化工儀表基礎(chǔ)知識培訓(xùn).馬

1、化工儀表基礎(chǔ)知識黔?；?馬 勇一：概述二：儀表基礎(chǔ)知識三：生產(chǎn)過程中四大測量參數(shù)及儀表四：調(diào)節(jié)閥基礎(chǔ)知識五：信號報警與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)六：自動控制系統(tǒng)基礎(chǔ)知識七：集散型控制系統(tǒng)(DCS) 看到“儀表”兩個字，人們很容易想到電流表、電壓表、示波器等實(shí)驗室中常用的測試儀器。自動化儀表不是這些通用儀表，而是討論生產(chǎn)自動化中，特別是連續(xù)生產(chǎn)過程自動化中必需的一類專門的儀器儀表。其中包括對工藝參數(shù)進(jìn)行測量的檢測儀表、根據(jù)測量值對給定值的偏差按一定的調(diào)節(jié)規(guī)律發(fā)出調(diào)節(jié)命令的調(diào)節(jié)儀表，以及根據(jù)調(diào)節(jié)儀表的命令對進(jìn)出生產(chǎn)裝置的物料或能量進(jìn)行控制的執(zhí)行器等。這些儀表代替人們對生產(chǎn)過程進(jìn)行測量、控制、監(jiān)督和保護(hù)，是實(shí)現(xiàn)

2、生產(chǎn)過程自動化必不可少的技術(shù)工具。 隨著社會進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化裝置在生產(chǎn)過程中得到廣泛的應(yīng)用。早期的儀表控制是生產(chǎn)裝置的眼睛和耳朵。而對于現(xiàn)代化工廠的自動化裝置已不僅僅是工廠的眼睛和耳朵，而現(xiàn)在已成為工廠的大腦、神經(jīng)和手、腳。隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，自控技術(shù)得到了長足的發(fā)展，已成為化工企業(yè)提高企業(yè)效益和工作效益的有效手段，它是經(jīng)營管理、企業(yè)管理，操作管理、運(yùn)轉(zhuǎn)管理、運(yùn)轉(zhuǎn)控制等方面的集成，是社會現(xiàn)代化、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志。儀表及自控系統(tǒng)在化工裝置中占有重要而關(guān)鍵的地位，工藝介質(zhì)及裝置設(shè)備的運(yùn)行狀況如流量、溫度、壓力、物位、轉(zhuǎn)速、振動等參數(shù)都由儀表及自控系

3、統(tǒng)進(jìn)行自動檢測、顯示、控制和保護(hù)聯(lián)鎖。因此，儀表性能及工作狀況的好壞，直接影響到工藝介質(zhì)及裝置設(shè)備的運(yùn)行，以至影響到工藝介質(zhì)及裝置設(shè)備的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益。1 1、化工自動化的目的：化工自動化的目的：提高工作效益提高工作效益降低生成成本降低生成成本保證生產(chǎn)安全保證生產(chǎn)安全減輕勞動強(qiáng)度減輕勞動強(qiáng)度化工自動化工自動化化 目的目的2 2、化工自動化的基本組成：化工自動化的基本組成：顯示控制儀表顯示控制儀表檢測儀表檢測儀表執(zhí)行器執(zhí)行器 3 3、 儀表的量程：儀表的量程： 儀表量程儀表量程 = 測量上限測量上限 - 測量下限測量下限 如儀表的測量范圍：-4001200KP 則儀表的量程為1600KP4

4、4、儀表精度：、儀表精度：表示測量的準(zhǔn)確程度。精度等級有0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等 5、儀表類型及標(biāo)準(zhǔn)信號：420mADC（15VDC） 0.020.1MPa（20KPa100KPa） 1）遠(yuǎn)傳信號用電流源優(yōu)于電壓源（電流傳輸、電壓接收）；2）20mA的選擇是基于:安全、實(shí)用、功耗、成本的考慮 ；3）零點(diǎn)為4mA.DC，不與機(jī)械零點(diǎn)重合，這種“活零點(diǎn)”有利于識別斷電和斷線等故障。4）采用兩線制。 儀表儀表類型類型電動儀表氣動儀表6 6、信號的傳遞形式：、信號的傳遞形式：連續(xù)變化連續(xù)變化“0”和和“1”組合組合兩種狀態(tài)兩種狀態(tài)模擬信號模擬

