为仪表的经济使用寿命，超过此年限的使用阶段为恶性使用阶段。
（三）选型应用
风险系数珐：风险系数珐是根据待比较的两仪表的M值，算得各自的经济使用寿命T1，T2，设T1 >T2，则以N=T 为使用时间，后者就有一段时间工作在恶性使用阶段，定出其恶性使用风险系数a，计算出各自的总维修费用现值， 比较两仪表在N年内的C，取其小者，则得出经济化的选择。
3.产品的可靠性只有在使用中得以实现,而对可靠性影响最大的就是前面提到的“规定的条件”的标准高低。“规定的条件”是产品可靠性定义中最重要又最容易忽略的部分,它有着广泛的内容, 主要可分为:
（一）环境条件
环境条件是指能影响产品性能的环境特性,主要分为：气候环境、生物和化学环境、机械环境、电和电磁环境。
（二）动力条件
动力条件是指能影响产品性能的动力特性,一般分为：电源和流体源（气源和液体源）。
（三）负载条件
负载条件是指能影响性能的负载特性,也包括输人信号的特性。
使用和维护条件
4.要求
（一）把好设计选型关
仪表是否使用得好,是否可靠,设计选型是最重要的一关如果设计和选型上出现失误,造成的损失将是很难弥补的
（二）重视安装
安装质量直接影响到仪表的使用。对施工方而言, 应当严格按照相关施工规范和标准, 切实把好质量关；对监理,应当严格遵循监理制度,督促施工方保证施工质量；对使用方：一是可以及早进人现场, 核查施工质量, 二也可提早学习, 为以后的使用维护打下基础。
（三）重视防雷
随着电子技术的快速发展, 各种新型仪表不断涌现, 仪表从早期的电子管、晶体管向现在的集成电路化过渡 ,但由于集成电路对电压和电流脉冲的敏感程度越来越高, 除直接雷击影响外雷电引起的冲击过电压和过电流成为造成电子设备损坏和作中断新的主要因素之一:应当采取电源防雷、信号系统防雷、等电位连接、金属屏蔽及重复接地等措施, 最大限度衰减从各种途径引人的雷电高电压,确保仪表的正常运行。
三、 技术分析
(一)、仪表自动化工程施工的特点。
1、仪表自动化工程施工的附属性强，几乎受到其他各个专业的约束，特别是受到工艺、设备和管道施工的约束。它的开工要在工艺管道设备安装差不多时，方可进入施工现场施工，且某些工序又要在施工前其他专业就做好配合工作，如仪表盘柜基础的制作、调节阀及一次测量元件的安装、仪表接地极的制作等，其中涉及到土建、工艺管道、电气等专业，因此就要方方面面的团结协作，才能保证仪表安装工程顺利进行，仪表安装施工的高潮主要集中在整个工程的后期，具有时间紧、工作强度大的特点。
2、仪表专业性强，它不仅要求懂仪表设计选型，懂仪表的性能、结构、材质、工作原理，懂控制方案、控制原理等，还要了解工艺参数、工艺流程、电工学及电子技术等学科知识，要学的东西很多。随着电子和计算机技术的飞速发展，仪表的更新换代也很快，从气动议表到电Ⅲ型仪表再到智能仪表，目前已广泛使用DCS计算机集散系统和FCS现场总线控制系统。因此对仪表专业施工管理人员的文化技术素质要求越来越高，要不断学习新产品、新知识，才能适应工作的需要，要有“活到老，学到老”的精神。
3、仪表的设备品种、规格型号多，各种类型仪表测量原理、方法各不相同，安装技术要求也不一样，，在充分遵照《施工规范》的基础上，要认真阅读产品安装说明书的规定，运用丰富的实踐知识及施工经验，现场解决安装过程中出现的技术问题。(如图)
四、结语
自动化仪表的技术管理工作者，要经常去现场进行勘察，把握施工现场的每一个细节，还要熟悉施工现场的图纸设计，对于施工标准中涉及的内容做到了然于心。要参与到施工方案的制作中来，安排县体人员的施工工作。最后是施工现场的仪表质量检查者，要保证仪表安装的施工质量，对施工仪表进行严格的检测，确保施工的质量监督人是施工单位的管理者。
