12过程控制系统安装
自动化控制仪表安装工程
1、检测仪表及控制仪表安装及单体调试包括温度、压力、流量、差压、物位、显示仪表、组合仪表、调节仪表、执行仪表,均以“台块”为计量单位,放大器、过滤器等与仪表成套的元件、部件或者是仪表的一部分,其工程量不得分开计算。
2、仪表在工业设备、管道上的安装孔和一次部件安装,按预留好和安装好考虑,并已合格,估价表中已包括部件提供、配合开孔和配合安装的工作内容,不得另行计算。
3、电动或者气动调节阀按成套考虑,包括执行机构与阀、手轮或者所带附件成套,不能分开计算工程量。
但是,与之配套的阀门定位器、电磁阀另行计算。
执行机构安装调试不包括风门、挡板或者阀。
执行机构或者调节阀还应此外配置附件,组成不同的控制方式,附件选择按估价表所列项目。
4、蝶阀、多通电动阀、多通电磁阀、开关阀、 O 型切断阀、偏心旋转阀、隔膜阀等在工业管道上已安装好的调节阀门,包括现场调试、检查、接线、接管和接地,不得此外计算运输、安装、本体试验工程量。
5、管道上安装节流装置,只计算一次安装工程量并包括一次法兰垫的制作安装。
6、工业管道上安装流量计、调节阀、电磁阀\,节流装置等,由自控仪表专业配合管道专业安装,其领运、清洗、保管的工作包括在自控仪表估价表的相应项目内。
不在工业管道或者设备上的仪表系统用法兰焊接和电磁阀安装,是仪表安装范围,应执行相应项目。
7、放射性仪表配合有关专业施工人员安装调试,包括保护管安装、安全防护、摹拟安装,以“套”为计量单位。
放射源保管和安装特殊措施费,按施工组织设计另行计算。
8、钢带液位计、储罐液位称重仪、重锤探测料位计、浮标液位计现场安装以“套”为计量单位,包括导向管、滑轮、浮子、钢带、钢丝绳、钟罩和台架等。
9、仪表设备支架、支座制作安装执行第二册《电气设备安装工程》金属铁构件制作安装。
10、系统调试项目设备用于仪表设备组成的回路,除系统静态摹拟试验外,还包括回路中管、线、缆检查、排错、绝缘电阻测定及回路中仪表需要再次调试的工作等,但不合用于计算机系统和成套装置的回路调试,应按各有关章说明执行。
过程控制系统综述-
所谓过程控制是指根据工业生产过程的特点,采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具,应用控制理论,设计工业生产过程控制系统,实现工业生产过程自动化。
一﹑过程控制的特点及分类方法过程控制的特点是与其他自动化控制系统相比较而言的,大致可归纳如下:1.连续生产过程的自动控制。
2.过程控制系统由过程检测、控制仪表组成。
3.被控过程是多种多样的、非电量的。
4.过程控制的控制过程多属慢过程,而且多半为参量控制。
5.过程控制方案十分丰富。
6.定值控制是过程控制的一种常用形式。
7.被控对象的多样性:过程工业涉及到各种工业部门,其物料加工成的产品是多样的。
同时,生产工艺各不相同。
过程控制系统的分类方法很多,若按被控参数的名称来分,有温度、压力、流量、液位、pH等控制系统;按控制系统完成的功能来分,有比值、均匀、分程和选择性控制系统;按调节器的控制规律来分,有比例、比例积分、比例微分、比例积分微分控制系统;按被控量的多少来分,有单变量和多变量控制系统;按采用常规仪表和计算机来分,有仪表过程控制系统和计算机过程控制系统等。
但最基本的分类方法有以下两种:按系统的结构特点来分反馈控制系统,前馈控制系统,复合控制系统(前馈-反馈控制系统)按给定值信号的特点来分定值控制系统,随动控制系统1.反馈控制系统偏差值是控制的依据,最后达到减小或消除偏差的目的。
反馈信号可能有多个,从而可以构成多回路控制系统(如串级控制系统)。
2.前馈控制系统扰动量的大小是控制的依据,控制“及时”。
属于开环控制系统,在实际生产中不能单独采用。
3.闭环与开环控制系统反馈是控制的核心!只有通过反馈才能实现对被控参数的闭环控制!开环控制系统不能自动地“察觉”被控参数的变化情况,也不能判断控制参数的校正作用是否适合实际需要。
闭环控制系统在过程控制中使用最为普遍。
4.定值控制系统定值控制系统是工业生产过程中应用最多的一种过程控制系统。
在运行时,系统被控量(温度、压力、流量、液位、成份等)的给定值是固定不变的。
pcs生产过程控制系统技术路径
pcs生产过程控制系统技术路径一、引言随着现代工业的发展,生产工艺变得越来越复杂,对生产过程的控制要求也越来越高。
PCS生产过程控制系统成为了实现自动化生产的重要工具。
本文将探讨PCS技术路径,以及其在工业生产中的应用。
二、PCS技术的发展历程PCS技术起源于自动化控制的发展。
20世纪70年代,随着计算机技术的进步,PCS技术迎来了飞速发展。
当时的PCS主要采用硬件控制,以逻辑电路为基础,实现生产过程的自动化控制。
然而,随着计算机硬件性能的提升,软件控制逐渐成为PCS技术的主流。
在80年代初,PCS技术进入了软件控制的时代。
计算机的普及使得PCS系统的安装和维护变得更加便捷,控制精度和可靠性也有了大幅提升。
此时的PCS系统主要采用开关控制和PID控制算法,通过监测传感器信号和执行器的动作来实现对生产过程的自动化调节。
进入90年代,PCS系统的技术路径又有了新的突破。
随着人工智能技术的发展,专家系统和神经网络开始应用于PCS系统中。
这使得PCS系统能够具备更高级的智能化特性,通过学习和自适应来提高控制效果。
此外,网络通信技术的普及也使得PCS系统可以实现远程监控和管理。
21世纪以来,PCS技术迎来了全面进化。
云计算、物联网和大数据技术的发展,为PCS系统的智能化和数据化提供了巨大的支持。
现代的PCS系统采用先进的算法和模型,通过分析大数据提供的信息进行决策,并通过物联网连接各种设备,实现生产过程的全面控制。
三、PCS技术路径的应用PCS技术在各个领域都有广泛应用。
以化工生产为例,PCS系统通过传感器获取生产过程中各种参数的实时数据,通过控制算法对数据进行分析和处理,再通过执行器调节各种设备的工作状态,实现对化工生产过程的精确控制。
在制造业中,PCS系统也起到了重要的作用。
通过自动化设备和PCS系统的配合,制造过程可以实现完全自动化控制,极大地提高了生产效率和产品质量。
同时,PCS系统可以实时监测生产过程中的异常情况,并及时采取措施进行调整,确保生产的连续稳定。
奥托克 AUTORK CO 阀门电动执行器IK,IKM系列安装与使用手册
电动执行器AUTORK COIK / IKM 系列安装与使用手册A U TOR K CO 设定器可按现场要求对执行器的控制、定。
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* 执行器的准备和安装 。
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运行于P C机的IK -M o ni tor软件和/K CO本安型通讯器可访问数据记录器,可对执行器的所行组态和记录。
否带有设定器,可根据接线端子箱盖上的黄色标签目录1 健康与安全2 保存3 Ik系列执行器的操作 3.1 手动操作3.2 电动操作 3.3 执行器的显示-就地指示3.4 执行器的显示-报警指示页码23333454 准备驱动轴套4.1 IK 10至I K35A和Z型推力底座 4.2 IK 10至I K35B型非推力底座 4.3 IK 40至I K95A和Z型推力底座 4.4 IK 40至I K95B型非推力底座777896 接线 6.1 地线的连接6.2 电缆入口 6.3 端子的接线7 设定 7.1 设定程序 7.2 设定器 7.3 进入设定程7.4 设定方式 7.5 新口令 5 执行器的安装 5.1 提升杆式阀顶部安装5.2 带齿轮箱的侧面安装5.3 非提升杆式顶部安装5.4 手轮密封 5.5 I KM调节型5.6 I KML线性推5.7 I KML线性行程的序 - 口令门- 阀门- 阀门-执行器 力装置 调整 101111111111 11 1112 12 12 12 13 13 14 15 15 15分支点 (Cr) 设定 / 检查方式 8 设定-初级设定功能9 设定-二级设定功能 二级设定功能目录10 维护和故障排除 10.1 帮助显示 11 重量和尺寸二进制、十六进制、十进制换算表7.6 检查方式157.7 程序路径分支- 167.8 执行器的显示 167.9 返回阀位指示 16初级设定功能目录17182727424450511本手册是为让用户能够胜任对AUTORKCO Ik系列执行器的安装、操作、调试及检查而出版的。
