07自动化仪表应用实例.pptx
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自动化仪表PPT资料(正式版)
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
自动化仪表课程课件
11
13
第一节 压力单位及测压仪表
2.弹性式压力计 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。
3.电气式压力计 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如电
压、电流、频率等）来进行测量的仪表。
14
种类 弹簧管压力计、波纹管压力计及膜式压力计等。
15
种类 电容式、电阻式、电感式、应变片式和霍尔片式等 压力计。
0.0689 5
1
9
第一节 压力单位及测压仪表
在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。
p表压 p绝对压力 p大气压力
p表
P绝
P真
大气压力线
P绝 零线
图2-1 绝对压力、表压、负 压（真空度）的关系
当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示。
p真空度 p大气压力 p绝对压力
控制仪表与计算机控制装置
主讲人: 施云贵 黄山学院信息工程学院自动化教研室
控制仪表与计算机控制装置 第三章 压力检测变送器
目录：
❖ 压力单位及测压仪表
❖ 弹性式压力计
❖ 弹性元件 ❖ 弹簧管压力表
❖ 电气式压力计
❖ 应变片式压力传感器 ❖ 压阻式压力传感器 ❖ 电容式压力传感器
❖ 智能式变送器
❖ 智能变送器的特点 ❖ 智能变送器的结构原理
注意：弹簧管自由端B的位移量一般很小，直接显示有困难， 所以必须通过放大机构才能指示出来。
26
第二节 弹性式压力计
警惕！
在化工生产过程中，常需要把压力控制在某一范围内， 即当压力低于或高于给定范围时，就会破坏正常工艺条件， 甚至可能发生危险。这时就应采用带有报警或控制触点的压 力表。将普通弹簧管压力表稍加变化，便可成为电接点信号 压力表，它能在压力偏离给定范围时，及时发出信号，以提 醒操作人员注意或通过中间继电器实现压力的自动控制。
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第一节 压力单位及测压仪表
2.弹性式压力计 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。
3.电气式压力计 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如电
压、电流、频率等）来进行测量的仪表。
14
种类 弹簧管压力计、波纹管压力计及膜式压力计等。
15
种类 电容式、电阻式、电感式、应变片式和霍尔片式等 压力计。
0.0689 5
1
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第一节 压力单位及测压仪表
在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。
p表压 p绝对压力 p大气压力
p表
P绝
P真
大气压力线
P绝 零线
图2-1 绝对压力、表压、负 压（真空度）的关系
当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示。
p真空度 p大气压力 p绝对压力
控制仪表与计算机控制装置
主讲人: 施云贵 黄山学院信息工程学院自动化教研室
控制仪表与计算机控制装置 第三章 压力检测变送器
目录：
❖ 压力单位及测压仪表
❖ 弹性式压力计
❖ 弹性元件 ❖ 弹簧管压力表
❖ 电气式压力计
❖ 应变片式压力传感器 ❖ 压阻式压力传感器 ❖ 电容式压力传感器
❖ 智能式变送器
❖ 智能变送器的特点 ❖ 智能变送器的结构原理
注意：弹簧管自由端B的位移量一般很小，直接显示有困难， 所以必须通过放大机构才能指示出来。
26
第二节 弹性式压力计
警惕！
在化工生产过程中，常需要把压力控制在某一范围内， 即当压力低于或高于给定范围时，就会破坏正常工艺条件， 甚至可能发生危险。这时就应采用带有报警或控制触点的压 力表。将普通弹簧管压力表稍加变化，便可成为电接点信号 压力表，它能在压力偏离给定范围时，及时发出信号，以提 醒操作人员注意或通过中间继电器实现压力的自动控制。
自动化仪表ppt课件
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。
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。
《自动化仪表概述》ppt课件
例如炸弹的爆炸、电子振荡器中振荡过程的产 生等都是正反响系统。
可见,自动控制系统是具有被控变量负反响的闭 环系统。由于具有负反响的闭环系统,它可随时 了解被控对象的情况,有针对性地根据被控变量 的变化情况而改动控制造用的大小和方向,从而 使系统的任务形状一直等于或接近所希望的形 状这是闭环系统的优点。
自动信号和联锁维护系统(自动维护) 当消费过程出现危险时,自动信号系统发出声、光 等报警信号,自动联锁维护系统立刻作出反响,经过 改动阀门的开启度或切断某些通路,或进展紧急停 车,以防止事故的发生或扩展。它是消费过程中的 一种平安安装。