【关键词】自动化仪表 优化 设计施工
中图分类号：P634.3+6 文献标识码：A
一、自动化检测仪表的应用
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中；③显示器，将测量结果直观地显示出来，提供结果。
自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到广泛应用，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重要的部分，被称为自动化控制系统的眼睛。自动化仪表主要有温度仪表、压力仪表、物位仪表、流量仪表及一些过程分析仪表等。
1、温度仪表
石化现场设备或管道内介质温度一般都需要指示控制，最常用的是热电阻、热电偶。特殊热电阻有油罐平均温度计等；特殊热电偶有耐磨热电偶、表面热电偶、多点式热电偶、防爆热电偶等。2、压力仪表
压力表分液柱式、弹性式、活塞式。作为压力调节系统除采用压力变送器将信号送至DCS或其它调节器外，位移平衡式基地式调节器仍常用于现场。3、物料仪表
物料仪表没有通用产品，按测量方式分为直读式、浮力式、静压式、电接触式、电容式、超声波式等等，其中雷达式、磁致伸缩式以及矩阵涡流式液位计精度高，石化行业应用普及。4、流量仪表
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。5、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。
二. 仪表自动化优化分析
1.可靠性的定义
（一）定义中的研究对象包括系统、机器、零部件等等。它可以是非常复杂的产品，也可以是一个简单的零件。
（二）定义中的功能系指零部件、系统的预期功能，即它应实现的使用目的。功能，如电灯泡的照明功能，汽车的运行功能等。如果对象在实际使用中，不能实现规定的功能时，就称为研究的对象发生失效或功能故障，反之则称为对象可靠，能正常工作。
（三）定义中的规定条件包括环境条件、维护条件及使用条件。环境条件，如环境温度、湿度、振动、润滑状况等；维护条件，如能否维修保养、维修条件、使用者的技术水平等；使用条件，如使用方法、使用频率等。对象如果超载运行、误用、操作不当或故意的破坏行为等情况均会产生对象的功能故障，故研究对比可靠性必须规定条件。
2.仪表选型的可靠性考虑
（一）仪表的选型，通常的方法只考虑性能和价格两项指标(性能价格比)， 而对可靠性仅作为性能中的一部分定性考虑 当有两种同性能的仪表， 分别在价格和可靠性上各显优越性时，从中选何者，难以有黾1哆理由。这里试图从经济角度来看待可靠性，使之具有经济可比性，从而选出真正经济化的仪表设备。至于仪表故障有可能导致事故的损失，本应包括在使用费中，但在工业生产中这种损失是难以估计的， 南于我们研究的是工程建设投资初期进行设备选型的问题， 故不计及这部分损失，如果仪表所处地位确实有可能因故障导致事故的话，也只有低可靠仪表发生的概率大，损失的可能也大，如果在这种条件下选型肘耐可靠性予以充分的考虑，不计及事故导致的损失电不会影响选型比较的结果的正确性。
（二）可靠性与维修费用
衡量仪表可靠性的主要参数是平均无故障工作时间MTBF值，其值愈大，故障率愈低而平均年维修费用愈少。根据一般仪表设备的故障情况，若使用在某一年限T内，其故障率较低、较稳定， 平均年维修费用现值近似为常量，但超过此年限使用时，其故障率随使用时间增加， 使维修费用大大增加，降低了仪表运行完好率，对生产造成不良影响，继续使用已得不偿失。我们称这一年限为仪表的经济使用寿命，超过此年限的使用阶段为恶性使用阶段。
