仪表板功能及设计（精选7篇）

仪表板功能及设计 第1篇

仪表板应具有如下功能要求:要有足够的强度, 能够承载各种安装附件的负荷;良好的吸收冲击能量的能力, 保护前排驾乘人员的安全;要有良好的尺寸稳定性, 能够保证在-40～120℃的范围内不变形;耐老化性好, 可长期耐紫外线的辐射;耐各种酸、碱及油类的腐蚀;良好的视觉感, 表面最好哑光处理, 不使前排驾乘人员产生炫目、刺眼的感觉;不允许产生使汽车玻璃出现模糊的挥发物, 应有适宜的装饰性并能满足不同消费人的需求等。

二仪表板的种类及材料

仪表板主要有注塑仪表板、软皮发泡仪表板两种。

1.注塑仪表板

注塑仪表板一般为PP材料。但是由于注塑工艺较难控制大制件的表面质量, 因此注塑仪表板表面不可避免的存在熔接痕、缩痕、顶出白痕等缺陷。而且PP材料较软, 表面易发生刮擦。此类型仪表板开发成本较低, 多用于经济型的轿车或硬朗风格的SUV中, 如赛欧、长安嘉年华等。

2.软皮发泡仪表板

软皮发泡仪表板主要有真空成型表皮、搪塑表皮、PU Spray表皮三种材料。软皮发泡仪表板给人柔软的质感, 适合温馨豪华的内饰风格, 此类型仪表板制作工艺复杂, 开发成本较高, 多用于中、高级的车型, 如帕萨特、Polo等。

三仪表板组成零件

仪表板主要由仪表板本体、风道系统、手套箱总成、出风口总成、中控面板、烟灰缸、杯托、护脚板等组成。

四仪表板组成零件结构及其设计要求

1.仪表板本体

仪表板本体是仪表板的重要组成部分, 仪表板本体的设计不但要有可靠的强度, 完善的功能, 美观的外型, 还需要满足国家强制法规标准。必须满足以下标准: (1) GB11551-2003 (CMVDR 294) <<乘用车正面碰撞的乘员保护>>。 (2) GB11552-2009 (CMVDR 209) <<轿车内部凸出物>>法规要求。 (3) GB11556-2009 (CMVDR 632) <<汽车风窗玻璃除霜和除雾系统的性能和实验方法>>。 (4) GB 8410-2006<<汽车内饰材料的燃烧特性>>。

除此之外, 还要满足以下设计要求: (1) 可靠性目标:2年内或50000公里完好率98%;6年内或150000公里完好率94%;10年内或250000公里完好率90%。 (2) 仪表板系统要求在-40°到+82°的环境温度下, +40°时相对湿度达到90%, 满足外观和功能的要求。 (3) 仪表板系统上的零件经过3次拆装后, 各零件应满足所有外观和功能的要求。 (4) 需满足驾驶侧与副驾驶侧的膝部撞击要求 (北美和欧洲法规要求, 视客户需求决定) 。 (5) 仪表板暴露在自然环境下, 当仪表板处于空调引起的快速冷热时, 在运动部件运动过程中, 不能发出可辨的噪声。 (6) 振动试验要求:振动频率33Hz, 振动加速度70m/s2, 上下4小时, 左右2小时, 前后2小时。试验后产品不应有松动、脱落、表面凹陷、破损、断裂等影响正常使用的功能及外观缺陷。

2.风道系统

风道系统主要由除霜风道和空调风道两部分组成。 (1) 除霜风道:采用整体焊接风道结构, 在仪表板本体背面设计双层结构, 风道板材通过焊接或其他连接方式固定在仪表板背面, 形成的空腔成为风管。 (2) 空调风道:采用PE吹塑风管或PP注塑风管来连接空调机出口和IP出风口。

风道系统的设计要满足以下要求: (1) 除霜器喷嘴必须布置在距前挡风玻璃底部45毫米到100毫米的范围内。 (2) 驾驶员观察左右后视镜的视线在左右车窗上形成视野区域, 左右除雾器的出风方向需吹向该区域。 (3) 吹向乘员的空调风管一般需保证3000mm2的截面积。开启状态的Register损失20%的截面积。 (4) 前除霜器、左右除雾器需满足国家强制除霜、除雾试验。试验条件下10分钟内去除车窗指定区域90%的凝结霜雾。

3.手套箱总成

手套箱结构主要有两种形式:一种是Drop down式, 手套箱斗与盖板焊接成一体式;另一种是开门式, 盛物的斗与门分开。两种结构都可以增加缓冲开门机构。

手套箱设计要满足以下要求:手套箱斗的宽度应大于75%手套箱门的宽度。手套箱可以放下275X45X175尺寸的块体, 打开的尺寸为275X100。 (3) 驾驶侧气囊激发后, 手套箱门不能打开。

4.出风口总成

出风口主要有Barrel式、旋转式、Vane叶片式三种形式。其中Barrel式主要用于一些较老的车型中, 目前新车型多使用旋转式, 而Vane叶片式为主流设计, 在中高档车中普遍运用。

