控制仪表的应用与发展核心探索

张太友

摘 要：在21世纪的信息时代，控制仪表装置充分融合了自动化技术、人工智能技术、互联网技术和现代通信技术，其功能日趋智能化与自动化，应用效果更为良好。目前，智能化控制仪表已经被广泛应用于化工、冶金、天然气、石油等各个行业，本文将以天然气控制仪表为例，系统分析控制仪表的应用与发展，希望能为控制仪表系统设计工作提供参考与借鉴。

关键词：天然气控制仪表;应用;发展

目前，各城市最常用的天然气控制仪表当属IC 卡智能燃气表，这种控制仪表兼具成本低廉、付费方式便利和技术成熟等优势。本文将简单概括天然气控制仪表系统组合结构，系统论述天然气控制仪表的应用安全管理功能，并综合探讨如何推动天然气控制仪表的发展与升级。

一、天然气控制仪表系统组合结构

当前颇为常用的IC 卡智能燃气表是一种以物联网技术为重要依托的智能化控制仪表，组合结构极为紧密，综合性应用功能良好。所谓的“物联网”基本概念首次提出于上世纪末，其英文名为The Internet of Things，直译为“物与物相连接的互联网”。物联网是将信息感知、传递、识别、分析、测控等功能均连接于互联网平台，从而实现信息智能化识别管理目标。从宏观层次来看，物联网的特征体现在三个方面：全面性感知，可靠性传递，做好设施处理。物联网层次结构主要分为三层，分别是应用层、网络层和感知层，其中，应用层的主要功能是智能应用功能、环境监测功能、工业监控功能;网络层的三大功能是信息识别功能、信息转换功能和通信网络功能;感知层是具备传感器技术功能和短距离传输网络功能。在信息时代，全球都在用物联网技术来交流信息、完成各种通信活动。从技术集成角度来看，物联网这种集成技术融合了信息感知技术、信息识别技术、信息传递技术、信息分析技术和信息测控技术等优势。目前，物联网技术被广泛应用于各行各业，天然气仪表设计行业也不例外，在此背景下，以物联网技术为依托的天然气控制仪表系统应运而生。从整体结构来分析，天然气系统组合结构包括三部分，分别是IC 卡智能燃气表分支系统、前台服务管理分支系统和后台安全管理分支系统。此外，天然气控制仪表系统的基础平台是 GSM无线公共通讯网络平台，在该平台的支持下，天然气控制仪表系统双向通讯功能更为良好。广大用户可以用电脑、手机进行联网，然后完成本户燃气表的充值，查询燃气消费状况，同时，在不受时间和地点控制的状态下用电脑或者手机控制燃气表的阀门开关。燃气公司则可以通过物联网技术监控燃气仪表运行状况做好各户燃气计量信息识别、分析与统计工作，根据计量结果自动进行计费、收费，准确实施燃气通讯，科学管控整个燃气系统，并与用户进行信息交流，为用户提供最优服务。

二、天然气控制仪表的应用安全管理功能

近年来国内城市燃气工程建设规模得到了进一步的扩大，但在具体使用过程中，各类事故的发生概率依然相对较高。当前燃气管道多位于密度大、工商业住宅比较集中的区域，一旦出现事故，必然会导致非常严重的经济损失和造成较大的社会负面影响。针对这一问题，天然气公司赋予了控制仪表系统较为全面的安全管理功能。从基础视角来看，执行天然气控制仪表安全管理工作的系统平台是应急管理系统，该系统主要是由地理信息系统、三维建模工具和数据库系统组合而成。其中，地理信息系统（Geographic Information System，英文简称 GIS）是一种存储、分析、显示和管理地理空间数据信息的软件，该系统主要功能包括实现空间数据的可视化、存储数据信息、做好空间分析等，将该系统应用于天然气应急系统中能够对燃气管道的运行进行全方位监测与分析，及时发现潜在的风险因素。三维建模工具 sketchUp是一套3D 绘图软件，能够驱动天然气应急系统构建完善的三维模型，并通过模型分析了解控制仪表和燃气管道运行状况。而且，sketchUp 具备丰富的网络模型资源，工作人员可以根据实际需求选择直接调用、插入和修改三维模型。目前，天然气应急系统主要包括三种数据库——空间数据库，模型数据库和基础数据库，这三种数据库功能各异，互相作用，从而能全面监测燃气管网的运行状况。

三、推动天然气控制仪表的发展与升级

进一步提高天然气控制仪表应用效果，必须充分借助智能化集成管理技术全面推动天然气控制仪表的发展与升级，不断改善控制仪表数据采集处理功能，用LoRa 技术做好测控组网工作，同时，促进集中器和管理中心的有效对接，运用GPRS 无线通信网络实现智能化控制仪表系统运行状况的全方位监控，这样能够从多重角度降低仪表的电池电能消耗。与此同时，要为控制仪表配备智能化执行器、智能化变送器与数字调节器，适当扩展量程，不断提升控制仪表的精度与智能化控制效果。其次，要充分借助物联网技术和远程安全监控技术全面优化燃气用户端管理功能，使工作人员能通过运行后台安全监督管理系统来实现远程用户燃气表的安全打开与关闭。经过改善后的报警器在发现异常状况后会立刻将信息传递给燃气公司与用户，以此降低燃气事故的损失。另外，应注重健全物联网控制仪表管理系统，将系统运行监督工作、燃气资源传输工作、用气方案制定工作、装表工作和用户档案质量管理工作统一归入燃气费用核算管理系统之中。

结束语：

综上所述，发挥天然气控制仪表的应用价值，提高控制仪表应用效果，必须充分利用物聯网技术、智能化技术、自动化技术等各种先进技术全面优化控制仪表数据采集处理功能和安全应用功能，为控制仪表配备智能化执行器、智能化变送器与数字调节器，适当扩展量程，不断增强控制仪表的精度。此外，应充分借助远程安全监控技术做好控制仪表运行监控工作，同时，应注重健全物联网控制仪表管理系统，以便于做好燃气能耗记录工作和费用核算工作。

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