过程控制系统
煤焦油加氢预处理氨水液位控制
离心机 至高空安全处
V1104
L T
LIC 1001
F.C
氨水泵
返回
调节器的“正”“反”作用 如果将调节器的输入信号定义为测量值减去 给定值,那么当偏差增加时,其输出也增加 的调节器,称为“正作用”调节器; 反之,调节器的输出信号随偏差的增加而减 小的称为“反作用”调节器。
控制系统的分类
开环控制系统 控制系统的输出信号(被控变量)不反馈到 系统的输入端,因而也不对控制作用产生影 响的系统,称为开环控制系统。 开环控制系统分为2种。一种是按设定值进 行控制。 另一种是按扰动量进行控制,即 所谓的前馈控制。
闭环控制系统 系统的输出(被控变量) 通过测量变送环节,又 返回到系统的输入端, 与给定信号比较,以偏 差的形式进入调节器, 对系统起控制作用,整 个系统构成了一个封闭 的反馈回路,这种控制 系统称为闭环控制系统, 或成反馈控制系统。
V1101
P-8
串级控制系统中主、副调节器的正反作用 副调节器的作用方向与简单控制系统中调节 器的正反作用的选择方法相同。 主调节器的作用方向可按:当主、副变量增 大(减小),调节阀的动作方向一致的,则 主调节器选“反作用”。反之,主调节器选 “正作用”。
原料油缓冲罐液位控制系统中 副回路 阀门为“F.C”,“+A” 调节阀开大,流量变大“+B” +A*+B=“+”,副调节器为反作用。 主回路 当流量,液位增大时,调节阀都应减小开度, 作用方向一致。则主调节器为“反作用”。
简单控制系统
简单控制系统的组成 简单控制系统又称单回路反馈控制系统。由一个 被控对象、一个测量变送器、一个调节器和一只 调节阀所组成的单回路闭合控制系统。 简单控制系统结构简单,投资少,易于调整和投 运,能满足一般生产过程的控制要求,因而应用 很广泛。它尤其适用于被控对象纯滞后小,时间 常数小,负荷和干扰变化比较缓慢,或者对被控 变量要求不太高的场合。 简单控制系统常用被控变量来划分,最常见的是 温度、压力、流量、液位和成分等5种控制系统。
过程控制系统 (2)
图7-1 定值控制系统阶跃响应过渡过程曲线
7.2 过程参数的检测与变送
在化工生产过程中,为了有效地进行生产操作和自动控制, 需要对工艺生产中的压力、流量、液位、温度等参数进行 测量。用来测量这些参数的仪表称为检测仪表,经常与变 送器配合使用。
将上述数据代入,得
EK (800,30) EK (800,0) EK (30,0) 32.074mV
例7-2 今用一只S型热电偶测温,已知冷端温度 t0 30C 测得热电势 Es (t,t0) 14.195mV
t 求被测介质的实际温度
解 由相应的分度表可知:
Es (30,0) 0.173mV
7.1.4 过程控制系统的性能指标
控制性能良好的过程控制系统,在受到外来干扰作用或者 给定值发生变化后,应能够平稳、迅速、准确地回到给定 值上。
在衡量一个控制方案时,必须给出相应的性能指标。 控制性能指标是根据生产工艺过程的实际需要确定的,过
渡过程是衡量控制系统性能指标的依据,一般采用定值控 制系统阶跃响应过渡过程曲线来讨论控制系统的性能指标。
数据代入变换,得
Es (t,0) Es (t,30) Es (30,0) 14.195 0.173 14.368(mV )
再由附录可以查得l4.368mV对应的温度t为1400℃。
工业常用的热电偶有铂铑 10
铂热电偶,分度号为S;镍铬一镍硅热电偶,分度号为K;镍铬一康铜热电 偶,分度号为E,选用时根据要求而定。
(3)利用热阻效应测温,它利用导体或半导体的电阻随温 度变化的性质制成。
(4)利用热辐射原理测温,利用物体辐射能随温度变化而 变化的性质制成,属于非接触式温度计.
《过程控制与仪表》课件
均匀控制系统
均匀控制
均匀控制系统主要用于解决控制过程 中存在的速率问题,通过调节受控变 量的变化速率,使系统达到稳定状态 。这种系统通常用于化工、冶金等行 业的连续生产过程。
05
仪表在过程控制系统中的应用
温度仪表的应用
总结词
温度仪表是过程控制中常用的仪表之一 ,用于测量物体的温度。
VS
详细描述
过程控制系统的故障诊断
观察法
通过观察仪表的显示值、设备的运行状态等 ,初步判断故障原因。
听诊法
通过听设备的运行声音,判断设备是否正常 运转。
触摸法
通过触摸设备的表面,感受设备的温度、振 动等,判断设备是否正常运转。
故障代码法
如果有故障代码显示,可以根据故障代码查 找故障原因。
过程控制系统的故障处理
被控对象,是实现过程控制的基础。
02
仪表基础知识
仪表的分类与选型
分类
根据测量参数和应用领域,仪表可分 为温度计、压力计、流量计、液位计 等。
选型
选择合适的仪表类型需要考虑测量精 度、量程、环境条件、安装要求等因 素。
仪表的工作原理
传感器
传感器是仪表的核心部分,负责将待测参数转换为电 信号。
转换电路
《过程控制与仪表》PPT 课件
• 过程控制概述 • 仪表基础知识 • 过程控制系统的设计 • 常见的过程控制系统 • 仪表在过程控制系统中的应用 • 过程控制系统的维护与故障处理
01
过程控制概述
过程控制的基本概念
01
过程控制是指在工业生产过程中,对工艺参数进行 检测、比较、调整和控制的手段。
02
详细描述
压力仪表的种类包括压力传感器、压力变送 器和压力表等,它们能够将压力信号转换为 电信号或数字信号,传输给控制系统。在石 油、化工、天然气等行业中,压力仪表的应 用非常广泛,对于保证设备和管道的安全运 行以及产品质量具有重要作用。
过程控制系统的设计与实现
过程控制系统的设计与实现随着工业自动化的不断提高和科技的不断发展,越来越多的企业和生产厂家开始采用过程控制系统,以提高生产效率和产品质量。
过程控制系统是指利用计算机、传感器等技术手段对工艺流程进行实时监测和控制的系统。
本文将着重讨论过程控制系统的设计与实现过程。
具体内容如下:一、需求分析进行过程控制系统的设计与实现,需要首先进行需求分析。
需求分析主要包括以下几个方面:1.生产需求:明确生产厂家的生产要求和目标,制定相应的生产计划。
2.设备要求:确定所需的硬件设备、软件系统及其规格和参数。
3.控制策略:根据生产需求和设备要求,确定相应的控制策略和规则。
4.安全性:保障系统的安全性和可靠性,防止系统被外界攻击或故障。
在需求分析阶段,我们需要与生产厂家充分沟通,了解其需求和要求,制定相应的控制方案,并确定相应的设计方向和目标。
二、系统设计在需求分析阶段完成后,需要对过程控制系统进行系统设计。
系统设计主要包括以下几个步骤:1.系统架构:确定过程控制系统的总体架构,包括硬件、软件和网络架构等。
2.功能设计:确定系统要实现的功能和特性,如控制、监测、报警等。
3.软件设计:设计系统所需要的软件,包括编写代码、测试程序、编写文档等。
4.硬件设计:根据系统架构和功能要求,设计硬件系统,选择合适的传感器、执行器、控制器等等。
5.集成测试:将软件、硬件、网络等各个部分进行集成测试,确保系统能够正常运行。
在系统设计阶段,需要充分考虑系统的可扩展性、灵活性和稳定性等要求。
三、系统实现系统实现是指将以上设计方案付诸实践的过程。
系统实现主要包括以下几个步骤:1.硬件搭建:根据设计方案,选择合适的硬件设备并进行搭建。
2.软件编码:根据设计方案,编写相应的代码并进行调试。
3.测试和调试:对已实现的系统进行测试和调试,确保系统能够正常运行。
4.安装和调试:将系统安装到实际生产环境中,并进行调试和实验,确保系统能够满足生产需求。
在系统实现阶段,需要根据系统设计方案进行具体实现,并进行现场实验和调试,确保系统能够正常运行。
过程控制系统与仪表课后习题答案
