二次仪表安装和调试

一、基 本 概 念
18、冷端温度补偿：热电偶是将两种不同材质金 属两端分别连接起来，便在回路中产生一个与被 测温度成正比的电动势，从而在回路中产生一定 大小电流而测出被测介质的温度。热电偶所产生 的热电势只与两种金属材质和冷热两端的温差有 关。所以在热端温度固定的情况下，冷端温度便 决定热电势的大小，从而影响了被测介质温度的 大小。这就存在一个冷端温度补偿问题。
⑿频率发生器
⒀100V兆欧表
⒁接地电阻测试仪
⒂气动仪表校验仪
⒃手持终端。
一、基 本 概 念
2.多功能便携式校验仪（福禄克） 这类仪表的主要特点是集数字多用表和标准电压 电流源的功能 于一体，可兼作标准测量仪表，标 准被检定仪表的输出信号，又可作为标准信号源， 输出标准电压、电流、频率或电阻信号到被检测 仪表。这类仪表配上压力模块，可以输出标准气 动压力信号，这样前面介绍的分散式标准表的功 能都集中于一体了。
一、基 本 概 念
热电偶冷端温度补偿一般采用补偿导线法，冷端温度 校正法，实验室冰浴法和补偿电桥法（通常用温度系 数大的铜电阻）。
实例：某支热电偶在工作时冷端温度t0=30℃。测 得的热电势E（T，t0）=39.17mv，求被测介质实际 温度。
答：由分度表查得E（30°，0°）=1.2mv。 则： E（T，0°）=E（T，30°）+E（30°，0°） =39.17+1.20=40.37mv 查分度号表得 被测介质实 际温度为977℃。
变差=Δmax/量程×100% 变差产生的主要原因是仪表传动机构的间隙，运动 件的摩檫等。随着电子技术的不断发展，许多仪表全电 子化了，模拟仪表改为数字仪表。DCS的出现，已无可 动部件，所以变差这个指标显得不再重要了。
一、基 本 概 念
13、灵敏度：是指仪表对被测参数变化的灵敏程度， 即输出变化增量ΔL对输入变化增量Δx的比值。 S=ΔL/ΔX。灵敏度过低容易造成滞后，过高又容易 出现指示振荡现象，所以灵敏度应保持适当的量。
一、基 本 概 念
I/O输入/出板、 A/D、D/A转换器，内总线电源 和通讯接口组成，可控制多个回路，具有强大运 算和控制功能，可自动完成回路控制任务，实现 分散控制。 现场监测站（数据采集系统）主要是采集非控制 变量以进行数据处理，并将采集过程信息经高速 数据通讯送到上位计算机。 ③通讯部分又叫高速数据通道，是实现分散控制
一、基 本 概 念
11、仪表精度：是指仪表测量值接近标准值（理论值） 的准确程度，通常用相对百分误差来表示：即： δ=（被测参数测量值X1—被测参数标准X0）/仪表测量 范围×100% 最大相对百分误差去掉正负号和百分号 即为仪表精度等级。国家统一规定的仪表精度等级有： 0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.35，0.5，1.0，1.5， 2.5，4级。
一、基 本 概 念
压室取压口与容器零位等高且无隔离液时，无迁 移。
零点迁移是通过改变迁移弹簧从而改变变送器的 零点，即同时改变量程的上下限来实现的，但量 程的大小不变。
由于差压的差压很小，所以必须进行零点迁移， 以免造成较大的测量误差，但对于双法兰液位变 送器来说，由于正负压室相互抵消，不存在迁移 问题。
一、基 本 概 念
23.标准热电阻分度号及性能 ①铂电阻：Pt10 Pt50 Pt100
测温范围-200—850℃ 温度为0时，阻值分别为10、50、100欧姆。 ②铜电阻：Cu50 Cu100 测温范围：-50—150℃ ③镍电阻：Ni100 Ni300 Ni500 测温范围：-60—180℃
二次仪表安装和调试
讲义
主讲人：
刘小虎
一、基 本 概 念
1、自动化仪表工程概述：自动化仪表工程的主 要任务是对工艺过程的参数实施测量和控制。 它是根据设计要求完成仪表与仪表、工艺设备 及工艺管道之间、现场仪表与中央控制室之间 的种种连接，从而组成控制回路或检测系统。 这种连接可以用管道连接，也可以用电缆电线 连接。
一、基 本 概 念
19、热电偶分度号共7种标准：
