儀表基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)73797.ppt

儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 1 化工自動(dòng)化儀表基礎(chǔ)知識(shí) 工業(yè)儀表廣義概念 是為了工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的一類儀器儀表的統(tǒng)稱 按儀表的功能可分為檢測(cè)儀表 顯示儀表 報(bào)警儀表 調(diào)節(jié)儀表等 下面我們只對(duì)化工自動(dòng)化儀表進(jìn)行初步學(xué)習(xí) 1 什么是化工過程自動(dòng)化 在化工設(shè)備上裝配儀表自動(dòng)裝置 代替操作人員的全部或部分直接勞動(dòng) 使生產(chǎn)在不同程度上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的進(jìn)行 這種管理生產(chǎn)過程的方法 就是化工生產(chǎn)自動(dòng)化 2 化工過程自動(dòng)化的作用 了解 改善勞動(dòng)條件 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 提高生產(chǎn)效率 提高產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量 提高裝置運(yùn)行安全性 保證裝置使用壽命 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 2 二 化工過程自動(dòng)化的分類 簡(jiǎn)單介紹一下 1 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)2 信號(hào)報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)3 自動(dòng)開停車運(yùn)行4 自動(dòng)控制系統(tǒng)其中自動(dòng)控制系統(tǒng)能根據(jù)工藝條件的變化 對(duì)需要保持的重要工藝參數(shù)進(jìn)行理想化得調(diào)節(jié)控制 是化工自動(dòng)化的最重要的組成部分 我們通常說的過程自動(dòng)化就是指自動(dòng)控制系統(tǒng) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 3 重點(diǎn)介紹 自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成 結(jié)合各單元的作用來介紹一下系統(tǒng)的構(gòu)成 通常包含三部分 1 測(cè)量元件及變送器相當(dāng)我們的眼睛 幫助我們了解設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)2 控制器相當(dāng)于大腦的功能 接受測(cè)量信息并對(duì)測(cè)量進(jìn)行比較計(jì)算 并且把計(jì)算結(jié)果送到執(zhí)行器 3 執(zhí)行器手的功能 執(zhí)行指令 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 4 1 測(cè)量元件及變送器 工程上的幾個(gè)概念 一次元件 現(xiàn)場(chǎng)直接與工藝介質(zhì)接觸的用于測(cè)量的機(jī)械元件 比如孔板 一次儀表 現(xiàn)場(chǎng)直接與工藝介質(zhì)接觸的儀表 獨(dú)立完成測(cè)量顯示任務(wù) 如壓力表二次儀表 儀表示值信號(hào)不直接來自工藝介質(zhì) 而是經(jīng)過變送器送來的 測(cè)量?jī)x表按測(cè)量參數(shù)主要分溫度 壓力 液位 流量?jī)x表 結(jié)合實(shí)際圖片 讓大家認(rèn)識(shí)一下焦油加氫裝置區(qū)的一些測(cè)量?jī)x表 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 5 溫度測(cè)量?jī)x表 溫度是表征物體冷熱程度的物理量 溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測(cè)量 溫度是工業(yè)過程中最常見 最基本的參數(shù)之一 物體的任何物理變化和化學(xué)變化都與溫度有關(guān) 溫度一般約占全部過程參數(shù)的50 左右 因此溫度檢測(cè)在工業(yè)生產(chǎn)中占有很重要的地位 常用的溫標(biāo)有 攝氏溫標(biāo) 華氏溫標(biāo) 熱力學(xué)溫標(biāo) K 三種 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 6 常用的幾種溫度儀表 熱電偶 熱電阻 雙金屬溫度計(jì) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 7 常用的幾種溫度儀表 熱電偶 熱電阻 雙金屬溫度計(jì) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 8 雙金屬溫度計(jì) 測(cè)量原理 