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自动化仪表的分类

自动化仪表的分类
自动化仪表的分类

自动化仪表的分类

炼油化工装置中使用的自动化仪表类型繁多,因而分类的方法也不同,下面介绍几种常见的分类方法。

按仪表用途不同,可分为检测仪表、显示仪表、转换和传输仪表、调节控制仪表、执行器。

按仪表的组成形式不同,基地式仪表、单元组合式仪表、组装式电子综合控制装置、集中分散型控制系统。

按使用能源不同,可分为气动仪表、电动仪表和液动仪表。

按所测量参数不同,可分为压力仪表、温度仪表、液位仪表、流量仪表。

按所使用系统不同,可分为生产系统检测仪表和安全系统检测仪表。

1温度检测仪表

1.1温度的相关概念

表示物体或系统冷热程度的物理量称为温度.为了对物体或系统的冷热程度进行定量描述,必须确定温标。所谓温标,就是温度数值化的标尺,它规定温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前常用的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。

华氏温标规定:在标准大气压下,冰的融点为32度,水的沸点为212度,中间划分180等分,每等分为华氏1度,符号为℉。

摄氏温标规定:在标准大气压下,冰的融点为0度,水的沸点为100度,中间划分100等分,每等分为摄氏1度,符号为℃。

摄氏温标和华氏温标的关系如下:

C=5/9(F-32)

热力学温标又叫开尔文温标,它规定分子运动停止时的温度为绝对零度,符号为K。

温度测量仪表原理和结构比较简单,可靠性高,在石油化工领域使用非常广泛。即可用于普通的工艺管道和容器温度测量。也用在有些关

键的场合,例如反应器温度,裂解炉出口温度的测量。

温度测量仪表在化工装置中分为就地指示和远传两种。就地指示包括玻璃温度计,双金属温度计,压力式温度计。该类仪表结构简单,使用可靠。

还有一类非接触式温度计,如光学高温计、辐射温度计、红外辐射温度计、比色温度计等。在石油化工装置中很少使用。

远传温度仪表主要有:热电偶、热电阻、温度开关等。此外,在有些安装位置有限的地方,压力式仪表(温包)也经常使用,压力式温度计有时也和气动基地式仪表配合使用。

1.2热电偶

热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一,热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。其优点是:

①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。

②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。

③构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。

(1) 热电偶测温基本原理

将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图1所示。当导体A和B的两个接点之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一定大小的电流,这种现象称为热电效应或塞贝克(Thomas,Seebeek)效应。热电偶热电势由接触电势和温差电势组成,两导体(或半导体)接点处产生的电动势称为接触电势,接触电势是由于两种不同导体(或半导体)的自由电子密度不同而在接触处形成的。沿单一均质导体的温度梯度产生的电动势称为温差电势。温差

电势是由于同一导体高、低温端的自由电子所具有的能量不同而产生的。 一个有A、B两种匀质导体组成的热电偶其产生的总热电势

EAB(t,t0)只与组成热电偶的两种材质及两接点温度有关。当热电偶的一个接点温度(参比端温度)一定时,热电偶的热电势与另一接点温度成单值函数关系,这时只要测出热电势的大小,即可求得温度的数值,这就是热电偶的工作原理。

(2)热电偶的种类及结构形成

常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。

标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC 国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:

①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;

②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;

③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;

④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

(3)热电偶的补偿导线:

由于热电偶的材料一般比较贵重,而测点到控制室的仪表距离都很远,为了节省热电偶的材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到控制室的仪表端子上。补偿导线的材料的热电特

性,要与所配用的热电偶的热电特性近似,因此在使用时必须注意型号相配,极性不能接反,补偿导线与热电偶连接处不能超过100℃。

1.3热电阻

热电阻广泛用来测量中、低温(一般为500℃以下)。它的特点是准确度高;测量中、低温时,它的输出信号比热电偶要大得多,灵敏度高;同样可实现远传、自动记录和多点测量。

(1)热电阻工作原理

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性进行温度测量的。热电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀的缠绕在绝缘材料制成的骨架上,当被测介质中有温度梯度存在时,所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。

(2)热电阻的种类:

目前工业中应用最多的是铜和铂。分度号Pt100的铂热电阻使用最多,它的0 ℃时的电阻值是100Ω。

Pt和Cu阻值与温度关系:

Pt10、Pt50、Pt100,电阻比R100/R0为1.385±0.001

Cu50、Cu100,电阻比R100/R0为1.428±0.002

(3)热电阻的结构特点:

热电阻可以直接测量各种生产过程中从-200℃至+ 600℃范围内的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。

装配热电阻:通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成,具有测量精

度高,性能稳定可靠等优点。实际运用中以 Pt100 铂热电阻运用最为广泛。

铠装铂热电阻:铠装热电阻是由感温元件、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,它有下列优点:体形细长,热响应时间快,抗振动,使用寿命长等优点。

隔爆型热电阻:隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把接线盒内部爆

炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内,生产现场不会引起爆炸。

端面热电阻:端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝缠绕制成,紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量表面温度。

2压力检测仪表

压力是工业生产中的重要参数之一,实际上是物理概念中的压强,即垂直作用在单位面积上的力。在压力测量中,常有绝对压力、表压力、负压力或真空度之分。所谓绝对压力是指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力,用符号pj表示。用来测量绝对压力的仪表称为绝对压力表。地面的大气压,用符号pq表示。绝对压力与大气压之差,称为表压力,用符号pb表示,即: pj-pq=pb。当绝对压力值小于大气压值时,表压力为负值(即负压力),此负压力值的绝对值,称为真空度,用符号pz表示。

2.1压力仪表的分类

常见的压力测量仪表按测压原理可分为三类。

(1)按重力与被测压力平衡方法,直接测量单位面积上所承受力的大小。例如液柱式压力计和活塞式压力计。

(2)按弹性力与被测压力平衡方法,测量弹性元件受压后形变而产生的弹性力大小

例如弹簧管压力表、波纹管压力表、膜片压力表和膜盒压力表。

(3)利用某些物质与压力有关的物理特性,如受压时电阻变化、受压时电压变化等。例如电容式、电阻式、电感式、应变片式和霍尔片式等压力传感器。

2.2弹簧管压力表

弹簧管压力表的敏感元件是截面为椭圆形的弹性C形管。在C形管承受压力p时C形管自由端唯一带动指针来指示压力。

(1)普通压力表 普通压力表主要用来作为普通表适用于测量不

结晶、不凝固,对钢、铜合金没有腐蚀作用的液体、蒸汽和气体介质的压力。

(2)精密压力表 精密压力表主要用来作为普通压力表的校验仪表。

2.3压力变送器

压力变送器主要由测压元件传感器、测量电路和过程连接件等组成。它能将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流电压信号4~20mADC,以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。

1)电容式压力变送器

电容式压力变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室,作用在敏感元件的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。电容式压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。 当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容量就不等,通过振荡和解调环节,转换成与压力成正比的信号。电容式压力变送器的A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号,其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理器控制变送器的工作。另外,它进行传感器线性化。重置测量范围。工程单位换算、阻尼、开方,,传感器微调等运算,以及诊断和数字通信。

压力变送器微处理器中有16字节程序的RAM,并有三个16位计数器,其中之一执行A /D转换。

D/A转换器把微处理器来的并经校正过的数字信号微调数据,这些数据可用变送器软件修改。数据贮存在EEPROM内,即使断电也保存完整。 数字通信线路为变送器提供一个与外部设备(如205型智能通信器或采用HART协议的控制系统)的连接接口。此线路检测叠加在4-20mA信号的数字信号,并通过回路传送所需信息。

主要技术指标:

精度:0.075%量程比100:1

表压:校验量程从2.5inH2O至2000psi

绝对压力:校验量程从0.167psia至4000psia

过程隔离膜片:不锈钢,哈氏合金CR,蒙乃尔R,钽(仅限CD,CG)及镀金蒙乃尔

设计小巧、坚固而质轻,易于安装

2)扩散硅压力变送器

扩散硅压力变送器是利用单晶硅的各向异性,在n型基底上,选择不同的晶向,扩散成P型电阻,组成惠斯顿电桥,利用P-n结实现各电阻之间的电隔离。在基底的非电阻面加工出一定几何形状的应力杯。当有

压力作用于应力杯一面时,用恒压或恒流源激励的惠斯顿桥输出一定的电压值。从而实现压力的感知。

扩散硅压力变送器具有工作可靠、性能稳定、安装使用方便、体积小、重量轻、性能价格比高等点,能在各种正负压力测量中得到广泛应用。扩散硅压力变送器采用进口扩散硅或陶瓷芯体作为压力检测元件,传感器信号经高性能电子放大器转换成0-10mA或4-20mA统一输出信号。压力变送器可替代传统的远传压力表,霍尔元件、差动变送器,并具有DDZ-Ⅱ及DDZ-Ⅲ型变送器性能。扩散硅压力变送器能与各种型号的动圈式指示仪、数字压力表、电子电位差计配套使用,也能与各种自动调节系统或计算机系统配套使用。

