单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,单击此处编辑母版标题样式,化工仪表及自动化,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,*,仪表及自动化学问培训,自动化技术是当今举世瞩目的先进技术之一，它的争论开发和应用水平是衡量一个国家兴旺程度的重要标准，也是现代化社会的一大标志。,自动化技术的进步推动了工业生产的飞速进展，大大提高了劳动生产率，获得了巨大的社会效益和经济效益。,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，配备上一些自动扮装置，代替操作人员的局部直接劳动，使生产在不同程度上自动进展，这种用自动扮装置来治理化工生产过程的方法，称为化工自动化。,前言,主要内容：,1.自动掌握系统根本概念,2,.检测仪表与传感器,3.DCS掌握系统,4.SIS掌握系统,5.,自动化仪表与实践,6.自动化仪表工程治理,1.自动掌握系统根本概念,1.1化工自动化的主要内容,化工仪表及自动化一般包含自动检测、自动爱护、自动掌握三方面的内容，主要由各种仪表、联锁装置、PLC和DCS掌握系统等硬件及相应的软件来完成上述功能。,1.1.1自动检测系统,利用各种检测仪表对主要工艺参数进展测量、指使或记录的，称为自动检测系统。它代替了操作人员对工艺参数的不断观看与记录，因此起到人眼睛的作用。如以下图：,冷液,热液,压力表,蒸汽,温度表,流量计,冷凝水,1.自动掌握系统根本概念,1.1.2自动掌握系统,生产过程中各种工艺条件不行能是一成不变的。为此，就需要用一些自动掌握装置对生产中的某些关键性参数进展自动掌握，使它们在受到外界干扰的影响而偏离正常状态时，能自动的掌握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掌握系统。如以下图：,冷液,热液,压力表,蒸汽,TT-101,流量计,冷凝水,TIC,101,TV-101,1.自动掌握系统根本概念,1.1.3自动信号和联锁爱护系统,生产过程中，有时由于一些偶然因素的影响，导致工艺参数超出允许的变化范围而消失不正常状况时，就有引起事故的可能。为此，常对某些关键性参数设有自动信号联锁装置，防止事故的发生和扩大。如以下图：,TIC,101,冷液,热液,PT-101,蒸汽,TT-101,流量计,冷凝水,PIA,101,S,PSL,101,HH,XCV-101,1.自动掌握系统根本概念,1.2自动掌握系统的组成,自动掌握系统是在人工掌握的根底上产生和进展起来的。如图1自动掌握的实现大大提高了生产过程的自动化程度，解放了劳动力。如图2,自动扮装置主要由三局部组成：,测量元件与变送器自动掌握器执行器,变送器,控制器,给定值,自动化装置,图1,图2,1.自动掌握系统根本概念,1.3工艺管道及掌握流程图,在工艺流程确定后，工艺人员和自控设计人员共同确定掌握方案，包括流程中各掌握点的选择、掌握系统确实定及有关自动信号、联锁爱护系统的设计等。再依据工艺流程图，按其流程挨次标注出相应的测量点、掌握点等，便成了带掌握点的工艺流程图P&ID)。如右图,1.自动掌握系统根本概念,1.3.1图形符号,测量点,是由工艺设备轮廓线或工艺管线引到仪表圆圈的连接线的起点，一般无特定的图形符号，如图1所示。必要时，检测元件也可以用象形或图形符号表示。,连接线,通用的仪表信号线均以细实线表示。连接线表示穿插及相接时，承受图2的形式。必要时也可用加箭头的方式表示信号的方向。在需要时，信号线也可用气信号、电信号、导压毛细管等承受不同的表示方式以示区分。如图3,测量点,图1,图2,穿插,相接,方向,图3,仪表电信号线,仪表气信号线,仪表引压毛细管,1.自动掌握系统根本概念,仪表的图形符号,仪表的图形符号是一个细实线圆圈，对于不同的仪表安装位置的图形符号不一样。如图1,字母代号和仪表位号,1)在掌握流程图中，用来表示仪表的小圆圈的上半圆内，一般写有两位字母，第一位字母表示被测变量，后继字母表示仪表的功能，常用被测变量和仪表功能的字母代号见下表。