基于固體受熱膨脹原理 測(cè)量溫度通常是把兩片線膨脹系數(shù)差異相對(duì)很大的金屬片疊焊在一起 構(gòu)成雙金屬片感溫元件當(dāng)溫度變化時(shí) 因雙金屬片的兩種不同材料線膨脹系數(shù)差異相對(duì)很大而產(chǎn)生不同的膨脹和收縮 導(dǎo)致雙金屬片產(chǎn)生彎曲變形 圖中是雙金屬溫度計(jì)原理圖 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 9 右圖是雙金屬溫度計(jì)的一般結(jié)構(gòu) 雙金屬溫度計(jì)的感溫雙金屬元件的形狀有平面螺旋型和直線螺旋型兩大類 其測(cè)溫范圍大致為 80 600 精度等級(jí)通常為1 5級(jí)左右 雙金屬溫度計(jì)抗振性好 讀數(shù)方便 但精度不太高 只能用做一般的工業(yè)用儀表 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 10 常用的幾種溫度儀表 熱電偶 熱電阻 雙金屬溫度計(jì) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 11 熱電偶 測(cè)量原理 熱電偶的測(cè)溫原理基于熱電效應(yīng) 將兩種不同的導(dǎo)體A和B連成閉合回路 當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同時(shí) 回路中將產(chǎn)生熱電勢(shì) 原因是兩熱電極由于材料不同而具有不同的自由電子密度 而熱電極接點(diǎn)接觸面處就產(chǎn)生自由電子的擴(kuò)散現(xiàn)象 當(dāng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí) 在熱電極接點(diǎn)處便產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定電勢(shì)差 通過測(cè)量電勢(shì)差就可以間接的反應(yīng)測(cè)量溫度 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 12 熱電偶的結(jié)構(gòu) 熱電偶是工業(yè)和試驗(yàn)中溫度測(cè)量應(yīng)用最多的器件 它的特點(diǎn)是測(cè)溫范圍寬 可達(dá) 200 1600攝氏度 測(cè)量精度高 性能穩(wěn)定 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 且動(dòng)態(tài)響應(yīng)較好 輸出直接為電信號(hào) 可以遠(yuǎn)傳 便于集中檢測(cè)和自動(dòng)控制 在我們這套裝置中式應(yīng)用最多的測(cè)溫儀表 普通工業(yè)用熱電偶熱電偶通常主要由四部分組成 如圖所示 熱電極 絕緣管 保護(hù)管和接線盒 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 13 熱電偶使用中需要注意的問題 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償常用熱電偶的分度表以及顯示儀表 都是以熱電偶參考端的溫度為0 為先決條件的 但在實(shí)際測(cè)溫過程中 熱電偶的冷端溫度一般不能保持在0 也不易保持恒定 從而給測(cè)量帶來誤差 對(duì)于材質(zhì)價(jià)格較低的熱電偶采用補(bǔ)償導(dǎo)線法 用熱電性質(zhì)與熱電偶相近的材料制成導(dǎo)線 用它將熱電偶的冷端延長(zhǎng)到需要的地方 而且不會(huì)對(duì)熱電偶回路引入超出允許的附加測(cè)溫誤差 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 14 常用的幾種溫度儀表 熱電偶 熱電阻 雙金屬溫度計(jì) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 15 熱電阻 測(cè)量原理 根據(jù)金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的性質(zhì) 將電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào) 從而達(dá)到測(cè)溫的目的 用于制造熱電阻的材料 要求電阻率 電阻溫度系數(shù)要大 熱容量 熱慣性要小 電阻與溫度的關(guān)系最好近于線性 結(jié)構(gòu)圖 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 16 壓力測(cè)量?jī)x表 在工程上將垂直而均勻作用在單位面積上的力稱為壓力 單位 Pa 在壓力測(cè)量中 常有表壓力 絕對(duì)壓力 真空度或負(fù)壓之分 它們的關(guān)系如圖 絕對(duì)壓力 大氣壓 表壓力 絕對(duì)壓力零線 真空度 或負(fù)壓 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 17 壓力測(cè)量?jī)x表 表壓 絕壓 當(dāng)?shù)卮髿鈮赫婵斩?當(dāng)?shù)卮髿鈮?