主要技术指标

精度等级:0.075级基本误差±0.25%

非线性误差:0.3级≤±0.3%FS

滞后误差:≤±0.3%FS

输出特性:

恒流输出内阻大于10MΩ

二线制4-20mA输出:标准供电DC24V

防爆标志:Exia Ⅱ CT4-6

3流量检测仪表

流量就是单位时间内流经某一截面的流体数量。流量可以用体积流量和质量流量来表示,单位分别用m3/h、L/h、Kg/h等。流量计是指测量流体流量的仪表,它能够指示和记录某瞬时流体的流量值。流量计有节流装置、转子流量计、靶式流量计等,其中最常用的节流装置又有孔板、喷嘴、文丘里管。

3.1差压式流量计

差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来测量流量的仪表。差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常

以检测件的型式对差压式流量计分类,如孔扳流量计、文丘里管流量计及均速管流量计等。

3.2容积式流量计

容积式流量计又称排量流量计(positive displacement flowmeter),在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。容积式流量计流量计一般不具有时间基准,为得到瞬时流量值需要另外附加测量时间的装置。

3.3涡街流量计

涡街流量汁是在流体中安放一根(或多根)非流线型阻流体(bluff body),流体在阻流体两侧交替地分离释放出两串规则的旋涡,在一定的流量范围内旋涡分离频率正比于管道内的平均流速,通过采用各种形式的检测元件测出旋涡频率就可以推算出流体的流量。

3.4电磁流量计

电磁流量计的基本原理是法拉第电磁感应定律,即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势,导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动,与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势。电磁流量计由流量传感器和转换器两大部分组成。传感器测量管上下装有激磁线圈,通激磁电流后产生磁场穿过测量管,一对电极装在测量管内壁与液体相接触,引出感应电势,送到转换器。激磁电流则由转换器提供。

3.5超声波流量计

超声波流量计按测量原理分类有:①传播时间法;②多普勒效应法;③波束偏移法;④相关法;⑤噪声法

3.6转子流量计

转子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降,改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表,又称转子流量计。

转子流量计的流量检测元件是由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。工作原理如图1所示,被测流体从下向上经过锥管1和浮子2形成的环隙3时,浮子上下端产生差压形成浮子上升的力,当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时,浮子便上升,环隙面积随之增大,环隙处流体流速立即下降,浮子上下端差压降低,作用于浮子的上升力亦随着减少,直到上升力等于浸在流体中浮子重量时,浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关系。

3.7科里奥利质量流量计

原理:如图1所示,当质量为m的质点以速度υ在对p轴作角速度ω旋转的管道内移动时,质点受到两个分量的加速度及其力。

1)、法向加速度 即向心力加速度αr,其量值等于ω2r,方向

朝向P轴;

2)、切向加速度αt即科里奥利加速度,其量值等于2ωυ,

方向与αr垂直。由于复合运动,在质点的αt方向上作用着科

里奥利F c=2ωυm,管道对质点作用着一个反向力-F c=

-2ωυm。

当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度υ流动时,任何一

段长度Δx的管道都将受到一个ΔF c的切向科里奥利力。

(1)

式中 A——管道的流通内截面积。

由于质量流量计流量即为δm,δm=ρυA,所以

(2)

因此,直接或间接测量在旋转管道中流动流体产生的科里奥利力就可以测的得质量流量。

4液位(物位)仪表

物位检测是指容器(开口或封闭)中液体介质液面的高低(称为液位),两种液体的分界面的高低(称为界面)和固体块、散粒状物质的堆积高度(称为料位)。用来检测液位的仪表称液位计,检测分界面的仪表称界面计,检测固体料位的仪表称料位计,它们统称为物位计。

物位检测在现代工业生产过程中具有重要地位。通过物位检测可以确定容器中被测介质的储存量,以保证生产过程物料平衡,也为经济核算提供可靠依据;通过物位检测并加以控制可以使物位维持在规定的范围内,这对于保证产品的产量和质量,保证安全生产具有重要意义。

在工业生产中,物位检测对象有液位,也有料位等,有几十米高的大容器、也有几毫米的微型容器,介质的特性更是千差万别。因此,物位检测方法很多,以适应各种不同的检测要求。

常见的也是最直观的物位检测是直读式方法,它是在容器上开一些窗口以便进行观测。对于液位检测,可以使用与被测容器相连通的玻璃管(或玻璃板)来显示容器内的液体高度。这种方法可靠、结果准确,但它只能使用在容器压力不高,只需现场指示的被测对象。除此之外,目前常用的物位检测方法可分为下列几种。

(1)静压式物位检测 根据流体静力学原理,静止介质内某一点的静压力与介质上方自由空间压力之差与该点上方的介质高度成正比,因此可利用差压来检测液位,这种方法一般只用在液位的检测。

(2)浮力式物位检测 利用漂浮于液面上浮子随液面变化位置,或者部分浸没于液体中的物质的浮力随液位而变化来检测液位,前者称为恒浮力法,后者称变浮力法,二者均用于液位的检测。

(3)电气式物位检测把敏感元件做成一定形状的电极置于被测介质中,则电极之间的电气参数,如电阻、电容等,随物位的变化而改变。这种方法既可用于液位检测,也可用于料位检测。

(4)声学式物位检测利用超声波在介质中的传播速度及在不同相界面之间的反射特性测物位。液位和料位的检测都可以用此方法。

(5)射线式物位检测放射性同位素所放出的射线(如β射线、γ射线等)穿过被测介质(液体或固体颗粒)因被其吸收而减弱,吸收程度与物位有关。利用这种方法可实现物位的非接触式检测。

除此之外还有微波法、光学法、重锤法等。

4.1静压式物位检测

检测原理:静压式物位检测方法是基于液位高度变化时,由液柱产生的静压也随之变化的原理。

4.2浮力式物位检测仪表

浮力式物位检测的基本原理是通过测量漂浮于被测液面上的浮子

(也称浮标)随液面变化而产生的位移;或利用沉浸在被测液体中的浮筒(也称沉筒)所受的浮力与液面位置的关系检测液位。前者一般称为恒浮力式检测,后者称为变浮力式检测。

4.3超声波液位检测仪表

声波是一种机械波,是机械振动在介质中的传播过程,当振动频率在十余赫到万余赫时可以引起人的听觉,称为闻声波;更低频率的机械波称为次声波; 20kHZ以上频率的机械波称为超声波。作为物位检测,一般应用超声波。

检测原理:

超声学是一门学科,已有几十年历史,其应用范围很广泛。超声波不仅用来进行各种参数的检测,而且广泛应用于加工和处理技术。超声波用于物位检测主要利用了它的以下性质。

(1)和其他声波一样,超声波可以在气体、液体及固体中传播,并有各自的传播速度。例如在常温下空气中的声速约为 334m/s,在水中的声速约为 1440m/s,而在钢铁中约为 5000m/S。声速不仅与介质有关,而且还与介质所处的状态(如温度)有关。例如理想气体的声速与绝对温度T的平方根成正比,对于空气来说影响声速的主要因素是温度,在许多固体和液体中的声速一般随温度增高而降低。

(2)声波在介质中传播时会被吸收而衰减,气体吸收最强而衰减最大,液体其次,固体吸收最小而衰减最小,因此对于一给定强度的声波,在气体中传播的距离会明显比在液体和固体中传播的距离短。另外声波在介质中传播时衰减的程度还与声波的频率有关,频率越高,声波的衰减也越大,因此超声波比其他声波在传播时的衰减更明显。

(3)声波传播时的方向性随声波的频率的升高而变强,发射的声束也越尖锐,超声波可近似为直线传播,具有很好的方向性。

(4)当声波从一种介质向另一种介质传播时,因为两种介质的密度不同和声波在其中传播的速度不同,在分界面上声波会产生反射和折射,其反射系数R为:

式中IR、 I0为反射和入射声波的声强; α、β为声波的入射角和反射角; Z1、 Z2为两种介质的声阻抗,其值为Z1=ρ1υ1,

Z2=ρ2υ2。

在声波垂直入射时,α=0、则β=0,其反射系数变为

设想声波从水传播到空气,在常温下它们的声阻抗约为

Z1=1.44x106,Z2=4x102,代入上式则得R=0.999。这说明当声波从液体或固体传播到气体,或相反的情况下,由于两种介质的声阻抗相差悬殊,声波几乎全部被反射。

