熱工儀表與自動化儀表的檢修和校驗探討

董建波

（山東濟礦民生煤化有限公司，山東 濟寧 272200）

熱工儀表與自動化儀表是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要設備，其可以為人們提供關于生產(chǎn)過程的關鍵信息，使人們能夠準確、快速地掌握生產(chǎn)狀態(tài)，從而實現(xiàn)有效的控制和優(yōu)化。熱工儀表與自動化儀表的精度和穩(wěn)定性對于保障生產(chǎn)安全、提升生產(chǎn)效率、減少能源消耗以及保護環(huán)境都具有至關重要的作用。然而，任何一種儀表在使用過程中都會因為各種原因產(chǎn)生誤差，這就需要人們定期對儀表進行檢修和校驗，以確保其測量的準確性和可靠性。

1 熱工儀表與自動化儀表的檢修和校驗方法分析

1.1 檢修方法

（1）敲擊法。敲擊法是一種常用的熱工儀表與自動化儀表檢修方法，主要用于定位設備的異常狀況，并找出可能的故障源。盡管這種方法看似簡單，但其實它需要技術人員擁有豐富的實踐經(jīng)驗和敏銳的觀察力。在應用時，需要明確的是，敲擊法并非隨意地敲擊儀表，而是一種系統(tǒng)性的、有目的的檢查手段。其目的是借助物理沖擊，使得故障部位的電氣聯(lián)系、機械接觸或固定狀態(tài)發(fā)生變化，從而改變故障癥狀，幫助人們找到可能的故障部位。在使用敲擊法時，首先，要對儀表的結構和工作原理有深入的了解，明確可能存在故障的部位。然后，選擇合適的工具（如塑料錘或橡皮錘等）進行輕微的敲擊，以避免對儀表造成不必要的損傷。在敲擊過程中，需要注意觀察儀表的反應，如指針的跳動、顯示的變化等，以便找出可能的故障部位。

（2）觀察法。觀察法不需要復雜的工具或者高級的技術，只需要通過仔細的觀察，就能發(fā)現(xiàn)許多可能影響儀表性能的問題。而這些問題，有可能是其他更高級的檢修方法難以發(fā)現(xiàn)的。

觀察法主要涉及兩個方面的內容：一是儀表的外部情況，二是儀表的工作狀態(tài)。觀察儀表的外部情況，主要是檢查儀表的外殼、接口、顯示屏等部位是否有明顯的破損或磨損。例如，如果儀表的外殼有明顯的裂紋，那么就可能導致內部的電路板受到環(huán)境的影響，從而影響儀表的性能。再如，如果接口有明顯的磨損，那么就可能影響信號的傳輸，導致數(shù)據(jù)的錯誤。這些問題，都可以通過觀察法發(fā)現(xiàn)。觀察儀表的工作狀態(tài)，則需要更深入地了解儀表的工作原理和操作方式。例如，工作人員可以觀察儀表的顯示數(shù)據(jù)是否正常，是否存在明顯的波動或者偏離正常范圍的情況；工作人員也可以通過操作儀表，觀察其反應是否符合預期。例如，當人們改變輸入的參數(shù)時，儀表的輸出是否也相應地改變；當人們執(zhí)行某個命令時，儀表是否能正確地執(zhí)行。通過這種方式，可以發(fā)現(xiàn)存在的硬件問題或者軟件問題。然而，需要注意的是，觀察法雖然簡單有效，但也有其局限性。首先，觀察法主要依賴工作人員的直覺和經(jīng)驗，可能會受到主觀因素的影響。對于一些隱蔽的問題，或者是需要專業(yè)知識才能發(fā)現(xiàn)的問題，觀察法可能力有不逮。其次，觀察法無法對儀表的內部情況進行深入的了解，對于一些需要內部檢查才能發(fā)現(xiàn)的問題，觀察法也無能為力。

（3）信號檢測法。信號檢測法主要關注的是儀表之間的通信或者數(shù)據(jù)傳輸是否正常。在許多現(xiàn)代工業(yè)設備中，儀表之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸是至關重要的，它們保證了設備能夠準確反應環(huán)境變化，并做出相應的調整。因此，信號檢測法的重要性不言而喻。信號檢測法的基本原理是通過檢測儀表發(fā)出和接收的信號，來判斷其是否在正常工作。如果儀表發(fā)出的信號不正常，那么可能是儀表本身存在問題；如果儀表接收的信號不正常，那么可能是連接線路或者上游設備存在問題。在實際操作中，信號檢測法通常需要使用一些專用的工具和設備，如示波器、頻率計等。例如，工作人員可以使用示波器來檢測儀表發(fā)出的信號波形，如果波形存在異常，那么可能就是儀表存在問題。工作人員也可以使用頻率計來檢測儀表發(fā)出的信號頻率，如果頻率與標準值相差過大，那么可能是儀表存在問題。需要注意的是，信號檢測法雖然能夠發(fā)現(xiàn)許多問題，但也需要一定的專業(yè)知識和經(jīng)驗。如果沒有足夠的知識和經(jīng)驗，可能會誤判或漏判一些問題。此外，信號檢測法也無法解決所有的問題。例如，對于一些內部故障或者機械故障，信號檢測法可能無法發(fā)揮作用。