絕壓因?yàn)楣I(yè)設(shè)備或測(cè)量?jī)x表通常都在大氣中 本身承受著大氣壓力 所以工程上通常都用表壓和真空度來衡量壓力的大小 如果不做特殊說明 以后提到的壓力都是指表壓或真空度 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 18 工程上由于地域和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同 常有很多不同壓力單位出現(xiàn) 它們之間的換算關(guān)系就要求大家掌握 1MPa 106Pa1kgf cm2 9 81 104Pa 0 1MPa1MPa 10kgf cm21bar 105Pa 0 1MPa 1kgf cm21mmH2O 9 81Pa1mmHg 13 6mmH2O 133 32Pal托 l 760標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 133 32Pa 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 19 常用的壓力儀表 壓力變送器 壓力表 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 20 常用的壓力儀表 壓力變送器 壓力表 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 21 現(xiàn)場(chǎng)壓力表 工業(yè)上的壓力儀表有很多種 下面介紹一下最常見的彈性式壓力測(cè)量?jī)x表 測(cè)量原理 它是利用各種彈性元件 在受壓力的條件下發(fā)生的彈性機(jī)械變形來測(cè)量的 彈性元件常用的有彈簧管 膜盒 波紋管 最常見的是彈簧管壓力表 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 22 彈簧管壓力表 彈簧管壓力表結(jié)構(gòu) 主要彈性元件是一個(gè)弧度270度的空心彈簧管 其它的部件如圖 1彈簧管 2連 3扇形齒輪 4中心齒輪 5指針 6表盤 7游絲8調(diào)整螺釘 9接頭 彈簧管壓力表測(cè)量范圍較寬 負(fù)壓 微壓 低壓 中壓和高壓都可測(cè)量 且精度最高可達(dá)到0 15級(jí) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 23 常用的壓力儀表 壓力變送器 壓力表 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 24 壓力變送器 壓力變送器是把現(xiàn)場(chǎng)壓力送到控制室的電氣式壓力儀表 它檢測(cè)出現(xiàn)場(chǎng)壓力數(shù)值后 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號(hào)送到控制室用以顯示 記錄 控制 電氣式壓力變送器有很多型式 電阻式 電感式 電容式 壓阻式 壓電式 應(yīng)變式 振頻式 霍爾式 電容式壓力變送器現(xiàn)在比較常用的 下面介紹一下它的原理 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 25 工作原理 位于傳感器中心的測(cè)量膜片是恒彈性元件 介質(zhì)壓力通過隔離膜片和灌充油傳遞給中心測(cè)量膜片使之變形 位移 其位移量與兩側(cè)壓差成正比 位移量由傳感器兩側(cè)的電容極板檢測(cè) 經(jīng)電子電路轉(zhuǎn)換成與被測(cè)壓力 差壓成線性關(guān)系的二線制 4 20 mADC信號(hào)輸出 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 26 壓力變送器的應(yīng)用 當(dāng)今時(shí)代各行業(yè)應(yīng)用的壓力變送器 其測(cè)量范圍很寬 從幾十帕的微壓到上百兆帕都可以測(cè)量 并且可以測(cè)量差壓 作為差壓式的液位計(jì)和流量計(jì)的使用 可以滿足各種苛刻工況的要求 能達(dá)到很好的防爆標(biāo)準(zhǔn) 且精度很高 很多品牌的壓力變送器精度可達(dá)千分之一 比較先進(jìn)的智能壓力變送器 有專用的通訊協(xié)議 使用通訊器可進(jìn)行在線組態(tài) 并且有故障自診斷功能 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 27 液位儀表 雙法蘭 浮筒液位計(jì) 直讀玻璃板液位計(jì) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 28 液位的定義 首先說一下 物位 物位 一詞統(tǒng)指設(shè)備和容器中液體或固體物料的表面位置 對(duì)應(yīng)不同性質(zhì)的物料又有以下的定義 1 液位指設(shè)備和容器中液體介質(zhì)表面的高低 2 料位指設(shè)備和容器中所儲(chǔ)存的塊狀 顆?