,2)在掌握系统中，每个仪表都有自己的仪表位号。仪表位号由字母代号组合和阿拉伯数字编号两局部组成。阿拉伯数字编号写在圆圈的下半部。,图1,就地安装仪表,嵌在管道中的就地安装仪表,集中仪表盘面安装仪表,就地仪表盘面安装仪表,集中仪表盘后安装仪表,就地仪表盘后安装仪表,DCS,仪表,联锁回路,1.自动掌握系统根本概念,字母,A,D,E,F,I,K,L,M,P,Q,C,R,S,T,V,W,Y,Z,第一位字母,后继字母,被测变量,修饰词,功能,被,测,变,量,和,仪,表,功,能,字,母,代,号,表,分析,电导率,密度,电压,流量,电流,时间或时间程序,物位,水分或湿度,压力或真空,数量或件数,放射性,速度或频率,温度,粘度,力,供选用,位置,差,比分数,报警,掌握,检测元件,指示,自动手动操作器,积分、累计,安全,积分、累计,记录或打印,开关、联锁,传送,阀、挡板、百页窗,套管,继动器或计算器,驱动、执行或未分类的终端执行机构,1.自动掌握系统根本概念,3)字母代号和仪表位号例如,如在1.3工艺流程图中，PICA-2101所表示的意义是：,P I C A-2 1 0 1,仪表序号,单元序号,装置代号,表示被测变量为压力,表示具有指示功能,表示具有掌握功能,表示带报警功能,1.自动掌握系统根本概念,1.4自动掌握系统方块图,在争论自动掌握系统时，为了能更清晰地表示出一个自动掌握系统中各个组成环节之间的相互影响和信号联系，便于对系统分析争论，一般都用方块图来表示掌握系统的组成。,例如：,在1.2节的图2中，图示的液位自动掌握系统可以用以下图的方块图来表示。,掌握器,掌握器输出,掌握阀,操纵变量,对象,干扰作用,被控变量,测量元件变送器,给定值,测量值,偏差,2.检测仪表与传感器,2.1概述,在工业生产中，为了正确的指导生产操作，对过程进展掌握，一项必不行少的工作是准确而准时地检测诞生产过程中的各个有关参数，例如压力、流量、物位、温度等。用来检测这些参数的技术工具称为检测仪表。用来将这些参数转换为肯定的便于传送的信号例如电信号或气压信号的仪表通常称为传感器。当传感器的输出为规定的标准信号时，通常称为变送器。,2.1.1测量误差,在测量过程中，由于所使用的测量工具本身不够准确，观测者的主观性和四周环境的影响等等，使得测量的结果不行能确定准确。由仪表读得的被测值与被测量真值之间，总是存在肯定的差距，这一差距就称为测量误差。误差的分类方法多种多样，按误差消失的规律可分为系统误差、偶然误差和疏忽误差；按仪表使用的条件分为根本误差和附加误差；按被测变量随时间变化的关系分为静态误差和动态误差；按与被测变量的关系分为定值误差、累计误差；按误差的数值表示分为确定误差、相对误差和引用误差。,测量误差通常有两种表示方法，即确定误差和相对误差。,确定误差是指仪表指示值和被测量的真值之间的差值。在实际应用中真实值指得是标准表的读数。,X-X0,相对误差等于某一点确实定误差与标准表在这一点的指示值X0之比。,Y/X0=(X-X0)/X0,2.检测仪表与传感器,2.1.2仪表的性能指标,准确度简称精度,依据仪表的使用要求，规定一个在正常状况下允许的最大误差，这个允许的最大误差就叫允许误差。允许误差一般用相对百分误差来表示，即某一台仪表的允许误差是指在规定的正常状况下允许的相对百分误差的最大值，即,仪表允许的最大确定误差值,测量范围上限值测量范围下限值,100,仪表的越大，表示它的准确度越低；反之，准确度越高。将仪表的允许相对百分误差去掉号和号，便可以用来确定仪表的准确度等级。目前，我国生产的仪表常用的准确度等级有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。,2.检测仪表与传感器,例：,某台测温仪表的测温范围为200700，校验该表时得到的最大确定误差为4，试确定该仪表的精度等级。