机械工程自动化仪表装置的应用

摘要：工作温度对于设备精度的影响非常之大，是影响其的一个重要因素，所以对于整个系统来讲，其运行过程中的冷却和散热就显得非常重要，很好的冷却效果一方面能对机箱及其模块的稳定工作起到较大的保证，另一方面还能相应降低板卡和电源的故障发生的可能性。运用传统的方法需要将生产过程中使用的仪表带回实验室校准，影响了生产，不符合要求，所以现在要求要在现场直接校准。

关键词：机械工程自动化;仪表装置自动化;机械工程

前  言

随着经济的发展，科技革命的不断开展，全球现代科技正大跨步的发展，自动化技术在生产生活中正被广泛的应用，其水平的高低成为了衡量各个行业现代化水平的一个标尺。在生产中，要保证整个生产线的安全运行，就要做好对其整个过程中所使用的仪表的维护和校准工作。像PXI 总线这种很专业的测量总线标准，对冷却和散热方面就有很严格的标准，包括机箱散热气流的定义等一系列确保系统常温运行的测量任务。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。

一、自动化校准系统

其具体实现步骤首先要做的是，将标准源于数字多用表安装校准要求进行开机预热，然后连接硬件设备，包括 GPIB 卡、488 电缆等。连接完成后开启计算机，对整个待测系统的具体物理地址分配情况进行搜寻，然后根据搜寻结果对其在校准软件运行过程中的地址进行正确的配置。

1.对模块进行初始化设置

首先对相应的自动化校准程序进行双击，开启程序，可以顺利的进入系统测试的主界面。主界面给人最大的亮点就是其简约实用的风格，功能区位于其左侧。第一步我们进入的模块是初始化模块，在这个模块中我们要对在这次测试中被检测的项目进行设置，主要是被测仪器和标准源的 GPIB 地址，对是否是首次测试进行确定，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：该模块主要包括以下几方面的内容：初始化仪器、测量数据、对仪器状态的设置、各种动态显示数据的设置、对于数据结构的判定，保存各种测试数据等等。自动化数据采集的全过程很大程度上模拟人工测量的基本程序进行测量。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。证书模块的前面板。

二、自动化检测仪表在压力表校准方面的应用

随着科学技术的发展，自动化检测技术也得到了很大的发展，特大型冶金制造企业各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。

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：本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.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。

3.在线校准比对方案

包括两个方面：一是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。二是理想型对压力仪表的校准比对，比如说可以自制一台流动简易“压力校验台”，这方面主要包括：（1）在流体介质管道上，关闭在用的现场压力仪表的“截止阀 1”;（2）在截止阀后适当延长导压管路。

4.经验

认真做好巡回检查工作仪表工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。

三、自动化测试系统的设计挑战

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 4～20 mA 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部分，被称为自动化控制系统的眼睛。

1.不断提高的设计复杂性

如今，测试测量的最明显趋势是器件复杂性不断增加。例如，消费电子、通信和半导体工业持续要求将数字图象 / 视频、高保真音频、无线通信和因特网互联性集成到一个单独产品中。甚至在汽车中都集成了复杂的汽车娱乐和信息系统、安全和早期预警系统，以及车身和发动机上的控制电子装备。测试系统的设计不仅需要足够灵活地支持对不同产品模型进行广泛的测试，还需要能够进行升级以提供新测试功能所需的更多测试点。

2.更短的产品开发周期

由于希望不断提高新产品和技术，拥有市场第一个占有率的竞争天性，设计和测试工程团队只能不断的缩短产品开发周期。总而言之，我们必须在自动化仪表测试技术上不断地进步，不断地创新，只要这样我们才能不断地设计出更新颖、更科学、更合理的测试方法，可以有效的节约我们在仪表测试中的时间，将从设计到生产的测试效率明显提高，保证正常的生产经营，不断在进步中积累宝贵的经验，设计更加完美的自动化仪表，更好的为企业今的发展做出贡献，才能发挥出自动化仪表最大的效能。

参考文献：

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