自动化仪表培训(全).ppt

热电偶的测温范围及精度
热电偶 类别
分
无差等级
度
号
I
II
误差值{±} 测量范围
误差值{±}
测量范围
镍铬-镍硅（镍铝） 镍铬-铜镍（康铜）
K 1.5℃或0.4％T -40-1000 2.5℃或0.75％T -40-1200 ℃ ℃
E
-40-800 ℃
-40-900 ℃
铁-铜镍（康铜） 铜-铜镍（康铜）
的间隔时间
2、雷达液位计的特点 ① 测量部分无位移、无传动部件。 ② 与介质不直接接触。 ③ 测量不受温度、压力、蒸汽、烟雾、粉尘的限
制，适用于 粘度大、有毒、有腐蚀性介质的液位 测量。 ④ 使用、维护费用低。 ⑤ 精度高 ⑥ 分辩率高
温变
Pt
（一）热电偶
1、热电偶工作原理： 两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回
路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现 象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。 热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量 介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端 （也称为补偿端）； 冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表 会指出热电偶所产生的热电势
与流量存在着一定的函数关系，流量越大，压力差就越大。
工作温度最高850℃ ，最大压力42.
4—20mA
液流位体检 开测始仪流表动时—，—顺雷流达方液向位的计传播时＋间－较短，而逆流方向的传播时间较长。
PLC AI板
压变
24VDC
二、压力检测中的远传仪表 —— 压力变送 器 差压变送器
1、压力变送器 主要由测压元件传感器（也称作压力传感器）、测量
热称电为偶 补就偿是端利）数用；字这种显原示理进中行读温度取测测量的量，结其中果，、直接故用障作测信量息介质和温工度的作一方端叫式做。工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也

为32，水的沸点定为212,中间分为180份， 开氏温标（热力学温标）： 他们的关系：t=T-273.15K
K=t℃+273.15 ℉=9/5℃+32
四、温度仪表安装注意事项
1、温度一次点的安装位置应选在介质温度变化灵 敏且具有代表性的地方，不宜选在阀门、焊缝等 阻力部件的附近和介质流束呈死角处。 就地指示温度计要安装在便于观察的地方。 热电偶安装地点应远离磁场。 温度一次部件若安装在管道的拐弯处或倾斜安装， 应逆着流向。 双金属温度计在≤DN50管道或热电阻、热电偶在 ≤DN70的管道上安装时，要加装扩大管。扩大管 要按标准图制作。 压力式温度计的温包必须全部浸入被测介质中。
4、可靠性 仪表的可靠性直接关系到仪表人员的维护量,在济济条件
允许等条件下,尽可能的选用高可靠性仪表。
第五节 自动化调节系统的基本概念
仪表自动化的主要内容一般包括： 自动检测系统？利用各种检测仪表对工艺参数进行检测指示
或记录。 自动信号和连锁保护系统？当参数超过允许范围，信号系统
发出声光告戒操作人员。如工况已达到危险状态连锁系统立 即自动打开安全阀或紧急停机防止事故进一步发生。 自动操作系统？根据预先规定的步骤自动的使生产进行周期 性的操作。 自动调节系统？由于各种工艺条件是不断变化的，生产中的 参数就可能偏离或波动，这就需要一些自动调节装置对某些 偏离的参数进行调节。
膜片式弹性元件：膜片式弹性元件根据结构的不同可分为膜片 和膜盒。
波纹管式弹性元件：是一个周围为波纹状的薄壁金属圆桶。
弹簧管压力表：
其用途不同，可分为普通压力表、耐腐蚀 氨用压力表、禁油的氧气压力表。
弹簧管压力表的结构：弹簧管、拉杆、扇 形齿轮、中心齿轮、指针、面板、游丝、 调整螺钉、接头。

