仪表自动化理论

1.测量仪表的概念在工业生产过程中，为了有效地进行生产操作和自动控制，需要对工艺生产中的一些主要参数进行自动测量。

用来测量这些参数的仪表称为测量仪表。

2.参数检测的基本过程3.传感器与变送器传感器又称为检测元件或敏感元件，它直接响应被测变量，经能量转换并转化成一个与被测变量成对应关系的便于靠着的输出信号，如mV、V、mA、Ω、Hz、位移、力等等。

由于传感器的输出信号种类很多，而且信号往往很微弱，一般都需要经过变送环节的进一步处理，把传感器的输出转换成如0~10mA、4~20mA等标准统一的模拟量信号或者满足特定标准的数字量信号，这种检测仪表称为变送器。

4.测量误差由于真值在理论上是无法真正被获取的，因此，测量误差就是指检测仪表(精度较低)和标准表(精度较高)在同一时刻对同一被测变量进行测量所得到的2个读数之差。

即：Δ＝x i－x0也即绝对误差。

5.测量仪表的精确度在自动化仪表中，通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。

由于仪表的绝对误差在测量范围内的上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差：δ＝最大绝对误差/量程＝Δmax/(X max-X min)*100%仪表的精度等级(精确度等级)是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。

把仪表允许的最大相对百分误差去掉“±”号和“%”号，便可以用来确定仪表的精度等级。

目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。

所谓的0.5级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为±0.5%，以此类推。

精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上。

仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。

精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。

精度等级数值小于等于0.05的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级数值一般大于等于0.5。

