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摘 要：压力仪表是测量并指示高于环境压力的仪表，包括对各种管路压力的测量，压力仪表的应用几乎遍及于所有的工业生产领域，对于保障工业安全生产和产品质量具有十分重要的作用。随着当前科学技术的进步和工业自动化的发展，压力仪表在工业生产自动化控制中的重要性也越发突出，极大地促进了工业生产效率和生产安全性水平的提高，成为工业生产中仪表自动控制技术应用的代表。本文主要对压力仪表在工业生产自动控制中的应用进行了探讨。
关键词：压力仪表；工业生产；仪表自动控制；应用
在工业生产中，压力是一项重要的工艺测量参数，例如在炼焦、冶金等工业生产中，压力的控制往往是与生产效率、产品质量乃至生产的安全性密切相关的。在过去，对于压力的读取和控制基本都是通过人工操作来完成的，不仅难以实现对压力精准、及时的控制，而且有时还会因为人为操作失误而带来较为严重的后果。随着科学技术的发展，现代工业生产逐步加快了同自动化技术的结合，各种自动控制技术不断应用到工业生产中，实现了对工业生产的自动化、数字化和智能化控制。压力仪表的自动控制就是自动化技术应用的重要方面，其自动控制不仅为工业生产提供了精确的压力指示，而且在一定的参数设置下，还可通过自控装置可对压力进行自动的、及时而精确的调节控制与报警提示，极大地提高了工业生产的工艺技术水平。压力仪表属于精密仪器，其自动控制过程也会受到很多因素的影响，因此，在应用中必须要充分考虑生产条件、压力需求等，合理确定压力仪表类型、量程和精度。
1 选择合适的压力仪表
1.1 类型选择
选择压力仪表类型时，主要应从以下方面进行考虑：由于一般压力仪表在测量时，相关元件会与被测介质密切接触，因此，在选择仪表类型时，首要考虑的就是被测介质和仪表的材质，这也是确保仪表能够长期稳定工作的关键。例如，氨水压力的测量就应避免选择铜与铜合金材料元件，因为氨对铜有较强的腐蚀性，对于具有一定腐蚀性的介质的测量，应选用不锈钢材质元件；对于一般的水压、气压的测量选用常规材质元件即可。二是要考虑仪表测量使用的环境，如在环境温度很低或很高的情况下，应选用温度系数较小的转换元件；在具有爆炸危险性的环境中，需选用防爆型仪表。三是应考虑仪表的使用功能，如果仅是测量压力变化的，则要选用液柱式或弹簧管式直接指示仪表。
1.2 确定量程
压力仪表的选用必须综合考虑工作环境、测量任务内容以及经济性等方面的要求，其量程必须满足生产实际需要，保证安全、稳定生产。为确保压力仪表内部的弹性元件在弹性变形设计范围之内正常运行，在确定量程时，如基于波动状态下，被测量介质最大压必须控制在仪表满量程的1/2以内；如在静态测试状态下，既定被测量介质最大压力参数必须控制在仪表满量程的2/3以内。
1.3 确定精度
测量精度代表了测量数据与实际水平的一致性，仪表自动控制是以测量数据为基础的，因此，测量精度越高，数据越精确，则说明自控系统的误差就越小，相应的生产工艺参数的控制就越准确。在工业生产自控系统中的压力仪表精度主要分为0.05级、0.1级、0.25级、0.4级、1.0级、1.5级、2.5级7个级别。压力仪表的精度需根据生产工艺的技术要求以及生产实际情况，依据被测最小压力值规定的误差范围确定精度等级。虽然较高的精度有利于自动控制的精确性，但精度并非越高越好，相反，过度的追求高精度反而会对仪表自动控制的实用性、经济性带来影响，增加控制操作的难度，并在工业生产实际应用中带来许多不便。
2 压力仪表在工业生产自动控制应用中的常见问题及解决措施
2.1 常见问题
在工业生产应用中，由于设备操作者知识技能不足，粗心大意，操作失误，或是设备选择应用不当，安装不合理，检维修不到位，以及自控系统负荷运行后有关元器件的位置出现移动变化而未能及时调整等，这些都会导致压力仪表及自控系统经常出现各种问题。