自动支配及自动开停车系统(自动支配) 自动支配系统:按照预先规定的步骤自动地对消费
动态:被控变量随时间变化、自动化安装改动原状 的不平衡形状。
假设一个系统原先处于相对平衡形状即静态,由于 干
扰的作用而破坏了这种平衡时,被控变量就会发生
变化,从而使控制器、控制阀等自动化安装改动原
来平衡时所处的形状,产生一定的控制造用来抑制 干扰的影响,并力图使系统恢复平衡。从干扰发生
开场,经过控制,直到系统重新建立平衡,在这一段时
检测——实施正确控制的第一步
变送——将检测元件输出的各种信号、微弱信号转化 成一致(规范)的电气信号。 过程控制对检测仪表要求：
设备或安装。如冶金炉,加热炉等,也可是一台详 细
的设备或设备的某一部分,如一段管道(贮槽)。
被控变量y:消费过程中需坚持恒定的变量(液位) 。 干扰作用f:在消费过程中引起被控变量偏离给定
值
的外来要素,它是输入信号 (进料流量的改动)。 控制造用:用来抑制外界干扰,使被控变量恢复到
给
定值的操作。
持的参数值(液位)进展比较得出偏向,并按某种运 算
可见,自动控制系统是具有被控变量负反响的闭 环系统。由于具有负反响的闭环系统,它可随时 了解被控对象的情况,有针对性地根据被控变量 的变化情况而改动控制造用的大小和方向,从而 使系统的任务形状一直等于或接近所希望的形 状这是闭环系统的优点。
自动信号和联锁维护系统(自动维护) 当消费过程出现危险时,自动信号系统发出声、光 等报警信号,自动联锁维护系统立刻作出反响,经过 改动阀门的开启度或切断某些通路,或进展紧急停 车,以防止事故的发生或扩展。它是消费过程中的 一种平安安装。
自动支配及自动开停车系统(自动支配) 自动支配系统:按照预先规定的步骤自动地对消费
动态:被控变量随时间变化、自动化安装改动原状 的不平衡形状。
假设一个系统原先处于相对平衡形状即静态,由于 干
扰的作用而破坏了这种平衡时,被控变量就会发生
变化,从而使控制器、控制阀等自动化安装改动原
来平衡时所处的形状,产生一定的控制造用来抑制 干扰的影响,并力图使系统恢复平衡。从干扰发生
开场,经过控制,直到系统重新建立平衡,在这一段时
检测——实施正确控制的第一步
变送——将检测元件输出的各种信号、微弱信号转化 成一致(规范)的电气信号。 过程控制对检测仪表要求：
设备或安装。如冶金炉,加热炉等,也可是一台详 细
的设备或设备的某一部分,如一段管道(贮槽)。
被控变量y:消费过程中需坚持恒定的变量(液位) 。 干扰作用f:在消费过程中引起被控变量偏离给定
值
的外来要素,它是输入信号 (进料流量的改动)。 控制造用:用来抑制外界干扰,使被控变量恢复到
给
定值的操作。
持的参数值(液位)进展比较得出偏向,并按某种运 算
自动化仪表讲课课件
自动化仪表t V t ∆∆=1dt t t v q V ⎰=21000T P v q T P v q =000TP PT v q v q =ρπεβP d C q m ∆-=24412学习、交流总公司 4月：0。
9622亿 85。
7%5月 1。
0365亿 79。
62002年价格 0。
4667元/KWH 近5000万元/月燃气发电 9。
9亿KWH/年 0。
825KWH/月月节电费： （0。
4667-。
18）*0。
825=2365万元消耗高炉煤气：13.7万NM3/H焦炉煤气：2。
8万NM3/H 占总（8万）35%目前放散高炉煤气：5万KWH/H *0。
045=2250/H 5。
4W/R焦炉煤气：1万NM3/H *0。
52=5200/H 12。
48W/R 数字来源----测量（检测）第一部分：热工仪表检测（重点） 二。
控制（显示） 控制仪表—计算机取代 显示仪表⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==md S D k k f q r v 4/1 2πt 22∆=L c u第一节：基本知识一．测量和测量方法测量：就是用试验的方法把被测量与所采用的测量单位相比较，求出其数学比值的过程。
数学形式如下：q=Q/VQ----被测量V----测量单位q----测量结果的数值测量是通过一种比较的装置来进行的。
这种装置为测量仪表。
测量方法：好多方法影响结果加油机（桶、涡轮、科里奥里按测量结果分类1．直接测量法：被测量与测量单位直接比较所的结果。
例如：指针压力表、体温表2．间接测量法：通过直接测量与被测量有确定函数的一个或多个量，然后计算出被测量的方法。
例如：导体电阻R=U/I 流量=速度*面积3．组合测量法：当被测量与直接测量的一些量不是一个函数关系，需要求解一个方程组才能取得时即为组合测量法。
主要用于实验室和科学研究。
二．测量误差1．随机误差：不能预定的误差。
是在相同测量条件下多次重复测量同一个量时，以不可预定的方式变化的测量误差的分量。
最新07自动化仪表应用实例PPT课件
一般串级控制系统相同。
K2
DmaxDmin
WmaxWmin
(7-11)
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