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过程控制与自动化仪表
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考核方式
1.点名作业20% 2.试验成绩10% 3.期末考试70%
产品的反应过程。典型设备：反应器
4 ．精馏过程 精馏是一种分离过程。典型设备：精馏塔
5 ．传质过程 不同组分的分离和结合，如液体和气体之间的解
吸、汽提、去湿或润湿，不同非溶液体的萃取、液体 与固体之间的结晶、蒸气或干燥等都是传质过程。其 目的是获得纯的出口物料。
过程控制与自动化仪表
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一、生产过程及其特点
➢系统由被控过程和检测控制仪表组成
过程控制采用各种检测仪表、控制仪表和计算机等自动化工具，对整个生产过 程进行自动检测、自动监督和自动控制。检测仪表把工艺参数转换为电信号或 气信号，反映生产过程状况；控制仪表接受检测信号对过程进行控制。
➢被控过程的多样性
生产规模不同、工艺要求各异、产品品种多样导致过程的结构性、动态特性多 样。通常被控过程属于多变量、大惯性、大时延特征，还有非线性与时变特性。 （锅炉、热交换器、精馏塔）
➢控制方案的多样性
被控对象复杂导致控制方案多样性。单/多变量控制系统、常规仪表控制/计算 机集散控制系统、提高控制品质的和实现特定要求的控制系统。单回路、串级、 前馈、比值、均匀、分程、选择性、大时延、多变量系统，还有先进过程控制 系统(自适应、预测、补偿、智能、非线性控制等)。
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策，使企业利益最大化。
日—月级
时—日级 分—秒级或 分—时级
小于1秒
小于1秒
决策管理与计划调度
实时优化 常规控制或高级
过程控制 操作安全与环境保护
测量、变送与执行 被控过程
过程控制与自动化仪表
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过程控制发展概况
● 20世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验 人工控制生产过程，劳动生产率很低。
作用----在现代工业生产过程自动化中，过程控制
技术可实现各种最优的技术经济指标、提高经济效 益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护 环境卫生等方面起着越来越大的作用。
过程控制与自动化仪表
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自动化仪表
自动化仪表----- 用于生产过程自动化的仪器或
设备，是实现工业企业自动化的必要手段和技术 工具。 特点----- 兼容性、统一标准
用自动化装置来管理连续或间歇生产过程的综
合性技术就称为生产过程自动化，简称为过程控制
（Process Control ）。
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过程控制
过程控制----泛指石油、化工、电力、冶金、核能
等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产 过程自动控制，其被控量通常为压力、液位、流量、 温度、PH值等过程变量，是自动化技术的重要组成 部分。
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考核方式
1.点名作业20% 2.试验成绩10% 3.期末考试70%
过程控制与自动化仪表
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第一章 过程控制与自动化仪表概述
过程控制的特点
➢系统由被控过程和检测控制仪表组成
过程控制采用各种检测仪表、控制仪表和计算机等自动化工具，对整个生产过 程进行自动检测、自动监督和自动控制。检测仪表把工艺参数转换为电信号或 气信号，反映生产过程状况；控制仪表接受检测信号对过程进行控制。

这是仪表基本误差的主要形式，可以比较确切地反映仪表 的测量精度，又称为仪表的基本误差
6
第一节 检测仪表的性能指标
3、精确度及其等级
仪表精确度俗称精度，又称准确度。精确度和误差可以说是孪生兄 弟，因为有误差的存在，才有精确度这个概念。仪表精确度简言之就 是仪表测量值接近真值的准确程度，一般用允许引用误差作为确定精 度的尺寸。
b
c
a 表示系统误差大而随机误差小，即精密度高而正确度低；
b 表示系统误差小而随机误差大，即精密度低而正确度 高；
c 表示系统误差和随机误差都小，精密度合正确度都高， 这是我们最希望得到的结果。
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ห้องสมุดไป่ตู้
第一节 检测仪表的性能指标
4、回差（又称变差）
h
（
x正 x反）max
100%
L
造成回差的原因：
传动机构的间隙 运动部件的磨擦
8
第一节 检测仪表的性能指标
精确度反应仪表（传感元件）测量结果与真值的接近程度。 它与误差的大小相对应，误差小则精度高，反之则低。精度 又分为精密度、正确度和准确度。
精正准密确度表示多次重复测量中，传感器测得的值值的与彼算真此术值之平的间均一 的值致重与的复真程性值度或的。分 接 它散 近 反性 程 映大 度 随小 。 机的 它 误程 反 差度 映 和。 系它 统反 误映 差随 的机大综误小合差，大的系小大统，小误只 ，差有随愈当机小随机误，误差测差越 得和小 值系， 的统测 算误得 术差的 平都值 均小就 值时越 就，密 愈准集 接确， 近度重 真才复值高性，。越正准好确确，度度精愈也 密高简度。称越精高度。
第一节 检测仪表的性能指标
8、稳定性
在规定工作条件内，仪表某些性能随时间保持不变的能力称为稳 定性。