声学式物位检测方法就是利用声波的这种特性,通过测量声波从发射至接收到被物位界面所反射的回波的时间间隔来确定物位的高低。超声波发射器被置于容器底部,当它向液面发射短促的脉冲时,在液面处产生反射,回波被超声接收器接收。若超声发射器和接收器到液面的距离为H,声波在液体中的传播速度为υ,则有如下简单关系:式中t为超声脉冲从发射到接收所经过的时间。当超声波的传播速度υ为已知时,利用上式便可求得物位。

4.4射线式物位检测仪表

放射性同位素在蜕变过程中会放射出α、β、γ三种射线。α射线是从放射性同位素原子核中放射出来的,它由两个质子和两个中子所组成(即实际上是氦原子核),带有正电荷,它的电离本领最强,但穿透能力最弱。β射线是电子流,电离本领比α射线弱,而穿透能力较α射线强。γ射线是一种从原子核中发出的电磁波,它的波长较短,不带电荷,它在物质中的穿透能力比α和β射线都强,但电离本领最弱。

由于射线的可穿透性,它们常被用于情况特殊或环境条件恶劣的场合实现各种参数的非接触式检测,如位移、材料的厚度及成分、流体密度、流量、物位等。物位检测是其中一个典型的应用示例。

检测原理

当射线射入一定厚度的介质时,部分能量被介质所吸收,所穿透的射线强度随着所通过的介质厚度增加而减弱,它的变化规律为:

式中I0、I为射入介质前和通过介质后的射线强度;μ为介质对射线的吸收系数;H为射线所通过的介质厚度。

介质不同,吸收射线的能力也不同。一般是固体吸收能力最强,液体其次,气体最弱。当射线源和被测介质一定时,I0和μ都为常数。测出通过介质后的射线强度I ,便可求出被测介质的厚度H。

5执行器

执行器在自动控制系统中的作用,就是接受调节器发出的控制信号,改变调节参数,把被调参数控制在所要求的范围内,从而达到生产过程自动化的目的。因此,执行器是自动控制系统中一个极为重要而不可缺少的组成部分。

在生产现场,执行器直接控制工艺介质,尤其是高温、高压、低温、强腐蚀、易燃、易爆、易渗透、剧毒及高粘、易结晶等介质情况下,若选择或使用不当,往往会给生产过程自动化带来困难,导致调节质量下降,甚至会造成严重的生产事故。因此,对执行器的正确选用、安装和维修等各个环节都必须重视。

执行器按其能源形式可分为气动、电动和液动三大类。气动执行器习惯称为气动薄膜调节阀。它以压缩空气为能源,具有结构简单、动作可靠、平稳、输出推力大、本质防爆、价格便宜、维修方便等独特的优点,大大优于液动和电动执行器。因此,气动薄膜调节阀被广泛地应用在石油、化工、冶金、电力待工业部门中。

气动调节阀可以很方便地与气动仪表配套使用。当采用电动仪表或电子计算机控制时,只要用电-气阀门定位器或电-气转换器,将电量信号转换成20~100Kpa的气压信号即可。

5.1执行器的分类

执行器分为气动执行器、电动执行器和液动执行器3大类。

气动执行器按其执行机构形式分为薄膜式、活塞式和长行程式。近年来还研制了增力型薄膜调节阀。

电动和液动执行器按执行机构的运行方式分为直行程和角行程两

类。

目前在石油化工中普遍采用的是气动执行器,电动执行器使用较少,液动执行器只有在特殊要求下才采用。

气动执行器和电动执行器的规格

项目气动调节阀电动调节阀

动力源压缩空气

公称压力:0.3~1.0MPa

工作温度:

露点:在带压条件下,低于当地最低温度10℃

规格公称压力/MPa

1.6,4.0,6.4,16.0,3

2.0,175.0,

350.0

1.6,4.0,6.0,

10.0

工作温度/℃-60~450-60~450

口径范围/mm20~40020~400

辅助装置①电/气阀门定位器

②气动阀门定位器

③气动断动器

④三通电磁阀

⑤锁位阀

⑥保位阀

①伺服放大器

②限位开关

5.2执行器的构成

执行器常称调节阀,又称控制阀。它由执行机构和调节机构(也称调节阀)两部分组成。

其中执行机构是调节阀的推动部分,它按控制信号的大小产生相应的推力,通过阀杆使调节阀阀芯产生相应的位移(或转角)。

调节机构是调节阀的调节部分,它与调节介质直接接触,在执行机构的推动下,改变阀芯与并座的流通面积,从而达到调节流量的目的。

《测量仪表及自动化》考试答案2

《测量仪表及自动化》考试答案 一、简答与名词解释 1、简述压力仪表选择原则。 2、简述均匀调节系统的调节目的和实现原理? 3、如何评价系统过渡过程? 4、简述比例积分调节规律作用特点?写出该调节规律数学表达式。 5、名词解释:余差、灵敏度。 6、如何评价测量仪表性能,常用哪些指标来评价仪表性能? 7、简述串级调节系统的结构,阐述副回路设计的一些基本原则? 8、简述比例微分调节规律作用特点?写出该调节规律数学表达式。 9、名词解释:控制点、负反馈。 10、简述系统参数整定的目的和常用方法? 11、试阐述调节作用与干扰作用对被调参数的影响,以及两者之间的关系? 12、简述比例积分微分调节规律作用特点?写出该调节规律数学表达式。 13、名词解释:精度、比值调节系统。 14、简述节流现象中流体动压能与静压能之间的变化关系,标准化节流装置由哪几个部分组成? 15、简述热电阻工作原理,为何在热电阻测量线路中采用三线制连接? 16、试阐述简单调节系统中被调参数的选择原则? 17、简述调节规律在控制系统的作用?写出PID调节规律数学表达式。 18、名词解释:执行机构、热电效应。 二、单项选择 1、为了正常测取管道(设备)内的压力,取压管线与管道(设备)连接处的内壁应()。 A 平齐 B 插入其内C插入其内并弯向介质来流方向 2、用单法兰液位计测量开口容器液位。液位计已经校好,后因维护需要,仪表安装位置下移了一段位移,则仪表的指示() A.上升 B.下降 C.不变。 3、罗茨流量计,很适于对()的测量。 A 低粘度流体 B 高雷诺数流体

C 含砂脏流体 D 高粘度流体 4、补偿导线的正确敷设,应该从热电偶起敷到()为止? A 就地接线盒 B 仪表盘端子板 C 二次仪表 D 与冷端温度补偿装置同温的地方 5、具有“超前”调节作用的调节规律是() A、P B、PI C、PD D、两位式 6、调节器的正作用是指()。 A.测量值大于给定值时,输出增大 B. 测量值大于给定值时,输出减小 C.测量值增大,输出增大 D. 测量值增大,输出减小 7、下列哪种流量计与被测介质的密度无关? () A. 质量流量计 B. 转子流量计 C. 差压式流量计 8、测量高粘度、易结晶介质的液位,应选用下列哪种液位计?() A. 浮筒式液位计 B. 雷达液位计 C. 差压式液位计 9、补偿导线的作用是() A. 延伸热电偶冷端 B. 作为普通导线传递热电势 C. 补偿热电偶冷端温度 10、与热电偶配用的自动电位差计带有补偿电桥,当热点偶短路时,应显示() A. 下限值 B.上限值 C. 环境温度(室温) 11、在用热电阻测量温度时若出现热电阻断路时,与之配套的显示仪表如何变化() A 指示值最小 B 指示值最大 C 指示值不变 D 指示室温 12、浮球式液位计适合于如下哪一种情形的使用条件?() A 介质粘度高、压力低、温度高 B 介质粘度高、压力低、温度低 C 介质粘度低、压力高、温度低 D 介质粘度高、压力高、温度低 13、用K分度号的热偶和与其匹配的补偿导线测量温度。但在接线中把补偿导线的极性接反了,则仪表的指示() A.偏大、 B.偏小、 C.可能大,也可能小,要视具体情况而定。 14、下列说法错误的是() A 转子流量计是一种变流通面积,压差不变的流量计; B 孔板式差压流量计是一种差压变化,流通面积固定的流量计; C 喷嘴式差压流量计是一种流通面积变化,差压变化的流量计。 15、积分时间增大,积分作用()