无论是双冲量控制方案还是三冲量控制方案，都利用了蒸汽负荷作为 前馈控制信号，所以，对蒸汽流量的检测成为非常重要的环节。一般地， 对蒸汽流量的检测可以采用测体积或者测质量两种方式，从保持物料平衡 的角度来看，采用测质量的方法相对好一些。由于目前大多数场合下测量 蒸汽流量都是使用孔板式差压流量计测体积，所以可以在孔板后再增加一 个测量蒸汽密度的装置，利用体积流量和蒸汽密度计算出蒸汽的质量流量， 将它作为前馈信号来使用。如果不增加密度计，也可利用过热蒸汽的压力 和温度查出当前状态下饱和蒸汽的密度，把它作为系数与蒸汽体积流量相 乘得到质量流量。这两个方案中，前者的实时性较好，能比较及时地反应 蒸汽质量流量的变化；而后者的投资较小，但不能保证蒸汽质量流量的瞬 时准确性。由于蒸汽流量的检测精度对汽包水位的控制有着特殊意义，所 以应该在允许的情况下尽可能地提到蒸汽流量的检测精度。
1.17
第7章 自动化仪表应用实例
石油蒸馏装置中的检测与控制
一、连续精馏的工艺流程和装置
精馏过程是化工、炼油生产过程中一个十分重要的环节，对精馏过程的 控制质量直接影响到企业的产品质量、产量和能量的消耗量，因此精馏过程 的控制一直是受到高度重视的典型控制系统之一。精馏过程是把混合液体中 的不同组分利用各组分自身挥发度的不同实现组分分离的过程，一般把混合 液中的轻质组分分离成汽态，重质组分分离为液态。被精馏的原料可以是两 种或两种以上的组分的混合液，称为二元组分或多元组分。由于多元组分精 馏在一定情况下可以简化为二元组分精馏，所以一般以二元组分混合液作为 模型讨论精馏过程。为简便起见，本节所讨论的精馏过程均以二元组分为对 象。简单来讲，精馏的过程就是迫使混合物的汽、液两相在精馏装置中作逆 向流动，在相互接触的过程中，液相中的轻质组分逐渐吸收热量转入汽相， 而汽相中的重质组分释放热量转入液相，所以精馏过程实质上是一种伴随有 传热过程的传质过程。传质是精馏的目的，传热是精馏的手段。在精馏过程 中混合液在精馏装置里反复地进行部分汽化和部分冷凝，转变为预期的多种 产品。完成精馏过程的主要装置叫做精馏塔，此外还有再沸器、冷凝器、回 流罐和回流泵等辅助设备。目前，工业上一般所采用的连续精馏装置的流程 1.18 如图7.10所示。
K2
DmaxDmin
WmaxWmin
(7-11)
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
无论是双冲量控制方案还是三冲量控制方案，都利用了蒸汽负荷作为 前馈控制信号，所以，对蒸汽流量的检测成为非常重要的环节。一般地， 对蒸汽流量的检测可以采用测体积或者测质量两种方式，从保持物料平衡 的角度来看，采用测质量的方法相对好一些。由于目前大多数场合下测量 蒸汽流量都是使用孔板式差压流量计测体积，所以可以在孔板后再增加一 个测量蒸汽密度的装置，利用体积流量和蒸汽密度计算出蒸汽的质量流量， 将它作为前馈信号来使用。如果不增加密度计，也可利用过热蒸汽的压力 和温度查出当前状态下饱和蒸汽的密度，把它作为系数与蒸汽体积流量相 乘得到质量流量。这两个方案中，前者的实时性较好，能比较及时地反应 蒸汽质量流量的变化；而后者的投资较小，但不能保证蒸汽质量流量的瞬 时准确性。由于蒸汽流量的检测精度对汽包水位的控制有着特殊意义，所 以应该在允许的情况下尽可能地提到蒸汽流量的检测精度。
1.17
第7章 自动化仪表应用实例
石油蒸馏装置中的检测与控制
一、连续精馏的工艺流程和装置
精馏过程是化工、炼油生产过程中一个十分重要的环节，对精馏过程的 控制质量直接影响到企业的产品质量、产量和能量的消耗量，因此精馏过程 的控制一直是受到高度重视的典型控制系统之一。精馏过程是把混合液体中 的不同组分利用各组分自身挥发度的不同实现组分分离的过程，一般把混合 液中的轻质组分分离成汽态，重质组分分离为液态。被精馏的原料可以是两 种或两种以上的组分的混合液，称为二元组分或多元组分。由于多元组分精 馏在一定情况下可以简化为二元组分精馏，所以一般以二元组分混合液作为 模型讨论精馏过程。为简便起见，本节所讨论的精馏过程均以二元组分为对 象。简单来讲，精馏的过程就是迫使混合物的汽、液两相在精馏装置中作逆 向流动，在相互接触的过程中，液相中的轻质组分逐渐吸收热量转入汽相， 而汽相中的重质组分释放热量转入液相，所以精馏过程实质上是一种伴随有 传热过程的传质过程。传质是精馏的目的，传热是精馏的手段。在精馏过程 中混合液在精馏装置里反复地进行部分汽化和部分冷凝，转变为预期的多种 产品。完成精馏过程的主要装置叫做精馏塔，此外还有再沸器、冷凝器、回 流罐和回流泵等辅助设备。目前，工业上一般所采用的连续精馏装置的流程 1.18 如图7.10所示。
化工仪表及自动化全套课件完整ppt课件完整版(2024)
绿色化
环保意识的提高将促使化工仪 表向绿色化方向发展，采用环
保材料和低能耗技术。
9
02
自动化基础知识
2024/1/29
10
自动化概念及原理
2024/1/29
自动化的定义
指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人 的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。
2024/1/29
39
现场总线技术实践
2024/1/29
01 02 03
现场总线概述
现场总线是一种用于连接智能现场设备和自动化系统的全 数字、双向、多站的通信系统。它将传统的4-20mA模拟 信号传输方式转变为数字信号传输方式，提高了信号传输 的准确性和可靠性。
现场总线技术实践
