電儀儀表基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)(共12頁)

1、儀表(ybio)基礎(chǔ)知識(shí)過程控制一般是指冶金、石油、化工、電力、輕工、建材等工業(yè)部門生產(chǎn)過程的自動(dòng)化，即通過采用各種自動(dòng)化儀表、計(jì)算機(jī)等自動(dòng)化技術(shù)工具，對(duì)生產(chǎn)過程中的某些(mu xi)物理參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)督和控制，以達(dá)到最優(yōu)化的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高經(jīng)濟(jì)效率和勞動(dòng)生產(chǎn)力，節(jié)約能源，改善勞動(dòng)條件和保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生等目的。過程控制系統(tǒng)是指自動(dòng)控制生產(chǎn)(shngchn)過程中的溫度、壓力、流量、液位、成分分析等這樣的一些變量，并且使這些變量穩(wěn)定在某一范圍，或按預(yù)定的規(guī)律變化的系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)由三個(gè)部分組成：第一部分：檢測(cè)儀表檢測(cè)儀表是用來檢測(cè)工藝過程參數(shù)的儀表（也叫一次儀表），它是工人的眼睛，它能檢測(cè)

2、工藝過程的大部分參數(shù)，這是人所做不到的。例如：物質(zhì)的成份分析（如：酸濃、SO2、O2，PH等）流量、液位、濕度、壓力、轉(zhuǎn)速、溫度、重量、位移、振動(dòng)等。這些測(cè)量有的是直接測(cè)量出來的，但是大部分參數(shù)是不可能直接測(cè)量出來的，要用間接測(cè)量的方法才能測(cè)量出來。第二部分：指示、調(diào)節(jié)儀表指示、調(diào)節(jié)儀表是控制系統(tǒng)的核心，相當(dāng)于人的大腦，一般稱為“二次儀表”。現(xiàn)在大多數(shù)用DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)（可編程序控制器）。一套DCS系統(tǒng)或PLC系統(tǒng)可以完成以前單體儀表所有的功能。PLC控制系統(tǒng)的特長是用于開關(guān)控制，故現(xiàn)在很多電氣設(shè)備都隨機(jī)帶來PLC控制系統(tǒng)，最小的控制系統(tǒng)甚至只有(zhyu)幾個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。但是若模擬信號(hào)太多

3、，則用PLC系統(tǒng)就不太合適，成本太高（模擬卡較貴）。DCS系統(tǒng)(xtng)是一種綜合控制系統(tǒng)，即能進(jìn)行模擬控制，又能進(jìn)行數(shù)字控制，系統(tǒng)可大可小，大到幾萬點(diǎn)，小到幾十點(diǎn)；自從微軟公司開發(fā)出“WINDOWS”系統(tǒng)以后，組態(tài)又方便，故DCS系統(tǒng)得到(d do)了廣泛的應(yīng)用，一般新上一個(gè)項(xiàng)目都會(huì)采用DCS系統(tǒng)。第三部分：執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的種類：執(zhí)行機(jī)構(gòu)的種類有各種各樣的。除了常用的各種氣動(dòng)和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥外，很多電氣設(shè)備都可以作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如風(fēng)機(jī)、泵、攪拌機(jī)、加熱器等。作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)用的最多的還是各種各樣的調(diào)節(jié)閥。所有的調(diào)節(jié)閥都由兩部分組成：驅(qū)動(dòng)部分和執(zhí)行部分。驅(qū)動(dòng)部分有：氣動(dòng)簿膜、氣缸、電磁閥，還有電氣

4、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。執(zhí)行部分有：單座閥、雙座閥、蝶閥、球閥、隔膜閥、三通閥等。儀表工位號(hào)的說明就象每一個(gè)人都有一個(gè)名子一樣，每一個(gè)儀表檢測(cè)控制系統(tǒng)都有一個(gè)名稱，我們稱之為工位號(hào)（TAG）。這個(gè)工位號(hào)在一個(gè)DCS系統(tǒng)中是唯一的，絕對(duì)不能重復(fù)。儀表工位號(hào)由幾個(gè)英文字母及阿拉伯?dāng)?shù)字組成，一般最多8位，如：PICA1301、LICA1402、TICA1503等。第一個(gè)字母是參數(shù)符號(hào)，代表生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)，如：溫度、壓力、流量等；后面的英文字母叫功能符號(hào)，代表該儀表(ybio)系統(tǒng)的各種功能，如：記錄、調(diào)節(jié)、報(bào)警等；前面2位阿拉伯?dāng)?shù)字一般代表生產(chǎn)工序（工廠總圖布置分配的子項(xiàng)號(hào)）（祥光銅業(yè)的子項(xiàng)清單）。如：熔煉