自动化仪表控制系统应用及发展趋势分析 潘福聪

自动化仪表控制系统应用及发展趋势分析潘福聪 发表时间:2019-07-18T15:07:14.887Z 来源:《城镇建设》2019年第8期作者:潘福聪 [导读] 随着我国社会经济的快速发展,为了保证各个行业都能够适应未来社会发展趋势, 广东茂化建集团有限公司 525011 摘要:随着我国社会经济的快速发展,为了保证各个行业都能够适应未来社会发展趋势,就需要考虑工业生产过程中的实际需求,让自动化仪表更好的服务于工业生产的整个过程。与此同时,还需要考虑未来我国自动化仪表在社会发展过程中的整体发展方向和发展趋势,确保为企业创造出巨大的经济效益和社会效益打下坚实基础。 关键词:自动化;仪表控制系统;虚拟化;智能化 引言 时代的进一步发展,推动了我国工业生产领域的不断发展,为了进一步推动我国社会生产环境中工业生产领域的整体水平,就必须要注重对电气自动化仪器仪表设备的合理应用。电气自动化仪器仪表是新时代工业生产过程当中必须要利用到的设备,这些设备往往能够提高整个工业生产的质量和效率,并且极大程度上降低劳动强度,是我国工业生产过程当中十分重要的一些设备。只有对电气自动化仪器仪表合理应用,把其优势充分发挥出来,才能够在工业生产过程当中发挥出应有的作用,推动未来我国工业生产能够朝着一个健康稳定的方向发展。 1新时代下我国工业自动化技术中存在的问题 我国经济实现了快速发展,但在自动化技术的应用方面仍然存在着一些不足之处,自动化技术的优化工作必须要引起重视。很多用户对于自动化技术设备的要求很高,但预算有限。市场上有很多自动化仪表的替代产品,价格往往很低,也能够满足很多工业生产的要求,所以自动化技术在研究和完善过程当中还有很多问题需要解决。 2工业生产过程当中所使用的自动化技术的原理 自动化仪表的工作原理主要由力和电平衡相关知识构成,并且自动化仪表在工业生产过程当中会受到很多干扰因素的影响,比如说工业生产的环境对自动化仪表的温度有一定的干扰,同时也会对自动化仪表的压力和相关数据的显示有一定的影响。当自动化仪表开始工作时,整个自动化仪表系统的电流量和电压值都会发生一定的变化。一般情况下,电流量和电压值都会进行放大,那么在这个过程当中就会利用变压器的原理,把放大值显示到相关的原件中,然后就可以把显示出来的测量值以及放大值进行相应的对比,这样就能够及时的产生工业生产过程中的平衡状态,确保整个工业生产过程的顺利开展,确保生产出来的产品质量通关,也能够从一定程度上提高工业生产的效率和速度。 3现阶段我国工业生产仪表自动化设备的功能体现 3.1工业生产仪表自动化设备具备长时间记忆的功能 在自动化仪表设备应用过程中,我们会发现,工业生产过程对于自动化仪表设备的要求很高,与此同时还需要工业生产仪表自动化设备具备记忆功能。这主要是由于工业生产过程当中需要对大量数据进行记录,同时还需要对上级管理者进行及时反馈。如果自动化仪表设备在一些数据记录方面只能对短时间内的数据进行简单的记录,并且整个记录过程只能保存最新的数据记录,这样的自动化仪表设备不能实现工业生产设备的高效率运行。现阶段很多工业生产仪表设备都采用了自动化技术,融入了微型计算机,从一定程度上具备了微型计算机的所有功能,特别是在数据的保存和处理方面,可以将计算机随机储存器的功能充分发挥出来,在通电处理条件下进行数据的准确记录。 3.2工业生产仪表自动化设备具备数据精准处理的功能 总体来讲,在自动化仪表设备的应用过程中,需要对工业生产的各环节操作都十分熟悉,并且要能满足不同阶段工业生产的实际需求。在此基础之上,要能够把工业生产仪表自动化设备的数据处理能力进行提高,这个过程主要通过微型计算机来更好的实现。所以,现在很多工业生产仪表设备通过应用自动化技术能够对相应的数据进行准确的运算,并且对数据做好处理,在不同需求下可以得出准确的结果。另外,自动化技术融入到工业生产仪表设备后,可以通过微型计算机对很多复杂的数据进行快速的运算,并且还能求出最大值和最小值。比如说在工业生产工作中会遇到很多比较困难的测量问题,这时就可以通过微型计算机的功能进行快速解决。这个过程在降低问题难度的同时,还能够减小硬件压力,确保工业生产测量人员得出准确的测量结果,帮助他们节约大量的宝贵时间。 3.3工业生产仪表自动化设备具备可编程的功能 时代的快速发展,使得社会对于我国工业生产领域的要求在不断的提高。在这个过程当中,需要充分利用计算机的优势,确保工业生产仪表自动化设备能够实现可编程,让工业生产实现智能化操作。编程技术不仅能提高工业生产效率,同时还能够帮助工业生产谋取最大化的经济效益。传统的仪表设备应用大量的电脑硬件,这些硬件设备需要对整个工业生产仪表操作进行管理和控制。在仪表中引入自动化技术,可以延展仪表自动化设备的功能。在企业大规模生产过程中,可以通过利用自动化技术和信息技术来实现整个生产过程的智能化和自动化,从而推动工业生产仪表自动化领域的创新和发展。 4工业自动化仪表的发展趋势 在我国工业生产过程当中,工业自动化仪表的应用十分重要。在工业生产过程开展之前,自动化仪表先对相关数据和信息进行预定化处理,然后就可以完成相关的操作。需要合理运用微处理器,确保高科技手段的顺利使用,比如说嵌入软件和集成电路,只有这样才能够确保整个工业生产过程的顺利开展,并且推动工业生产过程实现自动化管理和调控。未来,我国自动化仪表应用会趋向智能化方向发展,确保自动化仪表能够实现很多智能化的功能,尽可能地降低工业生产过程中的劳动强度。另外,自动化仪表能够对工业生产的各个过程进行自动化的管理和操作,通过微处理器的智能化功能来实现工业生产过程中的各种要求。而且,微处理器的不断升级能够提高自动化的水平,能够确保工业生产过程中自动化仪表各项性能达到要求,从而借助网络平台进行信息的充分交流,把自动化仪表显示出的各种信息进行上传,让更多的工作人员能够及时了解到自动化仪表工作中的实际情况。 在工业生产过程当中,自动化仪表往往通过计算机网络平台和先进的技术实现相关的操作。在此基础之上,能够把各项操作实现虚拟

自动化仪表的分类及技术使用

自动化仪表的分类及技术使用 现代科技的迅速发展,使得自动化应用的范围愈加广泛,自动化水平已成为现階段衡量某行业现代化水平的重要标杆。然而,要想真正提高自动化水平,就必须保障仪表自动化顺利运行。随着电气工程行业的逐步发展,仪表自动化水平也有了明显提升。 1自动化仪表未来趋势 1.1自动化仪表的发展方向 随着科技的发展,信息技术发展迅速,信息推动了工业自动化仪表与控制系统的发展,致使仪表结构概述与设计观发生了非常大的改变,成为拥有普通仪表的基本功能同时又具有一般仪表没有的特殊功能仪表。工业自动化仪表的发展是根据总线路主控系统装置与智能化仪表以及特种与专用自动化仪表,以此扩大服务区域,使仪表系统向数字化、智能化和网络化方向发展,实现自动化仪表完美从模拟技术转型成数字技术。 1.2智能化 根据工业化仪表发展形势看,智能化是中心部分。过去工业自动化仪表只能通过调节器或者DCS完成,目前一台智能化变送器即可完成所有功能,实现自主调节,提高整体系统可靠性。 1.3精度化 随着工业生产对成品质量要求的提高,国家对节能减排也有一定的要求,因此要提高测量仪表与控制系统的精度。 2仪表自动化设备的安装与调试 2.1仪表自动化设备的安装 自动化仪器由多个自动化部件组成,是一个功能比较完善的自动化技术工具。一般来说,它可以同时具有许多功能,如测量,控制,报警和记录等。自动化仪表本身是一个独立的系统,但它也是整个自动化系统的一个子系统。自动化仪器可以简单的解释为信息机器,将

