基于冶金工业中仪表自动化中的仪表选型探讨

基于冶金工业中仪表自动化中的仪表选型探讨

刘俊杰,尚庆强  ,刘征

山信软件股份有限公司莱芜自动化分公司

摘要：本文旨在探讨基于冶金工业中仪表自动化的仪表选型问题。通过分析仪表选型的基本原则、冶金工业中的特殊考虑因素以及关键技术参数和指标，提出了优化仪表选型的措施和方法。通过技术创新和发展趋势的分析，展望了未来仪表选型的发展方向。本文对于冶金工业中的仪表自动化系统设计和实施具有指导意义。

关键词：仪表选型；冶金工业；自动化；技术参数

引言：随着科技的不断进步和冶金工业的发展，仪表自动化在冶金过程中起着至关重要的作用。在冶金工业中，仪表选型是实现准确测量和控制的关键步骤，直接影响到生产效率和产品质量。然而，由于冶金工业的特殊性和复杂性，仪表选型面临着许多挑战和考虑因素。因此，对于仪表选型的探讨和研究具有重要意义。

1仪表选型的基本原则和特殊考虑因素

1.1 仪表选型的基本原则

仪表选型应考虑到冶金工艺的特殊性和环境条件。冶金工业通常面临高温、高压、腐蚀性气体等恶劣环境，因此选型时应选择具有耐高温、耐腐蚀等特性的仪表设备。其次，选型应根据所需测量参数的准确性和精度要求进行。不同的冶金工艺对于测量精度的要求各不相同，因此在选型时需要综合考虑仪表设备的测量范围、分辨率、灵敏度等技术参数，以确保能够满足工艺要求。此外，选型还需考虑到仪表设备的可靠性和稳定性。冶金工业中的生产过程通常长时间连续运行，因此仪表设备的稳定性和可靠性对于保证生产的顺利进行至关重要。选型时应选择具有良好稳定性和可靠性的设备，以减少故障和维修频率[1]。

1.2 冶金工业中的特殊考虑因素

冶金过程中通常涉及高温操作，例如冶炼和热处理过程。因此，在仪表选型时需要考虑仪表能够承受的最高温度范围，以确保其性能和可靠性。举例来说，对于温度测量仪表，需要选用能够承受高温的热电偶或热电阻，并确保其测量范围覆盖冶金工艺中的高温区间。以下是一些常见的温度测量仪表及其适用范围：

表1常见的温度测量仪表及其适用范围

冶金工业中的腐蚀性介质也需要考虑。某些工艺中使用的化学物质可能对仪表产生腐蚀作用，因此需要选用耐腐蚀的材料和涂层。例如，对于压力测量仪表，如果在冶金工艺中接触到腐蚀性介质，可以选用316不锈钢或钛合金材料来提高耐腐蚀性。此外，冶金工业中的振动和冲击也是仪表选型时需要考虑的因素。冶金设备通常运行在高振动和冲击环境下，如冲压设备、振动筛和冲击锻造等。在选择仪表时，需要确保其具有足够的抗振动和抗冲击能力，以保证测量准确性和长期稳定性。

2仪表选型的实际应用案例分析

2.1 温度测量仪表选型案例分析

在某冶金工业的高温处理工艺中，需要对金属材料进行温度监测。根据工艺要求，我们选择了两种常用的温度测量仪表进行比较评估：热电偶和红外线测温仪。

首先，我们考虑了测量范围和精度，热电偶在广泛的温度范围内可用，但精度受到环境干扰的影响较大。而红外线测温仪在特定范围内精度更高，但测量范围有限。针对该工艺，我们确定了适用的温度范围，并考虑了温度变化的速度和稳定性。其次，我们关注了仪表的响应速度和动态性。在高温处理过程中，温度变化可能非常迅速，因此需要选择具有快速响应和良好动态性能的仪表。红外线测温仪在这方面具有优势，能够迅速获取温度信息，并及时反馈给控制系统。另外，我们还考虑了环境适应性。高温处理工艺通常存在较高的温度和腐蚀性气体等恶劣环境因素[2]。在这种情况下，热电偶由于其较为简单的结构和材料选择，能够更好地适应这样的工作环境。通过对比评估，我们最终选择了热电偶作为该高温处理工艺的温度测量仪表。下表列出了我们所选热电偶的关键技术参数和指标：

表2热电偶的关键技术参数和指标

这个案例分析展示了在冶金工业中温度测量仪表选型的实际应用过程。通过综合考虑测量要素如测量范围、精度、响应速度和环境适应性等，我们能够选择最适合的仪表来满足工艺需求。在该案例中，热电偶因其广泛适用的温度范围和较好的环境适应性，被认为是最佳选择。

2.2 压力测量仪表选型案例分析

在某冶金工业的生产过程中，需要对关键设备的压力进行监测和控制。我们面临的选择是压力变送器和压力传感器两种常见的压力测量仪表。

首先，我们考虑了测量范围和精度，压力变送器可提供较宽的测量范围，适用于不同的工艺需求。而压力传感器则在特定范围内具有更高的精度。根据生产过程的要求，我们确定了适当的测量范围和精度，并考虑了压力变化的速度和稳定性。其次，我们关注了仪表的响应速度和动态性能，在冶金工业中，压力变化可能较为迅速，因此需要选择具有快速响应和良好动态性能的仪表。压力传感器通常能够提供更快的响应时间和较好的动态性能。我们还考虑了仪表的环境适应性。冶金工业中的压力测量通常涉及高温、高压和腐蚀性介质等恶劣条件

[3]。在这种情况下，我们需要选择具有良好耐高温、耐腐蚀能力的仪表，以确保长期稳定的工作性能。通过对比评估，我们最终选择了压力传感器作为该冶金工业生产过程中的压力测量仪表。下表列出了我们所选压力传感器的关键技术参数和指标：

表3压力传感器的关键技术参数和指标

这个案例分析展示了在冶金工业中压力测量仪表选型的实际应用过程。通过综合考虑测量要求和工艺环境，我们能够选择最适合的仪表来确保精确的压力测量和可靠的工艺控制。在该案例中，压力传感器因其较高的精度、快速的响应时间和良好的耐高温、耐腐蚀性能，被认为是最佳选择。

结论

综上所述，仪表选型对于冶金工业中的仪表自动化具有重要意义。正确的选型能够确保精确的测量和可靠的控制，提高生产效率和产品质量。然而，仪表选型并非一成不变的，需要根据不同工艺和应用进行灵活调整。为了进一步提升仪表选型的准确性和效率，未来的研究可以探索更多的仪表选型案例，并结合实际的工程应用进行验证。此外，随着技术的发展和创新，新型仪表的研发和应用也将为冶金工业中的仪表选型带来新的机遇和挑战。

参考文献

[1]孙红英,王跃芹.仪表自动化选型设计总结[J].氮肥技术,2014,35(06):33-36.

[2]喻玲玲,徐琪.仪表自动化设计及施工服务应注意的问题[J].有色冶金设计与研究,2007(05):7-8+13.

[3]戴公白.浅谈炼油化工企业仪表自动化方向的一些问题[J].石油炼制与化工,1992(10):15-18.