化工儀表基礎(chǔ)培訓(xùn)

化工儀表

LOGO儀表基礎(chǔ)知識(shí)現(xiàn)場(chǎng)儀表目錄LOGO儀表基礎(chǔ)知識(shí)LOGO化工生產(chǎn)過程中，往往是在密閉的管道和設(shè)備中，連續(xù)的進(jìn)行著物理或化學(xué)變化，具有高溫、高壓、易燃易爆等特點(diǎn)，必須借助于各類儀表及自動(dòng)化裝置進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，才能確保生產(chǎn)穩(wěn)定、可靠、安全化工儀表及自動(dòng)化裝置包含自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)控制三方面，主要由各類儀表、聯(lián)鎖裝置、PLC及DCS控制系統(tǒng)等硬件及相應(yīng)軟件來完成上述功能。儀表概述儀表基礎(chǔ)知識(shí)

化工儀表，對(duì)化工、煉油等生產(chǎn)過程中的各種變量(P、T、L、F、A等)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、顯示和控制的儀表儀表定義溫度、壓力、流量、液位、分析儀表基礎(chǔ)知識(shí)LOGO儀表參數(shù)性能指標(biāo)變差靈敏度重復(fù)性精確度可靠性儀表基礎(chǔ)知識(shí)穩(wěn)定性儀表基礎(chǔ)知識(shí)LOGO字母首位字母后繼字母被測(cè)變量或引發(fā)變量修飾詞讀出功能輸出功能修飾詞P

壓力、真空連接或測(cè)試點(diǎn)F流量比率（比值）T溫度傳送或變送L物位燈低限、低值A(chǔ)分析報(bào)警C電導(dǎo)率控制D密度差設(shè)備G毒性氣體或可燃?xì)怏w（E）觀察H手動(dòng)高限、高值E電壓或電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)元件儀表基礎(chǔ)知識(shí)LOGO字母首位字母后繼字母被測(cè)變量或引發(fā)變量修飾詞讀出功能輸出功能I

電流指示J功率掃描K時(shí)間、時(shí)間程序變化速率操作器Q數(shù)量計(jì)算、累計(jì)R核輻射記錄、DCS趨勢(shì)記錄S速度、頻率安全開關(guān)、聯(lián)鎖V振動(dòng)閥門W重量、力套管XX軸Y事件、狀態(tài)Y軸繼電、計(jì)算、轉(zhuǎn)換器Z位置、尺寸Z軸驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行元件DCS其它(圖紙標(biāo)號(hào)）添加二級(jí)標(biāo)題儀表基礎(chǔ)知識(shí)LOGO示例現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用儀表基礎(chǔ)知識(shí)儀表工能溫度溫差壓力或真空壓差流量物位分析指示TITdIPIPdIFILIAI指示調(diào)節(jié)TICTdZTCPICPdICFICLICAIC指示報(bào)警TIATdIAPIAPdIAFISALISAAISA指示聯(lián)鎖報(bào)警TISATdISAPISAPdISAFISALISAAISA控制變送TCTTdCTPCTPdCTFCTLCTACT報(bào)警TATdAPAPdAFALAAA聯(lián)鎖報(bào)警TSATdSAPSAPdSAFSALSAASA記錄TRTdRPRPdRFRLRAR記錄控制TRCTdRCPRCPdRCFRCLRCARC記錄報(bào)警TRATdRAPRAPdRAFRALRAARA記錄聯(lián)鎖報(bào)警TRSATdRSAPRSAPdRSAFRSALRSAARSA儀表基礎(chǔ)知識(shí)1、儀表位號(hào)組成在檢測(cè)、控制系統(tǒng)中，構(gòu)成一個(gè)回路的每個(gè)儀表（或元件）都應(yīng)有自己的儀表位號(hào)，儀表位號(hào)由字母代號(hào)組合和回路編號(hào)兩部分組成示例：TRC-101