5、信號數(shù)字信號數(shù)字信號開關(guān)信號開關(guān)信號信號傳遞形式信號傳遞形式7 7、儀表位號（、儀表位號（TAG)TAG)：u 儀表的名稱;u 在DCS系統(tǒng)中是唯一的;u 一般不超過8位。如：PV2301、LT2310、TIC2310 等。英文英文字母字母數(shù)數(shù)字字+儀表儀表位號位號=儀表位號（儀表位號（TAG)TAG)：儀表工位號：參數(shù)符號+功能符號 + 數(shù)字，如：TIC-2310前面前面 2 2 位阿拉伯?dāng)?shù)字一般代表位阿拉伯?dāng)?shù)字一般代表生產(chǎn)工序生產(chǎn)工序 ；后面后面 2 2 位阿拉伯?dāng)?shù)字一般代表該工序該位阿拉伯?dāng)?shù)字一般代表該工序該參數(shù)的序號參數(shù)的序號。參數(shù)符號參數(shù)符號F:F:流量；流量； L L：液位；：液位

6、；P P：壓力；：壓力；T T：溫度；：溫度；E E：電流；：電流；H H：手操；：手操；V V：振：振 動、閥門；動、閥門；功能符號功能符號A A：報警；：報警； R R：記錄；：記錄；C C：調(diào)節(jié)；：調(diào)節(jié)； I I：指示；：指示；Q Q：累積；：累積； T T：變送：變送器；器；CVCV：自力式：自力式 G G：現(xiàn)場：現(xiàn)場監(jiān)視監(jiān)視數(shù)數(shù)字字1 1 2 2. . . 9 9儀表的概念：儀表一般只是用來指示數(shù)據(jù)用的儀器。 化工自動化儀表：對化工、煤化工等生產(chǎn)過程中的各種變量(溫度、壓力、液位、流量、成分等)進(jìn)行自動檢測、顯示和控制的儀表儀表。 傳感器：接受輸入變量的信息，并按一定規(guī) 律將其轉(zhuǎn)換為

7、同種或別種性質(zhì)輸出變量的裝置。變送器：當(dāng)傳感器的輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時，則稱為變送器 。一次儀表：現(xiàn)場直接與工藝介質(zhì)接觸的儀表，獨(dú)立完成測量顯示任務(wù)。如壓力表二次儀表：儀表示值信號不直接來自工藝介質(zhì)，而是經(jīng)過變送器送來的。一次元件：現(xiàn)場直接與工藝介質(zhì)接觸的用于測量的機(jī)械元件，比如孔板。1 1、溫度及常用檢測儀表、溫度及常用檢測儀表1.11.1：概述：概述 溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量。 溫度是工業(yè)過程中最常見、最基本的參數(shù)之一，物體的任何物理變化和化學(xué)變化都與溫度有關(guān)。溫度一般約占全部過程參數(shù)的50%左右。因此溫度檢測在工業(yè)生產(chǎn)中占有很重要的地

8、位。常用的溫標(biāo)有： 攝氏溫標(biāo)（）、華氏溫標(biāo)（ ）、熱力學(xué)溫標(biāo)（K）三種。 三者的關(guān)系是： =9/5（F-32）； =K-273.151.21.2：分類：分類1.2.1、熱膨脹式溫度計：玻璃棒（酒精、水銀) 直讀式。1.2.2、雙金屬溫度計：是膨脹原理，直讀式。 雙金屬溫度計的測溫元件由兩種不同膨脹系數(shù)彼此牢固結(jié)合的金屬片制成的。它是一種適合中、低溫現(xiàn)場檢測的儀表。可直接測量氣體或液體的溫度。 精度等級較低：1.0、1.5、2.5，主要用于現(xiàn)場指示。 1.2.3、熱電阻溫度計： 是基于金屬絲的電阻隨溫度變化且在一定范圍內(nèi)成正比例關(guān)系的原理。 常用的有：Pt100 、Cu50，屬于遠(yuǎn)傳式。 0時：

