儀表自動(dòng)化應(yīng)用及發(fā)展前景的培訓(xùn)ppt課件

1、寧夏寶豐能源集團(tuán)股份技術(shù)培訓(xùn).儀表自動(dòng)化運(yùn)用及開展前景. 自動(dòng)化儀表廣泛運(yùn)用于配備、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工藝流程的丈量和控制，是現(xiàn)代化大型重點(diǎn)成套配備的重要組成部分，是信息化帶開工業(yè)化的重要紐帶。 自動(dòng)化儀表的運(yùn)用. 目前，在我國電力、石油、冶金、化工、建材、輕工等工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)新建和改造過程中，除工藝流程和工藝設(shè)備外，企業(yè)更注重自動(dòng)化儀表和控制系統(tǒng)，以添加產(chǎn)品種類，提高產(chǎn)質(zhì)量量，降低本錢，獲取更多利潤。而且企業(yè)要平安地消費(fèi)，到達(dá)國家對(duì)環(huán)保的要求，需求用新的檢測(cè)技術(shù)，功能更強(qiáng)的控制方法來控制消費(fèi)過程，對(duì)系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確度、乃至操作和維護(hù)以及節(jié)省投資方面提出了更高的要求。因此企業(yè)用戶需求了解國際上新

2、的檢測(cè)技術(shù)和控制系統(tǒng)的開展情況及其新產(chǎn)品在運(yùn)用方面的閱歷；而儀表制造廠那么必需研討、開發(fā)與消費(fèi)適銷對(duì)路的產(chǎn)品，并要在改造現(xiàn)有企業(yè)方面提供系統(tǒng)集成處理方案.自動(dòng)化儀表通俗地來說就是用以檢出、丈量、察看、計(jì)算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設(shè)備。從專業(yè)的角度來說，儀器儀表也可具有自動(dòng)控制、報(bào)警、信號(hào)傳送和數(shù)據(jù)處置等功能，例如用于工業(yè)消費(fèi)過程自動(dòng)控制中的氣動(dòng)調(diào)理儀表，和電動(dòng)調(diào)理儀表，以及集散型儀表控制系統(tǒng)也皆屬于儀器儀表。.一、工業(yè)過程檢測(cè)1、溫度檢測(cè)儀表 1熱電阻 2) 熱電偶2、壓力檢測(cè)儀表 表壓和絕壓及相互關(guān)系3、液位丈量儀表差壓式丈量儀表；浮力式丈量儀表；輻射式丈量儀表；.4、流量丈

3、量儀表差壓式丈量儀表；容積式丈量儀表；漩渦式丈量儀表；電磁式丈量儀表；轉(zhuǎn)子丈量儀表；超聲波丈量儀表；科氏力質(zhì)量丈量儀表。5、過程分析丈量儀表在線色譜、PH分析儀、電導(dǎo)分析儀、水表、氧表。6、特殊儀表形狀監(jiān)測(cè)儀表、轉(zhuǎn)速丈量儀表等.二、工業(yè)過程控制1、電動(dòng) 1電動(dòng)閥 2) 變頻器 3電機(jī)數(shù)字量2、液動(dòng) 電液轉(zhuǎn)換器各類閥門3、氣動(dòng) 電氣轉(zhuǎn)換器各類閥門.三、過程控制戰(zhàn)略1、調(diào)理器電動(dòng)和氣動(dòng)2、DCS系統(tǒng) 3、PLC系統(tǒng)4、CCS機(jī)組控制系統(tǒng) .四、保證工業(yè)過程平安1、TRICON的SIS系統(tǒng)2、黑馬的SIS系統(tǒng) 3、DeltaV SIS系統(tǒng)4、橫河的SIS系統(tǒng)5、ABB的SIS系統(tǒng) .五、離心式緊縮機(jī)