在化工生产中，现场总线技术被广泛应用于设备间的通信 和数据传输。通过现场总线技术，可以实现设备间的实时 数据交换和远程控制，提高生产过程的透明度和可控性。
控制器
接收变送器输出的标准信号，与
设定值进行比较，得到偏差信号 ，并根据偏差信号的大小和方向
输出控制信号。
执行器
接收控制器输出的控制信号，动 作改变被控对象的参数。
测量元件
用于测量被控对象的各种工艺参 数，如温度、压力、流量等。
被控对象
需要实现自动控制的机器设备、 系统或过程。
2024/1/29
12
易于维护
化工仪表需要定期维护和校准，因此需要具备易于维护的特 点。
8
化工仪表发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，化 工仪表将越来越智能化，能够 实现自适应控制、远程监控等
功能。
2024/1/29
环保意识的提高将促使化工仪 表向绿色化方向发展，采用环
保材料和低能耗技术。
9
02
自动化基础知识
2024/1/29
10
自动化概念及原理
2024/1/29
自动化的定义
指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人 的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。
2024/1/29
39
现场总线技术实践
2024/1/29
01 02 03
现场总线概述
现场总线是一种用于连接智能现场设备和自动化系统的全 数字、双向、多站的通信系统。它将传统的4-20mA模拟 信号传输方式转变为数字信号传输方式，提高了信号传输 的准确性和可靠性。
现场总线技术实践
在化工生产中，现场总线技术被广泛应用于设备间的通信 和数据传输。通过现场总线技术，可以实现设备间的实时 数据交换和远程控制，提高生产过程的透明度和可控性。
控制器
接收变送器输出的标准信号，与
设定值进行比较，得到偏差信号 ，并根据偏差信号的大小和方向
输出控制信号。
执行器
接收控制器输出的控制信号，动 作改变被控对象的参数。
测量元件
用于测量被控对象的各种工艺参 数，如温度、压力、流量等。
被控对象
需要实现自动控制的机器设备、 系统或过程。
2024/1/29
12
易于维护
化工仪表需要定期维护和校准，因此需要具备易于维护的特 点。
8
化工仪表发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，化 工仪表将越来越智能化，能够 实现自适应控制、远程监控等
功能。
2024/1/29
自动化仪表培训(全)ppt课件
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。
《自动化仪表》PPT课件
可靠性
选择经过实践证明性能稳定、可靠性高的仪表。
17
2024/1/26
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。
18
2024/1/26
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
29
Байду номын сангаас2024/1/26
30
2024/1/26
31
2024/1/26
06
CHAPTER
自动化仪表在工业生产中的应用案例
32
2024/1/26
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。
01
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。
9
2024/1/26
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。
19
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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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06
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。
01
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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2024/1/26
自动化仪表培训全课件-PPT
液面到天线距离 d 的计算公式如下:
d = （C/2）·Δt = （C/2）·(Δf/S)
S = Δf0/Δt0
式中：Δf ── 测量量，它关系到 d 的精度；
S ── 跳频斜率，Hz。
说明：该测量方法中发射频率不是固定的，而是等幅可调频率（FMCW）。
2、实际液位的测量
如图所示：
检尺口 量油管
（四） 日常应用
1、正常时温变就地显示温度和电流两种参数，现场显示的温度值和站控室显示 温度值一致。
2、当温变出现就地和远传都没有显示故障时，是由以下几种原因造成的： 温变损坏 、 保险熔断 、 安全栅损坏 、 接线松动。 3、当温变出现远传值不准故障时，是由以下几种原因造成的 量程设置不对、接线端子出现轻微漏电。 4、温变要定期校验，安装套管内要填加变压器油.