；蚍勰罟腆w物料的堆積高度 3 界位指相界面位置 容器中兩種互不相溶的液體 因其重度不同而形成分界面 為液 液相界面 容器中互不相溶的液體和固體之間的分界面 為液 固相界面 液 液 液 固相界面的位置簡(jiǎn)稱界位 物位是液位 料位 界位的總稱 對(duì)物位進(jìn)行測(cè)量的儀表稱物位檢測(cè)儀表 下面介紹一下液體測(cè)量方面應(yīng)用較多的儀表 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 29 直讀式現(xiàn)場(chǎng)液位儀表 直讀是現(xiàn)場(chǎng)液位儀表業(yè)有很多種 用的多的有玻璃板液位計(jì) 磁翻板液位計(jì) 玻璃板液位計(jì)是基于連通器原理工作的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單 只要與容器內(nèi)部介質(zhì)相連就可以 磁翻板液位計(jì)是在連通器內(nèi)加一個(gè)磁浮漂與翻板內(nèi)磁力耦合 原理圖 液體 直讀液位計(jì) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 30 液位儀表 雙法蘭 浮筒液位計(jì) 直讀磁翻板液位計(jì) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 31 液位變送器 浮力式液位計(jì)依據(jù)阿基米德浮力定律原理設(shè)計(jì)而成的液位測(cè)量?jī)x表 漂浮于液面上的浮子或浸沒在液體中的浮筒 在液位發(fā)生變化時(shí)其浮力發(fā)生相應(yīng)的變化 這類液位檢測(cè)儀表有浮子式 浮球式 浮筒式 浮筒式液位計(jì)不但能測(cè)量液位 還可以應(yīng)用于界位的測(cè)量 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 32 浮筒液位計(jì)的結(jié)構(gòu) 當(dāng)液位發(fā)生變化時(shí) 浮筒產(chǎn)生的位移量 即彈簧變形程度 與液位高度成正比 檢測(cè)彈簧變形有很多轉(zhuǎn)換方法 常用的有差動(dòng)變壓器式 扭力矩力平衡式等 在浮筒的連桿上安裝一鐵心 并隨浮筒一起上下移動(dòng) 通過差動(dòng)變壓器使輸出電壓與位移成正比關(guān)系 也可將浮筒所收到的浮力通過扭力管達(dá)到力矩平衡 把浮筒的位移量變成扭力矩的角位移 進(jìn)一步用其他轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換為電信號(hào) 構(gòu)成一個(gè)完整的液位計(jì) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 33 壓力式液位變送器 工作原理 壓力式液位計(jì)是根據(jù)液體在容器內(nèi)的液位與液柱高度產(chǎn)生的靜壓力成正比的原理進(jìn)行工作的 將壓力計(jì)與容器底部相連 根據(jù)流體靜力學(xué)原理 所測(cè)壓力與液位的關(guān)系為 P gh如果是密閉容器 可以用雙法蘭液位計(jì) 通過測(cè)量差壓換算成液位 所用到的壓力變送器在前面已經(jīng)介紹過了 不再重復(fù) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 34 幾種常見的流量?jī)x表 孔板電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 35 流量的測(cè)量 流量在單位時(shí)間內(nèi)通過管道或設(shè)備中某一通道截面的流動(dòng)介質(zhì)的數(shù)量 流量按體積計(jì)算的叫體積流量或容積流量 用Q表示 流量按質(zhì)量計(jì)算的叫質(zhì)量流量 用M表示 Q VAM QV 流體的平均流速A 管道的橫截面積 流體的密度g 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 36 幾種常見的流量?jī)x表 孔板電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 37 節(jié)流式流量檢測(cè)儀表 節(jié)流式流量計(jì)基本原理 充滿管道的流體 當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí) 如圖 流速將在節(jié)流件處形成局部收縮 因而流速增加 靜壓力降低 于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差 流體流量愈大 產(chǎn)生的壓差愈大 這樣可依據(jù)壓差來衡量流量的大小 這種測(cè)量方法是以流動(dòng)連續(xù)性方程 質(zhì)量守恒定律 和伯努利方程 能量守恒定律 為基礎(chǔ)的 壓差的大小不僅與流量還與其他許多因素有關(guān) 例如當(dāng)節(jié)流裝置形式或管道內(nèi)流體的物理性質(zhì) 密度 粘度 不同時(shí) 在同樣大小的流量下產(chǎn)生的壓差也是不同的 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 38 節(jié)流式流量計(jì)的構(gòu)成 節(jié)流式流量計(jì)主要由節(jié)流裝置 信號(hào)管路 差壓變送器組成 節(jié)流裝置將被測(cè)流體的流量轉(zhuǎn)換成差壓信號(hào) 信號(hào)管路把差壓信號(hào)傳輸?shù)讲顗鹤兯推骰虿顗河?jì) 差壓計(jì)對(duì)差壓信號(hào)進(jìn)行測(cè)量并顯示出來 