不同形式的信息进行转换是其主要功能,同时还可将输入信号转变为输出信号。信号可以依照时间或者频率来进行表达,信号传送时可将其调制成连续的模拟量或者断续的数字量形式。 2.2安装前的工作 在进行安装工作时首先要收集资料,认真分析热力自动化仪表的使用说明书,然后仔细阅读安装内容并按内容进行安装,结合自动化仪表检验的标准,研究安装的过程中可能会出现的一系列问题,将其整理成报告,然后有目的性的进行选择技术、分析技术,以此确保安装工作有序进行。其次,进行安装技术的整体研究,建立具有专业性的安装团队,保证施工安全性,并且在进行安装前要对热力自动化仪表进行再检测,一旦发现与实际情况不一致就要及时更换新的仪表。最后,进行明确权责并结合以上内容与专家进行分析探讨,确保选择的技术可以让仪表不再出现因安装失误而发生问题。 2.3安装过程中的技术 在做好安装前的工作后,要将重点放在安装过程中的技术工作,因此需要从仪表的种类进行分析。首先,对于负责压力评测的仪表来说,在进行安装的时候要选择防爆技术,主要依靠仪表线路中安装防止爆炸的接头,以此确保接口封闭性且防止爆炸。其次,对仪表进行温度测评,温度测评是热力生产环节中最重要的仪表,因此要选用那些成本低、功能强的电阻,铂是目前最符合标准的原材料,将铂加入到仪表中,在进行安装的时候采用电子技术,直接把直径小的线路深入到仪表中,确保仪表的稳定性。最后,检测液体位置的仪表,在选择仪表时要选择有浮力的仪表,用来抵御浮力,因此可运用机械操作密封技术,可以使仪表的指针保护套在指定范围内不泄漏而且不受腐蚀。进行安装热力自动监管仪表时要采用接地的技术。 (1)仪表设备的安装。在对仪表设备进行安装前,首先要了解到自动化仪表的整体性能以及其工作指标,并且了解此类仪表的安装规范;其次,则是要在仪表安装前期对所有的设备与材料性能进行检验,确保其能够正常的应用;最后,则是借助一些特殊的信号仪表来

自动化仪表安装概述

自动化仪表安装概述 自动化仪表要完成其检测或调节任务,其各个部件必须组成一个回路或组成一个系统。仪表安装就是把各个独立的部件即仪表、管线、电缆、附属设备等按设计要求组成回路或系统完成检测或调节任务。也就是说,仪表安装根据设计要求完成仪表与仪表之间、仪表与工艺管道、现场仪表与中央控制室、现场控制室之间的种种连接。这种连接可以用管道连接(如测量管道、气动管道、伴热管道等),也可以是电缆(包括电线和补偿导线)连接。通常是两种连接的组合和并存。 第一节安装术语与符号 一、安装术语 (1)一次点指检测系统或调节系统工程中,直接与工艺介质接触的点。如压力测量系统中的取压点,温度检测系统中的热电偶(电阻体)安装点等等。一次点可以工工艺管道上,也可以在工艺设备上。 (2)一次部件又称取源部件。通常指安装在一次点的仪表加工件。如压力检测系统中的温度计接头(又称凸台)。一次部件可能是仪表元件,如流量检测系统中的节流元件,也可能是仪表本身,如容积式流量计、转子流量计等,更多的可能是仪表加工件。 (3)一次阀门又称要部阀、取压阀。指直接安装在一次部件上的阀门。如与取压短节相连的压力测量系统的阀门,与孔板正、负压室引出管相连的阀门等。 (4)一次仪表现场仪表的一种。是指安装在现场且直接与工艺介质相接触的仪表。如弹簧管压力表、双金属温度计、双波纹管差压计。热电偶与热电阻不称作仪表,而作为感温元件,所以又称一次元件。 (5)一次调校通称单体调校。指仪表安装前后校准。按《工业自动化仪表工程施工及、验收规范》GBJ93-86的要求,原则上每台仪表都要经过一次调校。调校的重点是检测仪表的示值误差、奕差;调节仪表的比例度、积分时间、微分时间的误差,控制点偏差,平衡度等。只有一次调校符合设计或产品说明书要求的仪表,才能安装,以保证二次调校的质量。 (6)二次仪表是仪表示值信号不直接来自工艺介质的各类仪表的总称。二次仪表的仪表示值信号通常由变送器变换成标准信号。二次仪表接受的标准信号一般有三种:①气动信号,0.02~0.10kpa②Ⅱ型电动单元仪表信号0~10mADC。③Ⅲ型电动单元仪表信号受的标准信4~20mADC.也有个别的不用标准信号,一次仪表发出电信呈,二次仪表直接指示,如远传压力表等。二次仪表通常安装在仪表盘上。按安装位臵又可分为盘装仪表和架装仪表。 (7)现场仪表是安装在现场仪表的总称,是相对于控制室而言的。可以认为除安装在控制室的仪表外,其他仪表都是现场仪表。它包括所有一次仪表,也包括安装在现场的二次仪表。 (8)二次调校又称二次联校、系统调校。指仪表现场安装结束,控制室配管配线完成且校验通过后,对整个检测回路或自动调节系统的检验。也是仪表交付正式使用前的一次全面校准。其校验方法通常是在测量外节上上加一干扰信号,然后

使用改良西门子法还原工序的自动化仪表选型注意事项

2012年4月 内蒙古科技与经济 A pril 2012  第8期总第258期 Inner M o ngo lia Science T echnolo gy &Economy N o .8T o tal N o .258 浅谈使用改良西门子法还原工序的自动化仪表选型注意事项 张 巍 (内蒙古神舟硅业有限责任公司,内蒙古呼和浩特 010000) 摘 要:文章对如何提升改良西门子法还原工序的仪表使用寿命,以及还原工序在仪表选型中的注意事项进行了讨论,提出了能够提升仪表使用寿命,提高多晶硅生产稳定性的具体措施。 关键词:多晶硅;还原工序;西门子法;选型 中图分类号:T H81 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)08—0111—02 由于我国对西门子改良法技术中的一些关键点还没有完全掌握,且使用西门子改良法生产多晶硅的工艺中工况条件较特殊、引进技术不够成熟、经验积累不足,对自动化仪表的选型上存在很多问题,仪表的使用效果和寿命与一般装置比较有较大差异。 1 改良西门子法的工艺特点 多晶硅生产的西门子工艺,其原理就是在1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅,生成多晶硅沉积在硅芯上。改良西门子工艺是在传统西门子工艺的基础上采用了闭环式运行方式生产多晶硅,因此同时具备节能、降耗、回收利用生 产过程中伴随产生的大量H 2、 HCL 、SiCI 4等副产物以及大量副产热能的配套工艺。目前世界上绝大部分厂家均采用改良西门子法生产多晶硅。还原工序作为多晶硅产品生产中最重要的一环,重要性不言而喻。重要工艺流程如图1 所示。 图1 工艺流程 2 温度测量仪表存在的问题及选型注意事项 还原工序是改良西门子法生产多晶硅中最重要的工序,其原理就是在1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅,生成多晶硅沉积在硅芯上。由于西门子法生产多晶硅的特殊性,必须采用非接触式测温方式才能满足多晶硅生产的纯度要求,通常的测量方式为红外测温方式。 在测温仪表的实际应用中,还存在以下不可避免的实际问题: 硅芯直径在刚开始生产时只有 10mm 左右,如何能够保证红外测温仪能够精确瞄准所要测量的硅芯目标? 用红外测温仪适时测量硅芯的温度时,必须透过还原炉的密封石英窗口瞄准炉内目标,但在生产过程中,夹层靠炉内侧或密封石英窗口的夹层冷却水中可能会有某些颗粒物,从而对石英窗口造成一定程度的污染。如何克服这种污染对透过率可能产生的影响而不会导致实际测量误差? 由于还原工序的物料特性,以及拆装还原炉过程中不可避免的少量物料泄露,红外测温仪探头长时间在此环境下接触可能会发生污染,如何避免探头污染造成对透过率可能产生的影响? 传统的光纤式红外测温仪探头比较娇贵,容易出现损坏或折断,如何选择合适的红外测温仪? 只有充分了解多晶硅生产工艺并重视可能出现的上述问题,才有可能找到解决问题的办法。为了改善温度测量,宜选用双色(双波长)红外测温仪,双色模式特别适用于测量局部被遮挡的目标,无论是断续的,还是一直被遮挡,如存在其他物体的遮挡、开孔、狭缝、观察窗对能量的衰减,以及大气中灰尘、烟雾、水气的影响。双色模式也可用于测量无法充满测量视场的目标温度,但背景温度必须比目标温度低很多。此类测温仪不严格要求被测目标必须充满测温仪视场。除了采用双色红外,测温仪在实际应用中还应注意以下问题: 增加红外测温仪数量,通过DCS 对红外测温仪的数据进行对比校正,可以真正实现硅芯温度实时测量及控制; 选用透镜型探头,由于光纤型探头易折断,焦距固定不可调,瞄准不方便只能调整探头位置,不利于温度的准确测量; 选择配套支架,对红外测温仪进行可靠的对准及固定,避免人为或外界因素使红外测温仪无法对准目标; 选用易清理和拆装的红外测温探头。3 自动控制阀门存在的问题及注意事项 由于还原工序的尾气直接排放,温度非常高,一般约350℃~370℃,而普通的球阀采用聚四氟乙烯阀座,最高只能耐受270℃,在压力较高的工艺条件下更容易发生磨损、变形和泄露。若阀门选型不当则使用寿命非常短。应根据流动介质的压力、腐蚀性、 ? 111? 收稿日期:2012-02-22

