化學反應參數(shù)檢測與控制

釜式反應器操作參數(shù)的檢測與控制攪拌釜式反應器主要適用常壓或低壓、以液相為主的反應。釜式反應器操作參數(shù)：如溫度、濃度、反應時間等。溫度的檢測與控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、確保安全生產(chǎn)的重要手段。問題1：檢測儀表有哪些分類方法？問題2：檢測儀表的精確度和靈敏度分別代表了什么？問題3：檢測儀表的構成有哪幾部分？CompanyLogo1/常見溫度檢測儀表種類及應用2/自動控制系統(tǒng)組成3/控制器及控制規(guī)律4/執(zhí)行器5/溫度自動控制方案CompanyLogo1常見溫度檢測儀表種類及應用問題：測溫儀表的分類有哪些？液體膨脹式溫度計

酒精式水銀式

CompanyLogo液體膨脹式溫度計的工作液

工作介質(zhì)膨脹系數(shù)C-1測溫范圍0C水銀0.00018-30—550乙醇0.00105-46—150甘油0.000520—175煤油

-30---150CompanyLogo光學高溫計高溫物體表面3000℃溫度計CompanyLogo雙金屬溫度計CompanyLogo雙金屬溫度計ABABt0t>t0CompanyLogo壓力式溫度計CompanyLogo參數(shù)特性氣體壓力式溫度計蒸氣壓力式溫度計液體壓力式溫度計工作介質(zhì)氫氣、氮氣等丙酮、乙醚、氯甲烷等水銀、甲苯、甲醇、甘油等測溫范圍-100~+500℃-20~+500℃-50~+500℃CompanyLogoCompanyLogo熱電偶測量溫度計CompanyLogo普通熱電偶的結構接線盒保護管冷端絕緣子電極（熱端）CompanyLogo常用熱電偶及主要性能

CompanyLogo熱電偶使用補償導線圖接線tt01mV+-t01t0t0鎳鉻-鎳硅銅-康銅CompanyLogo補償導線CompanyLogoCompanyLogo熱電偶的測溫場合與特點高溫測量，用于溫度較高的場合測量的誤差較多，需要經(jīng)常校驗安裝時需要補償導線，較為復雜。CompanyLogo

熱電阻在低溫區(qū)使用熱電偶電勢小，又不易得到完全補償，可使用熱電阻。工業(yè)常用熱電阻：銅電阻，測溫范圍-50～150℃。鉑電阻，測溫范圍-200～650℃

CompanyLogo各種帶有變送器的熱電阻CompanyLogo熱電阻的結構與形狀銅電阻鉑電阻鉑絲銀導線鉚釘彈簧夾骨架、云母片絕緣骨架絕緣片銅導線CompanyLogo工業(yè)常用熱電阻性能比較

CompanyLogo常用溫度檢測儀表CompanyLogo溫度變送器變送器：以24VDC為能源，以4～20mADC為統(tǒng)一標準信號，其作用是將來自熱電偶或熱電阻或者其它儀表的熱電勢、熱電阻阻值或直流毫伏信號，對應的轉(zhuǎn)換成4～20mADC電流（或1～5VDC電壓）。再送給其它單元進行指示、記錄或控制，以實現(xiàn)對溫度（溫差）變量的顯示、記錄或自動控制。溫度變送器的種類很多，變送器通常與熱電偶、熱電阻組合在一起。CompanyLogo常用溫度顯示儀表顯示儀表直接接受檢測儀表、變送器或傳感器送來的信號，經(jīng)測量電路和顯示裝置，對被測變量予以指示、記錄，以字、符、數(shù)、圖象顯示。顯示儀表可分為模擬式、數(shù)字式和圖象式三大類。CompanyLogoCompanyLogo數(shù)字式智能顯示CompanyLogo圖示儀2003。9。2009：25：18OC3MH315.005.0m0追憶功能翻頁時標CompanyLogo測溫儀表的選擇要求：1、工藝要求，被測介質(zhì)的溫度是否需要指示、記錄和自動控制；2、儀表的測溫范圍、精度、穩(wěn)定性、變差及靈敏度；3、儀表的防腐蝕性、防爆性及連續(xù)使用的期限；4、測溫元件的體積大小及互換性；5、被測介質(zhì)和環(huán)境條件對測溫元件是否有損害；6、儀表的反應時間；7、儀表使用是否方便、安裝維護是否容易。CompanyLogo思考：測溫儀表的安裝要求有哪些？CompanyLogo

2自動控制系統(tǒng)組成以大家熟悉的液位控制說明自動控制過程可見，自動控制系統(tǒng)與人工控制的對應關系：

眼大腦手↓↓↓檢測、變送器控制器執(zhí)行器（閥）CompanyLogo自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成控制器執(zhí)行器被控對象