差壓變送器將差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為與流量相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)或氣信號(hào) 通過顯示儀表進(jìn)行顯示 記錄與控制 差壓變送器的工作原理在前面已經(jīng)闡述 1節(jié)流元件2導(dǎo)壓管3排放閥4平衡法5差壓變送器 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 39 幾種常見的流量?jī)x表 電磁流量計(jì) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 40 電磁流量計(jì) 電磁流量計(jì)原理 電磁流量計(jì)是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表 即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng) 與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì) 根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小來測(cè)量流量 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 41 容積式流量計(jì) 這種流量計(jì)的殼體內(nèi)裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)子 直接或間接地相互嚙合 在流量計(jì)進(jìn)口與出口之間的壓差作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng) 通過齒輪的旋轉(zhuǎn) 不斷地將充滿在齒輪與殼體之間的 計(jì)量空間 中的流體排出 通過測(cè)量齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù) 可得到通過流量計(jì)的流體量 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 42 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 43 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 金屬浮子流量計(jì) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 44 轉(zhuǎn)子流量計(jì) 金屬浮子流量計(jì) 結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)由兩個(gè)部件組成 一是從下向上逐漸擴(kuò)大的錐形管 另一件是置于錐形管中且可以沿管的中心線上下自由移動(dòng)的轉(zhuǎn)子 測(cè)量原理 被測(cè)流體從錐形管下端流入 流體的流動(dòng)沖擊著轉(zhuǎn)子 并對(duì)它產(chǎn)生一個(gè)作用力 這個(gè)力的大小隨流量大小而變化 當(dāng)流量足夠大時(shí) 所產(chǎn)生的作用力將轉(zhuǎn)子托起 并使之升高 當(dāng)被測(cè)流體流動(dòng)時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子的作用力 正好等于轉(zhuǎn)子在流體中的重量時(shí) 稱為顯示重量 轉(zhuǎn)子受力處于平衡狀態(tài)而停留在某一高度 觀測(cè)轉(zhuǎn)子在錐形管中的位置高度 就可以求得相應(yīng)的流量值 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 45 衡量測(cè)量?jī)x表性能的參數(shù) 以上介紹的幾種儀表都是測(cè)量?jī)x表 那怎樣衡量一塊儀表的好壞呢 通常一塊儀表有這些重要參數(shù) 1 量程儀表測(cè)量被測(cè)參數(shù)的最高值和最低值 分別稱為儀表測(cè)量的范圍的上限和下限 測(cè)量范圍的上限值和下限值的代數(shù)差即為儀表的量程 2 絕對(duì)誤差儀表的指示值與被測(cè)量的真值之間的代數(shù)差稱為儀表的絕對(duì)誤差 3 引用誤差儀表的絕對(duì)誤差與儀表量程的比值 稱為引用誤差 常用百分?jǐn)?shù)表示 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 46 衡量測(cè)量?jī)x表性能的參數(shù) 4 精度等級(jí)儀表在出廠檢驗(yàn)時(shí) 其示值的最大引用誤差不能超過規(guī)定的允許值 此值稱為允許引用誤差 并規(guī)定允許引用誤差去掉 號(hào)后的數(shù)字來表示精度等級(jí) 5 分辨率是指儀表示值發(fā)生變化的最小輸入變化值 6 變差是當(dāng)輸入量上升和下降時(shí) 對(duì)同一輸入值的儀表兩相應(yīng)輸出示值之間的代數(shù)差 7 漂移保持儀表輸入量不變時(shí) 輸出示值隨時(shí)間或溫度的改變而緩慢變化稱為漂移 