制，确保水力发电的稳定运行。
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03
自动化仪表在新能源发电中的应用
在风能、太阳能等新能源发电中，自动化仪表可实现对风力机组、光伏
板等设备的自动控制和优化运行。
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冶金行业应用案例
自动化仪表在钢铁冶炼中的应用
通过自动化仪表对高炉、转炉等冶炼设备的温度、压力、流量等参数进行实时监测和控
制，提高钢铁冶炼的效率和产品质量。
纺织机械运行过程中需要监测和控制 多个参数，如张力、速度、温度等， 自动化仪表可实现这些参数的自动调 节和优化控制，提高纺织品的生产效 率和质量。
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THANKS
感谢观看
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熟悉模拟信号的特点及处理方法 ，如放大、滤波、转换等。
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数字信号处理
了解数字信号的优势及处理方法， 如采样、量化、编码等。
信号处理算法
掌握常见信号处理算法的原理及应 用，如傅里叶变换、滤波算法等。
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03
自动化仪表组成及功 能
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输入设备与输出设备
输入设备
将各种非电量信号转换为电量信号的装置，如温度传感器、压力传感器等。
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调试方法及验收标准
要点一
安全性评估
评估仪表在异常情况下的安全性能，如过载保护、断电保 护等。
要点二
文档资料
检查供应商提供的文档资料是否齐全，如使用说明书、合 格证等。
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05
自动化仪表操作与维 护保养
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操作规程和注意事项

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8．各处理站及井站常用控制系统简介 PLC的结构及基本故障判断（西门子200
和300PLC为例） DCS的结构及基本故障判断（西门子-摩
尔APACS+系统为例） HMI软件简介（以INTOUCH为例
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概述
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1、仪表岗定义 按照仪表维修检修规程。使用相应的标
准计量器具，测试仪器及专用工具，对 生产过程中使用的仪表、自动化装置及 附属设备进行维护检修。
北京中石天马科技有限公司
自动化仪表培训
1
培训内容：
1．检测仪表基本知识 内容提要: 概述 仪表信号输出类型、测量过程与测量误差 仪表的性能指标 工业仪表的分类 油田基本流程与认知及PID图
2
2．压力检测 内容提要: 压力测量的基本概念 压力测量仪表的分类 压力仪表的安装、使用和维护 压力变送器的实际操作培训（以罗斯蒙
26
2.数字量：数字量在时间和数量上都是 离散的物理量，其表示的信号则为数字 信号。数字量是由0和1组成的信号，经 过编码形成有规律的信号，量化后的模 拟量就是数字量。（考虑到了编码，是 块状的！）
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确切的说，数字量是有源信号,比如电压 5V表示1，电压0V表示0 开关量是无源 信号，比如用接点的闭合表示1，打开表 示0
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这样就将模拟量离散化了，例如：某设 备的采样周期为1秒，其在第五秒的时间 采集的温度为35度，而第六秒的温度为 36度，该设备就只能标称第五秒时间温 度35度，第六秒时间温度36度，而第五 点五秒的时间其标称也只是35度，但是 其实际的模拟量是35.5度。
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这样就将模拟信号离散化。其采集的数 据就是离散化了，不再是连续的模拟量 信号，由于计算机只识别0和1两个信号， 即开关量信号，用其来表示数值都是使 用数字串来表示，由于计算能力的问题， 其数字串不能无限长

CHAPTER 05
自动化仪表在工业生产中的 应用案例
石油化工行业应用案例
原油储罐液位测量
采用雷达液位计进行连续测量，实现 高精度、高可靠性的液位监测。
化学反应釜温度控制
采用温度变送器和控制器实现精确控 温，确保产品质量和生产安全。
石油管道流量测量
采用质量流量计进行贸易交接计量， 确保计量准确、公正。
CHAPTER 04
自动化仪表选型与使用注意 事项
选型原则及步骤
明确测量需求
根据工艺要求，确定测量参数（如压力、温 度、流量等）及测量范围。
选择合适型号
根据测量需求和仪表性能，选择适合的型号 和规格。
了解仪表性能
熟悉不同类型自动化仪表的测量原理、精度 等级、稳定性等性能指标。
考虑环境因素
根据安装环境和使用条件，选择具有相应防养建议
使用注意事项
遵守操作规程，避免超量程使用；保持仪表清洁干燥，防止腐蚀和损 坏。
日常维护
定期检查仪表显示是否正常，接线是否松动；清理表面积尘和油污等 杂物。
定期保养
按照厂家推荐的保养周期和方法进行保养，包括更换易损件、清洗内 部管路等。
故障处理
发现故障时及时停机检查，根据故障代码或现象判断故障原因并排除 ；若无法自行解决，请联系厂家或专业维修人员进行维修。
自动化仪表培训(全 )ppt课件
目 录
• 自动化仪表概述 • 自动化仪表基本原理 • 自动化仪表组成结构 • 自动化仪表选型与使用注意事项 • 自动化仪表在工业生产中的应用案例 • 自动化仪表市场前景与发展趋势
CHAPTER 01
自动化仪表概述
定义与分类
定义
自动化仪表是用于测量、显示、 记录和控制各种工业过程参数的 设备，具有自动化、智能化、高 精度等特点。