5、蒸汽干燥系統(tǒng)是“04”；硫酸(li sun)凈化系統(tǒng)是“26”；制氧站系統(tǒng)(xtng)是“37”等等。后面2位阿拉伯?dāng)?shù)字一般代表該工序該參數(shù)的序號(hào)。在要超過8位時(shí)，可以去掉某些功能符號(hào)。參數(shù)符號(hào)說明：A：成份分析（包括所有分析儀表，如：酸濃、SO2、O2，PH等）B：燒嘴、火焰、C：電導(dǎo)率、E：電壓、F：流量、G：可燃?xì)怏w、H：手操、I：電流、J：功率、K：時(shí)間、L：液位、M：水分、濕度、P：壓力、Pd：壓力差、R：電阻、核輻射、S：轉(zhuǎn)速、頻率、T：溫度、Td：溫差；V：振動(dòng)、閥門、W：重量、X：位移、Z：振動(dòng)等。功能符號(hào)說明：A：報(bào)警、C：調(diào)節(jié)、E：檢測(cè)元件、G：現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視、I：指示、Q：累積

6、、R：記錄、S：聯(lián)鎖、T：變送器、X：任意、Y：運(yùn)算、Z：緊急、CV：自力式等。不光儀表檢測(cè)控制系統(tǒng)有工位號(hào)，設(shè)備也有工位號(hào)。設(shè)備的工位號(hào)大多用于DI、DO類型點(diǎn)（一般用該設(shè)備英文名稱的第一個(gè)字母表示）。例如：P：泵；B：風(fēng)機(jī)(fn j)；A：攪拌機(jī)；E：換熱器等。為了(wi le)圖方便，也有只用“DI”、“DO”等后邊(hu bian)加序號(hào)表示的，如： DI0001DI0016、DI0017DI0032、DI0033DI0048等，D00001D00016、D00017D00032、D00033D00048等。這樣編方便、簡單，但不容易記。工位號(hào)的后綴主要是用于設(shè)備的DI、DO。有些設(shè)備

7、有多種工作狀態(tài)，都要在DCS系統(tǒng)里體現(xiàn)出來，而在DCS系統(tǒng)里，工位號(hào)又不能相同，故在原工位號(hào)后面加后綴，以示區(qū)別。以貴溪冶煉廠亞砷酸車間DCS系統(tǒng)的一個(gè)風(fēng)機(jī)為例：B60302：1#還原風(fēng)機(jī)由于該還原風(fēng)機(jī)在DCS系統(tǒng)中有多種狀態(tài)，并都要參加各種程序運(yùn)算，故要在后面加上后綴。 B60302A：1#還原風(fēng)機(jī)手動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)（DI） B60302B：1#還原風(fēng)機(jī)手動(dòng)停止（DI） B60302C：1#還原風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)答（DI） B60302D：1#還原風(fēng)機(jī)主開關(guān)送電（DI） B60302E：1#還原風(fēng)機(jī)故障（DI） B60302G：1#還原風(fēng)機(jī)變頻器故障（DI）B60302F：1#還原風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)（DO）1.2電纜號(hào)