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 47 控制儀表 小型的氣動(dòng) 電動(dòng)控制器 分為擅長(zhǎng)開關(guān)量邏輯控制的控制器 PLC 基于微處理器4C技術(shù)的集散系統(tǒng) DCS 基于總線通訊技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) FCS 我們這套工藝有一套集散控制系統(tǒng) 并且會(huì)有若干的小型的PLC 控制儀表的主要作用就是接受現(xiàn)場(chǎng)變送器送來的介質(zhì)工況數(shù)據(jù) 再按設(shè)計(jì)的控制算法進(jìn)行計(jì)算后 給現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)閥一個(gè)對(duì)應(yīng)的控制信號(hào) 使工藝參數(shù)能到達(dá)理想的狀態(tài) 同時(shí)可以把這些接受與送出的信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的顯示 記錄 報(bào)警等處理 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 48 DCS介紹 DCS DistributedControlSystem 集散控制系統(tǒng) 也有的稱為分布式控制系統(tǒng) DCS是計(jì)算機(jī)技術(shù) 控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物 能實(shí)現(xiàn)分散控制 集中管理 特點(diǎn) 有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制算式先進(jìn) 精度高 響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn) 又有儀表控制系統(tǒng)安全可靠 維護(hù)方便的要求 基本軟 硬件組成 1 面向現(xiàn)場(chǎng)的控制站 硬件包括 機(jī)柜 電源模塊 控制器 I O通道模塊 1 控制器由CPU 數(shù)據(jù)輸入輸出通道 存儲(chǔ)器組成 負(fù)責(zé)過程數(shù)據(jù)的處理 傳送工作 I O通道模塊負(fù)責(zé)采集 轉(zhuǎn)換 傳遞現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及控制的各種信號(hào) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 49 軟件功能組成 1 將工廠過程數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并數(shù)字化 形成對(duì)應(yīng)過程點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí) 2 可完成各種方式的控制方案 具備基本的算術(shù)運(yùn)算及工廠過程復(fù)雜運(yùn)算方法 3 通過網(wǎng)絡(luò)將控制站與操作站進(jìn)行實(shí)時(shí)信息通訊 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 50 DCS控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和硬件構(gòu)成 外部信息網(wǎng) 操作站 過程控制網(wǎng)絡(luò) I O單元 機(jī)柜 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 51 2操作員站 硬件 操作臺(tái) 主機(jī)及顯示器軟件功能 顯示全部的過程變量及有關(guān)參數(shù)操作所有控制回路的參數(shù) 如改變?cè)O(shè)定點(diǎn) 工作方式 回路輸出 調(diào)整PID參數(shù)等報(bào)警顯示過程流程圖顯示趨勢(shì)顯示 實(shí)時(shí)的和歷史的 報(bào)告和報(bào)表系統(tǒng)診斷報(bào)告 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 52 DCS控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和硬件構(gòu)成 外部信息網(wǎng) 操作站 過程控制網(wǎng)絡(luò) I O單元 機(jī)柜 53 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 3連接各站點(diǎn)的信息網(wǎng)絡(luò) 硬件 網(wǎng)絡(luò)接口 交換機(jī) 網(wǎng)線 DCS系統(tǒng)主要的網(wǎng)絡(luò) 1 外部信息網(wǎng)以太網(wǎng) 管理層信息 歷史數(shù)據(jù)的保存等2 過程控制網(wǎng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通訊網(wǎng)絡(luò) 負(fù)責(zé)控制站與操作站間的實(shí)時(shí)通訊 