,解：该仪表的相对百分误差为,4,700200,100,+0.8,假设将该仪表的去掉号和号，其数值为0.8，由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时该仪表误差又超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以这台测温仪表的精度等级为1.0级。,1 在外界条件不变的条件下，用同一仪表对某一参数进展正反行程测量时，仪表的示值之差叫变差。用仪表输出量程的百分数表示。,灵敏度是表达仪表对被测参数变化的灵敏程度。仪表的灵敏限是指能够引起仪表指示值发生变化的被测参数的最小变化量。,2.检测仪表与传感器,变差,在外界条件不变的条件下，用同一仪表对某一参数进展正反行程测量时，仪表的示值之差叫变差。用仪表输出量程的百分数表示。,灵敏度与灵敏限,灵敏度是表达仪表对被测参数变化的灵敏程度。在数值上等于单位被测参数变化量所引起的仪表指针移动的距离或转角,仪表的灵敏限是指能够引起仪表指示值发生变化的被测参数的最小变化量。,上述指标只适用于指针式仪表。在数字式仪表中，往往用区分率来表示。,区分率,对数字仪表区分率是指数字显示器的最末位数字所代表的被测参数变化量。明显，不同量程的区分率是不同的，相应于最低量程的分辩力称为该表的最高区分力，也叫灵敏度。当数字式仪表的灵敏度用它与量程的相对值表示时，便是区分率。,2.检测仪表与传感器,线性度,线性度是表征线性刻度仪表的输出量与输入量的实际校准曲线与理论直线的吻合程度。总是希望输出与输入的线性关系越好越好。线性度通常用实际测得的输入输出特性曲线与理论直线之间的最大偏差与测量仪表量程之比的百分数表示，即：,f,max,仪表量程,100,式中：,线性度,f,max,校准曲线对于理论直线的最大偏差,仪表示值,被测变量,f,max,2.检测仪表与传感器,反响时间,当用仪表对被测量进展测量时，被测量突然变化以后，仪表总是滞后一段时间才能准确地显示出来。反响时间就是用来衡量仪表能不能尽快反响参数变化的品质指标，实际上反响了仪表动态特性的好坏。,温度,液位,流量,压力,反映时间由慢到快,2.检测仪表与传感器,2.2工业仪表的分类,工业仪表种类繁多，构造形式各异，依据不同的原则，可以进展相应的分类。,按仪表使用的能源分气动、电动和液动仪表。,按信息的获得、传递、反映和处理的过程分检测仪表、显示仪表、集中掌握装置、掌握仪表、执行器。,按仪表的组成形式分基地式仪表和单元组合仪表,雷达液位计,电磁流量计,差压变送器,阀门校验,气动调整阀,2.检测仪表与传感器,2.3工业仪表的信号类型,电压信号,电流信号,1两线制,2三线制,3四线制,留意：区分热电阻的几种接法：,1两线接法,2三线接法,3四线接法,3.DCS掌握系统,3.1DCS简介：,DCS是分布式掌握系统的英文缩写Distributed Control System，在国内自控行业又称之为集散掌握系统。是相对于集中式掌握系统而言的一种新型计算机掌握系统，它是在集中式掌握系统的根底上进展、演化而来的。它是一个由过程掌握级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和掌握等4C技术，其根本思想是分散掌握、集中操作、分级治理、配置敏捷以及组态便利。,3.2DCS主要厂家：,国内DCS主要厂家有：浙大中控，和利时，上海新华，南京科远，浙江威盛，自仪股份、鲁能掌握，国电智深，上海华文，浙江中自等。,国外的有：艾默生、霍尼韦尔、横河、FOXBORO、ABB、西门子、罗克韦尔公司等。,3.DCS掌握系统,3.3DCS概述：,DCS硬件包括现场掌握站、人机接口、通信系统。,现场掌握站主要由过程掌握站掌握器、I/O单元I/O卡和现场仪表组成，是系统掌握功能的主要实施局部。,人机接口：工程师站、操作员站、效劳器、打印机等，完成系统的操作和组态。,通信网络，它是DCS的根底和核心。网络对于DCS整个系统的实时性、牢靠性和扩大性，起着打算性的作用，多数厂家的DCS均承受双总线、环形或双重星形的网络拓扑构造。,3.DCS掌握系统,0101,0101,0