序號(hào)（一般由兩位數(shù)字，也可用三位）車間代號(hào)（可以1位也可以兩位）功能字母代號(hào)被測(cè)變量字母代號(hào)信號(hào)傳遞形式AI：模擬量輸入（電流、電壓信號(hào)）AO：模擬量輸出（電流、電壓信號(hào)）DI：數(shù)字量輸入（開關(guān)量）DO：數(shù)字量輸出（開關(guān)量）PI：脈沖量輸入（頻率信號(hào)）PO：脈沖量輸出（頻率信號(hào)其它儀表基礎(chǔ)知識(shí)信號(hào)傳遞形式儀表基礎(chǔ)知識(shí)

儀表設(shè)備與DCS或PLC控制系統(tǒng)要通訊的話，必須要經(jīng)過一定的物理連接來實(shí)現(xiàn)（除無(wú)線信號(hào)外），即各種網(wǎng)絡(luò)通訊，才能與系統(tǒng)通訊。簡(jiǎn)單的說，一般的DCS控制系統(tǒng)的接線為：首先控制層（各種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的儀表、或控制閥），通過儀表上的信號(hào)線接線到端子柜，然后由端子柜接到把信號(hào)接到各種控制卡件（AI、AO、DI、DO），各卡件的信號(hào)通過通訊網(wǎng)絡(luò)把信號(hào)傳到DCS控制器上，然后控制器通過交換機(jī)把信號(hào)傳到以太網(wǎng)上，以太網(wǎng)上的各種信號(hào)再與服務(wù)器通訊，服務(wù)器的數(shù)據(jù)就可以傳到操作員站或工程師站，通過工程師站就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組態(tài)，通過操作員站就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控或?qū)儆诒緳?quán)限內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行操作。不過一些特殊的場(chǎng)合，需要防爆或隔離，就要用到隔離器或安全柵進(jìn)行信號(hào)處理儀表基礎(chǔ)知識(shí)安全柵定義定義

限制回路電能量，從而實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全防爆功能的回路限能關(guān)聯(lián)設(shè)備，通常被稱為安全柵。安裝安裝位置：安全柵安裝于安全場(chǎng)所，接收來自危險(xiǎn)區(qū)的信號(hào),輸出安全信號(hào)到安全區(qū)或危險(xiǎn)區(qū)。定義

限制回路電能量，從而實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全防爆功能的回路限能關(guān)聯(lián)設(shè)備，通常被稱為安全柵。安裝安裝位置：安全柵安裝于安全場(chǎng)所，接收來自危險(xiǎn)區(qū)的信號(hào),輸出安全信號(hào)到安全區(qū)或危險(xiǎn)區(qū)。結(jié)構(gòu)

安全柵的結(jié)構(gòu)形式：常見的分為齊納式和隔離式安全柵。定義齊納安全柵電路中采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對(duì)輸入的電能量進(jìn)行限制，從而保證輸出到危險(xiǎn)區(qū)的能量。齊納式安全柵安裝要求要求一：

必須有非常可靠的接地系統(tǒng)，并且齊納式安全柵的接地電阻必須小于1歐姆，否則便失去防爆安全保護(hù)性能，顯然這樣的要求是十分苛刻并在實(shí)際工程應(yīng)用中難以保證。要求二：

來自危險(xiǎn)區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)儀表必須是隔離型，否則通過齊納式安全柵的接地端子與大地相接后信號(hào)無(wú)法正確傳送，并且由于信號(hào)接地，直接降低信號(hào)抗干擾能力，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。齊納式安全柵安裝要求要求三：

齊納式安全柵對(duì)電源影響較大，同時(shí)也易因電源的波動(dòng)而造成齊納式安全柵的損壞，因此使用齊納式安全柵的場(chǎng)所對(duì)電源的穩(wěn)定性要求較高。要求四：

由于齊納式安全柵的電路原理需要吸收輸入回路的能量，所以易造成輸出不穩(wěn)定。定義隔離式安全柵定義

帶有電流隔離功能的安全柵，稱為隔離式安全柵，簡(jiǎn)稱隔離柵。隔離式安全柵原理

危險(xiǎn)場(chǎng)所電路認(rèn)證的變壓器認(rèn)證的元件能量限制安全場(chǎng)所接線端危險(xiǎn)場(chǎng)所接線端電源安全隔離安全場(chǎng)所電路隔離式安全柵接線KFD2-STC4-Ex1接線隔離式安全柵的供電專用電源卡導(dǎo)軌供電14、15號(hào)接線端子供電安全供電方式隔離式安全柵使用性能特點(diǎn)一：