9、Pt100對應(yīng)的阻值是100歐姆 Cu50對應(yīng)的電阻為50歐姆 Pt100的測量范圍：-200-+850， 適用于500 以內(nèi)溫度的測量。 Cu50的測量范圍：-50-+150 熱電阻按結(jié)構(gòu)可分為：組裝式和鎧裝式 1.2.4、熱電偶： 熱電偶是利用兩種不同材料相接觸而產(chǎn)生的熱電勢隨溫度變化的特性來測量溫度的。由于熱電偶具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測量范圍寬、便于遠(yuǎn)距離傳送和集中檢測等特點(diǎn)，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛使用。熱電偶的熱電特性由電極材料的化學(xué)成分和物理性能所決定，熱電勢的大小與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)，與熱電偶的粗細(xì)無關(guān)。231熱電偶溫度計測量線路熱電偶溫度計測量線路1、熱電偶、熱電

10、偶 2、連接導(dǎo)線、連接導(dǎo)線 3、電測儀表、電測儀表t0t0tAB 在工業(yè)生產(chǎn)中利用熱電偶來測量溫度通常要使用到補(bǔ)償導(dǎo)線，各種分度號的熱電偶使用的補(bǔ)償導(dǎo)線是不相同的，根據(jù)說明選用。 測溫元件在管道上、設(shè)備上安裝時，固定方式有兩種：螺紋連接、法蘭連接。 常用的型號有： B型：鉑銠30-鉑銠6 S型：鉑銠10-鉑 E型：鎳絡(luò)-康銅 K型：鎳絡(luò)-鎳硅 T型：銅-康銅 J型：鐵-康銅 熱電偶的測溫范圍2 2、壓力及常用檢測儀表、壓力及常用檢測儀表2.12.1壓力的定義及單位壓力的定義及單位 ： 是指均勻垂直地作用在單位面積上的力。工程上的“壓力”與力學(xué)中的“壓力”不表示同一個概念。的單位為帕斯卡，簡稱帕

11、（Pa）表示受力面積。表示垂直作用力；表示壓力；式中，SFpSFp 211mNPa 26/1010001011cmkgKPaPaMPa1 kgf/cm2=105Pa=0.1MPa1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=100千帕(KPa)=1.0197 公斤/平方厘米 絕對壓力、大氣壓、表壓、真空度之間的關(guān)系： P表壓 = P絕對壓力 - P大氣壓 P P2 P2表壓 1 大氣壓 P2絕壓 P1負(fù)壓（真空度） P1 P1絕壓 0 絕對零壓 當(dāng)被測壓力低于大氣壓力時，一般用負(fù)壓或真空度來表示： P真空度 = P大氣壓 - P絕對壓力2.2 壓力表2.2.1 壓力表的分類（常用的兩種壓力表）1)一般

12、壓力表（彈簧管） 一般壓力表適用測量無爆炸、不結(jié)晶、不凝固、對銅和銅合金無腐蝕作用的液體、氣體或蒸汽的壓力。2)隔膜壓力表 隔膜壓力表采用間接測量結(jié)構(gòu)，適用于測量粘度大、易結(jié)晶、腐蝕性大、溫度較高的液體、氣體或顆粒狀固體介質(zhì)的壓力。隔離膜片有多種材料，以適應(yīng)各種不同腐蝕性介質(zhì)。 一般壓力表 隔膜式壓力表2.2.2 壓力表量程 現(xiàn)場指示型壓力表在測量穩(wěn)定壓力時，可在測量上限值的1/3-2/3范圍內(nèi)使用，在測量交變壓力表，則應(yīng)不大于測量上限值的1/2為宜，對于在瞬間的測量時，允許使用在測量上限值的3/4。2.2.32.2.3、如何選用壓力表、如何選用壓力表 壓力表的選用應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，合理地對

13、壓力表的種類、型號、量程、精度等級等進(jìn)行選擇。選擇時主要考慮以下方面：(1)根據(jù)被測介質(zhì)壓力是否穩(wěn)定而區(qū)別對待。測穩(wěn)定壓力時介質(zhì)的最大壓力值應(yīng)不超過壓力表全量程的2/3。為了保證壓力表的測量精度，被測介質(zhì)的壓力值應(yīng)不小于壓力表全量程的1/3為宜。(2)根據(jù)生產(chǎn)工藝指標(biāo)所允許的最大測量誤差確定壓力表的精度。在滿足生產(chǎn)需求的前提下，不要選用精度過高的儀表。(3)選擇時需考慮被測介質(zhì)的性質(zhì)而分別選用通用型壓力表和專用型壓力表。2.3、壓力開關(guān) 壓力開關(guān)是一種借助彈性元件受壓后產(chǎn)生位移以驅(qū)動微動開關(guān)工作的壓力控制儀表。通常使用于報警或聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中。 壓力開關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo)包括以下內(nèi)容：（1）設(shè)定值控