第1章思考题与习题1-1 过程控制有哪些主要特点为什么说过程控制多属慢过程参数控制解答:1.控制对象复杂、控制要求多样2. 控制方案丰富3.控制多属慢过程参数控制4.定值控制是过程控制的一种主要控制形式5.过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成1-2 什么是过程控制系统典型过程控制系统由哪几部分组成解答:过程控制系统:一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统;组成:参照图1-1;1-4 说明过程控制系统的分类方法,通常过程控制系统可分为哪几类解答:分类方法说明:按所控制的参数来分,有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等;按控制系统所处理的信号方式来分,有模拟控制系统与数字控制系统;按控制器类型来分,有常规仪表控制系统与计算机控制系统;按控制系统的结构和所完成的功能来分,有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等;按其动作规律来分,有比例P控制、比例积分PI 控制,比例、积分、微分PID控制系统等;按控制系统组成回路的情况来分,有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统;按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等;通常分类:1.按设定值的形式不同划分:1定值控制系统2随动控制系统3程序控制系统2.按系统的结构特点分类:1反馈控制系统2前馈控制系统3前馈—反馈复合控制系统1-5 什么是定值控制系统解答:在定值控制系统中设定值是恒定不变的,引起系统被控参数变化的就是扰动信号;1-6 什么是被控对象的静态特性什么是被控对象的动态特性二者之间有什么关系解答:被控对象的静态特性:稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性;被控对象的动态特性:;系统在动态过程中,被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性;二者之间的关系:1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义;为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动态特性解答:稳态:对于定值控制,当控制系统输入设定值和扰动不变时,整个系统若能达到一种平衡状态,系统中各个组成环节暂不动作,它们的输出信号都处于相对静止状态,这种状态称为稳态或静态;动态:从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作,到整个系统又建立新的稳态达到新的平衡、调节过程结束的这一段时间,整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中,这种状态称为动态;在实际的生产过程中,被控过程常常受到各种振动的影响,不可能一直工作在稳态;只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性,才能设计出良好的控制系统;1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些各自的定义是什么解答:单项性能指标主要有:衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等;衰减比:等于两个相邻的同向波峰值之比n;过渡过程的最大动态偏差:对于定值控制系统,是指被控参数偏离设定值的最大值A;y与最终稳态值y∞之比的百分数σ;超调量:第一个波峰值1残余偏差C:过渡过程结束后,被控参数所达到的新稳态值y∞与设定值之间的偏差C称为残余偏差,简称残差;调节时间:从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间;振荡频率:过渡过程中相邻两同向波峰或波谷之间的时间间隔叫振荡周期或工作周期,其倒数称为振荡频率;峰值时间:过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间;1-10 某被控过程工艺设定温度为900℃,要求控制过程中温度偏离设定值最大不得超过80℃;现设计的温度定值控制系统,在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-4所示;试求该系统过渡过程的单项性能指标:最大动态偏差、衰减比、振荡周期,该系统能否满足工艺要求 解答:错误!最大动态偏差A :C C C A ︒=︒-︒=50900950错误!衰减比n :1:5900910900950=--=n错误!振荡周期T :(min)36945=-=TA<80C ︒, 且n>1 衰减振荡,所以系统满足工艺要求;第2章 思考题与习题2-1 某一标尺为0~1000℃的温度计出厂前经校验得到如下数据:求:1该表最大绝对误差;2该表精度;3如果工艺允许最大测量误差为±5℃,该表是否能用 2-2 一台压力表量程为0~10MPa,经校验有以下测量结果:求:1变差;2基本误差;3该表是否符合级精度2-3 某压力表的测量范围为0~10MPa,精度等级为级;试问此压力表允许的最大绝对误差是多少若用标准压力计来校验该压力表,在校验点为5MPa 时,标准压力计上读数为,试问被校压力表在这一点上是否符合1级精度,为什么解答: 1基本误差δ=100%⨯最大绝对误差max =×10=2校验点为5 MPa 时的基本误差:%8.0%10010508.5=⨯-=δ %<1% ,所以符合级表;2-4 为什么测量仪表的测量范围要根据被测量大小来选取选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值有什么问题解答: 1 22-5 有两块直流电流表,它们的精度和量程分别为1 级,0~250mA 2级,0~75mA现要测量50mA 的直流电流,从准确性、经济性考虑哪块表更合适 解答:分析它们的最大误差:1max =250×1%=;%5%100505.2±=⨯±=δ2max =75×%=;%75.3%10050875.1±=⨯±=δ选择级,0~75mA 的表;2-11 某DDZ-Ⅲ型温度变送器输入量程为200~1000℃,输出为4~20mA;当变送器输出电流为10mA 时,对应的被测温度是多少解答:104202001000T=--; T=500C ︒;2-12 试简述弹簧管压力计的工作原理;现有某工艺要求压力范围为±,可选用的弹簧管压力计精度有、、、和五个等级,可选用的量程规格有0~、0~和0~4MPa;请说明选用何种精度和量程见附录E 的弹簧管压力计最合适解答: 1工作原理:2根据题意:压力范围为+ MPa,即允许的最大绝对误差max =错误!分析选用不同量程的表所需的精度等级:0~ MPa 量程:%125.3%1006.105.0±=⨯±=δ,可选级表;0~ MPa 量程:%2%1005.205.0±=⨯±=δ,可选或级表;0~ MPa 量程:%2.1%1000.405.0±=⨯±=δ,可选级表;错误!量程选择:被测最大压力=1/3~2/3量程上限0~ MPa 量程:32436.12.1〉=0~ MPa 量程:325.22.131〈〈0~ MPa 量程:313.00.42.1〈=综合分析,选用级或级,0~ MPa 量程的表最合适;2-13 如果某反应器最大压力为,允许最大绝对误差为;现用一台测量范围为0~,精度为1级的压力表来进行测量,问能否符合工艺要求若采用一台测量范围为0~,精度为1级的压力表,能符合要求吗试说明其理由;解答:工艺要求:最大压力为,允许最大绝对误差为; 分别求出两台仪表的最大允许误差,进行判断; 1精度为1级,量程为0~的表,其最大绝对误差: =×1%= MPa,> MPa, 所以不符合要求; 2精度为1级,量程为0~的表,其最大绝对误差:=×1%= MPa,= MPa, 所以最大误差符合要求,但是压力表的最大测量值应≤ 2/3仪表量程,否则压力波动会使测量值超出仪表量程; 所以,该表也不符合要求;2-14 某台空压机的缓冲器,其工作压力范围为~,工艺要求就地观察罐内压力,并要测量结果的误差不得大于罐内压力的±5%;试选择一块合适的压力表类型、测量范围、精度等级,并说明其理由;解答:根据题意知:压力范围~,允许最大误差:max =×+5%=+ MPa 1量程确定:应满足工作最大压力小于仪表量程的2/3处,即 MPa ×2/3= MPa 可以选量程为0~ MPa 的弹簧压力表; 2精度等级确定:求出基本误差,以确定满足要求的精度等级;%2.3%1005.208.0±=⨯±=δ ,允许的精度等级为级;综上分析,选择量程为0~ MPa,精度等级为级的弹簧压力表;=×+%=+ MPa,< MPa该表的最大绝对误差:max所以满足要求;2-17 什么叫标准节流装置试述差压式流量计测量流量的原理;并说明哪些因素对差压式流量计的流量测量有影响解答:1标准节流装置:包括节流件和取压装置;2原理:基于液体流动的节流原理,利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的;3影响因素:P47错误!