4、的防喘振控制 1、 離心式緊縮機(jī)的特性曲線與喘振離心式緊縮機(jī)的特性曲線通常指：出口絕對(duì)壓力p2與人口絕對(duì)壓力p1之比(或稱緊縮比)和入口體積流量的關(guān)系曲線；效率和流量或功率和流量之間的關(guān)系曲線。對(duì)于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，那么主要用到緊縮比和入口體積流量的特性曲線，見圖620中實(shí)線。 . 離心式緊縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，有能夠會(huì)出現(xiàn)這樣一種景象，即當(dāng)負(fù)荷降低到一定程度時(shí)，氣體的排出量會(huì)出現(xiàn)劇烈振蕩，同時(shí)機(jī)身也會(huì)猛烈振動(dòng)，并發(fā)出“哮喘或吼叫聲，這種景象就叫做離心式緊縮機(jī)的“喘振。 . 喘振是離心式緊縮機(jī)的固有特性，而現(xiàn)實(shí)上少數(shù)離心泵也能夠喘振。離心泵任務(wù)中產(chǎn)生不穩(wěn)定工況需求兩個(gè)條件：一是泵的PQ特性曲線呈

5、駝峰狀；二是管路系統(tǒng)中要有能自在升降的液位或其他能儲(chǔ)存和放出能量的部分。因此，對(duì)離心泵的情況，當(dāng)遇到具有這種特點(diǎn)的管路安裝時(shí)，那么應(yīng)防止選器具有駝峰型特性的泵。. 對(duì)離心緊縮機(jī)，由于它的性能曲線大多呈駝峰型，并且保送的介質(zhì)是可緊縮的氣體，因此，只需串聯(lián)著的管路容積較大，就能起到貯放能量的作用，故發(fā)生不穩(wěn)定跳動(dòng)的任務(wù)情況便更為容易。銜接離心式緊縮機(jī)不同轉(zhuǎn)速下的特性曲線的最高點(diǎn)，所得曲線稱喘振極限線。其左側(cè)部分稱為喘振區(qū)，如圖620中陰影部分。.喘振情況與管網(wǎng)特性有關(guān)。管網(wǎng)容量越大，喘振的振幅越大，而頻率越低；管網(wǎng)容量越小，那么相反。.2、引起喘振的要素當(dāng)離心式緊縮機(jī)的負(fù)荷減小到一定程度時(shí)，會(huì)呵斥

6、緊縮機(jī)的喘振，這是引起喘振的最常見要素。除此之外，被緊縮氣體的吸入形狀，如分子量、溫度、壓力等的變化，也是呵斥緊縮機(jī)喘振的要素。 . 吸入壓力的變化，會(huì)影響緊縮機(jī)的實(shí)踐緊縮比。當(dāng)吸入壓力P1l降低，所需緊縮比增大，緊縮機(jī)易進(jìn)入喘振區(qū)。對(duì)于吸入氣體的分子量變化，緊縮機(jī)特性曲線的改動(dòng)情況如圖621所示。.圖中清楚地闡明，在同樣的吸入氣體流量QA下，分子量大，緊縮機(jī)易進(jìn)入喘振區(qū)。 . 當(dāng)吸入氣體溫度變化時(shí)，它的特性曲線將如圖622所示。顯然，當(dāng)溫度降低，緊縮機(jī)易出現(xiàn)喘振。 . 在實(shí)踐消費(fèi)過程中，被緊縮的氣體往往來自上一工序，該工序的操作情況會(huì)影響分子量和溫度的變化，從而能夠引起緊縮機(jī)的喘振。鑒于目前

7、的防喘振控制系統(tǒng)普通只是為了防止負(fù)荷的減小，且分子量的變化也無法進(jìn)展在線丈量，所以，在上述情況下，防喘振控制系統(tǒng)會(huì)“失靈。對(duì)此需求特別加以注重。.3、喘振的極限方程及平安操作線 (1)閱歷公式 將在不同轉(zhuǎn)速下的緊縮機(jī)特性曲線最高點(diǎn)銜接起來所得的一條曲線，稱為緊縮機(jī)喘振的極限線，如圖623所示。 .對(duì)于喘振極限線，可以經(jīng)過實(shí)際推導(dǎo)獲得數(shù)學(xué)表達(dá)式。在工程上，為了平安上的緣由，在喘振極限線右邊，建立一條“平安操作線，作為緊縮機(jī)允許任務(wù)的界限。這條平安操作線可與一個(gè)拋物線方向近似，其閱歷公式為 .式中，Q1為吸人口氣體的體積流量；T1為吸人口氣體的絕對(duì)溫度；p1、p2分別為吸入口、排出口的絕對(duì)壓力；K