出风口设计要满足以下要求: (1) 仪表板一般提供最少4个出风口, 通常空调出风口的作用范围达到车厢内50%的空间。 (2) 当驾驶者坐在最远的位置上时, 驾驶侧出风口可调节吹风方向, 吹到驾驶员右肩;中间出风口可以吹到驾驶员左肩;同时, 当副驾驶员坐在最远的位置时, 副驾驶员出风口可调节吹风方向, 吹到副驾驶员左肩, 中间出风口可以吹到副驶员右肩。 (3) 出风口向上应该能够吹到99%的眼椭圆, 向下应能够吹到假人的H点。 (4) 所有的出风口应高于前座椅H点上方356mm处的水平面;从出风口做到99%眼椭圆的切线, 切线长度不大于653mm。 (5) 出风口需要布置在没有任何零件 (方向盘、控制器等) 阻挡气流吹向任何目标的位置, 能够吹到人腰部以上80%的空间。如果不能, 就要考虑设置辅助出风口。

5.中控面板

中控面板是仪表板上结构较为复杂的部分, 分两种形式:一种是独立的控制面板;另一种是与CD或DVD面板结合在一起的控制面板。但不论采用哪种形式, 中控面板都集成中部左右出风口、中部储物盒、空调控制器、CD或DVD、车用开关等功能部件。也有许多车型在中部面板上安装杯托等功能部件。

中部面板设计要满足以下要求: (1) 电器开关的布置便于驾驶员操作。 (2) 如是与CD或DVD面板结合在一起的中控面板需能够承受较重的CD机和DVD机的重量。 (3) 中央储物盒需后仰一定角度避免物件受颠跳出, 盒底部要有缓冲垫防止噪音。 (4) 带屏幕的电器件避免前车窗折射反光。

6.烟灰缸

烟灰缸结构主要有两种形式:一种是抽屉式手开烟缸, 低档经济型车上应用较多;另一种是带缓冲的自动翻开式, 多用于中高档车型上。

烟灰缸设计要满足以下要求:

(1) 前烟灰缸打开的宽度为100毫米, 打开的面积为5000平方毫米;总容积为200立方厘米;后烟灰缸打开的宽度为75毫米, 打开的面积为2000平方毫米;总容积为80立方厘米。

(2) 将烟灰缸缸体转入或取出的作用力为:

(3) 烟灰缸盖在受到11N的载荷时, Y方向变形<5毫米;Z方向变形<3毫米。

(4) 在手部不接触到灭烟处的情况下, 烟灰缸缸体可以很方便的取出。

7.杯托

杯托结构设计种类多种多样, 杯托设计要满足以下要求:

(1) 杯托上可以放置最小75毫米直径的容器, 深度不小于40毫米。

(2) 杯托的最大开启和关闭力为:

开启:DRAWER/SLIDE:25N

PUSH/PUSH:15N

关闭:DRAWER/SLIDE:30N

PUSH/PUSH:15N

(3) 杯托的插入的部分在其中心受到4.5N的载荷, 在43摄氏度和90%相对湿度环境下, 放置24小时后, 杯托能够满足所有的功能。

8.护脚板

护脚板在仪表板的最底部, 护脚板不仅仅是为了保护驾乘人员脚部安全, 也是仪表板与地板的过度连接。

护脚板设计要满足以下要求:在设计护脚板时要给驾乘人员脚部留出足够的活动空间, 起到护脚作用的同时还要使驾乘人员脚部舒适, 减少驾乘人员乘车疲劳。

五结束语

随着汽车行业的不断发展, 特别是新技术、新产品的推力作用, 仪表板也变的越来越复杂, 但是不管多复杂的设计都必须拥有仪表板应具有的功能, 同时仪表板要通过噪音、内部温度和湿度的控制, 进一步改善驾驶室的内部环境, 并通过色彩、织物及装饰的不断改进、使驾乘人员在视觉上达到舒适和协调, 为驾乘人员提供舒适驾乘空间。

参考文献

[1]李光耀.汽车内饰件设计与制造工艺.北京:机械工业出版社, 2009.8

[2]张志军.汽车内饰设计概论.北京:人民交通出版社, 2008.11

ACUVIMIIR仪表功能简介 第2篇

ACUVIMIIR仪表的功能：

测量三相电压，三相电流，有功，无功电度，有功功率，无功功率，功率因数，频率，需量，负载性质，双相四象限有功电度，无功电度计量，电压合格率，各相电压，电流总谐波畸变率，各次谐波分量最高达63次，电压/电流不平衡度，越限报警，最值统计，可选择IO模块，数字输入，数字输出，继电器输出，模拟量输入，模拟量输出，实现脉冲输入和脉冲输出，SOE功能，可选配以太网通讯模块，可选配PROFIBUS通讯模块，大屏幕，LCD显示。特点：（1)Acuvim IIR电压精度为0.2%，电流精度为0.2%，有功电度满足IEC标准计量，精度0.2S。