（1）仪表中的敏感元件和高温、腐蚀性介质密切接触而造成损坏。如压力仪表未装配捕尘设备，就直接测量含尘气体压力；未装配冷凝设备就用来测定高温蒸汽压力；未装配隔离设备就用于腐蚀性介质的压力测定。
（2）安装不当，取压管口未能和设备内壁有效平行，与未能和设备内壁有效平行，或存在凸起物阻擋，这些都会对静压测定造成影响。
（3）取压位和压力表的间距设置过大，导致压力读取信息不准确。
（4）未能全面考虑不同介质测压时的压力取出位，导致无法测量或测压不准。比如对于液体，取出位应设在管道底侧；对于气体介质，一般设在管道上侧。
（5）在压力仪表取压口与装置位未能在相同平面时，因未能对两者的高度差进行及时修正而导致误差。
2.2 解决措施
（1）在仪表自动控制系统装配压力传感器时，应分别将干电池、万用表、指示灯等器件连接牢靠，再通过调整钥匙把上、下两个压力信号限定在总量程的约1/4～3/4以内，避免压力信号过大或过小，甚至超出量程。
（2）缓慢增加压力，如压力信号升至上限，绿灯被点亮，此时应用万用表对其电阻大小进行测定，如电阻测定为零，则表示精度已达到要求。此外，最小工作压必须高于仪表总量程的1/3，如最小、最大工压无法达到量程要求时，则应优先考虑最大压。在通过被测压算出压力仪表上、下限数据之后，还需依照我国制定的压力传感器精度等级、不同量程选用最为合理的仪表，以满足工业生产仪表自动控制的需求。
（3）缓慢降低压力，压力信号达到参数设定下限时，红灯点亮，此时同样用万用表测量电阻值，如果阻值测定为零，则表示能稳定接通。当压力与上、下限触点相接通时，测定压力值与标准压力值之间的误差不得超过允许误差的1.5倍，通过这些措施来保障压力仪表在自动控制系统中的正常应用。
参考文献
[1]于斌，牛爽，魏革.化工生产控制过程中自动化仪表探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2012，33（16）：28.
[2]徐海江.关于工业自动化仪表与自动化控制技术研究[J].工程技术：全文版，2016，（12）：255.
[3]戴福泉.压力仪表在生产自动控制中的应用[J].科技致富向导，2012，（36）：144.
（作者单位：河钢集团邯钢自动化部）
关键词：压力仪表；工业生产；仪表自动控制；应用
在工业生产中，压力是一项重要的工艺测量参数，例如在炼焦、冶金等工业生产中，压力的控制往往是与生产效率、产品质量乃至生产的安全性密切相关的。在过去，对于压力的读取和控制基本都是通过人工操作来完成的，不仅难以实现对压力精准、及时的控制，而且有时还会因为人为操作失误而带来较为严重的后果。随着科学技术的发展，现代工业生产逐步加快了同自动化技术的结合，各种自动控制技术不断应用到工业生产中，实现了对工业生产的自动化、数字化和智能化控制。压力仪表的自动控制就是自动化技术应用的重要方面，其自动控制不仅为工业生产提供了精确的压力指示，而且在一定的参数设置下，还可通过自控装置可对压力进行自动的、及时而精确的调节控制与报警提示，极大地提高了工业生产的工艺技术水平。压力仪表属于精密仪器，其自动控制过程也会受到很多因素的影响，因此，在应用中必须要充分考虑生产条件、压力需求等，合理确定压力仪表类型、量程和精度。
1 选择合适的压力仪表
1.1 类型选择
选择压力仪表类型时，主要应从以下方面进行考虑：由于一般压力仪表在测量时，相关元件会与被测介质密切接触，因此，在选择仪表类型时，首要考虑的就是被测介质和仪表的材质，这也是确保仪表能够长期稳定工作的关键。例如，氨水压力的测量就应避免选择铜与铜合金材料元件，因为氨对铜有较强的腐蚀性，对于具有一定腐蚀性的介质的测量，应选用不锈钢材质元件；对于一般的水压、气压的测量选用常规材质元件即可。二是要考虑仪表测量使用的环境，如在环境温度很低或很高的情况下，应选用温度系数较小的转换元件；在具有爆炸危险性的环境中，需选用防爆型仪表。三是应考虑仪表的使用功能，如果仅是测量压力变化的，则要选用液柱式或弹簧管式直接指示仪表。
