热工计量自动检定技术的发展方向

内蒙古通辽市产品质量计量检测所 刘 宇 王旭东

伴随现代工业生产的发展和人民的生活水平奔小康，以及科学技术的不断成熟，相应的热工自动化技术也顺应时代潮流，取得了惊人的成果，且在生产和技术发展中占据了关键地位。我国现有的能源供应较紧张，很多城市都采取拉闸限电的措施，影响了整个国民经济的发展。一些地方出现用煤短缺的现象，如何有效的节省能源，加快建设是人们要解决的当务之急的问题。发电机组也做了一些改变，舍去之前的中小容量发电机，改为大容量、高参数的单元机组，电力工业也进入了大电网、大机组、高度自动化的时代。为了配合调峰的需求，大型的单元机组对热工自动控制系统又提出了更新更高的要求，自动化程度作为了衡量企业现代化水平的一个重要标准。自动计量器具也广泛的应用于热工自动化的检测，我们将会在具体工作中对热工计量自动检定技术在设备运行中的应用进行详细探讨。

1.仪器仪表技术的发展过程

起初人们之所以使用仪表是为了对一些工艺参数进行简单测量，仪器仪表显示出来的只是数据，不能远传。但是伴随科学技术的不断发展，仪器仪表不仅能做到的是显示系统中每个参数值，而且还增加了通讯口RS-232/485；同时又开发了能支持现场总线的适配器，与Profibusl协议兼容，进行数据的高速传输；仪器仪表将来还能具备网络的开放性，就是网络协议的标准化和开放化、多种网络框架等。仪器仪表的数据存储形式分别为CF卡和优盘，CF卡最大能扩展到1024M，优盘的技术优点是能使仪表存储容量更大，体积小巧且便于携带。仪器仪表的开关电源之前的缺陷是稳定性差，对电压波动的范围较大，在具有强磁(电)场环境下使用，会使开关电源性能产生较大波动。现如今使用脉宽调制方式技术，能使仪表的抗干扰性能得到显著提高，该显示装置则采用液晶显示屏，这样就实现了宽温、宽视觉感受，界面操作也更人性化。

仪器仪表发展的历史阶段为检测技术智能化、信息处理数字化、控制系统集成化。仪器仪表的功能是进行各种复杂计算和数据处理，可以对因为测量产生的误差进行修改，能进行自检和自校。现阶段，我国工业自动化和仪器仪表产业的发展虽然有所进步，但和国际先进水平相比，还是存在一定距离的，比如在经济实力、技术研发、制造工艺等方面就存在很大的差距，在经营规模、经营效益上体现的仍是“扁平大金字塔”的统计格局。因此，现今仪器仪表的发展方向为从显示仪表向传感器和控制系统的不断扩展，以智能模块为基础进行带现场总线型的执行器的开发、带现场总线接口的智能仪表和数据采集控制卡

2.热工计量自动检定的理论

自动检定要做的是把现场的各种物理量比如温度、压力等转化为电信号，该电信号是控制装置或显示仪表能够接收到的，才能供自动控制和参数显示的使用。进行自动检定的热工参数也是监督设备机组是否正常运行的重要指标；是是否能随时调整自动控制作用的依据；是机组进行经济核算，自动报警等的来源依据。热工计量自动检定系统的构成是两部分，是可调电源和数字电压表，且开设专用的电压电源输出，为各种二次仪表电源的使用提供了方便，在面板上通常设有专用的插孔。被测信号在通过多路开关后进入了采样数表，数表把其采到的样值以通信电缆的方式传送到计算机中，计算机以程序设计要求为依据，通过主机箱对调功器的输出功率进行控制，确保被控对象能按要求进行升温变化，才能保证检定过程进行顺利，同时还要保证检定过程的各种参数实时的显示，打印出报表。

下面以RZJ-2D型热工全自动捡定系统为例进行详细说明，它是在Win-dows环境下开发的，完全使用Windows语言的新一代产品，它的核心部位是微机，且配备以高精度进口数字万用表和低电势的扫描开关等构成的测控系统。本系统是完全的按照国家的计量检定规程严格进行的数据处理，从而实现了热电偶和热电阻检定过程的自动化，也提供了该系统的认证及数据文件管理程序，这对系统的认证和检定结果的归档和查询提供便利。