(2）数据记录功能

Acuvim IIR有4M的内存可以用于定时数据记录，记录内容几乎涵盖仪表的所有测量参数。具体记录哪些参数则由用户自己定义。

（3）网络通讯

Acuvim II全系列仪表提供以太网通讯功能。工业以太网是工业现场通讯发展最快、最通用的通讯方式，具有速度快（高达100兆）、容错能力强和建网简单等特点。网络布线作为基本布线，在楼宇和工业现场已经存在，只需分配IP地址或端口号就可以实现快速建立配电通讯网络。

（4）网页浏览

Acuvim II全系列仪表提供网页浏览功能，用户只需在浏览器中输入仪表的IP地址，不管在什么地方都可以看到仪表的实时和记录的参数。仪表的设定参数由IP地址、端口号和密码来保护，不知道任何一个都不能对仪表进行设定。

(5)邮件功能

Acuvim II全系列仪表提供自动邮件发送功能，最多可以有3个收件人。邮件可以设定为定时发送、事件发送或二者皆有。邮件的内容可以由用户通过设定来定制。

(6)Profi-Bus通讯

西门子工业自动化系统在工业领域广泛采用，该系统在监控仪表层面采用的是Prifi-bus通讯协议。凡是有西门子工业自动化系统的场所都可以采用Acuvim Ii加Profi-Bus模块的方式融入到系统中。

(7)Acuvim IIR仪表的测量高次谐波可以到63次。

(8)组合仪表

Acuvim II 仪表提供三种IO模块和两种通讯模块，通过组合可以做出满足用户需求并且市场上不存在的仪表产品，为开拓市场提供有力的工具。

(9)电压宽范围

测量电压输入可达： 690V线电压

宽电源输入电压：100V-415V交流

(10)国际安全认证

仪表通过了UL和CE国际安全认证。UL认证是国际上公认的要求标准最高的安全认证。

环境防护认证

仪表板功能及设计 第3篇

1.感性工学因素分析

仪表盘的设计风格、信息框架十分多样，为了可以量化的衡量一款仪表盘的用户体验，本节运用感性工学（kansei engineering）的理论，对汽车仪表盘的视觉及人机交互的感性体验进行量化分析，综合仪表盘的设计及交互规则，总结出影响仪表盘设计的因素总体分为视觉审美、交互界面、信息组织三个维度作为一级制约因素，每个一级制约因素下都有若干二级制约因素如表1所示。

2.量化数据分析

确定好了因素框架图后，根据框架图制作调查问卷，问卷包含选择题与里克特表，量表中得区间为1-5分，1分表示“基本符合”，5分则表示“非常符合”，为保证调研内容得真实性，调研的人群年龄范围定在可以拥有驾照的的年龄起的18岁到65岁之前，不包含未成年人和超过65岁的老年人。

本小节的基于汽车仪表盘的感性量化体验研究采用感性工学理论中的“语义差异法”，以随机问卷形式对汽车的驾驶者进行了调查，得到了决定用户对于仪表盘的感性体验的量化数据，从而总结出如表X的设计指南，为仪表盘设计提供有效的参考意义。

仪表盘设计

1.仪表盘信息架构设计

仪表盘的首屏界面承载了仪表盘的基本信息及核心功能，是用户对仪表盘的基本心智认知。

根据对用户体验概念及汽车仪表盘设计理论及第三章用户体验调研中对用户仪表盘感性体验与用户需求的总结，如图1所示，将仪表盘分为位于仪表盘中部是主级视觉区域，占据了屏幕中间的视觉中心的大部分位置，其次是两侧的次级视觉区域，在主级视觉区域设置了用户需求度最高的车速与导航两个选项，辅以图形环形的车速、瞬时功率、电池电量，及当前档位、电池电量显示，可以使驾驶员对重要的驾驶信息一目了然。左侧的次级视觉显示区域用于显示行车信息，可显示的行车信息大致有电池电量、电池温度、剩余电量及里程、充电、档位信息等。用户可根据需要通过多功能仪表盘进行切换。右侧的次级视觉显示区域用于车载应用的操作，其主要功能有音乐、信息、电话、空调等，用户在行驶过程可高自由度的进行切换。

界面信息逻辑清晰、操作简便、且符合用户的信息需求模型，可以达到良好的用户体验。

2.汽车仪表盘视觉设计

仪表盘的视觉因素由视觉元素、显示方式、色彩因素等构成，根据前文基于用户感性体验的调研及仪表盘信息架构的规划，将基于各个仪表盘视觉元素的视觉感性体验权重来进行设计。

仪表盘界面的主体的视觉设计采用3个圆型图形界面外框，主要的视觉信息被放在中间的大圆中，突出了主要信息视觉中心的位置，旁边的两个小圆与主圆略微相交，寓意信息的关联性，同时更加突出整体。