流量系数的大小与节流装置的形式、孔口对管道的面积比m及取压方式密切相关;错误!流量系数的大小与管壁的粗糙度、孔板边缘的尖锐度、流体的粘度、温度及可压缩性相关;错误!流量系数的大小与流体流动状态有关;2-19 为什么说转子流量计是定压式流量计而差压式流量计是变压降式流量计解答:1转子流量计是定压式流量计P47虽然转子流量计也是根据节流原理测量流量的,但它是利用节流元件改变流体的流通面积来保持转子上下的压差恒定;所以是定压式;2差压式流量计是变压降式流量计P45是基于流体流动的节流原理,利用流体流经节流装置是产生的压差实现流量测量的;所以是变压降式;2-21 椭圆齿轮流量计的特点是什么对被测介质有什么要求解答:1特点:流量测量与流体的流动状态无关,这是因为椭圆齿轮流量计是依靠被测介质的压头推动椭圆齿轮旋转而进行计量的;粘度愈大的介质,从齿轮和计量空间隙中泄漏出去的泄漏量愈小,因此核测介质的粘皮愈大,泄漏误差愈小,对测量愈有利;椭圆齿轮流量计计量精度高,适用于高粘度介质流量的测量;2对被测介质的要求:不适用于含有固体颗粒的流体固体颗粒会将齿轮卡死,以致无法测量流量;如果被测液体介质中夹杂有气体时,也会引起测量误差; 2-22 电磁流量计的工作原理是什么它对被测介质有什么要求解答:P511原理:利用导电液体通过磁场时在两固定电极上感应出电动是测量流速; 2对被测介质的要求:导电液体,被测液体的电导率应大于水的电导率Ωμ100cm,不能测量油类或气体的流量; 2-24 超声波流量计的特点是什么解答:超声波流量计的非接触式测量方式,不会影响被测流体的流动状况,被测流体也不会对流量计造成磨损或腐蚀伤害,因此适用范围广阔;2-25 用差压变送器测某储罐的液位,差压变送器的安装位置如图2-75所示;请导出变送器所测差压p ∆与液位H 之关系;变送器零点需不需要迁移为什么 2-26 用法兰式差压变送器测液位的优点是什么解答:P57测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及粘度大、易凝固等液体的液位,在膜盒、毛细管和测量室所组成的封闭系统内充有硅油,作为传压介质,使被测介质不进入毛细管与变送器,以免堵塞;可节省隔离罐;2-27 试述电容式物位计的工作原理;解答:利用电容器的极板之间介质变化时,电容量也相应变化的原理测物位,可测量液位、料位和两种不同液体的分界面; 2-28 超声波液位计适用于什么场合解答:P60适合于强腐蚀性、高压、有毒、高粘性液体的测量;第3章 习题与思考题3-1 什么是控制器的控制规律控制器有哪些基本控制规律解答:1控制规律:是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系;2基本控制规律:位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制;3-2 双位控制规律是怎样的有何优缺点解答:1双位控制的输出规律是根据输入偏差的正负,控制器的输出为最大或最小; 2缺点:在位式控制模式下,被控变量持续地在设定值上下作等幅振荡,无法稳定在设定值上;这是由于双位控制器只有两个特定的输出值,相应的控制阀也只有两个极限位置,总是过量调节所致;3优点:偏差在中间区内时,控制机构不动作,可以降低控制机构开关的频繁程度,延长控制器中运动部件的使用寿命; 3-3 比例控制为什么会产生余差解答:产生余差的原因:比例控制器的输出信号y 与输入偏差e 之间成比例关系: 为了克服扰动的影响,控制器必须要有控制作用,即其输出要有变化量,而对于比例控制来讲,只有在偏差不为零时,控制器的输出变化量才不为零,这说明比例控制会永远存在余差;3-4 试写出积分控制规律的数学表达式;为什么积分控制能消除余差解答:1积分控制作用的输出变化量y 是输入偏差e 的积分:⎰=edt T y 112当有偏差存在时,输出信号将随时间增大或减小;当偏差为零时,输出停止变化,保持在某一值上;因而积分控制器组成控制系统可以到达无余差; 3-5 什么是积分时间试述积分时间对控制过程的影响;解答:1⎰=edt T y 11积分时间是控制器消除偏差的调整时间,只要有偏差存在,输出信号将随时间增大或减小;只有当偏差为零时,输出停止变化,保持在某一值上;2 在实际的控制器中,常用积分时间Ti 来表示积分作用的强弱,在数值上,T i =1/K i ;显然,T i 越小,K i 就越大,积分作用就越强,反之亦然;3-6 某比例积分控制器输入、输出范围均为4~20mA,若将比例度设为100%、积分时间设为2min 、稳态时输出调为5mA,某时刻,输入阶跃增加,试问经过5min 后,输出将由5mA 变化为多少解答:由比例积分公式:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎰edt T e P y 111分析: 依题意:%1001==pK p ,即K p =1, T I = 2 min , e =+; 稳态时:y 0=5mA,5min 后:mAedt T e P y y )7.05()52.0212.0(151110±=⨯⨯±±⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎰3-7 比例控制器的比例度对控制过程有什么影响调整比例度时要注意什么问题解答:P741控制器的比例度P 越小,它的放大倍数p K就越大,它将偏差放大的能力越强,控制力也越强,反之亦然,比例控制作用的强弱通过调整比例度P 实现;2比例度不但表示控制器输入输出间的放大倍数,还表示符合这个比例关系的有效输入区间;一表的量程是有限的,超出这个量程的比例输出是不可能的;所以,偏差的变化使控制器的输出可以变化全量程16mA,避免控制器处于饱和状态; 3-8 理想微分控制规律的数学表达式是什么为什么常用实际为分控制规律解答:1dtde T y D= 2由于理想微分运算的输出信号持续时间太短,往往不能有效推动阀门;实际应用中,一般加以惯性延迟,如图3-7所示,称为实际微分;3-9 试写出比例、积分、微分PID 三作用控制规律的数学表达式;解答:3-10 试分析比例、积分、微分控制规律各自的特点,积分和微分为什么不单独使用解答:1比例控制及时、反应灵敏,偏差越大,控制力越强;但结果存在余差; 2积分控制可以达到无余差;但动作缓慢,控制不及时,不单独使用;3微分控制能起到超前调节作用;但输入偏差不变时,控制作用消失,不单独使用; 3-11 DDZ-Ⅲ型基型控制器由哪几部分组成各组成部分的作用如何解答:P791组成如图3-11所示; 2作用参照P79;3-12 DDZ-Ⅲ型控制器的软手动和硬手动有什么区别各用在什么条件下解答:1软手动操作是指调节器的输出电流I 0与手动操作的输入信号成积分关系; 硬手动操作是指调节器的输出电流I 0与手动操作的输入信号成比例关系; 2软手动操作:系统投运 硬手动操作:系统故障3-13 什么叫控制器的无扰动切换在DDZ-Ⅲ型调节器中为了实现无扰切换,在设计PID 电路时采取了哪些措施解答:P841调节器进行状态转换后,输出值不发生跳动,即状态转换无冲击; 2C M 、C I ;P85中;3-14 PID 调节器中,比例度P 、积分时间常数I T 、微分时间常数D T 分别具有什么含义在调节器动作过程中分别产生什么影响若将I T 取∞、D T 取0,分别代表调节器处于什么状态 解答:比例度P 含义:使控制器的输出变化满量程时也就是控制阀从全关到全开或相反,相应的输入测量值变化占仪表输入量程的百分比;比例作用的强弱取决于比例度的大小;积分时间常数I T 含义:I T 越小,积分作用越强;越大积分作用越弱;若将I T 取∞,则积分作用消失;微分时间常数D T 含义:D T 越大,微分作用越强;D T 取0,微分作用消失; 