（三）选型应用
风险系数珐：风险系数珐是根据待比较的两仪表的M值，算得各自的经济使用寿命T1，T2，设T1 >T2，则以N=T 为使用时间，后者就有一段时间工作在恶性使用阶段，定出其恶性使用风险系数a，计算出各自的总维修费用现值， 比较两仪表在N年内的C，取其小者，则得出经济化的选择。
3.产品的可靠性只有在使用中得以实现,而对可靠性影响最大的就是前面提到的“规定的条件”的标准高低。“规定的条件”是产品可靠性定义中最重要又最容易忽略的部分,它有着广泛的内容, 主要可分为:
（一）环境条件
环境条件是指能影响产品性能的环境特性,主要分为：气候环境、生物和化学环境、机械环境、电和电磁环境。
（二）动力条件
动力条件是指能影响产品性能的动力特性,一般分为：电源和流体源（气源和液体源）。
（三）负载条件
负载条件是指能影响性能的负载特性,也包括输人信号的特性。
使用和维护条件
4.要求
（一）把好设计选型关
仪表是否使用得好,是否可靠,设计选型是最重要的一关如果设计和选型上出现失误,造成的损失将是很难弥补的
（二）重视安装
安装质量直接影响到仪表的使用。对施工方而言, 应当严格按照相关施工规范和标准, 切实把好质量关；对监理,应当严格遵循监理制度,督促施工方保证施工质量；对使用方：一是可以及早进人现场, 核查施工质量, 二也可提早学习, 为以后的使用维护打下基础。
（三）重视防雷
随着电子技术的快速发展, 各种新型仪表不断涌现, 仪表从早期的电子管、晶体管向现在的集成电路化过渡 ,但由于集成电路对电压和电流脉冲的敏感程度越来越高, 除直接雷击影响外雷电引起的冲击过电压和过电流成为造成电子设备损坏和作中断新的主要因素之一:应当采取电源防雷、信号系统防雷、等电位连接、金属屏蔽及重复接地等措施, 最大限度衰减从各种途径引人的雷电高电压,确保仪表的正常运行。
三、 技术分析
(一)、仪表自动化工程施工的特点。
1、仪表自动化工程施工的附属性强，几乎受到其他各个专业的约束，特别是受到工艺、设备和管道施工的约束。它的开工要在工艺管道设备安装差不多时，方可进入施工现场施工，且某些工序又要在施工前其他专业就做好配合工作，如仪表盘柜基础的制作、调节阀及一次测量元件的安装、仪表接地极的制作等，其中涉及到土建、工艺管道、电气等专业，因此就要方方面面的团结协作，才能保证仪表安装工程顺利进行，仪表安装施工的高潮主要集中在整个工程的后期，具有时间紧、工作强度大的特点。
2、仪表专业性强，它不仅要求懂仪表设计选型，懂仪表的性能、结构、材质、工作原理，懂控制方案、控制原理等，还要了解工艺参数、工艺流程、电工学及电子技术等学科知识，要学的东西很多。随着电子和计算机技术的飞速发展，仪表的更新换代也很快，从气动议表到电Ⅲ型仪表再到智能仪表，目前已广泛使用DCS计算机集散系统和FCS现场总线控制系统。因此对仪表专业施工管理人员的文化技术素质要求越来越高，要不断学习新产品、新知识，才能适应工作的需要，要有“活到老，学到老”的精神。
3、仪表的设备品种、规格型号多，各种类型仪表测量原理、方法各不相同，安装技术要求也不一样，，在充分遵照《施工规范》的基础上，要认真阅读产品安装说明书的规定，运用丰富的实踐知识及施工经验，现场解决安装过程中出现的技术问题。(如图)
四、结语
自动化仪表的技术管理工作者，要经常去现场进行勘察，把握施工现场的每一个细节，还要熟悉施工现场的图纸设计，对于施工标准中涉及的内容做到了然于心。要参与到施工方案的制作中来，安排县体人员的施工工作。最后是施工现场的仪表质量检查者，要保证仪表安装的施工质量，对施工仪表进行严格的检测，确保施工的质量监督人是施工单位的管理者。