仪表板功能及设计 第4篇

燃气仪表设计的系统需求分为系统功能需求和系统性能需求2个部分,这些需求将综合体现为系统的具体功能。

1.1系统功能需求

燃气仪表系统功能需求,是在相应规则条件的基础上,借助启发推理和算法推理的技术方式,通过求解得出数据驱动、 目标驱动、冲突仲裁等系统控制结论。具体如下:(1)规则创新。燃气仪表系统的创新设计包括计算、存储、通信等在内的设计目标,需为用户提供选择性的软硬件、元器件和其他配置等,以及为了让客户多元化地评估系统性能和功耗等,在评价规则的范围内提供多项设计方案作为参考,以控制设计失误的情况出现。(2)知识库扩充。燃气仪表系统开发技术日新月异,包括元器件、软硬件等在内的技术层出不穷,为此系统的知识库系统要具备支持知识扩充的功能,即在赋予知识库增加、 修改和删除知识等功能的基础上,兼容系统中新添加的知识和实现知识库新旧版本之间转换的无缝化。(3)系统自学习。系统使用过程中所形成的反馈信息,是燃气仪表系统知识库更新的依据,而为了提高自动更新效果,系统将通过分类管理支持系统的自学习功能,以便更加人性化地引导燃气仪表系统设计,加速提高系统设计能力。

1.2系统性能需求

至于燃气仪表系统性能设计,体现在可拓展性、并行处理、 实时响应几个方面:(1)可拓展。燃气仪表系统所设置的中心服务器,设计了结构网络,以便在系统性能更新后,能够以较强的可拓展性表现,缩短系统维护时间,并支持多个用户同时在线操作。(2)并行处理。燃气仪表系统所对应的数据库,其性能的安全等级在自学习时可能会出现冲突检测以及缓冲处理异常,因此系统在维护数据库时,应该保证并行处理系统性能的正常,提高系统的安全性等级。(3)实时响应。燃气仪表系统的实时响应离不开系统推理过程中前序参数的合理设置,而为了提高系统操作的效率,在推理运算时,应该尽量缩短响应时间。

2燃气仪表功能开发建议

基于燃气仪表系统的功能需求和性能需求,在开发燃气仪表系统功能时,应该对系统的模块进行合理划分,并全方位设计知识库,在此基础上进行推理流程优化,以进一步提高燃气仪表的功能水平。

2.1模块划分

由于系统推理既可基于模型,亦可基于规则,因此燃气仪表的逻辑形成,可借助模型库予以确定,或者借助遍历仪表模型,形成对用户输入合理性的正确判断。为了保证系统逻辑形成的正常性,系统应该进行模块组成的划分,由用户自主选择适用的模块,满足“输入、处理、输出”的用户要求。在此,笔者建议采用正向推理的方法,通过用户接口,在工作区利用推理机推断物理模块构成,进而更新数据库的内容。其中所要开发的模块包括用户接口模块、工作区模块、知识库模块、推理机模块,分别用于交互用户、临时数据存储、表示逻辑组成详细知识、获得推理状态并提交推理结果。

2.2知识库设计

关于知识库的设计,目的是获取、表达、处理燃气仪表系统的知识,在整个系统的功能设计当中处于核心地位,分为模块库和元器件设计、仪表模型库和规则库设计、系统硬件资源匹配推理机制设计3个部分。具体如下:(1)数据库和元器件设计。不同型号的燃气仪表模块在接口线定义、功耗、价格、供电电源、从属特性、输入通道数、输出位数、输出方式等方面均有较大的差异性,比如TYPE1型号的模块,其接口线定义为端口数量4,功耗为5W,采用双电压±5V供电电源,各种流量计的从属特性均能体现,输入通道数和输出通道数分别为2条和4条,其中输出方式为4~20mA。至于元器件的更换,同样需要根据具体型号,确定该型号燃气仪表元器件在引脚数、封装形式、尺寸、供电电压、功耗、安装方式、使用温度范围、价格、外设资源等方面的具体情况。(2)仪表模型库和规则库设计。仪表模型库需要体现的属性包括仪表类型、模型编号和模块序号,这些属性将模型库的功能严格区分,同时也是模块组织类型确定的依据。而规则库设计要求同步满足信号输入输出、数据位数输入输出、电压输入输出、电流输入输出等功能条件,进而分类设计规则库。(3)系统硬件资源匹配推理机制。在技术层面上,模块连接接口属性定义和归纳、处理器硬件的资源统计、引线连接和输出特性的确定、分析处理器代替资源的实现等,均涉及系统硬件资源匹配推理机制的形成,而为了满足模块接口分类和属性定义的需求,在建立专家系统时,应该分别按照模拟接口、通用I/O端口、数据总线、地址总线、控制总线、 串行外设接口总线、双线串行总线、USB接口、以太网络接口、 外部终端接口、定时器、计数器、时钟输出接口、复位控制线、同步串行接口等不同类型的接口,明确各自的接口标号、引线数量、引线标号、连接特性、传输特性等,同时做出必要的备注说明。除此之外,系统硬件资源匹配推理机制的设计,还应该根据连接特性和传输特性做出必要的定义说明,譬如是否允许并接或者只允许对接、模拟信号的正向输出和反向输入通道模式等。