3-15 什么是调节器的正/反作用在电路中是如何实现的解答:1正作用:偏差=测量值-给定值; 反作用:偏差=给定值-测量值; 2运放输入端的切换开关实现的;3-16 调节器的输入电路为什么要采取差动输入方式输出电路是怎样将输出电压转换成4~20mA 电流的解答:1采用差动输入方式,可以消除公共地线上的电压降带来的误差; 2参照P83下的输出电路;3-18 给出实用的PID 数字表达式,数字仪表中常有哪些改进型PID 算法 解答:1 P91式3-18 2改进的算法:第4章 思考题与习题4-1 气动调节阀主要由哪两部分组成各起什么作用解答:1执行机构和调节机构;2执行机构的作用:按调节器输出的控制信号,驱动调节机构动作;调节机构的作用:由阀芯在阀体内的移动,改变阀芯与阀座之间的流通面积,从而改变被控介质的流量;4-2 试问调节阀的结构有哪些主要类型各使用在什么场合解答:1类型:直通单座阀、直通双座阀;2直通单座阀使用场合:小口径、低压差的场合;直通双座阀使用场合:大口径、大压差的场合;4-4 什么叫调节阀的理想流量特性和工作流量特性常用的调节阀理想流量特性有哪些解答:1理想流量特性:在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特性称为固有流量特性,也叫理想流量特性;工作流量特性:在实际的工艺装置上,调节阀由于和其他阀门、设备、管道等串连使用,阀门两端的压差随流量变化而变化,这时的流量特性称为工作流量特性;2常用理想流量特性:直线流量特性、等百分比对数流量特性、快开特性4-6 什么叫调节阀的可调范围在串联管道中可调范围为什么会变化解答:1可调范围:反映调节阀可控制的流量范围,用R =Q max /Q min 之比表示;R 越大,调节流量的范围越宽,性能指标就越好;2由于串联管道阻力的影响;4-7 什么是串联管道中的阀阻比S S 值的变化为什么会使理想流量特性发生畸变解答:1阀阻比:用阀阻比o T p p S /min ∆=表示存在管道阻力的情况下,阀门全开时,阀门前后的最小压差min T p ∆占总压力p o 的比值;2在S <1时,由于串联管道阻力的影响,使阀门开大时流量达不到预期的值,也就是阀的可调范围变小;随着S 值的减小,直线特性渐渐区于快开特性,等百分比特性渐渐趋近于直线特性;4-8 什么叫气动调节阀的气开式与气关式其选择原则是什么解答:1气开式:无压力信号时阀门全闭,随着压力信号增大,阀门逐渐开大的气动调节阀为气开式;气关式:无压力信号时阀门全开,随着压力信号增大,阀门逐渐关小的气动调节阀为气关式;2选择原则:从工艺生产安全考虑,一旦控制系统发生故障、信号中断时,调节阀的开关状态应能保证工艺设备和操作人员的安全;4-9 如图4-24所示的蒸气加热器对物料进行加热;为保证控制系统发生故障时,加热器的耐热材料不被烧坏,试确定蒸气管道上调节阀的气开、气关形式;解答:气开式调节阀;4-11 试述电/气转换器的用途与工作原理;解答:P1131用途:为了使气动阀能够接收电动调节器的输出信号,必须使用电/气转换器把调节器输出的标准电流信换为20~100kPa的标准气压信号;2原理:在杠杆的最左端安装了一个线圈,该线圈能在永久磁铁得气隙中自由地上下运动,由电动调节器送来得电流I通入线圈;当输入电流I增大时,线圈与磁铁间产生得吸力增大,使杠杆左端下移,并带动安杠杆上的挡板靠近喷嘴,改变喷嘴和挡板之间的间隙;喷嘴挡板机构是气动仪表中最基本的变换和放大环节,能将挡板对于喷嘴的微小位移灵敏地变换为气压信号;经过气动功率放大器的放大后,输出20~l00kPa的气压信号p 去推动阀门;4-12 试述电/气阀门定位器的基本原理与工作过程;解答:P115在杠杆上绕有力线圈,并置于磁场之中;当输入电流I增大时,力线圈产生的磁场与永久磁铁相作用,使杠杆绕支点O顺时针转动,带动挡板靠近喷嘴,使其背压增大,经气动功率放大器放大后,推动薄膜执行机构使阀杆移动;4-14 电动仪表怎样才能用于易燃易爆场所安全火花是什么意思解答:1必须是采取安全防爆措施的仪表,就是限制和隔离仪表电路产生火花的能量;使其不会给现场带来危险;2安全火花:电路在短路、开路及误操作等各种状态下可能发生的火花都限制在爆炸性气体的点火能量之下;4-16 齐纳式安全栅的基本结构是什么它是怎样限压、限流的解答:1结构:图4-19所示;2利用齐纳二极管的反向击穿特性进行限压,用电阻进行限流;第5章思考题与习题5-1 什么是被控过程的数学模型解答:被控过程的数学模型是描述被控过程在输入控制输入与扰动输入作用下,其状态和输出被控参数变化的数学表达式;5-2 建立被控过程数学模型的目的是什么过程控制对数学模型有什么要求解答:1目的:错误!设计过程控制系统及整定控制参数;错误!指导生产工艺及其设备的设计与操作;错误!对被控过程进行仿真研究;错误!培训运行操作人员;错误!工业过程的故障检测与诊断;2要求:总的原则一是尽量简单,二是正确可靠;阶次一般不高于三阶,大量采用具有纯滞后的一阶和二阶模型,最常用的是带纯滞后的一阶形式;5-3 建立被控过程数学模型的方法有哪些各有什么要求和局限性解答:P1271方法:机理法和测试法;2机理法:测试法:5-4 什么是流入量什么是流出量它们与控制系统的输入、输出信号有什么区别与联系解答:1流入量:把被控过程看作一个独立的隔离体,从外部流入被控过程的物质或能量流量称为流入量;流出量:从被控过程流出的物质或能量流量称为流出量;2区别与联系:控制系统的输入量:控制变量和扰动变量;控制系统的输出变量:系统的被控参数;5-5 机理法建模一般适用于什么场合解答:P128对被控过程的工作机理非常熟悉,被控参数与控制变量的变化都与物质和能量的流动与转换有密切关系;5-6 什么是自衡特性具有自衡特性被控过程的系统框图有什么特点解答:1在扰动作用破坏其平衡工况后,被控过程在没有外部干预的情况下自动恢复平衡的特性,称为自衡特性;2被控过程输出对扰动存在负反馈;5-7 什么是单容过程和多容过程解答:1单容:只有一个储蓄容量;2多容:有一个以上储蓄容量;5-8 什么是过程的滞后特性滞后又哪几种产生的原因是什么解答:1滞后特性:过程对于扰动的响应在时间上的滞后;2容量滞后:多容过程对于扰动的响应在时间上的这种延迟被称为容量滞后;纯滞后:在生产过程中还经常遇到由物料、能量、信号传输延迟引起的纯滞后;5-9 对图5-40所示的液位过程,输入量为1Q ,流出量为2Q 、3Q ,液位h 为被控参数,水箱截面为A ,并设2R 、3R 为线性液阻;1列写液位过程的微分方程组;2画出液位过程的框图;3求出传递函数)()(1s Q s H ,并写出放大倍数K 和时间常数T 的表达式;解答:13322321R hQ R h Q dthd A Q Q Q ∆=∆∆=∆∆=∆-∆-∆ 2框图如图:3 3232321)()(R R s R AR R R s Q s H ++= 5-10 以1Q 为输入、2h 为输出列写图5-10串联双容液位过程的微分方程组,并求出传递。
过程控制系统设计
❖ 具体步骤:
1.根据工艺要求和控制目标确定系统变量 2.建立数学模型 3.确定控制方案 4.选择硬件设备 5.选择控制算法,进行控制器设计 6.软件设计
设备安装、调试与整定、运行
❖ 3-2 确定控制变量与控制方案 根据稳定性、安全性和经济性原则确定控制目标
❖ 1.被控变量 在定性地确定目标以后,需要用工业过程的被控变 量来定量地表示控制目标 被控变量也是工业过程的输出变量
❖ 检测部件一般宜采用定型产品,设计过程控制系统 时,根据控制方案选择测量仪表和传感器 选型原则:
❖ (1) 可靠性原则 可靠性是指产品在一定的条件下,能长期而稳定地 完成规定功能的能力。 是测量仪表和传感器的最重要选型原则。
❖ (2) 实用性原则 完成具体功能要求的能力和水平。根据工艺要求
考虑实用性,既要保证功能的实现,又应考虑经济 性,并非功能越强越好。
❖
模拟量控制回路较少,开关量较多的过程控制系统 宜采用PLC控制。
❖ 测量仪表和传感器的选型原则
一个简单的控制系统就是由被控对象、检测部件( 测量仪表和传感器)和执行机构组成
❖ 自动控制系统中检测部件的作用相当于人的感觉器 官,它直接感受被测参数的变化,提取被测信息, 转换成标准信号供显示和作为控制的依据
2.输入变量
有两类:
控制(或操作)变量,扰动变量。
研究调节阀的流量特性对于选用调节阀有重要意义。