拓?fù)湫问酵ǔＳ锌偩€結(jié)構(gòu) 星型結(jié)構(gòu) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 54 DCS控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和硬件構(gòu)成 外部信息網(wǎng) 操作站 過程控制網(wǎng)絡(luò) I O單元 機(jī)柜 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 55 4工程師站硬件 通常是筆記本電腦軟件功能 工程功能的全部組態(tài) 簡(jiǎn)單列舉幾個(gè) 1測(cè)量點(diǎn)及控制點(diǎn)的位號(hào) 量程 報(bào)警設(shè)置等 2流程圖的建立3控制方案的組建設(shè)定4報(bào)表輸出的建立5操作修改權(quán)限設(shè)定 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 56 機(jī)柜操作臺(tái) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 57 機(jī)柜操作臺(tái) 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 58 執(zhí)行器 控制閥 執(zhí)行器起著十分重要的作用 是自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中不可缺少的組成部分 執(zhí)行器的作用是接受調(diào)節(jié)器送來的控制信號(hào) 自動(dòng)的改變操縱量 達(dá)到對(duì)被調(diào)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的 按動(dòng)力源種類可分為電動(dòng) 氣動(dòng) 液動(dòng)執(zhí)行器 我們裝置區(qū)的執(zhí)行器基本都是氣動(dòng)執(zhí)行器 也就是通常說的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 59 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)切斷閥 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 60 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)切斷閥 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 61 調(diào)節(jié)閥工作原理及結(jié)構(gòu) 如圖是常見的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥 來自調(diào)節(jié)器的氣壓信號(hào)進(jìn)入膜室后轉(zhuǎn)換成推力 通過推桿推動(dòng)閥門 調(diào)節(jié)被控對(duì)象中的流量 調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)分為上部執(zhí)行機(jī)構(gòu)與下部與介質(zhì)接觸的閥門本體組成 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 62 過程控制的實(shí)現(xiàn) 介紹了測(cè)量?jī)x表 有顯示功能的控制儀表 執(zhí)行器 那么工藝過程中是怎樣通過這些儀表實(shí)現(xiàn)控制的呢 首先需要了解這個(gè)概念 閉環(huán)控制就是反饋控制系統(tǒng) 由檢測(cè)變送單元作為反饋信號(hào)構(gòu)成一個(gè)閉合回路 所以稱為閉環(huán)控制系統(tǒng) 過程控制采用的就是閉環(huán)控制系統(tǒng) 以下是一個(gè)簡(jiǎn)單控制回路的構(gòu)成框圖 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 63 給定值 被控變量的目標(biāo)值 我們希望達(dá)到的理想值 偏差 被控變量與實(shí)際值之差 干擾 作用與對(duì)象并能一起被控變量變化的因素 可以看出 一個(gè)簡(jiǎn)單的控制回路就是由一個(gè)測(cè)量變送器 一個(gè)控制器 一個(gè)執(zhí)行器 調(diào)節(jié)閥 和一個(gè)被控對(duì)象組成的有負(fù)反饋閉環(huán)回路 只要了解了單回路的構(gòu)成 就很容易學(xué)習(xí)其他復(fù)雜回路的控制原理 因?yàn)閺?fù)雜回路都是又簡(jiǎn)單回路構(gòu)成的 儀表基礎(chǔ)培訓(xùn) 64 分程控制 分程控制是一種特殊的單回路 它的控制特點(diǎn)是整個(gè)回路只有一個(gè)控制器 它輸出的調(diào)節(jié)信號(hào)被分成若干段后 由兩個(gè)或多于兩個(gè)的執(zhí)行器 調(diào)節(jié)閥 來分段執(zhí)行 從而達(dá)到預(yù)期的控制目的 應(yīng)用場(chǎng)合 1 擴(kuò)大控制閥的可調(diào)范圍2 控制