8、的說明從儀表室到現(xiàn)場(chǎng)的電纜都有一個(gè)名稱，就是(jish)電纜號(hào)，以示區(qū)別。一般電纜號(hào)和儀表的工位號(hào)差不多，只是在后面加了一個(gè)后綴“C”。1.4儀表(ybio)圖形符號(hào)說明：就地安裝(nzhung)儀表：如：PG、TG、XE、XT、XV等。：室內(nèi)盤裝儀表：現(xiàn)場(chǎng)盤裝儀表：DCS系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)：可編程序控制器及聯(lián)鎖回路 1.5線條說明直線：一般代表工藝管線虛線：一般代表儀表的信號(hào)線直線上加兩短斜杠：一般代表氣動(dòng)信號(hào)1.6常用符號(hào)說明：I/O：輸入/輸出A/M:自動(dòng)/手動(dòng)切換；L/R:本機(jī)/遠(yuǎn)方切換（機(jī)旁/中控室切換）AI:模擬輸入信號(hào);AO: 模擬輸出信號(hào)DI:開關(guān)（數(shù)字）輸入信號(hào);DO：開關(guān)（數(shù)

9、字）輸出信號(hào)PV:儀表的測(cè)量值；SP:儀表的設(shè)定值；OP:儀表的輸出值LSP:本機(jī)設(shè)定值（平時(shí)只寫SP）；RSP：遠(yuǎn)方設(shè)定值DA:正作用；RA:反作用（調(diào)節(jié)器和閥門都適用）PO: 氣開式；PC：氣關(guān)式（閥門(f mn)）FC：故障關(guān)；FO：故障開（閥門）H：上限(shngxin)；HH：上上限；HHH：上上上限L：下限(xixin)；LL：下下限；LLL：下下下限P：氣源（電源）E：電信號(hào)；P：氣信號(hào)E/P（I/P）：電/氣轉(zhuǎn)換器；P/E（P/I）：氣/電轉(zhuǎn)換器P：盤面安裝；PB：盤后安裝；L：現(xiàn)場(chǎng)安裝；LB：現(xiàn)場(chǎng)盤安裝P：比例調(diào)節(jié)；PI：比例積分調(diào)節(jié)；PID：比例積分微分調(diào)節(jié)1.7儀表的標(biāo)準(zhǔn)

10、信號(hào)1.7.1電動(dòng)儀表的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：420mADC;15VDC1.7.2氣動(dòng)儀表的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：0.020.1MPa（20KPa100KPa）(0.21.0Kg/cm2)（老的）溫度儀表測(cè)量原理：金屬的電阻隨著溫度的增高而加大。結(jié)構(gòu)組成：將金屬絲繞在玻璃或云母骨架上，用引線接在接線端子排上，在外面套上不銹鋼套管就成了熱電阻溫度計(jì)。接線方法有2線制和3線制，接3根線的目的是為了減少線路誤差。通常用1,2，3或A，B，C或a，b，c表示，一般后兩根線接在端子排的一個(gè)接線端子上。沒有正，負(fù)之分。連接到二次儀表時(shí)用普通3芯電纜就可以了，但為了減少線路誤差，其電纜應(yīng)選不小于1.5mm2的。判斷電阻(dinz)

11、溫度計(jì)好壞的方法是用萬用表測(cè)量其電阻值。熱電偶測(cè)量原理(yunl)：在兩種不同的導(dǎo)體組成的閉合回路中，如果使其兩個(gè)接點(diǎn)處于不同的溫度，該回路就會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)。這就是熱電偶的測(cè)溫原理。結(jié)構(gòu)組成：將兩根不同的金屬絲的一端(ydun)焊在一起，在該金屬絲上套上絕緣瓷套管，用引線接到接線端子排上，在外面套上不銹鋼套管就成了熱電偶溫度計(jì)。接線方法只有2線制，要區(qū)分“”“”，不能搞錯(cuò)了，否則儀表指示有很大的誤差。連接到二次儀表時(shí)一定要用相應(yīng)的專用補(bǔ)償導(dǎo)線。判斷熱電偶溫度計(jì)好壞的方法是用電子電位差計(jì)（mV計(jì)）(或萬用表的直流電壓檔)測(cè)量其“mV”值，與其標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)照來判斷好壞。為了使用方便，有時(shí)將兩支熱電偶