2.3推理流程优化

燃气仪表功能开发的适用与否,还应该根据模块的需求描述结果,挑选匹配的备选子集,从模块的个性化描述当中完成系统的整个推理。系统的推理流程优化分为3个步骤:(1)结果分析。在应用需求输入之后,专家系统启动推理机制,通过对备选方案的分析,确定具体方案是否满足设计的要求,对于不可行的方案,则要找出具体哪些指标不达标,以便对系统的局部模块进行重新设计或者调整。(2)模块增加。为了进一步强化燃气仪表系统的功能,可适当引入性能指标更高的芯片技术,必要时重新设计系统现有的模块。其中重新设计的模块,要求利用专家系统全方位调试,确定增加模块与系统整体性的兼容表现,如有排斥,则需要进行调整。 (3)解释机制。解释机制是推理流程优化的重要辅助补充形式,一方面是从不同视角满足系统调试知识库、测试专家系统、 引导用户使用等解释性功能需求,另一方面是针对用户所提出的问题,通过结论性分析和推理求解,提供合理的辅助说明。 除此之外,专家系统的解释机制,还应该同时建立合理的推理路径,同时建立起动态解释和静态解释内容之间的关联性,以及记录好各种推理的解释信息。

3结语

综上所述,燃气仪表设计的系统需求,包括规则创新、知识库扩充、系统自学习、可拓展性、并行处理、实时响应等方面的内容,为满足这些系统功能和性能需求,在开发燃气仪表系统功能时,应该对系统的模块进行合理划分,并全方位设计知识库,在此基础上进行推理流程优化,借助启发推理和算法推理的技术方式,通过求解得出数据驱动、目标驱动、冲突仲裁等系统控制结论,以此提高系统操作的效率、安全性等级以及系统设计能力等。

摘要：燃气仪表系统是支撑燃气仪表运作并实现燃气仪表预期功能的平台。鉴于此,在分析燃气仪表设计系统需求的基础上,深入研讨其功能开发方法,并提出了一些建议。

刍议仪器仪表的设计及数据采集 第5篇

关键词：仪器仪表,设计,数据采集

1、我国仪器仪表行业发展现状

1.1 仪器仪表行业发展的地位

现代仪器仪表的发展水平, 是一个国家的科技水平的综合体现。美国对仪器仪表行业的发展一直加以重视, 日本则将仪器测量作为21世纪的首位发展技术, 德国通过大面积的推广工作, 90年代在全球增加了350%的市场份额, 从而带动劳动力发展增长率达1.9%, 欧盟则将测量和检测技术作为15个专项之一, 重点发展。

我国的仪器仪表行业总体规模不大, 2002年实现行业总产值1000亿元, 对我国的经济发展有着强有力的拉动作用, 被称为工业的“眼睛”。

1.2 我国仪器仪表行业发展的基本情况

近年来, 我国经济发展迅猛, 从而带动了仪器仪表行业的快速发展。仪器仪表行业已经连续实现5年增长, 据工信部获悉, 仪器仪表行业2010年报于2010年11月11日公布。公布中显示;仪器仪表行业2010年实现工业总产值为8085亿元, 销售收入7985亿元, 利润990亿元;进出口总额600亿美元, 其中进口348亿美元, 出口252亿美元。企业总数7154个, 其中国有及国有控股占0.07%, 民营企业占69.9%, 三资企业占20.2%, 其他企业占9.83%。

仪器仪表行业经过多年的不懈努力, 我国已成为常用仪表的生产大国。变送器、执行器、测绘仪器、金属材料试验机等产品的产量居世界前列, 控制系统等中高档产品的市场占有率不断上升, 行业技术上总体已达到二十世纪九十年代中期的国际水平, 少数产品接近或达到当前国际水平。国有仪器仪表行业竞争力市场需求在不断的扩大比2009年增长近200%。

按照国民经济行业分类标准, 我国的仪器仪表行业共分20个小类, 仪器仪表是知识密集、技术密集型产业, 是多学科的综合体, 是高端制造装备的重要组成部分, 是现代工业的核心技术之一。

2、仪器仪表的工业设计

2.1 我国仪器仪表设计的发展

随着科学技术的飞速发展, 产品设计方面也日趋多样化。很多企事业单位对计算机开发应用工作越来越重视, 并在设计中发挥了极其重要的作用, CAD技术把计算机引入工程设计领域, 在仪器仪表设计行业中也有了较大的应用。在仪器行业中, 我国早在60年代初就开始了以计算机为工具进行工作, 研究了多种的设计方法, 编写了很多较有特色的仪器设计程序, 提出了围墙法、变尺度法和传统的设计实验法, 在较为复杂的仪器设计方面有了较大的突破和进展, 大大提高了设计效率。例如, 上海自动化仪表成套厂实现了大型仪表盘的C A D/C A M。哈科大在造型C A D的过程中, 攻克了项目“电力负荷音控制系统”的操作台进行造型设计, 另外还完成了北京第二光学仪器厂的造型设计。

2.2 对我国仪器仪表设计的几点建议

仪器仪表设计是一个整体, 应该科学合理地分配各个环节, 国外有很多先进的经验值得我们借鉴和学习, 为了将仪器仪表的现代化设计推上一个新层次, 在这里提几点建议供大家参考。