1.2 确定量程
压力仪表的选用必须综合考虑工作环境、测量任务内容以及经济性等方面的要求，其量程必须满足生产实际需要，保证安全、稳定生产。为确保压力仪表内部的弹性元件在弹性变形设计范围之内正常运行，在确定量程时，如基于波动状态下，被测量介质最大压必须控制在仪表满量程的1/2以内；如在静态测试状态下，既定被测量介质最大压力参数必须控制在仪表满量程的2/3以内。
1.3 确定精度
测量精度代表了测量数据与实际水平的一致性，仪表自动控制是以测量数据为基础的，因此，测量精度越高，数据越精确，则说明自控系统的误差就越小，相应的生产工艺参数的控制就越准确。在工业生产自控系统中的压力仪表精度主要分为0.05级、0.1级、0.25级、0.4级、1.0级、1.5级、2.5级7个级别。压力仪表的精度需根据生产工艺的技术要求以及生产实际情况，依据被测最小压力值规定的误差范围确定精度等级。虽然较高的精度有利于自动控制的精确性，但精度并非越高越好，相反，过度的追求高精度反而会对仪表自动控制的实用性、经济性带来影响，增加控制操作的难度，并在工业生产实际应用中带来许多不便。
2 压力仪表在工业生产自动控制应用中的常见问题及解决措施
2.1 常见问题
在工业生产应用中，由于设备操作者知识技能不足，粗心大意，操作失误，或是设备选择应用不当，安装不合理，检维修不到位，以及自控系统负荷运行后有关元器件的位置出现移动变化而未能及时调整等，这些都会导致压力仪表及自控系统经常出现各种问题。
（1）仪表中的敏感元件和高温、腐蚀性介质密切接触而造成损坏。如压力仪表未装配捕尘设备，就直接测量含尘气体压力；未装配冷凝设备就用来测定高温蒸汽压力；未装配隔离设备就用于腐蚀性介质的压力测定。
（2）安装不当，取压管口未能和设备内壁有效平行，与未能和设备内壁有效平行，或存在凸起物阻擋，这些都会对静压测定造成影响。
（3）取压位和压力表的间距设置过大，导致压力读取信息不准确。
（4）未能全面考虑不同介质测压时的压力取出位，导致无法测量或测压不准。比如对于液体，取出位应设在管道底侧；对于气体介质，一般设在管道上侧。
（5）在压力仪表取压口与装置位未能在相同平面时，因未能对两者的高度差进行及时修正而导致误差。
2.2 解决措施
（1）在仪表自动控制系统装配压力传感器时，应分别将干电池、万用表、指示灯等器件连接牢靠，再通过调整钥匙把上、下两个压力信号限定在总量程的约1/4～3/4以内，避免压力信号过大或过小，甚至超出量程。
（2）缓慢增加压力，如压力信号升至上限，绿灯被点亮，此时应用万用表对其电阻大小进行测定，如电阻测定为零，则表示精度已达到要求。此外，最小工作压必须高于仪表总量程的1/3，如最小、最大工压无法达到量程要求时，则应优先考虑最大压。在通过被测压算出压力仪表上、下限数据之后，还需依照我国制定的压力传感器精度等级、不同量程选用最为合理的仪表，以满足工业生产仪表自动控制的需求。
（3）缓慢降低压力，压力信号达到参数设定下限时，红灯点亮，此时同样用万用表测量电阻值，如果阻值测定为零，则表示能稳定接通。当压力与上、下限触点相接通时，测定压力值与标准压力值之间的误差不得超过允许误差的1.5倍，通过这些措施来保障压力仪表在自动控制系统中的正常应用。
参考文献
[1]于斌，牛爽，魏革.化工生产控制过程中自动化仪表探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2012，33（16）：28.
[2]徐海江.关于工业自动化仪表与自动化控制技术研究[J].工程技术：全文版，2016，（12）：255.
[3]戴福泉.压力仪表在生产自动控制中的应用[J].科技致富向导，2012，（36）：144.
（作者单位：河钢集团邯钢自动化部）