化工仪表自动化1. 简介化工仪表自动化是指利用先进的仪器、设备和控制系统，实现化工过程中的测量、控制、调节和监视等自动化操作。

它在化工生产中起着至关重要的作用，能够提高生产效率、保证产品质量，同时降低人为错误和事故风险。

2. 化工仪表分类化工仪表按功能和用途可以分为以下几类：2.1 测量仪表测量仪表是用来测量化工过程中液体、气体、固体等物理量的仪器。

常见的测量仪表包括压力传感器、温度传感器、液位传感器等。

它们能够将被测量的物理量转换成电信号，并通过控制系统进行处理。

2.2 控制仪表控制仪表主要用于对化工过程中各种参数进行调节和控制。

比如，对温度、压力、流量等参数进行实时监测，并根据设定值自动调节执行机构，从而保持参数在可控范围内。

2.3 分析仪器分析仪器主要用于对化工产品的成分和质量进行分析和测试。

它们能够对液体、气体和固体样品进行成分分析、物性测试，从而保证产品的质量稳定和一致性。

2.4 监视仪表监视仪表用于对化工过程中各种参数的状态进行监视和报警。

当某个参数超出设定范围时，监视仪表能够及时发出警报信号，以便操作人员能够采取相应措施。

3. 化工仪表自动化的优势化工仪表自动化相比传统的手动操作具有以下优势：3.1 提高生产效率化工仪表自动化能够实现实时监测和控制，以及对参数进行精确调节。

相比手动操作，自动化系统更加高效和准确，能够大大提高生产效率，减少生产过程中的时间损失。

3.2 保证产品质量化工仪表自动化能够对关键参数进行持续监测和调节，确保产品的质量稳定和一致性。

它能够自动对参数进行校正和调整，避免人为误差，提高产品的合格率。

3.3 降低劳动强度化工生产过程中，许多操作需要人工进行，存在一定的劳动强度。

而化工仪表自动化能够代替人工操作，减少操作人员的劳动强度，提高工作效率，降低人员疲劳和事故风险。

3.4 提高安全性化工过程中存在一定的安全风险，如高温、高压等。

化工仪表自动化能够实现实时监测和报警，及时发现异常情况并采取安全措施。

填空题1、仪表精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一，一般数值越小，仪表精度等级越高。

2、常用热电偶的分度号有S 、 B 、K 。

3、常用热电阻有铂热电阻分度号为Pt100；铜热电阻分度号为Cu100。

4、仪表的信号制一般为4-20mA或1~5VDC 。

5、PID调节器的三个主要参数是比例带、积分时间、微分时间。

6、节流孔板前的直管段一般要不小于10D ，节流孔板后的直管段一般要不小于5D 。

7、流体的密度与温度和压力有关，其中气体的密度随温度的升高而减小，随压力的增大而增大。

而液体的密度与压力关系不大。

8、6SE70装置安装时要注意动力电缆线与控制电缆线分开走。

9、EMC导则指的是电磁兼容性。

变频器通讯时，需要将通讯网线的屏蔽层可靠接地。

10、在可编程控制器中，一个开关量I/O占用存储单元中的一个_________(位(bit))，一个模拟量I/O占用存储单元中的一个_________(字(16个bit))11、PLC在扫描每一条梯形图时，总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按_________(先左后右)、_________(先上后下)的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算。

12、可编程控制器称作可编程逻辑控制器,其英文全名为： Programmable Logic Controller，简称________(PLC)，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。

13、要将外部过程数字量信号转换成PLC处理信号需采用_________（开关量输入）模块，将外部模拟信号如电压、电流、温度等数据采集并送给CPU处理，必须采用_________（模拟量输入）模块对数据进行模/数（A/D）转换。

14、在西门子PLC数据类型中符号：INT表示________（带符号整数）表示________（16）位；DINT表示________ （双精度整数）表示________（32）位；REAL表示________（浮点数）表示________（32）位。

仪表自动化基础知识1. 介绍1.1 定义：仪表自动化是指利用计算机技术和控制理论，对各种工业过程中的物理量进行测量、监视、调节和控制的一种系统。

1.2 目的：提高生产效率、降低成本，并确保产品质量稳定可靠。

2. 基本原理2.1 测量原理：- 模拟信号与数字信号转换；- 温度传感器及其应用；- 压力传感器及其应用；- 流体流速测量方法等。

3. 自动控制系统3.1 控制回路类型：a) 开环控制回路：输出不受反馈影响，无法校正误差。

b) 关闭环（反馈）控制回路：通过比较实际值与期望值来修正误差并达到目标状态。

常见闭环调节方式有PID调节等。

4 .主要组成部分4 .l 变送器/执行元件:a ) 数字变送器: 将模拟输入电压或电流转换为数字形式处理,如A/D 转换;b ) 数字执行元件 :将数位命令(开关型数据),经过D/A 转换,转化为模拟信号输出给执行机构;c ) 模拟变送器 :将被测量的物理信息(如温度、压力等)转换成标准电流或电压形式以便传输和处理。

4 .2 控制装置:a ) 可编程控制器 (PLC): 是一种数字运算能力强大的专用微型计算机，可对输入/ 输出进行逻辑判断与运算，并根据用户程序来实现各种功能；b ) 仪表调节系统: 对于精密要求较高且需要人工干预时使用。

5. 常见问题及解决方法5.1 测试数据异常：- 校验传感器是否正常工作；- 检查连接线路是否松动或损坏。

6. 应用领域6.1 工业自动化：包括生产线上的监测与控制、设备状态检测等。

6.2 环境监测：例如空气质量检测、水质分析等。

7.附件8.法律名词及注释：- 自动化技术相关法规条例说明：A）《中华人民共和国劳动合同法》（2013年修订）B）《中华人民共和国劳动法》（1994年修订）C）《中华人民共和国专利法》（2008年修订）。

第一章1.化工自动化:是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。

在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。

意义：（1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。

（2）减轻劳动强度，改善劳动条件。

（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。

（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。

2、化工自动化的主要内容：包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。

3.自动控制系统：对生产中某些关键性参数进行自动控制，使他们在受到外界干扰的影响而偏离正常状态时，能自动的控制而回到规定的数值范围内，为此目的而设置的系统就是自动控制系统。

4、自动控制系统主要组成：测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。

测量元件与变送器：用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号（如气压信号、电压、电流信号等）；控制器：将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的给定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号送住执行器。

执行器：能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入（或流出）被控对象的物料量或能量，从而克服扰动影响，实现控制要求。

被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做被控对象。

被控变量：被控对象内要求保持给定值的工艺参数。

给定值：被控变量的预定值。

操纵变量：受控制阀操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持给定值的物料量或能量。

5.方块图：是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。

6.图所示为一反应器温度控制系统示意图。