8、，a均為常數(shù)，普通由緊縮機(jī)制造廠家給出，a有等于0、大于0和小于0三種情況。式(67).由于式(67)中的吸入口氣體的體積流量Q1、絕對(duì)壓力p1和絕對(duì)溫度T1有一定關(guān)系，而且還可以按照不同的丈量方法和儀表，將閱歷公式表達(dá)成更加適用的公式。式(67).(2)用差壓計(jì)丈量流量時(shí)的平安操作線表達(dá)式 假設(shè)在緊縮機(jī)人口處用差壓計(jì)丈量流量Q1，測(cè)得的差壓為p1d，由規(guī)范節(jié)流安裝流量丈量公式 式中，為常數(shù)；為氣體緊縮系數(shù)；1為人口處氣體的密度。根據(jù)氣體方程式(68).根據(jù)氣體方程 式中，z為氣體緊縮修正系數(shù)；R及為氣體常數(shù)；M為氣體分子量。將式(69)代入式(68)并簡化后，得式(610)式(69).式(6

9、10)將式(610)代入式(67)，得式中，式(611)式中，.式(612)或式(613)由式6-11可得：式(612)和式(613)就是用差壓計(jì)丈量入口處氣體流量時(shí)喘振平安操作線的表達(dá)式。.4、 防喘振控制系統(tǒng)在通常情況下，緊縮機(jī)的喘振主要是負(fù)荷減少所致，而負(fù)荷的升降那么是由工藝所決議的。為使緊縮機(jī)不出現(xiàn)喘振，需求確保任何轉(zhuǎn)速下，經(jīng)過緊縮機(jī)的實(shí)踐流量都不小于喘振極限線所對(duì)應(yīng)的最小流量QB。.根據(jù)這一思緒，可采取如圖624所示的循環(huán)流量法，來設(shè)計(jì)固定極限流量法和可變極限流量法等兩種防喘振控制系統(tǒng)。.(1)固定極限流量法 采用部分循環(huán)法，一直使緊縮機(jī)流量堅(jiān)持大于某一定值流量，從而防止進(jìn)入喘振區(qū)運(yùn)

10、轉(zhuǎn)，這種方法叫做固定極限流量防喘振控制。圖625中QB即為固定極限流量值。.顯然，緊縮機(jī)不論運(yùn)轉(zhuǎn)在哪一檔轉(zhuǎn)速下，只需滿足QQB的條件，緊縮機(jī)就不會(huì)出現(xiàn)喘振。用固定極限法所設(shè)計(jì)的控制方案構(gòu)造簡單，如圖626所示。圖中的流量控制器，即以QB值作為其固定設(shè)定值的防喘振控制器。.QB的取值應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)緊縮機(jī)能到達(dá)的最高轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的喘振極限流量為好。緊縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制器的丈量值恒大于設(shè)定值，而旁路控制閥是氣關(guān)閥，此時(shí)控制器具有正向作用和PI特性，輸出達(dá)最大值時(shí)使閥封鎖。當(dāng)緊縮機(jī)吸氣量小于設(shè)定值時(shí)，旁路閥翻開，緊縮機(jī)出口氣體經(jīng)旁路前往至緊縮機(jī)人口，氣量又增大到大于QB值。這時(shí)雖然緊縮機(jī)向外供氣量減少了，但