14、制范圍（2）控制精度（3）控制方式：一位式或二位式（4）觸點(diǎn)容量：380VAC2A或220VAC3A（5）使用環(huán)境：溫度-25-70。相對濕度不大于85。 壓力開關(guān)2.4、差壓開關(guān)差壓開關(guān)是一種差壓控制儀表，與壓力開關(guān)類似。差壓開關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo)：（1）設(shè)定值控制范圍（2）控制精度（3）觸點(diǎn)容量（4）使用環(huán)境2.5、壓力變送器 用途：用于測量氣體、液體、和蒸氣的壓力、負(fù)壓和絕對壓力等參數(shù)，然后將其轉(zhuǎn)換4-20mA.DC信號輸出。 分類： GP型（表壓力）：變送器的室，一側(cè)接受被測壓力信號，另一側(cè)則與大氣壓力貫通，因 此可用于測量表壓力或負(fù)壓。 AP型（絕對壓力）：變送器的室,一側(cè)接絕對壓力信號

15、，另一側(cè)被封閉成高真空基準(zhǔn)室，可以測量排氣系統(tǒng)、蒸餾塔、蒸發(fā)器和結(jié)晶器等的絕對壓力。2.5.1 壓力變送器工作原理 壓力變送器是利用壓力傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)換為頻率信號，送到脈沖計數(shù)器，直接傳遞到CPU（微處理器）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與輸入信號相對應(yīng)的4-20mADC 的輸出信號，并在模擬信號上疊加一個HART數(shù)字信號進(jìn)行通信的壓力檢測儀表。 2.5.2、壓力變送器最常見的分為電容式壓力變送器和單晶硅壓力變送器。其它還有擴(kuò)撒硅壓力變送器。電容式壓力變送器電容式壓力變送器：采用結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用且極穩(wěn)定的可變電容形式，可變電容由壓力腔上的膜片和固定在其上的絕緣電極所組成，當(dāng)感受到壓力

16、變化時，膜片要產(chǎn)生微微的翹曲變形，從而改變了兩極的間距，采用獨(dú)特的檢測電路測電容的微小變化，并進(jìn)行線性處理和溫度補(bǔ)償。傳感器輸出與被測壓力成正比的直流電壓或電流信號。精巧的結(jié)構(gòu)、高性能的材料及先進(jìn)的檢測電路的完美結(jié)合，賦予了電容式 壓力變送器以很高的性能。1中心感應(yīng)膜片 (可動電極)；2固定電極；3測量側(cè)； 4隔離膜片壓力壓力變化變化電容電容量的量的變化變化變變轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)420mA輸出輸出電容式電容式測量膜盒測量膜盒單晶硅諧振式傳感器：是一塊單晶硅芯片上采用微電子機(jī)械加工技術(shù)，在單晶硅芯片上制成兩個完全一致的H形狀的諧振梁，并以一定的頻率產(chǎn)生振動。其諧振頻率取決于梁的長度和張力，其梁的長度已經(jīng)確定，

17、而張力是隨壓力變化而變化。從而把壓力的變化轉(zhuǎn)換成頻率的變化，對差壓采用頻率差分技術(shù)，并將頻率差信號直接輸出到CPU進(jìn)行運(yùn)算和A/D轉(zhuǎn)換。單晶硅諧振式壓力變送器：1、精度高2、穩(wěn)定性好3、靜壓特性好4、具有良好的單向受壓特性5、具有較寬的測量范圍6、方便的組態(tài)能力和自診斷功能不同形式傳感器的壓力變送器 電容式壓力變送器 單晶硅諧振式壓力變送器3 3、流量及常用檢測儀表、流量及常用檢測儀表3.1：概述是控制生產(chǎn)過程達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的一個重要參數(shù)。定義：定義：單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量的大小，即瞬時流量。在某一段時間內(nèi)流過管道的流體流量的總和，即瞬時流量在某一段