远传仪表： 1、智能型防爆压力变送器 2、智能型防爆差压变送器
3、压力开关
液位检测中的远传理仪表： 1、雷达液位计 2、磁致伸缩液位计 3、音叉式液位开关
流量检测中的远仪表的安全管理传仪表： 1、超声波流量计 2、流量开关
分析仪表：
1、密度分析撬座（密度计、光学界面检测仪）
温度检测仪表
现场仪表——双金属温度计 （一）结构特点：
⑥ 分辩率高 计量级：1mm，0.1mm
工业级：10～20mm
说明：目前雷达液位计的测量范围为： 0～20m， 0～35m （E+H）， 0～
40m
四、音叉液位开关
1、工作原理：音叉由晶体激励产生振动（按某一频率），当音叉被液体浸没 时振动频率发生变化，该频率变化由电子线路检测出来并输出一个开关量。
1，结构 压变主要有传感器、信号放大器、模-数转换器、微处理器、数-模转换器、操作 键、显示屏等几部分组成。
《自动化仪表概述》PPT课件
《自动化仪表概述》PPT课件目录•自动化仪表基本概念与原理•常见类型及其特点•选型、安装与调试方法•使用维护与故障排除技巧•发展趋势与行业应用前景•实验环节：自动化仪表操作实践01自动化仪表基本概念与原理自动化仪表定义及分类定义自动化仪表是用于测量、显示、记录和控制工业生产过程中各种参数的装置或系统。
分类根据测量对象的不同，自动化仪表可分为温度仪表、压力仪表、流量仪表、物位仪表等。
工作原理与组成结构工作原理自动化仪表通过传感器将被测参数转换为标准信号，经过变送器放大、转换后，送至显示仪表进行指示、记录或控制。
组成结构自动化仪表通常由传感器、变送器、显示仪表和执行器等组成。
技术参数与性能指标技术参数包括测量范围、精度等级、重复性、稳定性等。
性能指标反映仪表性能优劣的综合指标，如灵敏度、响应时间、抗干扰能力等。
02常见类型及其特点接触式测温仪表非接触式测温仪表特点通过与被测对象直接接触来测量温度，如热电阻、热电偶等。
通过测量被测对象发出的热辐射来测量温度，如红外测温仪等。
测温范围广、精度高、稳定性好，适用于各种环境下的温度测量。
利用弹性元件的变形与被测压力之间的关系来测量压力，如弹簧管压力表、膜片压力表等。
弹性式压力计负荷式压力计特点通过测量被测压力作用在活塞上的力来测量压力，如活塞式压力计等。
测量范围宽、精度高、稳定性好，适用于气体、液体等介质的压力测量。
030201利用流体通过节流装置产生的差压来测量流量，如孔板流量计、喷嘴流量计等。
差压式流量计通过测量流体在管道中的速度来推算流量，如涡轮流量计、涡街流量计等。
速度式流量计测量准确度高、稳定性好、响应速度快，适用于气体、液体等多种介质的流量测量。
特点物位测量仪表直读式物位计通过直接读取被测物位的高度或深度来测量物位，如玻璃板液位计、浮球液位计等。
间接式物位计通过测量与被测物位相关的物理量来推算物位，如电容式物位计、超声波物位计等。
特点测量准确度高、稳定性好、安装简便，适用于各种容器和管道中的物位测量。
07自动化仪表应用实例-文档资料
WPSK2KV (7-9)
由上述两式可得 1.14
K2
(DmaxDmin)
KV(ZmaxZmin)
(7-10)
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
需要说明的是，蒸汽流量信号的引入只是削弱了由假水位现象引起的调节 器误动作，并没有削弱假水位现象，假水位现象是大中型锅炉汽包必然存在的 物理过程，想要对它进行限制或削弱是很困难的。同时，负荷扰动引起的水位 变化速度比给水变化引起的水位变化速度要快得多，所以即使利用给水对符合 扰动进行调节，也会产生较大的水位波动，因此必须对符合符合变化的幅度加 以限制。 4) 三冲量控制系统
曲线的传递函数为
1.8
图7.3 蒸汽流量扰动下水位的阶跃响应曲线
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
H(s) 0 es
W(s) s
(7-2)
一般而言，纯滞后时间τ与给水温度相关，水 温越低，滞后时间越长。一般τ约在15s～100s之间。 如采用省煤器，则由于省煤器本身的延迟，会使增 加到100s～200s。 3) 其他干扰因素的影响
假定蒸汽流量的测量变送为线性(如孔板加开方器)，则
D PSDmaxDmin(ZmaxZmin)
(7-6)
由物料平衡关系可以得到静态补偿关系，即在蒸汽量负荷变化时，应使
WD (7-7)
将式(7-6)代入式(7-7)得 而由框图7.7(b)知
W PSD Zm maaxx Z Dm miinn
(7-8)
(7-4)