采用了三方隔離方式，因此無(wú)需系統(tǒng)接地線路，給設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工帶來極大方便。特點(diǎn)二：

對(duì)危險(xiǎn)區(qū)的儀表要求大幅度降低，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需采用隔離式的儀表。特點(diǎn)三：

信號(hào)線路無(wú)需共地，使得檢測(cè)和控制回路信號(hào)的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強(qiáng)，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。隔離式安全柵使用特點(diǎn)特點(diǎn)四：

隔離式安全柵具備更強(qiáng)的輸入信號(hào)處理能力，能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號(hào)，這是齊納式安全柵所無(wú)法做到的。特點(diǎn)五：

隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號(hào)，以提供給使用同一信號(hào)源的兩臺(tái)設(shè)備使用，并保證兩設(shè)備信號(hào)不互相干擾，同時(shí)提高所連接設(shè)備相互之間的電氣安全絕緣性能。安全柵的組態(tài)

P+F安全柵的組態(tài)主要指對(duì)溫變式安全柵的組態(tài)，下面我們大概了解一下，溫變式安全柵組態(tài)軟件的安裝與組態(tài)操作?，F(xiàn)場(chǎng)儀表1、儀表按能源分為：電動(dòng)儀表、氣動(dòng)儀表、液動(dòng)儀表2、按功用分為：檢測(cè)儀表、顯示儀表、控制儀表（閥門及執(zhí)行器等）儀表分類現(xiàn)場(chǎng)儀表各類儀表的作用現(xiàn)場(chǎng)儀表1、溫度及常用檢測(cè)儀表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(cè)量。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（oF-32）；℃=K-273.15熱電阻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(shí)：Pt100對(duì)應(yīng)的阻值是100歐姆Cu50對(duì)應(yīng)的電阻為50歐姆

Pt100的測(cè)量范圍：-200--+850℃，適用于500℃以內(nèi)溫度的測(cè)量。Cu50的測(cè)量范圍：-50--+150℃熱電阻按結(jié)構(gòu)可分為：組裝式和鎧裝式

普通熱電阻結(jié)構(gòu)：1、接線盒，2、接線柱，3、銘牌，4、保護(hù)管，5、絕緣套管，6、感溫部件熱電偶：熱電偶是利用兩種不同材料相接觸而產(chǎn)生的熱電勢(shì)隨溫度變化的特性來測(cè)量溫度的。由于熱電偶具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量范圍寬、便于遠(yuǎn)距離傳送和集中檢測(cè)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(shì)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(wú)關(guān)。231熱電偶溫度計(jì)測(cè)量線路1、熱電偶2、連接導(dǎo)線3、電測(cè)儀表t0t0tAB

在工業(yè)生產(chǎn)中利用熱電偶來測(cè)量溫度通常要使用到補(bǔ)償導(dǎo)線，各種分度號(hào)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(cè)溫元件在管道上、設(shè)備上安裝時(shí)，固定方式有兩種：螺紋連接、法蘭連接。

常用的型號(hào)有：B型：鉑銠30-鉑銠6S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(cè)溫范圍0--1600°C(短期可用到1800°C）-200--350°C(短期可用到400°C）T銅--康銅-200--750°C(短期可用到900°C）E鎳鉻--康銅K鎳鉻--鎳硅S鉑銠10--鉑B鉑銠30--鉑6-200--1200°C(短期可用到1300°C）0--1300°C(短期可用到1600°C）測(cè)溫范圍分度號(hào)熱點(diǎn)偶名稱現(xiàn)場(chǎng)常用熱電偶2、壓力及常用檢測(cè)儀表壓力2.1壓力的定義及單位：

壓力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(gè)概念。1、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(dòng)微動(dòng)開關(guān)工作的壓力控制儀表。通常使用于報(bào)警或聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中。壓力開關(guān)2、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2.壓力變送器