系统工作原理如下图l所示，被测的信号进人采样数表以多路开关为媒介，数表把采样的值通过IEE-488通信电缆传到计算机内，计算机在以程序的设汁要求为依据，使用主机箱控制调功器的输出功率，保证被控对象能按要求进行升温的变化，才能保证检定过程进行顺利；相应的就能实时显示检定过程的需要的各种参数，打印出所需报表。

系统主要性能特点有：现如今使用的Windows软件编程，在Win-dows操作平台下运行，其优点是使用方便、快捷；检定过程较连续、能进行自动控温、自动榆定、自动进行不同的数据处理、自动打印生成各种检定记录；选用先进的6位半高精度进口数表，其优点是精度、分辨率较高；采用的中文操作系统，根据需要进行数据的录入，操作起来简单且方便；在进行检测时，显示器准确显示的是检定炉的温度变化曲线、枪定和检定点的温度、检定进程、冷端温度和检定时间等指标；还配备有三种选择方式分别为备有零点、输入室温和冷端自动跟踪补偿；优点有具有手动/自动的切换功能，使操作简单；能提供装置认证的软件，该功能是能自动对装置性能进行测试，且打印认证报表；以数据文件的管理职能为依据，对检定的报表进行存储、归档、查询，且能随时进行查阅或打印检定记录报表和证书。

3.热工计量自动检定技术的应用范围

热工自动检定系统的热电偶和热电阻作为一种接触式的测温仪表，在各生产单位应用较广。若这些仪表性能不好，造成控温的不准确，会对正常生产的产品质量和节能管理产生不良的干扰。仪表在使用前，一定要进行有效的检定。

图1 系统的工作原理图

传统的热工自动检定系统存在的缺陷是检定范围较窄，设备的利用率极低，且检定效率不高等缺陷。所以对传统热工检定系统要进行升级或更新。新系统充分采用之前的设备，配和软件系统，使用六位半数表，使用低电势的扫描开关替换以往的继电器，由功率调节器对检定的炉温(或油槽温度)进行自动控制和调节。增置了径向短炉和宽径炉后，对检定炉的稳定性和温场均匀度提出更高要求，同时要求被检对象碰到炉壁不影响检定结果。增置了工作用铂电阻温度计，用以跟踪冷端温度，对采集到的毫伏信号进行修正，起到冷端补偿的作用。这种方法简单快捷，无须人为干预。另外，还有环境温度输入法及冰点法供检定者使用。改进后的系统同时可进行检定系统认证和检定结果的数据管理，并拓宽了检定的范围和种类，提高了设备的利用率，有效提高了热电偶、热电阻等热工仪表的检定效率、检定合格率，检定范围和检定质量，检定费用下降，在节能降耗上，取得的效果极佳。

4.热工计量自动检定技术的进一步发展—软检定技术

软检定技术简单来说就是一种软件技术能以能够检定的数据为依据来判断出不能检定的数据信息，目前仪表技术发展的最高阶段要数它了。软测量的本质是面向不同对象的，通过编程或组态的形式来实现软测量的数学模型，如果测量参数和工作的条件发生变化，要做的是只修改模型的参数就能转换仪表的功能，软测量仪表就会适用于各种条件的通用仪表。软检定改变了以往单输入单输出的仪表格局，属于是多输入和多输出的智能型仪表，它能是专用仪表，也能是通用的仪表由用户进行编程的，这样就能代替一些价格较贵且难维护的仪表。综上所述，伴随信息技术和管理技术的不断更新和前进，尤其是在21世纪以后自动化技术的发展速度是更进一步。热工自动检定的控制系统也显示了其重要的地位，所以当务之急是对计量检测设备进行相应的更新并引进新的计量检定技术。这样做的目的是能提高劳动生产率和电能质量，还能降低发电的成本，改善劳动条件，保证了大型机组的安全、经济运行。以信息化带动工业化是当今时代的趋势，是保持国民经济持续快速增长的坚强后盾，能改造传统工业的体系结构。网络技术属于信息技术的代表，与其工业控制系统进行结合，能极大地提高控制系统的基本水平，改变原有工业控制系统封闭式的企业信息管理结构，才能适应现代企业管理的规定。把现场总线、以太网、多种工业控制网络互联、嵌入式技术和无线通信技术与工业控制网络进行相融合，不但要保证控制系统之前的稳定性、实时性，还要增加系统的开放性和互操作性，降低系统对环境的要求。在经济全球化的现在，企业之所以能够适应现在激烈的市场竞争氛围，靠的是这一工业控制系统网络化及其构成模式，这样才便于提高新产品的开发速度、降低生产的成本、完善各个信息服务，发展前景不容忽视。

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