因为KPD一般为负、KMD和KPH均为正，所以K2的符号取决于调节阀的符号。 当采用气开阀时，KV为正，K2则为正；当采用气关阀时，则相反。调节阀气开与 气关的选用，一般从生产安全角度考虑。如果高压蒸汽是供给蒸汽透平压缩机或汽
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1.3
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
假设其外部设备的用汽负荷发生变化， 必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸 汽温度等的变化；而燃料量的变化不仅影 响蒸汽压力，同时还会影响到汽包水位、 过热蒸汽温度、过剩空气和炉膛负压等参 数；给水量的变化将直接影响汽包水位， 同时还对蒸汽压力、过热蒸汽温度等产生 间接影响。所以，要想精确地对锅炉的所 有输出量进行控制是一个比较困难的事。 在目前控制系统中，大多数情况是对锅炉 进行适当的假设后，将锅炉设备控制划为 若干独立个子系统，通过各个子系统的分 别对相应的变量进行控制，一般不需考虑 变量之间的相互影响，从而是锅炉控制变 得比较简单。本节仅就其中汽包的液位检 测与控制作相应的讨论。
1.5
图7.2 锅炉对象简图
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
2. 汽包水位的动态特性 对汽包水位控制的研究已经经历的很长时间，逐渐形成了一套行之有效的控制方
法。之所以对它进行大量的研究，不仅是由于它的重要性，还在于它的对象特性具有 很强的特殊性，主要表现在其水位在外界扰动作用下的变化过程与一般液位对象存在 明显区别，需要进行特殊的分析。汽包内的水位高低与蒸汽负荷量D、补充给水量W、 补充水温T、汽包蒸汽压力PD等参数都有关系，而其中影响作用比较大的主要是蒸 汽负荷和给水量。一般而言，通常用给水量来直接影响水位，所以把给水量对水位的 影响称为控制通道影响，把蒸汽负荷对水位的影响称为干扰通道影响。 1) 干扰通道的动态特性
常见的锅炉设备的主要工艺流程如图7.1所示。由图可知，燃料和热空气按一 定比例送入燃烧室燃烧，生产的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽。饱和 蒸汽经过热器后形成一定气温的过热蒸汽，汇集至蒸汽母管。压力为的过热蒸汽， 经负荷设备控制供给负荷设备用。与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和 蒸汽变成过热蒸汽外，还分别经过省煤器和空气预热器对锅炉给水和燃烧用空气 进行预热，以充分利用热能，最后经引风机送往烟囱，排入大气。
蒸汽负荷(向外提供的蒸汽流量)对水位的影响主要指在燃料量不变的前提下，蒸汽 流量突然变化导致的水位变化情况。假设给水量没有同时变化，如果按照常规的物料 平衡原则来考虑，必然是物料流出量大于流入量，水位应该随之下降。但是汽包是一 个特殊对象，水位的变化情况远比常规对象来得复杂。由于蒸汽流量突然增加，就使 短时间内汽包内饱和蒸汽压力迅速下降，造成汽包内水的沸点突然降低，汽化过程加 剧，水面以下气泡不仅数量迅速增加而且体积增大，将水位整体抬高，形成虚假的水 位上升现象，与一般对象的水位变化恰恰相反，这种现象被称为假水位现象。
在给水流量作用下，汽包也不能仅仅当作常规单容对象来考虑，其阶跃响应曲 线如图7.4所示。对于常规单容无自衡对象而言，水位响应曲线如图7.4中曲线所示； 但由于给水温度要大大低于比汽包内饱和水的温度，所以给水量增加后，汽包内的 水温必然随之下降，导致水中气泡含量减少、体积下降，引起水位下降。因此实际 的水位响应曲线如图中曲线所示，即当突然加大给水量后，汽包水位并不立即增加， 而要呈现出一段起始惯性段。用传递函数来描述时，它相当于一个积分环节和一个 纯滞后环节的串联，可表示为： 1.7
1.6
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
H (s) H1(s) H2 (s) t K2 D(s) D(s) D(s) s T2s 1
(7-1)
式中，
ห้องสมุดไป่ตู้ξt ——曲线H1的飞升速度； K2——曲线H2的放大倍数； T2——曲线H2的时间常数。
假水位变化的大小与锅炉的工作压力和蒸发量等有关，一般蒸发量为100～ 300T/h的中高压锅炉在负荷突然变化10%时，假水位可达30mm～40mm。对于这种 假水位现象，在设计控制方案时必须加以重视。 2) 控制通道的动态特性
1.4
图7.1 锅炉设备主要工艺流程图