+檢測儀表或變送器zxe=x-z-pqy擾動設定值控制器輸出操縱變量被控變量偏差測量值f自動化系統(tǒng)工藝對象CompanyLogo被控變量y——指需要控制的工藝變量。設定值x——工藝上被調(diào)參數(shù)的期望值。偏差e——被控變量的測量值與給定值之差。干擾f——引起被調(diào)參數(shù)偏離給定值的一切因素。操縱變量q——用來克服擾動對被控變量的影響，實現(xiàn)控制作用的參數(shù)。CompanyLogo被控對象：指需要控制的設備或裝置。檢測元件和變送器：將被測變量轉(zhuǎn)換成規(guī)定信號送給控制器（或遠傳顯示儀表（或計算機系統(tǒng)）進行顯示）處理。輸出信號為國際統(tǒng)一標準信號4～20mADC電流(或20～100kPa氣壓)。比較機構：是將設定值與測量值進行比較并產(chǎn)生偏差。控制器：依據(jù)偏差、按預定的控制規(guī)律實施控制。有內(nèi)-外設定；正反作用之分。執(zhí)行器：也叫操縱器，執(zhí)行控制器的信號、相應調(diào)節(jié)操縱變量。CompanyLogo

3控制器及控制規(guī)律

控制器：檢測變送儀表將被控變量轉(zhuǎn)換成測量信號后，除了送至顯示儀表進行指示和記錄以外，更重要的是要送至控制器，在控制器內(nèi)與設定值進行比較后得出偏差，然后由控制器按照預定的控制規(guī)律對偏差進行運算，輸出控制信號，操縱執(zhí)行機構動作，使被控變量達到預期要求，最終實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。經(jīng)常使用電動控制器、數(shù)字控制器控制規(guī)律控制規(guī)律：是指控制器的輸出信號與輸入信號之間隨時間變化的規(guī)律。被控變量能否回到設定值位置，以何種途徑、經(jīng)多長時間回到設定值位置，很大程度上取決于控制器的控制規(guī)律?；究刂埔?guī)律有四種，即雙位控制規(guī)律、比例（P）控制規(guī)律、積分（I）控制規(guī)律和微分（D）控制規(guī)律?；究刂埔?guī)律有的可以單獨使用，有的需要組合使用。如：雙位控制、比例控制、比例－積分（PI）控制、比例－微分（PD）控制、比例－積分－微分（PID）控制。CompanyLogo雙位控制規(guī)律的特點？比例控制規(guī)律的特點？比例積分控制規(guī)律的特點？比例微分控制規(guī)律的特點？比例積分微分控制規(guī)律的特點？CompanyLogo名稱控制的依據(jù)關系規(guī)律的作用比例P偏差的大小迅速、及時克服偏差，粗調(diào)；有余差存在。積分I偏差對時間的累積精調(diào)，消除余差。但有一個累積過程，響應較緩慢。微分D偏差變化的速度、趨勢。超前調(diào)節(jié)，克服滯后；與偏差無關，響應快速，易引起振蕩。對固定偏差無動作，不能單獨使用比例、積分、微分三作用小結表控制規(guī)律選擇