18、時間內(nèi)的累計值。流量的兩種表示方法：流量的兩種表示方法： 體積流量體積流量Q-單位時間內(nèi)通過管道某一截面的物料體積（m3/h）。質(zhì)量流量質(zhì)量流量M-單位時間內(nèi)通過管道某一截面物 料的質(zhì)量（kg/h）。它們之間的關(guān)系：它們之間的關(guān)系： M=Q 式中： - 流體密度 流量計：流量計：測量流體流量的儀表。：測量流體總量的儀表。 常用流量單位：常用流量單位： 體積流量： m/h、L/h、N m/h 質(zhì)量流量： kg/h、t/h3.2、流量計的分類：、流量計的分類： 以測量流體在管道內(nèi)的流速作為測量依據(jù)來計算流量的儀表如 ：差壓式流量計、轉(zhuǎn)子式流量計、電磁流量計、渦輪流量計、渦街流量計、超聲波流量計等。

19、- 以單位時間內(nèi)所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。 如：橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、旋轉(zhuǎn)活塞式流量計、刮板流量計等。 - 以測量流體流過的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計。質(zhì)量流量計分直接式和間接式兩種。如：直接式質(zhì)量流量計、間接補(bǔ)償式質(zhì)量流量計等。流量測量儀表還可以有以下的分類：流量測量儀表還可以有以下的分類： A、孔板：前后差壓與流量成正比 B、轉(zhuǎn)子流量計（變截面積）：轉(zhuǎn)子的高度與流量成正比。C、 楔形流量計：前后差壓與流量成正比。適用于介質(zhì)粘度大、易結(jié)晶、易結(jié)焦、有顆粒的場合。D、靶式流量計：靶受介質(zhì)沖擊發(fā)生位移，其大小與流量成正比。E、超聲波流量計：是利用時間差計量（傳播速

20、度差法） 或多普勒原理計量。F、質(zhì)量流量計：克利奧里力原理，測量精度高，用于交接。G、電磁流量計：法拉第電磁感應(yīng)原理H、阿牛巴流量計：差壓法，主要用于測量蒸汽流量。I、 托巴管流量計 ：差壓法，主要用于大口徑水、污水、蒸汽的測量。J、 渦街流量計：根據(jù)漩渦發(fā)生體后產(chǎn)生的漩渦數(shù)量，測量流量。常用的幾種流量計：常用的幾種流量計： 孔板差壓式流量計孔板差壓式流量計 質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計渦街流量計渦街流量計電磁波流量計電磁波流量計楔形流量計楔形流量計4 4、物位及常用檢測儀表、物位及常用檢測儀表4.14.1：基本概念：基本概念物位計：物位計：在容器中液體介質(zhì)的高低叫液位，容器中固體

21、或顆粒狀物質(zhì)的堆積高度叫料位。測量液位的儀表叫液位計，測量料位的儀表叫料位計，測量兩種密度不同的液體介質(zhì)分界面的高低（界位）的儀表叫界面計。上述三種儀表統(tǒng)稱為物位計。物位開關(guān)物位開關(guān)：在物位檢測中，有時不需要對物位進(jìn)行連續(xù)測量，只需要測量物位是否達(dá)到上線、下限或某個特定的位置，這種定點(diǎn)測量用的儀表被稱為物位開關(guān)。一般用來監(jiān)視、報警、輸出控制信號。物位測量目的：物位測量目的： 一是用于確定物料的體積或質(zhì)量； 二是調(diào)節(jié)流入與流出物料的平衡。4.24.2、分類、分類 物位測量儀表的種類很多，按液位、料位和界位來可分： （1）液位儀表：浮力式（浮筒、浮球、浮標(biāo)、沉筒）、靜壓式（壓力式、差壓式）、電容式

22、、電感式、電阻式、超聲波式、微波式等。 （2）界位儀表：浮力式、差壓式、電極式、超聲波式等。 （3）料位儀表：重錘探測式、音叉式、超聲波式、激光式、放射性式等。4.34.3、常用的液位計、常用的液位計4.3.14.3.1、玻璃板液位計、玻璃板液位計 容器連接聯(lián)通器，透過玻璃板直接指示容器的液位。4.3.24.3.2、磁翻板液位計磁翻板液位計 根據(jù)浮力原理和磁性藕合作用原理工作的。當(dāng)被測容器 中的液位升降時，液位計本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子 內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅(qū)動紅、白翻柱 翻轉(zhuǎn)180，當(dāng)液位上升時翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，當(dāng)液位下降時 翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，指示器?/p>