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
二、锅炉汽包水位的检测与控制
1. 汽包水位的控制要求 汽包是锅炉的重要组成部分，其水位高低会影 响整个系统的安全性。如果水位过低，则由 于汽包内的水量较少，而气化速度快，若控 制不及时，就会在很短的时间内使汽包内的 水全部气化，导致锅炉烧坏和爆炸；水位过 高将会影响汽包的水汽分离效果，产生蒸汽 带液现象，会使过热器管壁结垢导致损坏， 同时过热蒸汽温度急剧下降，该蒸汽作为汽 轮机动力的话，还会损坏汽轮机叶片，如果 有大量的水进入蒸汽管道，还会导致蒸汽管 道爆管的严重后果。可以看出，汽包的水位 直接影响锅炉运行的安全性与经济性，是锅 炉运行的一个非常重要的指标，无论过高或 过低都会引起极为严重的后果，对它的控制 必须是及时而又准确的。
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
在蒸汽流量扰动下，水位变化的阶跃响应曲线如图7.3所示。当蒸汽流量突然增 加时，由物料平衡原理得出的水位变化如曲线所示，而由于假水位导致的水位 变化如曲线所示，整体水位的变化则为二者的叠加，即
第7章 自动化仪表应用实例
第7章
自动化仪表应用实例
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1.1
第7章 自动化仪表应用实例
本章内容
•大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制 •石油蒸馏装置中的检测与控制 •传热设备的控制 •本 章 小 结 •思考题与习题
1.2
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
一、大中型工业锅炉的工艺过程
从锅炉的生产过程和设备情况看，它是一个比较复杂的被控对象，其输入变量 主要有：负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等；输出变量主要有： 汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气(烟气含氧量)等。如 果将锅炉等效为一个黑匣子，那么就可以用如图7.2所示的简图表达它的输入输 出变量之间的关系。由图可以看出，这些输入输出变量之间并非简单的一一对应 的关系，而是相互关联的，具有一定的耦合特性，所以锅炉设备是一个多输入、 多输出且相互关联的复杂被控对象。
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
假设其外部设备的用汽负荷发生变化， 必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸 汽温度等的变化；而燃料量的变化不仅影 响蒸汽压力，同时还会影响到汽包水位、 过热蒸汽温度、过剩空气和炉膛负压等参 数；给水量的变化将直接影响汽包水位， 同时还对蒸汽压力、过热蒸汽温度等产生 间接影响。所以，要想精确地对锅炉的所 有输出量进行控制是一个比较困难的事。 在目前控制系统中，大多数情况是对锅炉 进行适当的假设后，将锅炉设备控制划为 若干独立个子系统，通过各个子系统的分 别对相应的变量进行控制，一般不需考虑 变量之间的相互影响，从而是锅炉控制变 得比较简单。本节仅就其中汽包的液位检 测与控制作相应的讨论。
1.5
图7.2 锅炉对象简图
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
2. 汽包水位的动态特性 对汽包水位控制的研究已经经历的很长时间，逐渐形成了一套行之有效的控制方
法。之所以对它进行大量的研究，不仅是由于它的重要性，还在于它的对象特性具有 很强的特殊性，主要表现在其水位在外界扰动作用下的变化过程与一般液位对象存在 明显区别，需要进行特殊的分析。汽包内的水位高低与蒸汽负荷量D、补充给水量W、 补充水温T、汽包蒸汽压力PD等参数都有关系，而其中影响作用比较大的主要是蒸 汽负荷和给水量。一般而言，通常用给水量来直接影响水位，所以把给水量对水位的 影响称为控制通道影响，把蒸汽负荷对水位的影响称为干扰通道影响。 1) 干扰通道的动态特性
常见的锅炉设备的主要工艺流程如图7.1所示。由图可知，燃料和热空气按一 定比例送入燃烧室燃烧，生产的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽。饱和 蒸汽经过热器后形成一定气温的过热蒸汽，汇集至蒸汽母管。压力为的过热蒸汽， 经负荷设备控制供给负荷设备用。与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和 蒸汽变成过热蒸汽外，还分别经过省煤器和空气预热器对锅炉给水和燃烧用空气 进行预热，以充分利用热能，最后经引风机送往烟囱，排入大气。