研究调节阀的流量特性对于选用调节阀有重要意义。
②旁路阀逐渐开启,旁路流量增加,则B值减小,可调比下降;
(2)实际可调比
在实际使用中,调节阀前后的压降是随管道阻力的变化而改的。
把控制器比喻为自动调节系统中的“头脑”,则调节阀就是自动调节系统的“手脚”。
过程控制系统实验指导书第二版
过程控制系统实验指导书
引言
浙江求是科教设备有限公司生产的 PCT 系列过程控制实验系统装置,可以非常好地满足过程控制 课程实验的要求。在这套设备由被控对象和控制台组成,通过手动或计算机控制,可以将被控对象 转变成不同特性的过控对象,因此,在此基础上可以进行简单的温度、压力、流量、液位的单回路 控制,而且也可以进行一系例复杂控制系统实验如:变比值控制、Simth 预估控制、解耦控制、三容 液位控制、换热器温度控制等。 一、PCT 系列过程控制实验装置特点:
过程控制
第一章1、过程控制(Process control )是指连续生产过程的自动控制。
石油、化工、水利、电力、冶金、轻工、纺织、制药、建材、核能、环境工程等许多领域的自动控制系统,都属于过程控制系统。
连续生产过程的特征是:生产过程中的各种流体,在连续(或间歇)的流动过程中进行着物理化学反应、物质能量的转换或传递。
2、过程控制系统的定义:为实现对某个工艺参数的自动控制,由相互联系、制约的一些仪表、装置及工艺对象、设备构成的 一个整体。
3、1.3.1过程控制系统的分类过程控制系统有多种分类方法。
常用的分类方法有两种:﹡按设定值的形式 ﹡按系统的结构1. 按设定值的形式分类1)定值控制系统—— 设定值恒定不变。
2)随动控制系统——设定值随时可能变化。
3)程序控制系统——设定值按预定的时间程序变化。
2. 按系统的结构特点分类1)反馈控制系统(闭环控制系统)将被控变量输入到控制器,形成闭环,具有被控变量负反馈的控制系统。
2)前馈控制系统(开环控制系统)控制系统没有被控变量负反馈,不将被控变量引入到控制器输入端。
3)复合控制系统前馈与反馈相结合,优势互补。
4、1.3.2过程控制系统的性能指标当被控对象受到干扰、被控变量发生变化时,控制系统抵制干扰、纠正被控变量的过程,反映了控制系统的优劣。
为此,要有评价控制系统的性能指标。
控制系统的性能指标是根据工艺对控制的要求来制定的,概括为稳定性、准确性和快速性。
控制性能指标有单项指标和综合指标两类单项性能指标以控制系统被控参数过渡过程的单项特征量作为性能指标,而偏差积分性能指标则是一种综合性指标。
1. 系统阶跃响应的单项性能指标单项性能指标包含了对控制系统的稳定性、准确性和快速性三方面的评价。
1)衰减比n 和衰减率ψ衰减比 n 和衰减率ψ 是表示系统稳定程度的指标。
n 大于1,则系统是稳定的。
随着n 的增大,过渡过程逐渐由衰减振荡趋向于单调过程。
试验证明:衰减比在 4: 1到10:1之间时,过渡过程的衰减程度合适,过渡过程较短。
SIMATIC 过程控制系统 PCS 7 维护站 V9.1 功能手册说明书
3.12
PAM 站 ........................................................................................................................ 39
4 附加文档 ........................................................................................................................................ 43
维护站 V9.1
功能手册, 02/2021, A5E49490728-AA
3
目录
5.7.4
如何为 MS 或 OS/MS 客户端组态 PC 站......................................................................... 56
5.8 5.8.1 5.8.2 5.8.3 5.8.4
3.2
具有诊断功能的对象.................................................................................................... 20
3.3
“PC 站”区域 ............................................................................................................... 21
3.10
具有多个 OS 单工作站系统的工厂组态中的 MS ............................................................ 34
2024版自动化仪表与过程控制培训教材
01
反馈控制原理
将被控变量的测量值与设定值进 行比较,根据偏差进行调节,使
被控变量稳定在设定值附近。
02
前馈控制原理
根据扰动量的大小和方向,提前 对系统进行调节,以减小或消除
扰动对被控变量的影响。
03
过程控制方法
包括PID控制、模糊控制、神经 网络控制等,根据被控对象的特 点和控制要求选择合适的控制方
制定维护保养计划表
将维护保养内容按照周期进行排列, 形成计划表,方便执行和检查。
明确维护保养内容
包括仪表的清洁、润滑、紧固、调整 以及防腐等。
常见故障类型及诊断方法
01
仪表无指示或指示异常
检查电源、信号线路、传感器 等是否正常,判断是否为仪表
内部故障。
02
仪表控制失灵
检查控制阀门、执行器等是否 正常,判断是否为控制系统故
自动化仪表与过程控制培训教 材
目录
• 自动化仪表概述 • 过程控制基本原理 • 自动化仪表选型与安装 • 过程控制系统设计与实施 • 自动化仪表维护与故障排除
目录
• 过程控制系统优化与升级 • 培训教材编写与使用方法
01
自动化仪表概述
自动化仪表定义与分类
01
自动化仪表定义
02
自动化仪表分类
自动化仪表是一种能够自动完成测量、控制、显示、记录等功能的设 备,广泛应用于各种工业自动化领域。
性能评估模型构建
03
基于数据分析,构建性能评估模型,对系统性能进行量化评估。
优化策略制定及实施效果评估
1 2
瓶颈分析 针对系统性能瓶颈,进行深入剖析,找出制约因 素。
优化方案制定 根据瓶颈分析结果,制定针对性的优化方案。
《过程控制系统》习题解答课件
《过程控制系统》习题解答课件《过程控制系统》习题解答1-2 与其它⾃动控制相⽐,过程控制有哪些优点?为什么说过程控制的控制过程多属慢过程?过程控制的特点是与其它⾃动控制系统相⽐较⽽⾔的。
⼀、连续⽣产过程的⾃动控制连续控制指连续⽣产过程的⾃动控制,其被控量需定量控制,⽽且应是连续可调的。
若控制动作在时间上是离散的(如采⽤控制系统等),但是其被控量需定量控制,也归⼊过程控制。
⼆、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电⼦计算机等⾃动化技术⼯具,对整个⽣产过程进⾏⾃动检测、⾃动监督和⾃动控制。
⼀个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。
三、被控过程是多种多样的、⾮电量的现代⼯业⽣产过程中,⼯业过程⽇趋复杂,⼯艺要求各异,产品多种多样;动态特性具有⼤惯性、⼤滞后、⾮线性特性。
有些过程的机理(如发酵等)复杂,很难⽤⽬前过程辨识⽅法建⽴过程的精确数学模型,因此设计能适应各种过程的控制系统并⾮易事。
四、过程控制的控制过程多属慢过程,⽽且多半为参量控制因为⼤惯性、⼤滞后等特性,决定了过程控制的控制过程多属慢过程;在⼀些特殊⼯业⽣产过程中,采⽤⼀些物理量和化学量来表征其⽣产过程状况,故需要对过程参数进⾏⾃动检测和⾃动控制,所以过程控制多半为参量控制。
五、过程控制⽅案⼗分丰富过程控制系统的设计是以被控过程的特性为依据的。
过程特性:多变量、分布参数、⼤惯性、⼤滞后和⾮线性等。
单变量控制系统、多变量控制系统;仪表过程控制系统、计算机集散控制系统;复杂控制系统,满⾜特定要求的控制系统。
六、定值控制是过程控制的⼀种常⽤⽅式过程控制的⽬的:消除或减⼩外界⼲扰对被控量的影响,使被控量能稳定控制在给定值上,使⼯业⽣产能实现优质、⾼产和低耗能的⽬标。