自动化仪表的发展历程

自动化仪表的发展历程 未来几年间,我国仪器仪表仪器仪表将重点围绕以下方面发展:工业自动化仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表;全面扩大服务领域,推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化,完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变,5年内数字仪表比例达到60%以上;推进具有自主版权的自动化软件的商品化。 电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。到2005年,中低档电工仪器仪表国内市场占有率要达到95%;到2010年,高中档电工仪器仪表国内市场占有率达到80%。 科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。产品以技术含量较高的中档产品为主,到2005年在总产值中占50%~60%。 环保仪器仪表重点发展大气环境、水环境的环保监测仪器仪表、取样系统和环境监测自动化控制系统产品,到2005年技术水平达到20世纪90年代后期国际先进水平,国内市场占有率达到50%~60%,到2010年国内市场占有率达 到70%以上。 仪器仪表仪器仪表元器件“十五”及2010年前,尽快开发出一批适销对路、 市场效果好的产品,品种占有率达到70%~80%,高档产品市场占有率达60%以上;通过科技攻关、新品开发,使产品质量水平达到国际20世纪90年代末 水平,部分产品接近国外同类产品先进水平。
信息技术电测仪器主要发展电测仪器软件化、智能化技术,总线式自动测试技术,综合自动化测试系统,新型元器件测量技术及测试仪器,在线测试技术,信息产业产品测试技术,多媒体测量技术以及相应测试仪器,用电监控管理技术等。 另外,还有医疗仪器、尖端测量仪器。 现代仪器仪表的发展趋势

石油化工自动化仪表选型设计规范样本

石油化工自动化仪表选型设计规范 SH 3005-1999 3 温度仪表 3.1单位和量程 3.1.1温度仪表的标度(刻度)单位, 应采用摄氏度(C)。 3.1.2 温度标度(刻度)应采用直读式。 3.1.3 温度仪表正常使用温度应为量程的50%一70%, 最高测量值不应超过量程的90%。多个测量元件共用一台显示表时, 正常使甩温度应为量程的20%一90%, 个别点可低到量程的10%。 3.2 就地温度仪表 3.2.1就地温度仪表应根据工艺要求的测温范围、精确度等级, 检测点的环境、工作压力等因素选用。 3.2.2一般情况下, 就地温度仪表宜选用带外保护套管双金属温度计, 温度范围为-80一5OOC。刻度盘直径宜为1OOmm; 在照明条件较差、安装位置较高或观察距离较远的场合, 可选用15Omm。需要位式控制和报警的, 可选用耐气候型或防爆型电接点双金属温度计。仪表外壳与保护管连接方式, 宜按便于观察的原则选用轴向式或径向式, 也可选用万向式。 3.2.3 在精确度要求较高、振动较小、观察方便的场合, 可选用玻璃液体温度计, 其温度范围:有机液体的为-80一1OO℃。需要位式控制及报警, 且为恒温控制时, 可选用电接点温度计。

3.2.4 被测温度在-200一50℃或-80一500℃范围内, 在无法近距离读数、有振动、低温且精确度要求不高的场合, 可选用压力式温度计。压力式温度计的毛细管应有保护措施, 长度应小于2Om。 3.2.5 就地测量、调节, 宜选用基地式温度仪表。 3.2.6关键的温度联锁、报警系统, 需接点信号输出的场合, 宜选用温度开关。 3.2.7 安装在爆炸危险场所的就地带电接点的温度仪表、温度开关, 应选用隔爆型或本安型。 3.3集中检测温度仪表 3.3.1要求以标准信号传输的场合, 应采用温度变迭器。在满足设计要求的情况下, 可选用测量和变送一体化的温度变送器。 3.3.2 检测元件及保护套管, 应根据温度测量范围、安装场所等条件选择(不同检测元件的温度测量范围见表 3.3.2), 且应符合下列规定: 1热电偶适用于一般场合; 热电阻适田于精确度要求较高、无振动场合; 热敏电阻适用于要求测量反应速度快的场合。 2 采用热电阻温度检测元件时, 宜采用PtlO0热电阻。 3 测量设备或管道的外壁温度, 应选用表面热电偶或表面热电阻。 4 测量流动的含固体颗粒介质的温度, 应选用耐磨热电偶。 5 下列情况, 可选用销装热电阻、热电偶: a测量部位比较狭小, 测温元件需要弯曲安装; b 被测物体热容量非常小;

自动化仪表应用与发展分析

自动化仪表应用与发展分析 发表时间:2016-12-12T13:47:10.073Z 来源:《电力设备》2016年第19期作者:闵国政 [导读] 随着现代科学技术的不断发展,人工智能在市场中各行各业都得到了广泛应用。 (华电滕州新源热电有限公司) 摘要:随着现代科学技术的不断发展,人工智能在市场中各行各业都得到了广泛应用,其合理使用不仅能够提升行业运作经济效益,同时也能够对整个社会的软硬件智能化进程给以推动。文章首先介绍了现阶段自动化仪表的具体分类方式,继而分析了自动化仪表的应用现状以及其应用的优势,最后根据科学技术的发展大方向,提出了自动化仪表未来发展的展望。 关键词:自动化;仪表;应用;发展 自动化仪表其控制系统是借助于无人监管背景下的数据处理和自动化测量,充分利用现阶段的互联网优势,将各项数据都通过传输输入到中央处理器和后台控制中,进而实现现代各个电气设备的管理和后期维修的系统,其对于提升企业运营的整体效益有重要作用,因此研究自动化仪表的应用和发展具有重要的意义。文章围绕自动化仪表为中心,从现状和发展两个大方向进行了详细的分析探讨,以下是具体内容。 一、自动化仪表的分类 目前在市场上使用较为广泛的自动化仪表的主要用途和原理可以将其大致分为压力仪表类、物位仪表、温度仪表以及测量仪表四个主要的类型。其中压力仪表类是采用先进的数字化技术将设备的运作压力数据传输至数据库,进而帮助设备的后台管理者更为直接的观察各种管道内的气体变化量,自动化压力表的数据显示十分精准,同时十分耐用、故障很低;物位仪表,在石油化工企业中主要采用的是液位测量的方式,结合现代的信息技术实现对不同物位的统一化精准测量,同时还可有效对液体高度进行控制,进而保障企业设备在生产安全中的稳定控制,为企业生产提供一个安全可靠的保障;温度仪表主要是对企业中设备使用的受热和散热情况给以检查,进而帮助企业管理者更好的实现对设备的温度控制,特别是在一些对于温度控制极为严格的行业,该仪表使用的效益更为明显;测量仪表主要通过对系统组态,采用预先设定的方式对流量进行一定的限值设定,进而实现流量的控制[1]。 二、自动化仪表应用优势分析 (一)储存功能 传统的仪表主要是对测量数据给以一种原始数据的呈现,需要工作人员对其做出记录,从而形成一定的变化趋势。而采用自动化的仪表进行数据的采取和显示,这个步骤同时可以实现对实时监控数据的存储,并且将一个时段的数据都合理的归入到最后的中央处理器中,再依据中央处理器进行不同时段的数据归档及输出,进而可以便捷的实现对采取数据的后期分析处理,同时也能够实现对未来设备的管理,给以数据方面的支持。 (二)强化了数据计算能力 自动化仪表的控制系统充分利用了目前现代数字管理的技术,以及信息化的技术,其内部存在一台微型的计算机,相较之传统的管理方式而言,其对于数据的计算和处理更加精准,能够有效提升企业的运营管理效率。 (三)拓展功能 自动化仪表所采用的数字化管理方式其特点之一就是可以进行拓展,在其进行性能拓展中无需像传统管理方式一样进行外部的硬件加入,只需要通过内部相应软件安装即可,可以在很大程度上对后期设备的状况进行针对性的操作和拓展。 三、自动化仪表的应用现状 我国在自动化仪表方式的研究和使用较晚,在现代信息技术发展严重不足的情况下,其发展呈现出一些不完善的状态,进而在我国目前自动化仪表的使用现状中存在着一定的问题。首先是我国在自动化仪表方面的新技术研发能力不足,其核心技术大量依靠进口;其次由于我国在自动化仪表行业的起步较晚,因此较欧美日等发达国家仍旧存在着一定差距;再者我国的自动化仪表的层次分布也极其不均,中低端产品较多而高精准产品很少;最后目前我国对于自动化仪表的需求量处于喷发阶段,需要对产品的现有供需关系给与调节。 面对以上问题解决的方式也十分明确,即国家带头加大对自动化仪表研究方式的资金和人才投入,提升国家自动化仪表的技术水平,尤其是高精端仪表方面;最后还要充分利用现代化的信息技术增加我国自动化仪表的生产能力,进而解决目前供需关系混乱的问题。 四、自动化仪表发展展望 (一)分散控制系统转变 随着现代技术的快速发展,企业的管理效率和水平也取得了很大程度上的提升,其传统的分散控制系统需作出一定的改变,根据现阶段经济与技术发展的大方向,自动化仪表的发展方向也必然会朝着大规模集成化的方向发展,形成一个一体化的管理体系,进而提升管理的质量和效率;另一方面自动化仪表的一体化控制还有利于信息的共享,可有效避免分散控制下的信息传输和交流存在的阻碍,帮助企业更好的做出设备的统筹化管理,进而促使企业设备在自动化仪表的帮助下实现控制、管理和决策一体化。 仪表软件的商品化、标准化和流程化 时变性、非线性以及不稳定性是目前自动化控制系统中存在的主要问题,未来自动化仪表的发展方向必然需要解决这些问题,提高企业运行的控制能力,在自动化仪表的控制系统方面实现商品化、标准化和流程化的管理是未来自动化仪表的发展方向之一。实现自动化仪表控制系统的三化,其最大的优点在于设备在运行中能够完全按照相关的预先设定进行工作,实现商品化的管理;同时也可以保证企业各个部门之间的有序衔接运作,让各个部门之间的结合和扩展更加流程化,进而实现自动化仪表控制系统的安全性和便捷性提升[2]。 (三)网络化发展趋势展望 网络化是目前各行各业的发展大趋势,对于自动化仪表行业同样如此。在自动化仪表控制系统中加入网络化的程序,实现现场设备的信息网络化,并将信息整合形成企业网络层,在网络中实现各种数据的集合式分析,从而实现前台数据和后台数据的相互转换,进而通过网络实现新型自动化仪表的诞生,即新型的IP化智能现场仪表。实现前台管理由后台决定,而不再是目前实施的现场设备监控,在后台中

