自控仪表造价讲义

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自动化控制装置及仪表工程
第一章 自控仪表的基础知识
一、自动化及仪表的发展
仪表和自动化技术的民展，经历了由简单到复杂，由低级到高级的发 展过程。在许多生产过程中，往往是三密闭的（密闭过滤，密闭输送，密 闭加注），管道和设备容器里环境是高温、真空、深冷条件下，并具有易燃、 易爆、有腐蚀情况下进行连续操作的。因此，要想把各项工艺参数维持在 某一最佳范围内，就必须实现生产过程自动化。
项目
Ⅲ型系列
Ⅱ型系列
电器元件 传递方式及信号
连接方式 电源形式
防爆式
功能
集成电路 并联制传输信号，4~20mADC
电流传输，1~5V 电压接收 二线制
24VDC 集中供电，有断电备用 电源
安全火花型，有安全栅 除具有一般系统要求的功能 外，调节器可实现双向非平衡 无扰动切换，与工业控制计算 机连用构成调节器调节、计算 机后备调节系统。温度变送器
一、按仪表的能源分类 这是一种常用的分类方法，可分为液动仪表、气动仪表、电动仪表。 1、液动仪表具有推力大、动作平稳、作用可靠等特点，但附加设备多， 目前已不广泛使用，液动动仪表的能源是水或油。 2、气动仪表在国内使用时间已很长，是一种成熟可靠的、品种齐全的 自动化仪表，气动仪表可以现场安装，直接显示被测参数或进行控制，或 形成气动单元系列。 3、电动仪表由于它的反应速度快、精度高，产品齐全，维修方便而深 受欢迎，电动仪表是以电作为电源的自动化仪表，可以现场安装，进行显 示或控制，也可形成电动单元仪表系列。 二、按仪表的组成分类 这也是一种常见的分类方法，可分为基地式仪表、单元组合仪表、组 装式电子综合仪表装置。 1、基地式仪表又称复合型仪表，是一种多功能的仪表，把调节器及其 他附加装置（显示、记录、报警、累积等部位）装在一台表中。有的甚至 把测量元件也组装在一起，安装在现场，如温度调节器、流量调节器、压 力调节器等。 2、单元组合仪表是现在使用的最为普遍的仪表，分为电动单元组合仪
第二章 自控仪表的分类................................................................................... 3 第三章 仪表设备............................................................................................. 10
二、自动化仪表的基本知识
在现代化工业生产过程中，为保证生产操作能够在预定的工作情况下 顺利进行，需要对工艺流程的温度、压力、流量、位移、速度、浓度和成 分等各种工艺参数进行测量与监视或加以操作调节。检测和调节这些参数 的仪表就叫工业自动化仪表。
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第二章 自控仪表的分类
工业系统使用仪表的种类繁多，功能各异，分类方法很多，一般有下 列几种。
过程控制、操作和全过程管理等。
组装式仪表是采用模拟技术和数字技术相结合的、一种将仪表与生产
过程自动控制系统有机地结合在一起的综合性成套控制装置，因此，称为
组装式综合控制装置而不称为仪表。组装式综合控制装置的硬件设备，按
它们在系统中完成的功能一般分为 8 类：
（1） 信号转换组件。分为输入和输出组件，起信号处理和隔离作用。
具有线性化功能
晶体管分立元件 串联制传输信号，0~10mADC 电
流传输，电流接收 四线制
交流 220V，单独分散供电 隔爆型，无安全栅
具有一般系统要求的功能，不能与 工业计算机直接连用
3、组装式电子综合控制装置，是一种适应工业生产不断发展的需要而
产生的新型仪表，组件装配式电子综合控制装置。组装式电子综合控制装
Ⅲ型仪表是在Ⅱ型仪表的结构和性能上不断完善发展起来的，同Ⅱ型 仪表的作用相同的传输信号是 4~20mA，变送器采用二线制，单元之间采 用并联方式连接。Ⅲ型本质结构上采取措施防止火花引爆，是本质安全仪 表。Ⅲ型仪表能满足安全火花防爆要求，并能与工业控制计算机联用，实 现特殊调节要求。
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电动单元组合仪表Ⅱ、Ⅲ比较
生产过程自动化是一门综合性技术学科，它利用自动控制学科，仪器 仪表学科，以及计算机学科的理论与技术，服务于工程学科。从而促进常 规仪表、新型的数字仪表、智能化仪表、程序控制器、调节器的发展，使 生产依据不同需要，选择气动仪表、电动仪表、模拟式仪表、数字仪表以
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及各种智能化仪表、计算机等进行应用。形成了气电结合、模数共存、取 长补短、协同发展的局面，构成了各种自动化控制系统，推动我国自动化 水平的发展。
气动单元仪表必须配备气源装置及相应的供气系统，与气源相比，运 行维修量大。气动仪表可通过气/电或电/气转换器与电动仪表及控制计算机 联系，但不便于直接连通显示器屏幕显示及数据的储存及处理。
（2） 电动单元组合仪表分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。Ⅰ型是电子管式， 现已淘汰。现应用较普遍的是Ⅱ型和Ⅲ型，二者不同处见下表。Ⅱ型仪表 系列分成八大单元：变送单元、计算单元、给定单元、转换单元、显示单 元、调节单元、辅助单元、执行单元，各功能单元组合成检测系统、调节 系统，相互间构成统一信号 0~10mA 串连连接。电动Ⅱ型仪表是隔爆型仪表， 在仪表的外部机械结构上未采取措施防止火花引爆，不是本质安全的。
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输入组件按受现场变送器或检测仪表的信号，并转换为系统统一信号，输 出组件转换内部信号为现场统一信号（0~20mA，开关等）。
（2） 计算组件。用来对信号进行加、减、乘、除、开方运算。 （3） 信号处理组件。实现报警、信号选择、限幅、阻尼、偏置和非 线性变换、跟踪、比较自动手动切换等。 （4） 调节组件。是自动调节系统的核心部件，实现基本或复杂的调 节作用。 （5） 监控组件（其他组件）。实现系统安全监视控制、保护功能的组 件，包括监视、监控等组件。 （6） 操作器。按工艺要求实现对调节系统的遥控操作，是面板安装 方式。 （7） 辅助组件及附件。包括电源箱、引接板、信号分配、电源分配 等。 （8） 盘装仪表。面板安装方式 ，起显示、记录作用。 三、按仪表在生产过程中的功能分类 这是一种常见的仪表分类方式，可分为检测仪表、自动调节仪表、集 中调节仪表、集中控制仪表（或装置）和执行器。 1、在生产过程中仅起监视、测量的仪表，称为检测仪表。 2、自动调节仪表是指在生产过程中起自动调节作用的仪表。电动、气 动单元组合仪表中各种调节仪表单元就是各种仪表。调节仪表又分双位调 节仪表、比例调节仪表、重定调节仪表（比例积分）和三作用调节器（比 例+积分+微分）等。