接线如图所示： （三）校验及量程修改：
50
P
t
温变
安全栅
阻 电
S500
24VD C
FLUKS74 4
温变
1、校验:
将温度变送器从安装管线上拆下来，按上图将FLUKE与温变连接好。打开FLUKE
电源→按MEAS/SOURCE键，选择“SOURCE”→按TC/RTD键两次→按▽键，选择
“Pt100(385)”→按SETUP键→按ENTER键→按▽键，选择“24VDC”→按ENT
• （二）工作原理 • 压力表弹簧管在压力和真空作用下，产生弹性变形引起管端位移，其位移通
过机械传动机构进行放大，传递给指示装置，再由指针在刻有法定计量单位的 分度盘上指出被测压力或真空量值。
（三）使用中注意事项
• 1、在测量范围内,示值误差,不应大于允许误差,（允许误差 =±精度×量程％ ）。 • 2、在测量范围内，回程误差应不大于允许误差绝对值。 • 3、轻敲位移，轻敲表壳后,指针示值变动量应不大允许误差绝对值的1/2。 • 4、外观： • （1） 压力表的零部件装配应牢固,无松动现象。 • （2）压力表安全孔上应有防尘装置，当发现防尘橡胶盖脱落时要重新安好。 • （3）压力表按其所测量介质不同,在压力表上应有下表中规定的色标,并注名特殊
• （四）接线
•
压力变送器采用二线制接线方式，由PLC柜内24VDC直流电源提供工作电
压,输出4—20mA信号经防雷端子接到PLCD模拟输入板（AI板）。
防雷击端子
＋－
4—20mA
PLC AI板
压变
24VDC
（五）日常维护 1、巡检时要注意检查压变引压管有无渗漏情况；现场指示值与站控机上 的显示值是否一致。 2、当发现压变引压管出现轻度渗漏时，关闭压变根部阀前要和调度联系， 采取相应保护措施，因为有些压变的测量值参与了工艺调节控制，在受 控设备运行时，关闭些压变的根部阀会引起误动作，引起事故。 3、当发现压变测量值不准，很有可能是引压管内有空气或根部阀没有打 开。 4、当发现压变就地值和远传值都没有显示时，很有可能是防雷击端子损 坏或接线松动。

可靠性
选择经过实践证明性能稳定、可靠性高的仪表。
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经济性：在满足工艺和可靠性要求的前提下，尽量选用价格合理、维护方便的仪表。
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考虑环境条件
根据安装环境选择适合的防护等级和温度范围的仪表。
了解仪表性能
熟悉仪表的工作原理、测量范围、精度等级等技术参数。
了解供应商资质
校验仪表参数
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Байду номын сангаас2024/1/26
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CHAPTER
自动化仪表在工业生产中的应用案例
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03
自动化仪表在石油化工环保治理中的应用
实时监测和治理废气、废水等污染物排放，降低环境污染。
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自动化仪表在石油化工原料储运中的应用
实现原料的自动计量、混合、输送和存储，提高储运效率和安全性。
信号处理
对转换后的电信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的信噪比和抗干扰能力。常见的信号处理方法有模拟电路处理、数字电路处理以及微处理器处理等。
信号输出
将处理后的信号以适当的形式输出，如模拟量输出、数字量输出、开关量输出等，以便与后续控制系统或显示装置进行接口。
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自动化仪表的误差来源主要包括原理误差、制造误差、使用误差等。其中，原理误差是由于测量原理不完善引起的；制造误差是由于仪表制造过程中的因素（如材料、工艺等）引起的；使用误差则是由于仪表使用过程中的因素（如环境条件、操作方法等）引起的。
选择有良好信誉和售后服务的供应商。
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