生产过程自动化仪表识图与安装课程总结

生产过程自动化仪表识图与安装课程总结 第1章生产过程自动化仪表安装概述 一、仪表安装工的特点 1、安装技术要求严 2、工种掌握技能全 3、基本知识得精通 4、工艺联系应密切 5、施工工期要缩短 6、安全技术必突出. 二、仪表安装工作 1.安装前的准备阶段 2.图纸资料的准备 3.安装技术准备 4.辅助安装工作 5.主要安装工作 6.安装竣工后校验 7.调整和试运工作 8.工程验收和移交 三、对仪表安装人员的要求: 仪表工的主要任务是负责生产过程中在线运行的仪表、自动化系统及其附属设备和维修工所用的仪器、仪表的维护保养、定期维修与故障处理,确保其正常运行;负责仪表及自动化系统的更新、安装、调试、检定、开表、投运等工作。 四、施工准备阶段 1.仪表安装准备阶段 2.安装图纸资料的准备 3.施工验收规范 4.安装技术准备 5.安装施工设计单位图纸会审 6.施工安装技术准备工作交底 7.安装施工各项工程划分 8.施工安装材料及物资准备 9.施工记录表格准备10.安装施工工具和标准仪器、仪表的准备 五、施工安装阶段 1、安装施工过程主要的工作 (1. 配合工艺进行一次仪表安装;(2. 在线仪表安装;(3. 仪表盘、柜、箱、操作台安装就位;(4. 仪表桥架、槽板安装,仪表管、线配制,支架制作安装;(5. 仪表管路吹扫、试压、试漏;(6. 单体调试,系统联校,模拟开停车;(7. 配合工艺进行单体试车; (8. 配合建设单位进行联动试车。 2、试车、交工阶段 1.单体试车 2.联动试车 3.整体系统试车 4.仪表安装技术要求 第2章仪表工程图例符号与控制平面布置图的识读 一、测量点的识读 是由生产过程的设备或管道符号引到仪表圆圈的连接引线的起点 二、一张管道流程图主要内容有: (1)设备示意图。带位号、名称和接管口的各种设备示意图。 (2)管路流程线。带编号、规格、阀门、管件及仪表控制点的各种管路流程线。 (3)标注。设备位号、名称、管线编号、控制点符号、必要的尺寸及数据等。 (4)图例。图形符号、字母代号及其他的标注说明索引等。 (5)标题栏。图名、图号、设计项目、设计阶段、设计时间及会签栏。 3.管道仪表流程图读图 读图步骤如下: (1)了解工艺流程概况(2)熟悉控制方案(3)分析控制方案 第3章仪表施工基本图的识读 一、仪表供电系统的相关规定及系统图识读 仪表及自动化装置的供电包括:模拟仪表系统、DCS、PLC、监控计算机、自动分析仪表、安全联锁系统和工业电视系统等。仪表辅助设施的供电包括:仪表盘(柜)内照明、仪表及测量线路电伴热系统,以及其他自动化监控系统。

自动化仪表的选型

自动化仪表仪表的选型 一、自动化仪表选型的一般原则 检测仪表(元件)及控制阀选型的一般原则如下: (一)工艺过程的条件 工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件,它关系到仪表选用的合理性、仪表的使用寿命及车间的防火、防爆、保安等问题。 (二)操作上的重要性 各检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指示、记录、积算、报警、控制、遥控等功能选定依据。一般来说,对工艺过程影响不大,但需经常监视的变量,可选指示型;对需要经常了解变化趋势的重要变量,应选记录式;而一些对工艺过程影响较大的,又需随时监控的变量,应设控制;对关系到物料衡算和动力消耗而要求计量或经济核算的变量,宜设积算;一些可能影响生产或安全的变量,宜设报警。 (三)经济性和统一性 仪表的选型也决定于投资的规模,应在满足工艺和自控的要求前提下,进行必要的经济核算,取得适宜的性能/价格比。 为便于仪表的维修和管理,在选型时也要注意到仪表的统一性。尽量选用同一系列、同一规格型号及同一生产厂家的产品。 (三)仪表的使用和供应情况

选用的仪表应是较为成熟的产品,经现场使用证明性能可靠的;同时要注意到选用的仪表应当是货源供应充沛,不会影响工程的施工进度。 二、温度仪表的选型 (一)一般原则 1.单位及标度(刻度):温度仪表的标度(刻度)单位,统一采用摄氏温度(℃)。 2.检出(测)元件插入长度:插入长度的选择应以检出(测)元件插至被测介质温度变化灵敏具有代表性的位置为原则。但在一般情况下,为了便于互换,往往整个装置统一选择一至二挡长度。在烟道、炉膛及带绝热材料砌体设备上安装时,应按实际需要选用。检出(测)元件保护套材质不应低于设备或管道材质。如定型产品保护套太薄或不耐腐蚀(如铠装热电偶),应另加保护套管。安装在易燃易爆场所的就地带电接点的温度仪表、温度开关、温度检出(测)元件和变送器等,应选用防爆型。 (二)就地温度仪表的选型 1.精确度等级:一般工业用温度计:选用1.5级或1级。 精密测量和实验室用温度计:应选用0.5级或0.25级。 2.测量范围:最高测量值不大于仪表测量范围上限值的90%,正常测量值在仪表测量范围上限值的1/2左右。 压力式温度计测量值应在仪表测量范围上限值的1/2~3/4之间。 3.双金属温度计:在满足测量范围、工作压力和精确度的要求时,

自动化仪表控制系统应用及发展趋势分析

自动化仪表控制系统应用及发展趋势分析 自动化仪表控制系统的合理应用对于整个工业生产的意义十分重大,为了确保我国工业生产领域能够创造出更多的经济效益,就需要自动化仪表控制系统在不同工业生产的过程以及不同工业生产企业的实际发展中都能够发挥其优势,帮助整个企业谋取最大化的社会效益。目前,我国自动化仪表控制系统在实际运行过程当中仍然有很多问题需要解决,这需要工业生产企业能够重视并且根据自身企业的生产需要,选择最恰当的自动化仪表控制系统,从而确保工业生产工作的顺利开展。 1 新时代下我国工业自动化技术中存在的问题 我国经济实现了快速发展,但在自动化技术的应用方面仍然存在着一些不足之處,自动化技术的优化工作必须要引起重视。很多用户对于自动化技术设备的要求很高,但预算有限。市场上有很多自动化仪表的替代产品,价格往往很低,也能够满足很多工业生产的要求,所以自动化技术在研究和完善过程当中还有很多问题需要解决。 2 工业生产过程当中所使用的自动化技术的原理 自动化仪表的工作原理主要由力和电平衡相关知识构成,并且自动化仪表在工业生产过程当中会受到很多干扰因素的影响,比如说工业生产的环境对自动化仪表的温度有一定的干扰,同时也会对自动化仪表的压力和相关数据的显示有一定的影响。当自动化仪表开始工作时,整个自动化仪表系统的电流量和电压值都会发生一定的变化。一般情况下,电流量和电压值都会进行放大,那么在这个过程当中就会利用变压器的原理,把放大值显示到相关的原件中,然后就可以把显示出来的测量值以及放大值进行相应的对比,这样就能够及时的产生工业生产过程中的平衡状态,确保整个工业生产过程的顺利开展,确保生产出来的产品质量通关,也能够从一定程度上提高工业生产的效率和速度。