(1) 逐步使用现代化的设计工作, 从而提高效率。CAD技术随着多年的发展, 在工业设计上已经很成熟, 我们应将其便捷性和科学性运用在仪器仪表的设计中, 并在个别的产品设计中才用优化技术。

(2) 科研设计单位掌握先进的设计方法。科研是仪器仪表设计中的关键所在, 是设计的核心部分, 因此, 应该多组织安排设计人员进行定期学习, 学习国内外的先进设计方法和设计理念, 尽早将我国的仪器仪表设计提高到新的层次。

(3) 科学仪器、机箱、机柜类的产品开发, 要进行必要的造型设计, 产品鉴定时要有工业造型设计的资料。

(4) 定期对设计人员进行必要的考核。自动化仪表、工业仪表的产品开发, 必须要有可靠性的设计资料。因此, 要对设计人员的资料进行定期的产品鉴定及定型, 并对可靠性进行考核, 从而确保设计的准确性。

3、仪表仪器数据的智能采集

20世纪60年代后, 随着我国数字图像处理、计算机技术和人工智能理论的不断发展, 机器视觉技术取得了长足的发展。自动化生产过程中, 机器视觉系统已广泛应用于工况监视、质量控制等领域。机器视觉系统的特点是可以提高生产的柔韧性和自动化程度, 在一些不适合人类工作的地方, 可以利用它来实现。另外, 在大批量生产工作中, 也可以利用机器视觉检测方法来提高生产效率和自动化程度。仪表的测定工作有着大量繁杂而反复的工作, 这就可以运用机器视觉来发挥其优势。目前, 在仪器检定方面使用自动化检定的工具不多, 基本采用常规的检定方法。采用自动化检定系统可以降低测试人员的劳动强度及人为因素而产生的误差。

哈尔滨工业大学的李铁桥等研究人员早期就通过仪表图像识别来进行数据采集。王三武等人研究了水表多刻度盘的图像识别鉴定系统。上述研究表明, 自动读数识别研究方法主要获取指针的角度, 根据角度关系来计算出仪表的读数, 与人工读数的方式不同。

仪器仪表行业的发展正处在一个高速发展的时代, 对行业发展模式及发展道路进行适时的调整, 努力掌握核心技术, 创造自主品牌都有着极其深远的意义。加速科研成果创新, 重视关键环节工艺, 提高产品的技术含量。对我国的仪器仪表行业的发展有着极其重要的影响。

参考文献

[1]孙宏军.智能仪器仪表[M].北京:清华大学出版社, 2007.

[2]张炎华等.惯性导航技术的新进展及发展趋势[J].中国造船, 2008, 49 (B10) :134-144.

化工企业自动化仪表的设计及施工 第6篇

1 自动化仪表设计与选型原则

石油化工企业自动化仪表设计是一项重要工程项目, 主要流程包括自动化仪表设计、自动化仪表施工和自动化仪表调试三个阶段。其中自动化仪表设计要求从应用角度合理选型, 要有很强附属性和很高的专业性, 要方便操作人员控制和管理, 要将仪表设计和专业紧密结合。自动化仪表的设计和施工是一个重要工程, 必须保证设计选型和施工的质量。

1.1 自动化仪表设计选型的要求

自动化仪表设计是为了满足现场生产, 是为工艺服务的, 所以要根据生产工艺参数和介质性质、管路分布、管径大小和材质、周边环境状况等综合因素来选型。还应考虑先进性、经济性和运行、维护的费用等方面因素, 根据检测点和控制系统进行科学的设计, 保证自动化仪表的先进性。自动化仪表是一项系统工程, 设计不同子项要考虑产品的通用性和兼容性, 对不同厂家的仪表性能要了解清楚, 从科学、经济的角度选型, 做好相关操作人员的技术服务和操作培训。

1.2 自动化仪表设计基本原则

1.2.1 仪表系统必须可靠准确

石油化工设备使用的自动化仪表, 必须保证长期、安全、可靠、稳定的运行, 在系统设计、元件选择、软件编程上必须全面综合考虑, 确保系统在误操作或出现断电等常见故障时, 不影响系统安全, 仍能稳定运行, 不会引发安全事故、威胁人员生命。

1.2.2 仪表功能保证健全稳定

必须最大限度发挥自动化仪表的数据监测、安全预警等功能, 满足石油化工行业生产的各种需求。设计人员必须深入研究系统工作情况, 了解生产现场各项数据需要, 保证所设计的仪表系统功能完善, 适应性强, 运行健全稳定。

1.2.3 仪表系统便于维护扩展

化工企业对安全性有特殊要求, 设计选用的仪表要便于安装、更换, 安全运行周期长、方便维护与保养。从系统综合利用角度出发, 满足功能的前提下, 节约成本, 提高系统经济效益。同时要预留仪表安装空间, 便于扩展。为未来生产发展和工艺改进提供方便。

2 自动化仪表的设计和施工

2.1 施工前策划阶段

首先要准备好资料和相关物品。资料包括安装资料和施工技术准备。安装资料包括施工图、标准图、厂家安装图、质量评验标准和相关设计手册等。对施工方案、质量计划、技术要点要合理编写, 做好施工技术准备。物质准备包括施工图上用到的各种自动化仪表设备和材料。要准备出记录施工过程和质量记录的表格, 便于调试仪表。