蒸汽负荷(向外提供的蒸汽流量)对水位的影响主要指在燃料量不变的前提下，蒸汽 流量突然变化导致的水位变化情况。假设给水量没有同时变化，如果按照常规的物料 平衡原则来考虑，必然是物料流出量大于流入量，水位应该随之下降。但是汽包是一 个特殊对象，水位的变化情况远比常规对象来得复杂。由于蒸汽流量突然增加，就使 短时间内汽包内饱和蒸汽压力迅速下降，造成汽包内水的沸点突然降低，汽化过程加 剧，水面以下气泡不仅数量迅速增加而且体积增大，将水位整体抬高，形成虚假的水 位上升现象，与一般对象的水位变化恰恰相反，这种现象被称为假水位现象。
在给水流量作用下，汽包也不能仅仅当作常规单容对象来考虑，其阶跃响应曲 线如图7.4所示。对于常规单容无自衡对象而言，水位响应曲线如图7.4中曲线所示； 但由于给水温度要大大低于比汽包内饱和水的温度，所以给水量增加后，汽包内的 水温必然随之下降，导致水中气泡含量减少、体积下降，引起水位下降。因此实际 的水位响应曲线如图中曲线所示，即当突然加大给水量后，汽包水位并不立即增加， 而要呈现出一段起始惯性段。用传递函数来描述时，它相当于一个积分环节和一个 纯滞后环节的串联，可表示为： 1.7
1.6
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
H (s) H1(s) H2 (s) t K2 D(s) D(s) D(s) s T2s 1
(7-1)
式中，
ห้องสมุดไป่ตู้ξt ——曲线H1的飞升速度； K2——曲线H2的放大倍数； T2——曲线H2的时间常数。
假水位变化的大小与锅炉的工作压力和蒸发量等有关，一般蒸发量为100～ 300T/h的中高压锅炉在负荷突然变化10%时，假水位可达30mm～40mm。对于这种 假水位现象，在设计控制方案时必须加以重视。 2) 控制通道的动态特性
1.4
图7.1 锅炉设备主要工艺流程图
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
二、锅炉汽包水位的检测与控制
1. 汽包水位的控制要求 汽包是锅炉的重要组成部分，其水位高低会影 响整个系统的安全性。如果水位过低，则由 于汽包内的水量较少，而气化速度快，若控 制不及时，就会在很短的时间内使汽包内的 水全部气化，导致锅炉烧坏和爆炸；水位过 高将会影响汽包的水汽分离效果，产生蒸汽 带液现象，会使过热器管壁结垢导致损坏， 同时过热蒸汽温度急剧下降，该蒸汽作为汽 轮机动力的话，还会损坏汽轮机叶片，如果 有大量的水进入蒸汽管道，还会导致蒸汽管 道爆管的严重后果。可以看出，汽包的水位 直接影响锅炉运行的安全性与经济性，是锅 炉运行的一个非常重要的指标，无论过高或 过低都会引起极为严重的后果，对它的控制 必须是及时而又准确的。
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
在蒸汽流量扰动下，水位变化的阶跃响应曲线如图7.3所示。当蒸汽流量突然增 加时，由物料平衡原理得出的水位变化如曲线所示，而由于假水位导致的水位 变化如曲线所示，整体水位的变化则为二者的叠加，即
第7章 自动化仪表应用实例
第7章
自动化仪表应用实例
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第7章 自动化仪表应用实例
本章内容
•大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制 •石油蒸馏装置中的检测与控制 •传热设备的控制 •本 章 小 结 •思考题与习题
1.2
第7章 自动化仪表应用实例
大中型工业锅炉汽包液位的检测与控制
一、大中型工业锅炉的工艺过程
从锅炉的生产过程和设备情况看，它是一个比较复杂的被控对象，其输入变量 主要有：负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等；输出变量主要有： 汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气(烟气含氧量)等。如 果将锅炉等效为一个黑匣子，那么就可以用如图7.2所示的简图表达它的输入输 出变量之间的关系。由图可以看出，这些输入输出变量之间并非简单的一一对应 的关系，而是相互关联的，具有一定的耦合特性，所以锅炉设备是一个多输入、 多输出且相互关联的复杂被控对象。