工业自动化仪表及控制装置设备的分类标准及基础知识

工业自动化仪表及控制装置设备的分类标准及基础知识! 随着生产规模的不断扩大和生产技术的发展,对生产过程自动化水平提出了越来越高的要求。因此,工业仪表也经历了一个从无到有、由简单到复杂,由单一功能向多功能的发展过程。从最初的只能在现场测量并显示温度(如玻璃温度计)、压力(如U形管压力计)、流量(如玻璃转子流量计)、液位(如玻璃管液位计)的就地检测仪表和只能进行简单控制的就地调节器,逐步向远传集中显示、远程控制的方向发展。除检测各种参数的检测元件和检测仪表愈加齐全外,过程控制仪表的发展更是日新月异,经历了由气动单元组合仪表、电动单元组合仪表、电子式综合控制装置到工业计算机控制系统的飞跃。 工业自动化仪表品种繁多,从信息的获得、传递、反映和处理的过程把工业自动化仪表分为五大类;(1)检测仪表;(2)显示仪表;(3)控制仪表;(4)执行器;(5)集中监测与控制装置。检测仪表生产过程中,介质在设备、管道不同部位的温度、压力、流量、物位以及其他物理量瞬息万变,始终处于变化之中。检测仪表就是用以检测上述物理量在每个瞬间的量值。按照所测量工艺参数的不同,检测仪表可分为如下几种:1.温度仪表:常用的温度测量仪表有玻璃温度计、双金属温度计、压力式(温包)温度计、

温度开关、热电偶、热电阻,还有辐射高温计及光学高温计、光电比色高温计等辐射式温度计。 2.压力仪表:压力测量仪表用于检测压力、真空和压差。根据其工作原理可分为:弹性式压力计(按其弹性元件又分为弹簧管压力计、膜片压力计、膜盒压力计、压力开关等);传感式压力计(如电阻式、电容式、电感式、霍尔式 压力计等);液柱式压力计(如U形管、直管、倾斜管压力计);还有精度较高通常用于校验标准压力表的活塞式压力计。 3.流量仪表:流量测量仪表品种繁多,目前应用最为 广泛的是由节流装置和与其配套的差压流量变送器。常用的节流装置有孔板、喷嘴和文丘里管。其他常用的流量仪表还有水表、转子流量计、椭圆齿轮流量计、靶式流量计、电磁流量计、旋涡流量计、阿钮巴流量计、质量流量计等。 4.物位仪表:物位仪表主要测量塔器和槽、罐类容器 内某种介质的液位或两种不同比重液体的界面及固体物料 的料位。液位计中最为常见的是玻璃管液位计、玻璃板液位计,其他还有差压式液位计和浮力式液位计(如浮球液位计、液位开关、浮筒液位计、浮标液位计、钢带液位计、储罐液位称重仪等)。用于固体物料料位检测的有电阻式料位计、 电容式料位计、物位开关、重锤探测物位计、音叉料位计、超声波物位计、放射性料位计等。 5.成分分析仪表:成分分析仪表用于检定工艺介质的

自动化仪表及装置复习资料汇总

1.试述过程控制系统中常用的控制规律及其特点。 答:控制系统中常用的控制规律有比例(P)、比例积分(PI)、比例积分微分(PID)控制规律。 比例控制规律是控制器的输出信号与它的输入信号(给定值与测量值的偏差)成比例。它的特点是控制及时,克服干扰能力强,但在系统负荷变化后,控制结果有余差。 比例积分控制规律是控制器的输出信号不仅与输入信号成比例,而且与输入信号对时间的积分成比例。它的特点是能够消除余差,但是积分控制作用比较缓慢、控制不及时。 比例积分微分控制规律是在比例积分的基础上再加上微分作用,微分作用是控制器的输出与输入的变化速度成比例,它对克服对象的容量滞后有显著的效果。2.什么是调节器的控制规律?基本控制规律有哪几种?各有什么基本特点? 调节器的输出信号随着它的输入偏差信号变化的规律叫控制规律。 基本控制规律有:①双位控制:输出不是最大,就是最小,只有两个位置。②比例控制:控制作用及时,有余差。③积分控制:具有消除余差的作用。④微分控制:具有超前调节的作用。 3.评价自动控制的过渡过程有哪些常用指标?其中超调量和最大偏差与余差有何关系? 评价自动控制系统的过渡过程常用指标有:(1)最大偏差;(2)过渡时间;(3)余差; (4)衰减比;(5))振荡周期。其中超调量是最大偏差与余差的差值。 4.离心泵的阀门调节与变速调节有哪些差别? (1)变速调节改变水泵的特性曲线,阀门调节则是改变管路特性曲线。(2)变速调节是一种节能的调节方式,阀门调节时一种耗能的调节方式。 5.何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性?常用的调节阀理想流量特性有哪些? 答:阀前后压差保持不变时的流量特性称为理想流量特性;在实际使用过程中,阀前后的压差会随阀的开度的变化而变化,此时的流量特性称为工作流量特性。常用的调节阀理想流量特性有:直线流量特性、抛物线流量特性、等百分比(对数)流量特性、快开特性。

自动化设备(DCS仪表)管理办法

XXXXXXX有限公司仪表自动化管理办法 文件编号:xxxxxx 拟文部门:动力设备部 编制人:xxx 审核人:xxx 批准人:xxx 发布日期:2015-1-5

第一章总则 第一条为了加强仪表自动化设备的管理工作,提高仪表自动化设备安全经济运行,依据中石化《仪表及自动控制设备管理制度》并结合公司实际情况,制定本办法。 第二条本办法所称仪表自动化设备包括测量、监测、控制、质量分析仪表、数据采集系统、控制系统(DCS、PLC等)、执行器、组合及智能仪表以及由它们组成的自动化系统和安全保护报警联锁系统。 第三条本办法适用于在用仪表自动化设备、更新零购项目仪表自动化设备管理,新、改、扩建、技改项目仪表管理按规建部有关规定执行。 第二章职责 第四条设备管理部职责 (一)负责贯彻执行中国石化及行业部门有关仪表自动化的管理制度、规程、办法、指令等。 (二)负责制订和修订仪化股份公司仪表自动化管理办法、检修规程及有关规定。 (三)负责组织对各使用单位的仪表自动化的完好及投用情况和管理工作进行检查、监督、考核。 (四)组织仪表自动化方面的技术交流、培训、咨询和应用开发,努力提高其应用水平。 (五)根据设备全过程管理的要求,负责组织重点更新、零购项目仪表自动化设备的规划调研、方案论证、设计选型和安装验收全过程工作,参与技术改造、新建装置仪表自动化设备的规划、设计、安装验收等工作。

第五条生产中心职责 (一)负责贯彻执行中国石化及仪化股份公司有关仪表自动化的管理制度、规程、办法、指令等规定。 (二)建立技术档案,对本单位仪表自动化的完好及投用情况进行管理考核。 (三)各单位负责对仪表自动化的管理。按规定及时上报有关仪表自动化的报表、资料。 (四)运保室(或同类机构)为仪表自动化的主管部门。 第六条安全环保监督部职责 负责对可燃、有毒气体报警器的管理进行安全监督。 第三章管理规定 第七条各单位应建立明确的仪表管理网络,明确职责。 第八条各单位要加强对仪表自动化设备的维护和检修,以保证仪表测量精度、可靠性和控制质量,使检测仪表和自动化系统处于良好状态。做好故障的统计和分析,及时消除故障,定期进行检修校验工作,健全原始记录和信息反馈。以上各项工作均要按公司统一表式填写建档。 第九条操作工应掌握仪表及自动化设备的简单原理、结构、性能,正确使用与操作,保持仪表自动化设备的清洁。 第十条设备主管部门应参与新建装置、技措项目、设备零购项目的仪器、仪表选型、验收工作。在办理竣工验收手续后,移交生产装置使用,附件、备件、工具、资料要齐全。 第十一条加强对仪器、仪表、DCS的电源、气源、伴热及空调系统的管理,仪器、仪表、DCS的电源、气源要保证专线专用,干净纯洁,并

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