控制規(guī)律選擇參考表變量流量壓力液位溫度控制規(guī)律PIPIP、PIPIDCompanyLogo4執(zhí)行器作用：用來執(zhí)行控制器下達命令的儀表，以改變操縱變量實現(xiàn)對工藝變量的控制作用。執(zhí)行器按其使用的能源，可以分為氣動執(zhí)行器、電動執(zhí)行器和液動執(zhí)行器三大類。應用最多的是氣動執(zhí)行器。氣動執(zhí)行器習慣上稱為氣動調(diào)節(jié)閥，它以純凈的壓縮空氣作為動力，具有結構簡單、動作平穩(wěn)可靠、輸出推力較大、維修方便、防火防爆等特點，廣泛應用于石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)的過程控制中。氣動執(zhí)行器由執(zhí)行機構和調(diào)節(jié)機構兩部分組成。執(zhí)行機構是執(zhí)行器的推動裝置，它根據(jù)控制信號的大小產(chǎn)生相應的推力，推動調(diào)節(jié)機構動作。調(diào)節(jié)機構是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分，它直接與被控介質(zhì)接觸，以控制介質(zhì)的流量。CompanyLogo調(diào)節(jié)閥的類型類型特點適用直通單座閥結構簡單，價格低廉，全關時的泄漏量小。但因為閥座前后有壓力差的作用，使得閥芯不易平衡，尤其是高壓差大口徑時的閥芯穩(wěn)定性很差適用于低差壓的場合直通雙座閥不平衡力小，閥芯的穩(wěn)定性好，動作較靈敏，閥的口徑可以做得較大，但由于加工裝配等原因，很難使兩個閥芯同時關閉，因此全關時的泄漏量較大。應用很普遍角型閥流路簡單，阻力小，易于清洗，閥體內(nèi)不易積存污物特別適合于高粘度以及含有懸浮顆粒介質(zhì)的控制三通閥三個出入口與管道相連，分為分流式和合流式兩種一般用于代替兩個直通閥，對熱交換器等裝置的旁路進行控制。CompanyLogo蝶形閥適用于低壓差，大流量的氣體控制；也可用于含少量懸浮物及纖維或粘度不高的液體控制，但泄漏量大。隔膜閥流路簡單，幾乎無泄漏適合于腐蝕性介質(zhì)的控制，也可用于控制有毒介質(zhì)、易燃易爆介質(zhì)、貴重介質(zhì)以及真空場合等?；\式閥籠式閥的可調(diào)比（調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量與最小流量之比）大，不平衡力小，振動小，結構簡單，套筒的互換性好，更換不同的套筒即可得到不同的流量特性，部件所受的汽蝕也小，是一種性能優(yōu)良的調(diào)節(jié)閥，特別適用于差壓較大以及需要降低噪音的場合。但使用中要求流體潔凈，不能含有固體顆粒。凸輪撓曲閥可調(diào)比大（可達50比1或100比1），使用溫度范圍寬（－195～＋400℃），對流體的阻力小，密封性能好，體積小，重量輕，價格低。適用于粘度大的介質(zhì)及一般場合。球閥“O”形閥芯的球閥，它一般用于雙位式控制的切斷場合；“V”形閥芯的球閥一般用于流量特性近似等百分比的控制系統(tǒng)。CompanyLogo結構型式的選擇首先要考慮工藝條件，如介質(zhì)的壓力、溫度、流量等；其次考慮介質(zhì)的性質(zhì)，如粘度、腐蝕性、毒性、狀態(tài)、潔凈程度；還要考慮系統(tǒng)的要求，如可調(diào)比、噪聲、泄漏量等。例如：當閥前后壓差較小，要求泄漏量小時，可選用直通單座閥；當閥前后壓差大，且允許有較大的泄漏量時，宜選用直通雙座閥；對于高粘度、含有懸浮物或壓力較高的介質(zhì)，最好選用角型閥；腐蝕性強的介質(zhì)要用隔膜閥；要求低噪聲時應選籠式閥；對于低壓大流量大口徑管道可用蝶形閥等等。一般情況下優(yōu)先選用直通單座閥、直通雙座閥和籠式閥。CompanyLogo電動控制閥CompanyLogo三通閥蝶閥CompanyLogo氣動蝶閥CompanyLogo調(diào)節(jié)閥的工作方式1、氣開式：有氣則開，無氣（≤20kPa）則關2、氣關式：有氣則關，無氣（≤20kPa）則開CompanyLogo正作用式氣動薄膜調(diào)節(jié)閥外形正作用氣關式CompanyLogo反作用式氣動薄膜調(diào)節(jié)閥結構原理反作用氣開式O型環(huán)CompanyLogo四種組合

正作用反作用反作用氣關式氣關式氣開式氣開式反作用正作用正作用CompanyLogo氣開/氣關型式的選擇主要是考慮生產(chǎn)的安全。當信號壓力中斷時，應避免損壞設備和傷害人員。例如：控制加熱爐的燃氣流量時，一般應選用氣開式。當控制器出現(xiàn)故障或執(zhí)行器供氣中斷時，氣開式的閥門會全關，停止燃氣供應，可避免爐溫繼續(xù)升高而導致事故。再如：對于易結晶的流體介質(zhì)，應選用氣關式，當出現(xiàn)意外時，氣關式的閥門全開；若選用氣開式，則閥門全關，就會使得管道內(nèi)的介質(zhì)結晶，導致不良后果。CompanyLogo調(diào)節(jié)閥的流量特性

類型特點適用快開型閥芯行程達到閥座口徑的四分之一時，流量就已經(jīng)達到最大，再開也不會改變流量了多用于雙位控制或程序控制等直線型相對流量與相對開度成直線關系小開度時控制作用太強，容易引起振蕩；在大開度時控制作用太弱，調(diào)節(jié)緩慢，不夠及時不利于負荷變化大的對象控制等百分比型（對數(shù)型）在行程變化相同的數(shù)值情況下，流量小時，流量變化量小，調(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和；流量大時，調(diào)節(jié)靈敏有效。一般選擇等百分比（對數(shù)）型調(diào)節(jié)閥比較有把