①S：铂铑10—铂，测量范围0—600℃
②B：铂铑90—铂铑6 600—1700℃
③K：镍铬—镍硅
0—1300℃
④J：铁—康铜
-40—750℃
⑤R：铂铑13—铂 ⑥E：镍铬—康铜
600—1600℃ -40—900℃
⑦T：铜—康铜
一、基 本 概 念
和集中管理的关键。其连接DCS操作站，工程师 站，上位计算机，控制站和和监测站 各部分，完 成数据、指令及其它信息的传递。
④现场仪表：以上三部分称为集散控制系统。再 加上现场仪表，才构成真正意义上的DCS系统。 只有现场仪表与集散控制系统紧密配合，DCS才 能真正发挥作用。
22、常用的DCS厂家及型号

表压=绝压—大气压
一、基 本 概 念
17、零点迁移：一般是指用差压变送器测量液位 时，由于差变的安装高度的不同导致变送器的正 负压室在容器液位为零液位时，就在导压管内存 在一段液位，从而导致变送器输出大于或小于 4mA 。尤其是测量密闭容器液位加时隔离罐的 情况下，正负压室分别装有密度大于被测介质密 度的介质，这时负压室的压力大于正压室的压力， 需要负迁移。当变送器在容器液位为零时，正压 室压力大于负压室压力时，需要正迁移，当变送 器正
一、基 本 概 念
21、DCS简介 DCS是分散控制系统（Distributed
control system）的简称，习惯称为集散控制 系统。是集计算机技术，控制技术，通讯技术和 CRT技术为一体的综合性高技术产品。DCS通过 操作站对整个工艺过程进行集中监视，操作，管 理；通过控制站对工艺过程各部分参数进行分散 控制。DCS以可靠性、灵活性、人机界面友好性 和通讯方便等特点日益被广泛应用。
一、基 本 概 念
4、仪表工程目前采用的规范： 《自动化仪表安装工程施工验收规范 GB50093—2002》,原GBJ-93-86作废。 《自动化仪表安装工程质量检验评定标准 GB50131—2007》，原GBJ131-90作废。 5、一次仪表：指安装在现场且直接与工艺介质 相接触的仪表。如压力表，温度计，变送器等。
一、基 本 概 念
7、一次调试（单体调试）：指仪表安装前的校验。 重点是检验仪表的示值误差，变差。调节仪表的比 例度、积分时间和微分时间误差，控制点偏差，平 衡度等。一次调试合格后才能安装。
8、二次调试（二次联校，系统调试）：指仪表现 场安装结束后以及控制室配管、配线完成且通过校 验后，对整个检测回路或自动控制系统的检验，也 是仪表交付正式使用前的一次全面校验。其校验方 面通常是在检测环节上加一模拟信号，然后观察组 成系统的每台仪表是否工作在误差允许范围内。
一、基 本 概 念
DCS基本构成：①集中管理部分：包括操作 站，工程师站和上位计算机。操作站主要由微处 理器，CRT，键盘，打印机组成人机系统，实现 集中显示，集中操作和管理。工程师站主要是用 于组态和维护。上位计算机用于全系统的信息管 理和优化控制。 ②分散控制监测部分：分为现场控制站和现场监 测站。现场控制站由一个微处理器、存储器、
一、基 本 概 念
②现场施工阶段：包括控制室和现场施工两部 分。控制室比较独立，一般先行施工。主要是 盘、箱、柜的底座制安及其设备安装。现场施 工包括桥架安装，保护管敷设，保护箱、接线 箱安装、气源管敷设。一次部件开孔、安装， 一次仪表的安装，导压管敷设，电缆敷设，接 地系统安装，仪表接线，管道试压以及防腐保 温等。
一、基 本 概 念
二次调校通常是一个回路，一个系统地进行， 包括对信号报警和联锁系统的试验。
9、仪表分类：通常按仪表在控制系统中的作用 进行划分，一般分为检测仪表（压力、温度、 流量、液位、分析）显示仪表，调节（控制） 仪表，执行器（执行机构和阀）等四类。
10、仪表调校指标：在工程上仪表性能指标通 常用精度、变差、灵敏度来描述。仪表工校验 仪表通常也是调校精度，变差和灵敏度3项。
一、基 本 概 念
2、仪表工程特点： ①安装技术要求严 ②工种掌握技能全 ③基本知识得精通 ④工艺联系应紧密 ⑤施工工期要缩短 ⑥安全技术较突出。
一、基 本 概 念
