仪表基础知识

仪器仪表基础知识

仪表基础知识——仪表分类

检测与过程控制仪表（通常称自动化仪表）分类方法很多，根据不同原则可以进行相应的分类。例如按仪表所使用的能源分类，可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表（很少见）；按仪表组合形式，可以分为基地式仪表、单元组合仪表和综合控制装置；按仪表安装形式，可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表；随着微处理机的蓬勃好燕尾服，根据仪表有否引入微处理机（器）又可分为智能仪表与非智能仪表。根据仪表信号的形式可分为模似仪表和数字仪表。

显示仪表根据记录和指示、模拟与数字等功能，又可分为记录仪表和指示仪表、模拟仪表和数显仪表，其中记录仪表又可分为单点记录和多点记录（指示亦可以有单点和多点），其中又有在纸记录或无纸记录，若是有纸记录又分笔录和打印记录。

调节仪表可是以分为基地式调节仪表和单元组合式调节仪表。由于微处理机引入，又有可编程调节器与固定程序调节器之分。

执行器由执行机构和调节阀两部分组成。执行机构按能源划分有气动执行器、电动执行器和液动执行器，按结构形式可以分为薄膜式、活塞式（气缸式）和长行程执行机构。调节阀根据其结构特噗和流量特性不同进行分类，按结构特点分通常有直通单座、直通双座、三通、角形、隔膜、蝶形、球阀、偏心旋转、套筒（笼式）、阀体分离等，按流量特性分为直线、对数（等面分比）、抛物线、快开等。

这类分类方法相对比较合理，仪表覆盖面也比较广，但任何一种分类方法均不能将所有仪表分门别类地划分得井井有序，它们中间互有渗透，彼此沟通。例如变送器具有多种功能，温度变送器可以划归温度检测仪表，差压变送器可以划归流量检测仪表，压力变送器可以划归压检测仪表，若用兀压法测液位可以划归物位检测仪表，很难确切划归哪一类，中外单元组合仪表中的计算和辅助单元也很难归并。 压力的解释：

1、 大气压：地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。

仪表基础知识

一、DCS----分布式控制系统

1、 什么是DCS？

DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。

2、 DCS有什么特点？

DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。

3、 DCS的结构是怎样的？

上图是一个较为全面的DCS系统结构图，从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。

4、 DCS的控制程序是由谁执行的？

DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。

5、 过程控制站的组成如何?

DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成

6、什么是DCS的开放性？

DCS的开放性是指DCS能通过不同的接口方便地与第三方系统或设备连接，并获取其信息的性能。这种连接主要是通过网络实现的，采用通用的、开放的网络协议和标准的软件接口是DCS开放性的保障。

7、什么是系统冗余？

在一些对系统可靠性要求很高的应用中，DCS的设计需要考虑热备份也就是系统冗余，这是指系统中一些关键模块或网络在设计上有一个或多个备份，当现在工作的部分出现问题时，系统可以通过特殊的软件或硬件自动切换到备份上，从而保证了系统不间断工作。通常设计的冗余方式包括：CPU冗余、网络冗余、电源冗余。在极端情况下，一些系统会考虑全系统冗余，即还包括I/O冗余。

1 一、DCS----分布式控制系统

1、 什么是DCS？

DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。

2、 DCS有什么特点？

DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。

3、 DCS的结构是怎样的？

上图是一个较为全面的DCS系统结构图，从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系2 统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。

4、 DCS的控制程序是由谁执行的？

DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。

5、 过程控制站的组成如何?

DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成。

6、什么是DCS的开放性？

DCS的开放性是指DCS能通过不同的接口方便地与第三方系统或设备连接，并获取其信息的性能。这种连接主要是通过网络实现的，采用通用的、开放的网络协议和标准的软件接口是DCS开放性的保障。

7、什么是系统冗余？

在一些对系统可靠性要求很高的应用中，DCS的设计需要考虑热备份也就是系统冗余，这是指系统中一些关键模块或网络在设计上有一个或多个备份，当现在工作的部分出现问题时，系统可以通过特殊的软件或硬件自动切换到备份上，从而保证了系统不间断工作。通常设计的冗余方式包括：CPU冗余、网络冗余、电源冗余。在极端情况下，一些系统会考虑全系统冗余，即还包括I/O冗余。

化工仪表基础知识

1. 概述

化工仪表是化工生产中不可或缺的一部分，其主要用于监测、测量和控制工艺参数，保障生产过程的稳定运行和质量的可控性。本文将介绍化工仪表的基础知识，包括常见的仪表种类、测量原理和技术参数等内容。 2. 常见的化工仪表种类

2.1 温度仪表

温度仪表用于测量和监控化工过程中的温度参数。常见的温度仪表有普通温度计、热电阻和热电偶等。普通温度计通过液体的热胀冷缩原理进行测量，适用于一般温度范围。热电阻和热电偶基于热电效应原理，能够测量更广泛的温度范围。

2.2 压力仪表

压力仪表用于测量和监控化工工艺过程中的压力参数。常见的压力仪表有压力计、压力变送器和压力传感器等。压力计通过弹簧的变形或液体的静压力的测量实现压力的测量。压力变送器基于压力敏感元件的变形产生电信号，将压力变成电信号输出。压力传感器则基于压阻效应或电容效应，将压力转换为电信号。

2.3 流量仪表

流量仪表用于测量和监控化工过程中的流体流量参数。常见的流量仪表有流量计、涡街流量计和电磁流量计等。流量计主要通过流体在一定时间内通过测量装置的体积来计算流速，从而得到流量。涡街流量计则通过流体在流经涡街装置时形成的涡街频率变化计算流速。电磁流量计基于法拉第电磁感应定理，通过测量液体内流经管道时的电磁感应电势差来计算流速。

2.4 液位仪表

液位仪表用于测量和监控化工容器中的液位参数。常见的液位仪表有浮子液位计、超声波液位计和雷达液位计等。浮子液位计通过浮子的上下浮动来反映液位的高低。超声波液位计通过发射超声波并接收其回波来测量液位。雷达液位计利用雷达波的发送和接收时间差来计算液位。

3. 化工仪表的测量原理

化工仪表的测量原理根据不同的仪表种类而有所不同。

温度仪表的测量原理主要包括热膨胀原理、电阻变化原理和电势差原理。热膨胀原理是普通温度计的基础测量原理，其通过测量液体体积的变化来计算温度。热电阻和热电偶则利用热电效应原理，将温度转换为电信号进行测量。 压力仪表的测量原理包括机械原理和电特性原理。机械原理主要应用于压力计，利用弹簧变形或液体静压力测量压力。电特性原理主要应用于压力变送器和压力传感器，利用压阻效应或电容效应将压力转化为电信号测量。