1-3 什么是过程控制系统,其基本分类⽅法有哪些?过程控制系统:⼯业⽣产过程中⾃动控制系统的被控量是温度、压⼒、流量、液位、成分、粘度、湿度和pH等这样⼀些过程变量的系统。
现代控制系统第十二版课后习题1章答案中文版吐血整理
第1章控制系统导论基础练习题下面的系统都可以用框图来表示它们的因果关系和反馈回路(有反馈时)。
试辨识每个方框的功能,指出其中的输入变量、输出变量和待测变量。
必要时请参考图1.3。
E1.1描述能测量下列物理量的典型传感器:(a)线性位置(b)速度(或转速)(c)非重力加速度(d)旋转位置(或角度)(e)旋转速度(f)温度(g)压力(h)液体(或气体)流速(i)扭矩(j)力【解析】(a)位置传感器:用来测量机器人自身位置的传感器。
(b)转速传感器:是将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。
(c)重力加速度传感器:能够感知到加速力的变化的传感器。
(d)角度传感器:用来检测角度的传感器。
(e)转速传感器:是将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。
(f)温度传感器:指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。
(g)压力传感器:是能感受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的传感器。
(h)流量传感器:测定吸入发动机的空气流量的传感器。
液体流量计传感器:用来测量各种导电液体介质的体积流量的传感器。
(i)扭矩传感器:将扭力的物理变化转换成精确的电信号的传感器。
(j)测力传感器:在受到外力作用后,粘贴在弹性体的应变片随之产生形变引起电阻变化,电阻变化使组成的惠斯登电桥失去平衡输出一个与外力成线性正比变化的电量电信号的传感器。
E1.2描述能实现下列转化的典型执行机构:(a)流体能到机械能(b)电能到机械能(c)机械形变到电能(d)化学能到运动能【解析】(a)液压马达、液压缸(b)电动机(c)形变发电装置(d)内燃机E1.3精密的光信号源可以将功率的输出精度控制在1%之内。
激光器由输入电流控制,产生所需要的输出功率。
作用在激光器上的输入电流由一个微处理器控制,微处理器将预期的功率值,与由传感器测量得到的,并与激光器的实际输出功率成比例的信号进行比较。
试辨识指明输出变量、输入变量、待测变量和控制装置,从而完成这个闭环控制系统的如图E1.3所示的框图。
过程控制系统课程设计讲解
过程控制系统课程设计报告书课设小组:第四小组目录摘要 (1)第一章课程设计任务及说明 (2)1.1课程设计题目 (2)1.2 课程设计内容 (3)1.2.1 设计前期工作 (3)1.2.2 设计工作 (4)第二章设计过程 (4)2.1符号介绍 (4)2.2水箱液位定制控制系统被控对象动态分析 (6)2.3压力定制控制系统被控对象动态分析 (7)2.4串级控制系统被控对象动态分析 (7)第三章压力P2 定值调节 (8)3.1 压力定值控制系统原理图 (8)3.2 压力定值控制系统工艺流程图 (8)第四章水箱液位L1定值调节 (9)4.1 水箱液位控制系统原理图 (9)4.2 水箱液位控制系统工艺流程图 (9)第五章锅炉流动水温度T1调节串级出水流量F2调节的流程图 (10)5.1串级控制系统原理图 (10)5.2串级控制系统工艺流程图 (11)第六章控制仪表的选型 (12)6.1 仪表选型表 (12)6.2现场仪表说明 (13)6.3 DCS I/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置表 (14)第七章控制回路方框图 (15)总结 (16)参考文献 (16)摘要过程控制课程设计是过程控制课程的一个重要组成部分。
通过实际题目、控制方案的选择、工程图纸的绘制等基础设计和设计的学习,培养学生理论与实践相结合能力、工程设计能力、创新能力,完成工程师基本技能训练。
使学生在深入理解已学的有关过程控制和DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统设计方法、系统设计原则的基础上,结合联系实际的课程设计题目,使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法,初步掌握控制系统的工程性设计步骤,进一步增强解决实际工程问题的能力。
关键词:过程控制设计 DCS第一章课程设计任务及说明1.1课程设计题目:附图为某过程控制实验装置的P&ID图,该图为一示意图,并不完全符合规范。
根据该图,请完成以下任务:不完全符合规范的P&ID图1、指出该图不符合“自控专业工程设计用图形符号和文字代号(HG/T20637.2)”的地方。
过程控制系统安装
过程控制系统安装过程控制系统(Process Control System,PCS)是用于监控和控制工业过程的计算机控制系统。
在现代工业中,PCS已经成为保证效率、质量和安全的关键设备。
PCS的安装是将计算机与传感器、执行机构等组合成一个集成的系统,为工业过程的操作和监控提供可靠的技术保障。
本篇文档将介绍PCS的安装过程。
1. 前期准备在进行PCS的安装前,需要做好以下工作:1.1 环境检查PCS的安装位置需要满足以下要求:•环境温度稳定:安装位置的温度变化不应影响PCS的性能。
•洁净度高:减少灰尘、油污等物质尘埃的污染,防止PCS设备组件积尘、腐蚀。
•环境湿度适宜:PCS设备组件对湿度敏感,需保持适宜的环境湿度。
1.2 设备选型PCS的设备选型应按照实际工业过程要求进行选型,包括以下几个方面内容:•测量精度:要求油、水、气等介质测量的精度。
•控制精度:要根据工业过程的需求,明确控制精度要求。
•传输速度:根据数据处理的需要,选用适合的传输速度。
•软件功能:PCS软件应满足工业过程的需求。
1.3 安全检查在PCS安装过程中,需要考虑安全因素,应当确保设备组件作为系统主题安全部件的基本要求,并制定相应的安全措施。
2. 实施过程安装过程分为硬件安装和软件安装两个阶段。
2.1 硬件安装硬件安装应该在满足安装环境要求后进行。
首先,确认PCS各组件名称并检查数量和规格是否符合要求和计划。
然后按照以下流程安装:1.安装架构。
安装PCS系统的第一步是确定合适的系统架构。
确认架构后,根据规范进行安装,并标识好每个模块的编号。
软件安装程序需要在此阶段提供相关标识。
2.安装支撑结构。
安装支撑结构之前,需要进行开挖、铺设管道及电缆等基础工作。
使管道、电缆走向清晰、整齐。
然后,根据标识进行安装。
3.安装设备组件。
根据设备组件规格进行安装。
使用特定的工具对设备进行固定,要求牢固度符合要求。
确定每个组件的电缆和管路连接。
4.连接电缆和管路。
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二次联校。安装基本结束,与建设单位和设计单位一起进行装置的三查四定,检查是否完成设计变 更的全部内容。
三查:查设计漏项、查未完工程、查工程质量隐患。 四定:对查出的问题,定任务、定人员、定 时间、定措施。
联动试车是在单体试车成功的基础上进行的。整个装置的动设备、静设备、管道都连接超来。有时 用水作介质,称为水联动,打通流程。这个阶段,原则上所有自控系统都要投入运行。就地批示仪 表全部投入,控制室仪表(或DCS)也大部分投入。自控系统先手动,系统平衡时,转入自动。除 个别液位系统外,全部流量系统、液位系统,压力系统、温度系统都投入运行。联动试车以建设单 位为主,施工单位为辅。按规范规定,联动试车仪表正常运行72小时后施工 单位将系统和仪表交 给建设单位。
其安装顺序大致如下:
仪表控制室仪表盘的安装与现场一次点的安装。仪表控制室的安装工作有仪表盘基础槽钢的制作、 安装和仪表盘、操作台的安装,核对土建预留孔和预埋件的数量和位置,考虑各种管路、槽板进出 仪表控制室的位置和方法。
进行工艺管道、工艺设备上一次点的配合安装及复核非标设备制作时仪表一次点的位置、数量、方 位、标高,以及开孔大小能否符合安装需要。
单项工程是指具有独立的设计文件,竣工后可以独立发挥生产能力或效益的工程。也有称作为工程项 目。