（4）電壓檢測法。電壓檢測法主要依賴對設備電源電壓的測量和監(jiān)測，以確定儀表的工作狀態(tài)和性能，這種方法通常應用于需要電力驅動的儀表和設備，特別是那些對電壓敏感或者電壓直接影響設備運行狀態(tài)的情況。電壓檢測的基本步驟主要是使用電壓表或者其他相關的測量工具，將其連接到設備的電源輸入端，然后讀取并記錄設備實際接收的電壓。在這個過程中，如果測量的電壓值與設備標識的工作電壓相差過大，那么就需要進行進一步的檢查和處理。對于某些復雜的儀表和設備，可能還需要進行動態(tài)電壓檢測。這意味著需要在設備運行過程中，持續(xù)監(jiān)測電壓變化，查看電壓是否在設備運行過程中發(fā)生波動以及波動的情況如何。值得注意的是，在應用電壓檢測法時，應用人員需要掌握相應的知識以及技能。例如，測量電壓時需要了解設備的電壓工作范圍，以便選擇正確的測量范圍。此外，還需要知道如何正確連接電壓表，以及如何正確讀取和解釋測量結果。對于那些涉及高壓設備的電壓檢測，還需要有足夠的安全知識和防護措施，以防止電擊事故的發(fā)生。

1.2 校驗方法

（1）校驗條件。校驗是確保儀表及自動化設備準確、穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)。在進行校驗的過程中，必須滿足一系列的校驗條件，這些條件直接影響著校驗的效果和質量。首先，穩(wěn)定的環(huán)境條件是進行校驗的基礎。溫度、濕度、氣壓等環(huán)境因素可能會影響儀表和設備的性能。在進行校驗前，應確保環(huán)境條件在設備規(guī)定的工作范圍內，并且在整個校驗過程中保持穩(wěn)定。其次，校驗所使用的設備和工具必須經(jīng)過認證，精度高于或等于被校驗的儀表。這是為了保證校驗結果的準確性和可靠性。同時，校驗設備應定期進行維護和檢查，確保其狀態(tài)良好，工作性能穩(wěn)定。再次，校驗過程應符合相關的標準和規(guī)程。不同類型的儀表和設備可能需要遵循不同的校驗規(guī)則。施工人員必須對這些規(guī)則有深入的了解，并且嚴格執(zhí)行。在校驗過程中，應詳細記錄校驗步驟和結果，便于后期的分析和評估。最后，儀表的物理狀態(tài)也是重要的校驗條件。在校驗前，應對儀表進行全面的檢查，確保其無明顯的損傷和缺陷。對于那些由于使用環(huán)境惡劣、使用時間長或者使用不當而導致的性能下降的儀表，需要先進行修復或者調整，再進行校驗。

（2）校驗方法。比較法：比較法是在已知精度的參照標準設備的基礎上，實行對比分析，從而測量待校驗設備的精確程度。然而，如此的操作并非一蹴而就，需要深入的觀察和細致的判斷。首先，需要精確識別并記錄待校驗設備的讀數(shù)或輸出，這一步驟要求儀器操作員有足夠的專業(yè)技能和對設備的熟悉度，能夠準確捕捉到微小的差異，并進行適當?shù)慕庾x。然后，工作人員將這些讀數(shù)與參照標準進行比較。這一過程需要對比較結果進行精確分析，判斷其是否存在偏差，并評估這種偏差的程度和可能的原因。如果發(fā)現(xiàn)偏差超出了允許的范圍，那么就需要進行修正或者調整。這一步需要工作人員對設備進行內部的維修或者調整，或者對設備的使用環(huán)境進行改變。

模擬法：模擬法作為一種在受控環(huán)境下進行的校驗手段，具有深入研究設備性能、提前發(fā)現(xiàn)潛在問題的獨特優(yōu)勢。這一方法引人注目的特點在于，它模擬了設備可能遭遇的多種實際工作條件，而后對設備的反應和輸出結果進行細致觀察。在模擬的過程中，每個步驟都需要精準控制，每種工作環(huán)境都需要真實再現(xiàn)。模擬可能的極限工況，模擬可能的異常工況，這就需要工作人員對設備的性能參數(shù)、工作原理有深入的理解，對可能的工作環(huán)境有全面的認識。然后，工作人員需要詳細記錄設備在各種模擬條件下的反應和輸出。模擬法的最大優(yōu)勢在于，可以使工作人員在設備投入使用前，就能預測其在各種工作條件下的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)并解決可能存在的問題，這不僅提高了設備的使用效率，延長了設備的使用壽命，更是對生產(chǎn)安全的有力保障。