11、防止了喘振的發(fā)生。.這種固定極限流量法缺乏之處在于當(dāng)緊縮機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(如圖625中的n1，n2轉(zhuǎn)速情況下)，緊縮機(jī)的能耗過大，這對(duì)緊縮機(jī)負(fù)荷需經(jīng)常改動(dòng)的消費(fèi)安裝就不夠經(jīng)濟(jì)；但從另一方面講，那么有控制方案簡單、系統(tǒng)可靠性高、投資少等優(yōu)點(diǎn)。.(2)可變極限流量法 為了減少緊縮機(jī)的能量耗費(fèi)，在緊縮機(jī)負(fù)荷有能夠經(jīng)常動(dòng)搖的場(chǎng)所，可以采用調(diào)理轉(zhuǎn)速的方法來保證緊縮機(jī)的負(fù)荷滿足工藝上的要求。由于在不同轉(zhuǎn)速下，其喘振極限流量是一個(gè)變數(shù)，它隨轉(zhuǎn)速的下降而變小。所以最合理的防喘振控制方案應(yīng)是在整個(gè)緊縮機(jī)負(fù)荷變化范圍內(nèi)，使它的任務(wù)點(diǎn)沿著如圖623所示的喘振平安操作線而變化，.根據(jù)這一思緒設(shè)計(jì)的防喘振控制系統(tǒng)，就稱為可

12、變極限流量法防喘振控制系統(tǒng)，它的原理如圖627所示。. 在設(shè)計(jì)防喘振控制系統(tǒng)時(shí)，尚需留意如下幾點(diǎn)：旁路控制閥在緊縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的整個(gè)過程中，丈量值一直大于設(shè)定值，因此必需思索防喘振控制器的防積分飽和問題。否那么就會(huì)呵斥防喘振控制系統(tǒng)的動(dòng)作不及時(shí)而引起事故。. 在實(shí)踐的工業(yè)設(shè)備上，有時(shí)不能在緊縮機(jī)入口處丈量流量，而必需改為在出口處，但緊縮機(jī)制造廠所給的特性曲線往往是規(guī)定丈量人口流量的，這時(shí)就需求將喘振平安操作線方程進(jìn)展改寫?？梢詮娜丝凇⒊隹谫|(zhì)量流量相等這一等式出發(fā)，寫出pld與出口流量的差壓值p2d之間的關(guān)系式，然后把平安操作線方程式中p1d交換掉，再以此方程進(jìn)展防喘振控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。. 喘振平安

13、操作線方程式中的緊縮機(jī)出、人口處的壓力p1、p2均指絕對(duì)壓力。因此，假設(shè)所用的壓力變送器不是絕壓變送器，那么必需思索相對(duì)壓力和絕對(duì)壓力的轉(zhuǎn)換問題。. 防止緊縮機(jī)喘振的工況：防止進(jìn)氣壓力低、進(jìn)氣溫度高、和氣體分子量小等。防止管網(wǎng)堵塞使管網(wǎng)特性改動(dòng)。要堅(jiān)持在開、停車過程中，升降速不可太快，并且先升速后升壓和先降壓后降速。. 開、關(guān)防喘閥時(shí)平穩(wěn)緩慢。關(guān)防喘閥時(shí)要先低壓后高壓，開防喘時(shí)要先高壓后低壓。如萬一出現(xiàn)“旋轉(zhuǎn)失速和“喘振時(shí)，首先應(yīng)全部翻開防喘閥，添加緊縮機(jī)的流量，然后再根據(jù)詳細(xì)情況進(jìn)展處置。 . 由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷開展提高使得對(duì)自動(dòng)化儀表提出了更高更新的要求，而以此滿足現(xiàn)代化建立的開展的要求。其儀表的開展趨勢(shì)的最中心的理念就是不斷利用新的任務(wù)原理和采用新資料來制造新的自動(dòng)化儀表的元器件，例如利用超聲波、微波、射線、紅外線、核磁共振、超導(dǎo)、激光等原理和采用各種新型半導(dǎo)體敏感元件、集成電路、集成光路、光導(dǎo)纖維等元器件。其目的是實(shí)現(xiàn)儀器經(jīng)過微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)用來提高儀器儀表的性能，提高儀器儀表本身自動(dòng)化、智能化程度和數(shù)據(jù)處置才干。自動(dòng)化儀表不僅供單項(xiàng)運(yùn)用，而且能夠經(jīng)過規(guī)范接口和數(shù)據(jù)通道與電子計(jì)算機(jī)結(jié)合起來，組成各種測(cè)試控制管理綜合系統(tǒng)，以滿足更高的技術(shù)要求。 自動(dòng)