23、紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí) 際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。 4.3.34.3.3、差壓液位變送器、差壓液位變送器工作原理：工作原理： 將差壓變送器的一端接液相，另一端接氣相。gHppAB差差壓式液位計原理圖壓式液位計原理圖gHpppAB因此 當(dāng)用差壓式液位計來測量液位時,若被測容器是敞口的,氣相壓力為大氣壓,則差壓計的負(fù)壓室通大氣就可以了,這時也可以用壓力計來直接測量液位的高低。若容器是受壓的,則需將差壓計的負(fù)壓室與容器的氣相相連接。以平衡氣相壓力 pA的靜壓作用。 結(jié)論常用的差壓液位計：常用的差壓液位計：雙法蘭毛細(xì)管液位計雙法蘭毛細(xì)管液位計單法液位計單法液位計雙法蘭液位計雙法蘭液位計差壓

24、液位計差壓液位計4.3.44.3.4、浮筒液位計、浮筒液位計 浮筒是根據(jù)阿基米德原理工作的，當(dāng)液位變化時，浸沒于液體中的浮筒（或沉筒）所受的浮力發(fā)生變化，通過支點(diǎn)，使扭力管受力作用后產(chǎn)生扭變，檢測元件檢測出后，變送器功能模塊電路將測量信號經(jīng)緩沖、放大和電壓/電流變換后，輸出420mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，此時與作用在浮筒上的浮力成正比例變化。 浮筒式液位計不但能測量液位，還可以應(yīng)用于界位的測量。4.3.54.3.5、電容式液位計、電容式液位計 電容量的變化與液位高度H成正比。該法是利用被測介質(zhì)的介電系數(shù)與空氣介電系數(shù)0不等的原理進(jìn)行工作，（-0）值越大，儀表越靈敏。電容器兩極間的距離越小，儀表越靈敏。

25、4.3.64.3.6、其他液位計、其他液位計 磁致伸縮液位計磁致伸縮液位計 浮球液位計浮球液位計（浮力和靜磁場原理）（浮力和靜磁場原理） 雷達(dá)式液位雷達(dá)式液位計計 物位開關(guān)：物位開關(guān)：音叉液位開關(guān)音叉液位開關(guān)浮球液位開關(guān)浮球液位開關(guān)阻旋式液位開關(guān)阻旋式液位開關(guān) 調(diào)節(jié)閥又稱控制閥，它是過程控制系統(tǒng)中用動力操作去改變流體流量的裝置。調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體組成，執(zhí)行機(jī)構(gòu)起推動作用，而閥體起調(diào)節(jié)流量的作用。1 1：閥門執(zhí)行器的分類：閥門執(zhí)行器的分類氣動執(zhí)行器氣動執(zhí)行器電動執(zhí)行器電動執(zhí)行器液動執(zhí)行器液動執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥切斷閥切斷閥2 2：調(diào)節(jié)閥的組成：調(diào)節(jié)閥的組成調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輔助機(jī)

26、構(gòu)輔助機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥的組成的組成3 3：執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分類：執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分類執(zhí)執(zhí)行行機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)氣動薄膜氣動薄膜氣動活塞氣動活塞4 4：調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的分類：調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的分類調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（閥）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（閥）直通單座閥直通單座閥直通雙座閥直通雙座閥角形閥角形閥蝶閥蝶閥球閥球閥5 5：調(diào)節(jié)閥的作用方式：調(diào)節(jié)閥的作用方式6 6：氣開式與氣關(guān)式的選擇：氣開式與氣關(guān)式的選擇 壓力信號增加時，閥關(guān)小、壓力信號減小時閥開大的為氣關(guān)式。反之，為氣開式。氣開式（氣開式（FC）氣關(guān)式（氣關(guān)式（FO）調(diào)節(jié)閥的作用形式調(diào)節(jié)閥的作用形式 氣氣關(guān)關(guān) 氣氣開開 氣氣開開 氣氣關(guān)關(guān)7 7：流量特性的分類：流量特性的分類調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)閥閥的的流流量量特