仪表及自动化在上世纪 40 年代开始出现，那时的仪表体积大，精度低。 随着科学技术的不断发展，生产向大规模、高效率、连续、综合性方面发 展。50 年代开始采用 0.2~1.0kgf/cm2 统一气压信号的气动仪表和 4~20mA 直流信号的电动仪表，从而实现集中控制。60 年代后半期，随着半导体和 集成电路的进一步发展，我国开始生产 DDZ-Ⅰ、DDZ-Ⅱ、DDZ-Ⅲ仪表。 70 年代以来，多功能组装仪表也投入运行，特别是微型计算机的发展，在 生产自动化中发挥巨大作用，以微处理器为基础的过程控制仪表，把自动 化技术推到了一个更高的水平。
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一、编制施工图预算的依据....................................................................... 38 二、自控专业安装工程量计算规则........................................................... 38 三、仪表安装施工图预算的编制步骤....................................................... 51 四、仪表安装施工图预算的编制............................................................... 52 第七章 填写仪表安装工程计量单的注意事项.............................................57
置按其安装位置分为两大部分：组件柜和操作显示盘装仪表。以国产 TF 型
（上海工业自化研究所制）为例，二者既可分开设置，又可以一体设置，
更灵活方便。TF 型所有功能组件都是通用的，根据工艺对象的要求，可以
方便、合理、有机组合成各种自动控制系统，实现各种特殊调节规律，如，
相关采样、自适应、超驰和非线性，并能与过程计算机最佳地兼容，实现
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表、气动单元组合仪表。 （1） 气动单元组合仪表在国内使用很普遍，在易燃、高温、有毒场
合中常用的仪表。它具有安全、防爆、价廉、可靠、耐腐蚀、易维修等特 点。但它的传递速度较慢，滞后较大。气动单元组合仪表按检测、控制、 显示、操作等功能划分成若干单元组合成各种检测和控制系统，各单元之 间的联系采用统一标准信号 0.02~0.1MPa。气源压力 0.14MPa。
一、检测仪表的基本组成........................................................................... 10 二、常用检测仪表....................................................................................... 11 三、数据显示仪表....................................................................................... 22 四、自动调节及控制器............................................................................... 24 五、参数控制及执行器............................................................................... 26 六、各类仪表的图例................................................................................... 28 第四章 自控仪表的回路系统......................................................................... 29 一、概述....................................................................................................... 29 二、回路系统的分类................................................................................... 29 三、自控仪表的回路系统构成方式........................................................... 31 四、回路系统的表示方法........................................................................... 31 第五章 自控仪表的安装调试......................................................................... 33 一、仪表安装图的种类和内容................................................................... 33 二、自控仪表施工图的识读....................................................................... 35 三、仪表安装施工工序............................................................................... 36 第六章 仪表安装施工图预算的编制............................................................. 38