直接法：直接法是一種直接測量設備精度的方法，它無須借助參照標準或者進行比較。這種方法獨特之處在于，它對設備的原始數(shù)據(jù)和性能進行直接測量，旨在精準獲取設備的真實狀態(tài)。在使用直接法的過程中，可以通過直接讀取和分析設備的輸出數(shù)據(jù)，評估設備的實際工作效能，確定其精度級別。此外，直接法尤其適合于那些無法使用其他校驗方法的設備，如那些獨特的、定制的或高度專業(yè)化的設備。在這些情況下，由于設備的專業(yè)性和特殊性，可能沒有可用的參照標準或者比較對象。此時，直接法將充分發(fā)揮其優(yōu)勢，直接測量設備的性能，提供精確的校驗結果。

間接法：間接法是一種不直接測量設備精度，而是借助已知的物理定律或關系進行推導的校驗方式，這種方法靈活而精確，特別適合那些直接測量困難或不準確的情況。在實施間接法時，工作人員先要測量與設備輸出相關的其他物理量，這些物理量可能是溫度、壓力、電流等，這需要儀器操作員具備扎實的物理知識和操作技巧，能夠準確進行測量和記錄。然后，工作人員根據(jù)已知的物理定律或者關系，將這些測量結果進行轉化或計算，推算出設備的精度。這一步驟需要工作人員具備較強的理論知識和實際經(jīng)驗，能夠準確理解和應用物理定律，同時，也需要工作人員具備較高的計算能力和分析技巧，才能精確地將測量結果轉化為設備的精度。

2 熱工儀表與自動化儀表的發(fā)展趨勢

2.1 網(wǎng)絡化

隨著工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）以及數(shù)字化轉型的持續(xù)推進，熱工儀表與自動化儀表的發(fā)展趨勢日趨明顯，其中之一便是網(wǎng)絡化。網(wǎng)絡化不僅僅指儀表設備之間的連接，更涉及設備與系統(tǒng)、設備與使用者、設備與云端數(shù)據(jù)等多方面的互聯(lián)互通。在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，各類儀表設備往往是孤立存在的，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交互。然而，隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，熱工儀表與自動化儀表能夠通過先進的網(wǎng)絡協(xié)議，如工業(yè)以太網(wǎng)、無線通訊技術等，實現(xiàn)設備間的信息交流和數(shù)據(jù)共享。這樣一來，工廠管理者可以獲得全面、實時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，便于監(jiān)控、分析和優(yōu)化生產(chǎn)流程，進一步提高生產(chǎn)效率和質量。此外，網(wǎng)絡化也為設備維護帶來了便利。通過遠程監(jiān)控和故障診斷，工程師可以及時了解設備的運行狀態(tài)，提前預防故障，避免生產(chǎn)中斷。同時，通過收集、分析設備運行數(shù)據(jù)，工程師可以深入地理解設備的性能，以便進行優(yōu)化和改進。

2.2 智能化

隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術的迅速發(fā)展，熱工儀表與自動化儀表的智能化已經(jīng)成為一個不可忽視的趨勢。智能化是對網(wǎng)絡化的進一步拓展和深化，它強調的是通過高級的算法和數(shù)據(jù)分析，賦予設備更高層次的決策能力和自主性。在智能化的推動下，熱工儀表與自動化儀表已經(jīng)開始擁有自我學習和自我優(yōu)化的能力。例如，通過深度學習算法，設備可以對大量的運行數(shù)據(jù)進行分析，識別出數(shù)據(jù)中的模式和規(guī)律，從而預測設備的運行趨勢，及時調整操作參數(shù)，提高設備的性能和效率。此外，智能化還意味著設備的故障預防和維護能力得到顯著提升。通過實時監(jiān)測和分析設備的運行數(shù)據(jù)，可以預知潛在的故障，自動發(fā)出警告，甚至在故障發(fā)生前進行自我修復。這種智能的維護方式不僅可以大大降低設備的停機時間，提高生產(chǎn)效率，也能降低維護成本，延長設備的使用壽命。智能化的發(fā)展還提升了用戶的設備體驗。例如，通過用戶界面的智能化，設備的操作變得更加簡便直觀，使得用戶無須專業(yè)的訓練就可以快速上手。同時，設備也可以通過學習用戶的操作習慣和偏好，進行個性化的調整，提供更加貼心的服務。

3 結語

綜上所述，熱工儀表與自動化儀表的檢修和校驗不僅保障了生產(chǎn)流程的精準度和高效性，也確保了工業(yè)設備的穩(wěn)定運行和使用壽命。在這個過程中，工作人員不能忽視在檢修和校驗過程中遵循的各種方法和原則。與此同時，隨著技術的發(fā)展，網(wǎng)絡化和智能化已經(jīng)成為儀表發(fā)展的主要趨勢。這些技術不僅提高了儀表的性能和精度，還提高了工作效率，降低了故障率，為工業(yè)生產(chǎn)帶來了諸多便利。