2.2 施工组织设计阶段

自动化仪表安装是一种流动性强、环境多变、施工内容和难度差别较大的工作, 要求针对具体的施工任务, 制定出相应的施工组织设计。对施工现象设施的要求, 需要测算出水、电、所需机械设备、数量、材料、人工等具体安排, 做好相关环节的计划安排, 不影响物耗和工期, 为企业合理节约成本。制定出协调各专业交叉作业的方案, 防止专业不同造成待工, 延误工期。对工人进行技术培训, 根据工作能力和操作熟练程度, 合理搭配人员, 分成班组落实工作量, 将具体工作安排做好分配, 降低劳动量消耗的同时提高工作效率。施工之前与自动化仪表专业协调配合, 做好预埋件、预留孔、电缆沟、地面防腐层等基础工作, 为施工阶段做好前期准备工作, 对控制室的要求需特别注意, 后期要及时协调更改设计遗漏问题。

2.3 自动化仪表施工过程

施工阶段是自动化仪表制作的重要阶段, 为确保施工质量, 在施工前要成立领导小组, 监督管理施工过程。自动化仪表施工阶段, 任何施工环节都不能马虎, 越是小细节越不能疏忽, 要仔细、反复检查, 防止留下隐患造成危险事故。根据设备材料计划, 对所有自动化仪表设备规格型号及附属件等技术参数做好复核, 保存好相关说明书和合格证方便后期维护更换时查阅。校核仪表设备, 将不合格或损坏的设备及配件, 及时更换。配合其它专业进行施工, 尤其是设备上用到的控制阀、调节阀、法兰底座等要由专业队伍施工。按照施工设计图纸, 合理安排人员, 严格遵守施工技术要求和安全技术标准。高质量、快速安全地完成施工任务。

在进行化工企业中自动化仪表施工时, 安全管理不能忽视, 不能出现任何问题。综合石油化工企业出现的施工安全问题, 导致事故发生的主要原因就是不健全的施工现场安全管理制度。所以要保证施工质量, 必须重视施工的安全管理制度, 保障施工顺利进行。

3 自动化仪表的竣工调试

自动化仪表控制系统安装完毕后, 交给建设单位竣工验收, 整理出完整的竣工资料。对自动化仪表的施工质量进行全面、客观的检查和评价。对各个环节仔细调试、认真检查验收。验收工作的重要性并不比准备和运行阶段低, 科学高质量的验收工作是化工企业自动化仪表施工质量达标的保障。施工质量不合格将为日后仪表系统的正常工作造成隐患, 可能会引起化工物品泄漏、腐蚀、爆炸等危险事故, 影响到石油化工企业的正常生产。本着实事求是的精神, 严格按照验收标准来贯彻执行。验收工作结束后, 要对各个自动化仪表进行调试, 调试合格后才能正式投入运行使用。

随着自动化技术的发展进步, 在石油化工方面应用范围和日益深入, 规模不断扩大。使仪表性能优化, 具有高速、高效、多功能、高灵敏性的运行特性, 使我国的化工仪器仪表产业发展水平不断进步, 逐步迈向国际化。随着化工自动化仪表的应用越来越广泛, 发展水平将不断提高, 必将在化工行业发挥不可估量的作用。

参考文献

[1]于昭雪.化工项目仪控制专业的设计管理问题与对策探析[J].中国化工贸易, 2012.1

仪表板功能及设计 第7篇

我国多数海上油田均具有粘度高、密度大的特点, 且胶质沥青含量较高, 加之近年来注聚采油技术的应用, 海上平台所开采出的原油中含有一定含量的聚合物, 在与原油混合后使原油呈现出絮状粘稠状态, 易导致测量仪表的工艺接口发生卡堵。在此背景下, 如何加强对稠油液位测量仪表的科学选型和应用已成为当前海上原油勘测与开采单位需要着重开展的关键工作。

1 稠油液位测量仪表的选型与应用

1.1 仪表选型

首先, 给出几种常用的稠油液位测量仪表, 并对其工作原理进行分析, 具体如下: (1) 差压式液位计, 此种液位计是通过借助差压变送器对取压位置和液位间的压差进行检测, 并将密度转换为液位进而实现对介质液位的测量。差压式液位计通常只适用于柴油罐、常压罐、淡水罐等具有较强稳定性的介质密度的液位测量。但对原油进行分析可知, 其介质为油及其与水和聚合物的混合物, 故密度极不稳定, 因此, 差压式液位计并不适用于稠油的液位测量[1]。 (2) 磁致伸缩液位计, 此种液位计是以磁致伸缩效应为基础实现稠油液位的测量的, 主要由波导管、磁性浮子以及电脉冲发生接收器共同构成。在测量过程中, 电流脉冲沿波导管进行传输并形成相应的电磁场, 在其与浮子磁场相遇后, 便形成了螺旋型磁场, 导致波导丝发生扭曲, 从而形成对扭转弹性波的激发, 最后, 通过这一弹性波实现对浮子实际位置的计算并获得液位的准确位置。磁致伸缩液位计价格相对较低, 且不仅对于原油液位的测量具有较强的适应性, 而且也被广泛用于生产税系统以及化学药剂系统等诸多系统[2]。因此, 在对各类液位计进行综合考量的基础上, 本文选取磁致伸缩液位计作为稠油液位测量的主要仪表。