27、特性性直直 線線等百分百等百分百快開快開拋物線拋物線選擇要求 主要從工藝生產(chǎn)上安全要求出發(fā)。信號壓力中斷時，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全。如果閥處于打開位置時危害性小，則應(yīng)選用氣關(guān)式，以使氣源系統(tǒng)發(fā)生故障，氣源中斷時，閥門能自動打開，保證安全。反之閥處于關(guān)閉時危害性小，則應(yīng)選用氣開閥。 8 8、輔助機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)電氣閥門定位器電氣閥門定位器電磁閥電磁閥9 9、各類調(diào)節(jié)閥、各類調(diào)節(jié)閥9.19.1：氣動薄膜單座調(diào)節(jié)閥：氣動薄膜單座調(diào)節(jié)閥9.29.2：氣動薄膜直通雙座閥：氣動薄膜直通雙座閥 9.39.3：套筒閥：套筒閥 9.49.4：角型閥：角型閥 單座角型調(diào)節(jié)閥是一種上導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥，閥結(jié)構(gòu)緊湊，

28、壓降損失小，流量大，可調(diào)范圍廣。閥芯導(dǎo)向部分的導(dǎo)向面積大，抗振性好。9.59.5：三通閥：三通閥 三通閥有三個出入口與管道相連，相當(dāng)于兩臺單座閥合成一體。 按作用分為合流閥（兩進(jìn)一通）與分流閥（一進(jìn)兩通）。 工作時，一路全開，一路全關(guān)，所以關(guān)閉時受力與單座閥相似，不平衡力大。 9.69.6：蝶閥：蝶閥9.79.7：隔膜閥：隔膜閥 氣動隔膜閥采用橡膠和聚四氟乙烯等材料作為隔膜，抗腐蝕性能好，結(jié)構(gòu)簡單，流路阻力小，流通能力較同口徑的其他閥大，能嚴(yán)密關(guān)閉。缺點(diǎn)是耐壓耐溫低，控制性能差。9.89.8：偏心旋轉(zhuǎn)閥：偏心旋轉(zhuǎn)閥 偏心旋轉(zhuǎn)閥流路簡單，阻力小，流通能力大，閥座密封可靠，泄漏量小，體積小重量輕。

29、9.99.9：閘刀閥：閘刀閥 具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、輕型節(jié)材,密封可靠、體積小、通道流暢、流阻小、重量輕、易安裝、易拆卸等優(yōu)點(diǎn)。氣動對夾刀型閘閥其閘板具有剪切功能，可刮除密封面上的粘著物，自動清除雜物，不銹鋼閘板可防止 腐蝕引起的密封泄漏。 1 1：信號報警系統(tǒng)：信號報警系統(tǒng)1.1：信號報警系統(tǒng)的一般功能（1)、閃光信號一般報警系統(tǒng)的功能：當(dāng)過程變量超限時，使故障檢出元件發(fā)出信號，信號報警系統(tǒng)動作，發(fā)出音響并燈閃光。操作者確知信號內(nèi)容后，按動確認(rèn)（消聲）按鈕，燈就轉(zhuǎn)為平光，音響停止。直至采取正確操作措施后，過程變量恢復(fù)正常，信號報警系統(tǒng)自動回復(fù)，就可以再次接受故障檢測元件送來的超限信號。(2)、不

30、閃光信號一般報警系統(tǒng)與閃光信號一般報警系統(tǒng)相仿，只是在不正常時，燈光只是平光而不是閃光。按動確認(rèn)（消聲）按鈕后燈光仍亮而音響消除。按試驗按鈕，燈亮且聲響。2 2：聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)：聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)2.1、概述 聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)是按生產(chǎn)裝置的工藝過程和設(shè)備要求，使相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，或自動啟動備用系統(tǒng)，或?qū)崿F(xiàn)安全停車的系統(tǒng)。 聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)要既能保證生產(chǎn)裝置和設(shè)備的正常開、停、運(yùn)轉(zhuǎn)，又能在工藝過程出現(xiàn)異常時，按規(guī)定的程序保證安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)緊急操作、安全停車、緊急停車或自動投入備用設(shè)備。 聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行對實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝置的正常生產(chǎn)和設(shè)備的正常運(yùn)行至關(guān)重要。 3 3：信號報警和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成信號報警和