3、仪表工程工作内容
仪表工程一般可分为四个主要阶段：即施工准 备阶段，现场施工阶段，仪表投运阶段和交工 验收阶段。
①施工准备阶段：包括组织施工力量，施工技 术准备，图纸、图集、规范的准备收集，施工 组织设计和施工方案的编制。图纸会审，施工 技术交底。机具用具的准备及仪表设备和材料 的检验，出库、保管等。
一、基 本 概 念
16、表压，绝压和真空度之间关系：
P表压
大气压力线
1kg/cm2
P绝
P负压（真空）
P绝
绝压0线 0
0 kg/cm2
表压、绝压和负压（真空）关系
一、基 本 概 念
在压力测量中，常有表压、绝对压力，负压（真空 度）之分。工业上所用的压力指示值多数为表压， 即压力表的指示值是绝压和大气压之差。所以绝对 压力为表压和大气压之和。工程上采用表压加1 （以kgf/ cm2为计量单位时）得到被测压力的绝对 值。如果被测压力低于大气压，称为负压或真空度。 掌握三者之间关系对校验绝压（负压）变送器很有 必要。
14、常用压力单位换算： 1kg/cm2=98.0665 KPa 1标准大气压（atm）=101.325 KPa
1mmHg=133.322 Pa 1Mpa≈10 Kg/ cm2
一、基 本 概 念
1mmH2O=9.80665 Pa 1Kg/ cm2=10000mmH2O 1bar=1×105Pa 1bf/in2（磅/英寸2）=0.69×104Pa 15、国际温标与摄矢度的换算： t=T—273.16 K t—摄温氏度 单位℃ T—国际温标 单位 K（开尔文）
一、基 本 概 念
③ 仪表投运阶段：在仪表安装调试回路连线 按要求完成后，进行仪表回路试验和系统试 验。试验完毕符合设计要求，即可开通投入 运行。连续运行48小时运行正常，即具备交 接验收条件。 ④交接验收阶段：在仪表工程具备交接验收 条件后，应办理交接验收手续。交接验收时， 应同时提交仪表交工资料。
-40—350℃
一、基 本 概 念
20、二次仪表的历史发展 二次仪表作为显示记录，控制报警等功能，
从Ⅰ型的电子管、Ⅱ型的晶体管到Ⅲ型的集成电 路，以至于到现在的DCS集散控制系统，它无论 从体积上，成本上，能耗上，还是测量的精度上 都有了突飞猛进的发展。现阶段除小型工程外， 一般的大中型工程的仪表控制都采用DCS系统控 制，所以说二次分散仪表越来越被集散控制系统 所代替。
一、基 本 概 念
仪表精度等级一般都标志在仪表标牌上， 如
0.5
，
0.5
， 0.5等
数字越小，精度越高。对某台仪表的校验，其实
测精度要高于该台仪表的精度等级才算合格。
一、基 本 概 念
12、变差：是指被测参数由小变大（正向特性）和被测 参数由大变小（反向特性）不一致的程度，两者仪表指 示值之最大差值即为仪表变差。变差大小一般取最大绝 对误差与仪表量程之比的百分数表示。即：
一、基 本 概 念
6、二次仪表：指仪表示值信号不直接与来自工艺 介质接触的各类仪表器件的总称，它一般安装在控 制室内。二次仪表的输入信号通常为变送器或开关 变换的标准信号。二次仪表接受的标准信号一般有 三种： 气动信号0.02—0.1Mpa；Ⅱ型电动单元组合仪 表0—10mADC；Ⅲ型电动单元组合仪表信号4— 20mADC或1—5VDC
一、基 本 概 念
24、常用仪表标准表
1.分散式标准表 主要包括：
⑴压力校验器
⑵氧气表校验器
⑶活塞式压力计
⑷0.4级标准压力表
⑸0.25级精密台式压力表
⑹0.1级、0.05级数字压力计
⑺数字万用表（5位半）
⑻数字电压表（0.02级、0—20mADC）
⑼多功能信号发生器
⑽交直流稳压电源
⑾温度仪表校验仪（包括水浴、油浴、管状炉）
一、基 本 概 念
①中国：浙大中控Jx—300x ； 电子工业部六所HS2000； 清华大学DCS—100。
②美国：霍尼威尔 TDC—3000； 费希尔DROVOX； 西屋WDPF系列。
③日本：横河 CENTUM系列； 山武—霍尼威尔 TDCS—3000； 日立 EX—1000。
④德国：西门子 TELEPERM； ABB公司ABBMASTER。