1.2 仪表应用

首先, 是磁致伸缩液位计的选型。为了避免仪表工艺连通管发生堵塞, 可选用规格超出标准管径1/2-4in的大管径连通管, 综合以往的磁致伸缩液位计的海上实际应用情况, 可选取管径至少为2in的连通管避免堵塞问题的发生。此外, 为了避免液位计浮球发生卡堵, 也应选用具有较大通径的浮球腔体, 可选取3in及以上的浮球腔体并辅之以S-Teflon防挂料涂层, 降低浮球卡堵问题发生的几率[3]。其次, 是磁致伸缩液位计的安装。液位计在安装过程中, 一方面应做好保温伴热工作, 可通过充分缠绕伴热带从而降低液位计浮筒腔体与容器内原油的温差, 实现浮筒腔体原油与容器内原油的顺利交换;另一方面, 还应适当增加挡风装置, 因冬季温度较低, 磁致伸缩液位计存在冻赌的可能, 而液位计的安装位置相对较高, 故平台的挡风墙并不能够对其进行全面保护, 因此, 应在对现场空间予以充分考量的基础上, 适当增加挡风板, 从而降低寒风对液位计的影响, 提高稠油液位的检测精度。

2 基于稠油与水的界面液位测量仪表的选型与应用

2.1 仪表选型

对海上平台所开采的原油进行分析可知, 其密度较大, 油水密度相差较小, 从而导致油水界面的测量就具有较大难度, 即难以利用上述液位计实现对稠油与水界面的测量, 在综合以往海上平台稠油液位测量经验的基础上, 笔者总结出适用于稠油与水界面测量的仪表主要包括以下两种: (1) 核子界面仪, 此种界面仪的工作原理为, 利用γ射线穿透相应密度介质后逐渐衰弱的特点实现对油水界面的测量, 因油水介质密度具有一定差异, 故射线衰减的程度也不尽相同, 即米的度越大, γ射线的衰减程度则越强, 基于此, 可实现对各段密度的测量并将其转化为各层液位的高度。但需要说明的是, 由于核子界面仪具有极为昂贵的价格, 且带有放射源, 在增加成本的同时, 也不利于维护, 故并不选取其最为油水界面的测量仪器。 (2) 射频导纳界面仪, 此种界面仪是一类电容式界面仪, 其工作原理为, 利用电容量的变化实现对液位的测量。通常用到的射频导纳界面仪为插入式界面仪, 工作过程为, 插入的探杆同容器壁的相对位置恒定, 当液位发生变化时, 二者间的组分则会发生相应的变化, 从而导致仪器的导纳值产生变化, 此时, 变送器则通过将所测量的导纳值转换为液位信号并将其输出, 便能够完成对油水液面的测量。射频导纳界面仪价格相对较低, 且易于维护, 对于稠油与水的界面测量具有良好的适应性。因此, 应选取射频导纳界面仪作为海上平台油水界面测量的主要仪表。

2.2 仪表应用

以某一海上平台的电脱水撬为例对射频导纳界面仪的应用和改进方法进行说明, 其电脱水内安装了多层网孔电极板, 故选用硬质探杆作为主要的仪表探杆类型, 但因硬质探杆的选用又使得顶部安装的空间需求进一步扩大, 而上部甲板的高度并不能够较好地满足射频导纳界面仪顶部安装的相关需求, 故可选取外护筒安装的形式作为界面仪的主要安装形式, 原因是, 外护筒的高度要比容器的高度低, 从而降低了对顶部安装空间的需求。基于此, 可提出射频导纳界面仪的应用改进方案, 即: (1) 在对平台进行总体布置时, 应在液位计上方甲板对应处预先留出开孔、操作以及维护的空间, 从而为液位计的提出与维护提供便利。同时, 以合理的工艺流程科学确定出稠油与水界面的测量量程, 降低探杆的插入深度; (2) 在对射频导纳液位计进行选型时, 应尽可能选取表头可拆卸的产品, 从而降低其对安装空间的需求, 在确保其油水分离器得以正常工作的基础上, 提高液面测量的精度和实时性。

3 结论

本文通过对稠油液位测量仪与油水界面液位测量仪表的不同类型以及相应的工作原理和优缺点进行分析, 进而选取了以磁致伸缩液位计为主的稠油液位测量仪表和以射频导纳界面仪为主的油水界面液位测量仪表作为海上平台稠油液位测量的主要仪表。研究结果表明, 两种仪表具有价格低、便于养护和测量精度高等诸多优点, 对于海上平台稠油液位的测量具有较强的适应性, 具有良好的使用和推广价值。

参考文献