31、聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成 通常由以下三部份構(gòu)成： a 發(fā)信元件 b 執(zhí)行元件 c 邏輯元件4: 4: 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識：4.1、觸點(diǎn)常開、常閉： 正常操作情況下觸點(diǎn)斷開為常開，反之為常閉。4.2、反邏輯、正邏輯： 正反邏輯起源：在數(shù)字電路中，輸出信號與輸入信號之間有一定的邏輯關(guān)系,例如非門，當(dāng)輸人信號為高電平時,輸出為低電平；反之，當(dāng)輸入為低電平，輸出為高電平。為了方便,在邏輯電路中用符號1和0來表示高電平和低電平兩種狀態(tài),換言之即高電平是邏輯“1”，低電平是邏輯“0”。這是一種人為的規(guī)定,亦可以反過來將高電平定為邏輯“0”，低電平定為邏輯“1”。由于大多數(shù)數(shù)字電路采用的是正電源、硅管電路,用高電平

32、作邏輯1、低電平作邏輯0比較方便,所以定為用1表示高電平。正、負(fù)邏輯只是規(guī)定不同，沒有好壞之分。 如令H=1，L=0，則稱之為正邏輯體制，與此相反，若令H=0，L=1，則稱之為負(fù)邏輯體制。 一般滿足正常條件為1（或通電為1），為正邏輯，即1動作。為非故障安全型。通常情況下常通電，故障或動作時斷電（0），為負(fù)邏輯。 5 5：設(shè)置聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)時應(yīng)注意的問題：設(shè)置聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)時應(yīng)注意的問題5.1、在聯(lián)鎖保護(hù)邏輯中，一次原件輸入信號盡量不要單取，容易引起誤動，為了解決單取的誤動作，引入了二取二，當(dāng)兩個信號同時動作時，才發(fā)生聯(lián)鎖。但這引來了新的問題，就是拒動，當(dāng)一個信號壞掉永運(yùn)不動時，二取二就不起作用。

33、5.2、工業(yè)控制中，重要聯(lián)鎖最好是三取二去聯(lián)鎖（三取中值去控制）。這兼顧了安全，又兼顧了成本。5.3、在聯(lián)鎖保護(hù)中，一次原件的輸入，應(yīng)設(shè)置旁路開關(guān)（by-pass）；機(jī)泵等應(yīng)設(shè)置手/自動開關(guān)。5.4、聯(lián)鎖動作后，應(yīng)設(shè)置手動復(fù)位才能重新運(yùn)行。1：人工操作與自動控制比較圖人工操作與自動控制比較圖 2 2：基本控制規(guī)律：基本控制規(guī)律基本控基本控制規(guī)律制規(guī)律比例控制比例控制 （P）積分控制積分控制（I）微分控制微分控制（D）3 3：常用控制規(guī)律：常用控制規(guī)律常常用用的的控控制制規(guī)規(guī)律律比例控制（比例控制（P）比例積分控制（比例積分控制（PI）比例微分控制（比例微分控制（PD）比例積分微分控制（比例積分

34、微分控制（PID）4 4：簡單控制系統(tǒng)的組成：簡單控制系統(tǒng)的組成簡單控簡單控制系統(tǒng)制系統(tǒng)組成組成測量測量元件元件控制控制器器調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥閥對對象象5 5：簡單控制系統(tǒng)的方塊圖：簡單控制系統(tǒng)的方塊圖6 6：簡單控制系統(tǒng)圖例：簡單控制系統(tǒng)圖例液位控制系統(tǒng)液位控制系統(tǒng) 溫度控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng)串級串級控制控制系統(tǒng)系統(tǒng) 均勻均勻控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)比值比值控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)分程分程控制控制系統(tǒng)系統(tǒng) 前饋前饋控制控制系統(tǒng)系統(tǒng) 選擇選擇控制控制系統(tǒng)系統(tǒng) 三沖量三沖量控制系控制系統(tǒng)統(tǒng) 8 8：控制系統(tǒng)投用：控制系統(tǒng)投用控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)投用投用工藝工藝人員人員儀表儀表人員人員1、現(xiàn)場儀表、閥門校驗、現(xiàn)場儀表、閥門校驗2、控制器正反作用檢查、控制器正反作用檢查3、控制閥氣開、氣關(guān)檢查、控制閥氣開、氣關(guān)檢查1、閥門動作方向、閥門動作方向2、參數(shù)設(shè)定、參數(shù)設(shè)定3、控制器手、控制器手/自動切換自動切換1：什么是集散控制系統(tǒng)？什么是集散控制系統(tǒng)？ 集散控制系統(tǒng)（集中分散型綜合控制系統(tǒng)）是集計算機(jī)技術(shù)（Computer）、通訊技術(shù)（Communication）、控制技術(shù)（Control）和CRT顯示技術(shù)于一