12、裝在一個(gè)套管內(nèi)，組成雙支熱電偶溫度計(jì)。在接線時(shí)“1”和“2”“”和“”不能接錯(cuò)了。其它溫度計(jì)另外，還有雙金屬溫度計(jì)、膨脹式溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)等。2.2 壓力儀表單位：Pa，KPa，MPa，Kg/cm2，bar，mbar，mmH2O，mmHg，mmAg等。1Mpa=10公斤氣壓高于大氣壓力的表壓力，叫正壓，簡稱壓力；低于大氣壓力的表壓力，叫負(fù)壓或真空。在測(cè)量(cling)差壓時(shí)，習(xí)慣上將較高的一側(cè)的壓力稱為“正壓”，將較低的一側(cè)的壓力(yl)稱為“負(fù)壓(f y)”。這個(gè)負(fù)壓并不是低于大氣壓力的那個(gè)“負(fù)壓”；有時(shí)，兩邊都是負(fù)壓，負(fù)的小些的一端，就叫正壓（用H表示），負(fù)的大些的一端，就叫負(fù)壓（用L表

13、示）。測(cè)量儀表有壓差變送器、壓力變送器、電接點(diǎn)壓力表，壓力表等。可編程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡稱PC）。與個(gè)人計(jì)算機(jī)的PC相區(qū)別，用PLC表示。 PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會(huì)（IEC）頒布了對(duì)PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的

14、、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。目前：在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用非常普及隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展(fzhn)，今后PLC將會(huì)朝著以下兩個(gè)方向(fngxing)發(fā)展。 1靈活(ln hu)和小型化 ;2高功能和大型化 梯形圖語言 梯形圖是在原繼電器接觸器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來的一種圖形語言。它是一種圖形語言，它將PLC內(nèi)部的各種編程元件和各種具有特定功能的命令用專用圖形符號(hào)定義，并按控

15、制要求將有關(guān)圖形符號(hào)按一定規(guī)律連接起來，構(gòu)成描述輸入、輸出之間控制關(guān)系的一種圖形。目前用得最多的PLC編程語言。 繼電器觸接器線路圖中的電氣符號(hào)代表的是一個(gè)實(shí)際的物理器件，如繼電器、接觸器的線圈或觸點(diǎn)等，連線是“硬接線”，線路圖兩端有外接電源，連線中有真實(shí)的物理電流 PLC梯形圖表示的并不是一個(gè)實(shí)際電路，而是一個(gè)控制程序。圖中的繼電器線圈以及觸點(diǎn)實(shí)際是存儲(chǔ)器中的一位，因此稱為“軟繼電器”。相應(yīng)位狀態(tài)為“1”，帶動(dòng)自己的觸點(diǎn)動(dòng)作,常開觸點(diǎn)閉合,常閉觸點(diǎn)斷開。相應(yīng)位狀態(tài)為“”，表示該繼電器線圈斷電，其常開、常閉觸點(diǎn)保持原狀態(tài)。PLC梯形圖兩端沒有電源，連線上并沒有真實(shí)電流流過，僅是“概念”電流 邏

16、輯功能圖 “與”、“或”、“非”是邏輯函數(shù)的最基本的表達(dá)形式。用邏輯符號(hào)(fho)描述的PLC梯形圖為邏輯功能圖. DCS是 HYPERLINK /view/403661.htm t _parent 分布式控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的英文縮寫(suxi)（Distributed Control System），在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為 HYPERLINK /view/262332.htm t _parent 集散控制系統(tǒng)。 即所謂的分布式控制系統(tǒng)，或在有些資料中稱之為集散系統(tǒng)，是相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型 HYPERLINK /view/8055.htm t _parent 計(jì)算機(jī)

17、控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)，通信、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活以及組態(tài)方便。在系統(tǒng)功能方面，DCS和集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別不大，但在系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)方法上卻完全不同。(1)高可靠性 由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，因此某一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對(duì)需要實(shí)現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計(jì)算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的可靠性也得

18、到提高。 (2)開放性 DCS采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實(shí)現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時(shí)，可將新增計(jì)算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計(jì)算機(jī)的工作。 (3)靈活性 通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對(duì)象(duxing)進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測(cè)量與控制信號(hào)及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報(bào)警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。 (4)易于(yy)維護(hù) 功能單一的小型或微型專用計(jì)算機(jī)，具有維護(hù)簡單、方便的特點(diǎn)，當(dāng)某一局部或某個(gè)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障(gzhng)時(shí)，可以在不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線更換，迅速排除故障。 (5)協(xié)調(diào)性 各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。 (6)控制功