如工厂中的生产车间、办公楼、住宅;学校中的教学楼、食堂、宿舍等,它是基建项目的组成部分。
划分和质量评定
3 分项、分部、单位工程的质量检验评定, 应分为合格与优良两个等级。
4 分项工程质量等级的评定应符合下列规定:
对于引进项目,在签订合同时,应该明确执行什么标准以及执行标准的深度。若采用国外标准,还 应弄清与国内标准(规范)的差异,便于在施工时掌握。
资料准备
质量评定工作是施工过程中,特别是施工结束时必须完成的一个工作。一般情况下都执行《自动化 仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131-90。对质量 验评标准,各部门、各行业之间会有不同的 要求,在施工准备阶段 ,必须同建设单位商定。
控制室进行二次联校、模拟试验,包括报警和联锁回路。
三、试车、交工阶段
工艺设备安装就位,工艺管道试压、吹扫完毕,工程即进入单体试车阶段。 试车由单体试车、联动试车和化工试车三个阶段组成。 单体试车阶段主要工作是传动设备试运转动时,只是应用一些检测仪表,并且大都是就地指示仪表,
如泵出口压力指示,轴承温度指示等。大型转动设备试车时,仪表配合复困些,除就地指示仪表外, 信号、报警、联锁系统也要投入,有些还通过就地仪表盘或智能仪表、控制器进行控制。重要的压缩 机还要进行抗喘振、轴位移控制。单体试车是由施工单位负责,建设单位参加。
划分和质量评定
一、质量检验评定方法与质量等级的划分
1 质量检验评定应按分项工程、分部工程、单位工程的顺序逐级进行。
2 分项工程、分部工程、单位工程的划分应符不同的施工方法、构造及规格将分部工程划分为分项工程。如土方工程、钢筋工
程、给水工程中的铸铁管、钢管、阀门等安装。
b)
分部工程:按工程的种类或主要部位将单位工程划分为分部工程。如:基础工程、主体工程、电
气工程、通风工程等
划分和质量评定
c)
单位工程是指具有单独设计和独立施工条件,但不能独立发挥生产能力或效益的工程,它是
单项工程的组成部分。
如生产车间这个单项工程是由厂房建筑工程和机械设备安装工程等单位工程所组成。建筑工程还可以 细分为一般土建工程、水暖卫工程、电器照明工程和工业管道工程等单位工程。
划分和质量评定
也就是说,要告诉工人应该怎么干,不应该怎么干,要交待清楚质量要求及执行规范的具体条款。 此外还要交待清楚安全要求。这个交底可以是文字的也可以是口头的,但必须要有记录,有签字。
(5)划分单位工程和质量评定 划分单位工程是施工准备的一个重要内容。具体操作是按项目要求,按建设单位的标的把所施工的
仪表系统交给建设单位,这是交工的主要内容,也称为硬件。与此同时,也要把交工资料交给建设 单位,这是软件。原则上交工资料要与工程同时交给建设单位,但一般是在工程交工后一个月内把 资料上交完毕。
一份完整的仪表专业交工资料,应有如下内容: ⑴交工资料目录; ⑵工程交接证书(或交工验收证书); ⑶中间交接证书(若有中间交接); ⑷仪表设备移交清单; ⑸未完工程(项目)明细表; ⑹隐蔽工程记录; ⑺仪表管路试压、脱脂记录; ⑻节流装置安装记录; ⑼仪表(单体)调校记录;
技术准备
(A)编制依据; (B)工程概况,包括说明、特点、主要的实物量; (C)主要施工工序和施工方法; (D)质量要求及质量保证措施; (E)安全技术措施; (F)进度网络计划或统筹图; (G)资源安排,包括劳动力及施工工机具、标准仪器一览表; (H)交工资料表格。
技术准备
主要施工方法和施工工序是方案的核心。质量要求和质量保证措施是方案的基础。这些是技术方案 的重点。
12过程控制系统安装
过程控制系统安调与检修
四川工程职业技术学院 电气化教研室
1-2 过程控制系统安装
安装工作总结
一个完整的过程控制系统安装工作:准备工作、辅助安装工作、主要安装工作、安装竣工后校验、调试、 和试运工作、工程验收和移交等方面工作。 仪表安装程序可分为三个阶段,即施工准备阶段一施工阶段一试车交工阶段
对出库仪表进行一次校验。这项工作进行时间较为灵活,可以早到施工准备期,也可以达到系统调 校前。
在现场要考虑仪表各种管路的标高,以及固定它的支架形式和支架制作安装,保温箱保护箱底座制作, 接丝盒、箱的定位。
现场仪表配线和安装包括保护箱、保温箱、接线箱的安装,仪表槽板、桥架安装,保护管、导压管、 气动管的敷设,控制室仪表安装,电缆敷设和配线、校接线。
一、安装前的准备工作
施工准备包括组织安装队、资料准备、物资准备、表格准备和工机具及标准仪器的准备、技术准备、 编制施工计划、进行辅助安装工作。
1、资料准备 资料准备是指安装资料的准备。安装资料包括施工图、常用的标准图、自控安装图册、《工业自动化
仪表安装工程施工验收规范》和质量验评标准以及有关手册等。 施工图是施工的依据,也是交工验收的依据,还是编制施工图预算和工程结算的依据。一套完整的仪
a)
合格。在规定的检验数量中, 全部“主要”检验项目和 8 0 % 及其以上的“一般”检验项目,
必须符合本标准的规定。
b)
优良。在规定的检验数量中, 全部“主要”检验项目和全部“一般”检验项目, 必须符合本标
准规定。
注:主要检验项目指被检验项目对仪表安装工程质量有较大影响者, 如压力式温度计安装中毛细管敷设 和温包的安装。
资料准备
(18)调节阀、节流装置计算书及数据表 (19)仪表系统接地 (20)复用图纸 (21)带控制点工艺流程图 (22)设计单位企业标准和安装图册 施工单位向建设单位领取图纸,施工队向项目部领取图纸,施工队班组向施工队领取图纸应按目录进行
核对。
资料准备
施工验收规范是施工中必须要达到和遵守的技术要求和工艺纪律。执行什么规范,一般在开工前, 即在施工准备阶段必须同建设单位商定妥当。通常国家标准《自动化仪表工程施工及验收规范》 GB50093-2002是设计、施工、建设三方面都接受的标准。但有些部门、有些企业还有自行的验收标 准,这在开工前必须确定。
(3)两个会审 自控专业的技术准备工作,还包括两个重要的图纸会审。 一个是由建设单位牵头,以设计单位为主,施工单位参加的设计图纸会审,主要解决设计存在的问
题。特别是设备、材料的缺项和提供的图纸、作业指导书是否齐全。
会审
另一个图纸会审是由施工单位自行组织。通常由技术总负责人(总工程师)牵头,主管工程技术的 部门具体组织,各专业技术负责人和各施工队技术人员参加。自控专业在这个会审中解决的重点是 其他专业可能会影响仪表施工的问题。这 些问题要尽可能地提出来,在施工以前解决。
项目划分成单项工程、单位工程、分部工程和分项工程。
划分和质量评定
单位工程划分完后,技术部门与质量管理部门一起要编制"质量控制点一览表"。按分项工程、分部 工程和单位工程的顺序,把每一工序质量检查都列出来,按重要性分为A、B、C三类。C类为班组自 检。B类在自检基础上,项目部质量专职检查员要检查认可,A类是在专职质检员认可基础上,通知 建设单位质量处,要有甲方认可。检查前要发质量共检单,作为交工资料的一个内容。
划分和质量评定
5 分部工程质量等级的评定应符合以下规定:
a)
合格。所含分项工程的质量全部达到合格标准。
b)
优良。所含分项工程的质量全部合格, 其中有 5 0 % 及其以上达到优良标准。
二、施工阶段
仪表工程的施工周期很长。在土建施工期间就要主动配合,要明确预埋件、预留孔的位置、数量、 标高、坐标、大小尺寸等。在设备安装、管道安装时,要随时关心工艺安装的进度,主要是确定仪 表一次点的位置。
仪表施工的高潮一般是在工艺管道施工量完成70%时,这时装置已初具规模,几乎全部工种都在现 场,会出现深度的交叉作业。
施工过程中主要的工作有: 配合工艺安装取源部件(一次部件); 在线仪表安装; 仪表盘、柜、箱、操作台安装就位; 仪表桥架、槽板安装,仪表管、线配制,支架制作安装,仪表管路吹扫、试压、试漏; 单体调试,系统联校; 配合工艺进行单体试车; 配合建设单位进行联动试车。
交底
施工技术方案交底是由施工单位组织,工程技术负责人向在处一线的施工技术人员及相关部门的技 术交底。重点是对一特定的工程项目,准备采用的主要施工方法,使用的主要施工机具,施工总进 度的具体安排,质量指标、安全指标、效益指标的交底。
工序交底一般在施工中进行。严格地说不是施工准备的内容。这是一个以施工员主讲,具体实施施 工人员参加的一个交底。要针对某一具体工序,向施工人员讲清楚工序衔接、施工要领、达至要求 的设想。