用途：用于測(cè)量氣體、液體、和蒸氣的壓力、負(fù)壓和絕對(duì)壓力等參數(shù)，然后將其轉(zhuǎn)換4-20mA.DC信號(hào)輸出。分類：GP型（表壓力）：變送器的δ室，一側(cè)接受被測(cè)壓力信號(hào)，另一側(cè)則與大氣壓力貫通，因此可用于測(cè)量表壓力或負(fù)壓。AP型（絕對(duì)壓力）：變送器的δ室,一側(cè)接絕對(duì)壓力信號(hào)，另一側(cè)被封閉成高真空基準(zhǔn)室，可以測(cè)量排氣系統(tǒng)、蒸餾塔、蒸發(fā)器和結(jié)晶器等的絕對(duì)壓力。2.1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(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，送到脈沖計(jì)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(hào)相對(duì)應(yīng)的4-20mADC的輸出信號(hào)，并在模擬信號(hào)上疊加一個(gè)HART數(shù)字信號(hào)進(jìn)行通信的壓力檢測(cè)儀表。

P單晶硅傳感器膜盒組件CPU內(nèi)置存儲(chǔ)器D/AMODEM手持智能終端4-20MADC及數(shù)字信號(hào)2.2、壓力變送器分類：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：采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)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)感受到壓力變化時(shí)，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(cè)電路測(cè)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(cè)壓力成正比的直流電壓或電流信號(hào)。精巧的結(jié)構(gòu)、高性能的材料及先進(jìn)的檢測(cè)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。電容式壓力變送器1—中心感應(yīng)膜片(可動(dòng)電極)；2—固定電極；3—測(cè)量側(cè)；4—隔離膜片壓力變化電容量的變化變轉(zhuǎn)4~20mA輸出電容式測(cè)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(gè)完全一致的H形狀的諧振梁，并以一定的頻率產(chǎn)生振動(dòng)。其諧振頻率取決于梁的長(zhǎng)度和張力，其梁的長(zhǎng)度已經(jīng)確定，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(duì)差壓采用頻率差分技術(shù)，并將頻率差信號(hào)直接輸出到CPU進(jìn)行運(yùn)算和A/D轉(zhuǎn)換。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流量

定義：流量大?。?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量的大小，即瞬時(shí)流量?？偭浚涸谀骋欢螘r(shí)間內(nèi)流過管道的流體流量的總和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累計(jì)值。流量的兩種表示方法：體積流量Q---單位時(shí)間內(nèi)通過管道某一截面的物料體積（m3/h）。質(zhì)量流量M---單位時(shí)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：M=Q×ρ式中：ρ----流體密度常用流量單位：體積流量：m3/h、L/h質(zhì)量流量：kg/h、t/h常用流量計(jì)A、孔板：前后差壓與流量成正比B、轉(zhuǎn)子流量計(jì)（變截面積）：轉(zhuǎn)子的高度與流量成正比。C、楔形流量計(jì)：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(chǎng)合。D、靶式流量計(jì)：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(jì)：是利用時(shí)間差計(jì)量（傳播速度差法）

或多普勒原理計(jì)量。F、質(zhì)量流量計(jì)：克利奧里力原理，測(cè)量精度高，用于交接。G、電磁流量計(jì)：法拉第電磁感應(yīng)原理H、阿牛巴流量計(jì)：差壓法，主要用于測(cè)量蒸汽流量。I、渦街流量計(jì)：根據(jù)漩渦發(fā)生體后產(chǎn)生的漩渦數(shù)量，測(cè)量流量。常用的幾種流量計(jì)：

孔板差壓式流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)渦街流量計(jì)電磁波流量計(jì)楔形流量計(jì)物位物位及常用檢測(cè)儀表物位計(jì)：在容器中液體介質(zhì)的高低叫液位，容器中固體或顆粒狀物質(zhì)的堆積高度叫料位。測(cè)量液位的儀表叫液位計(jì)，測(cè)量料位的儀表叫料位計(jì)，測(cè)量?jī)煞N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(jì)。上述三種儀表統(tǒng)稱為物位計(jì)。物位開關(guān)：在物位檢測(cè)中，有時(shí)不需要對(duì)物位進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，只需要測(cè)量物位是否達(dá)到上線、下限或某個(gè)特定的位置