化工仪表自动化ppt课件(最新)

03 化工仪表的种类与功能
温度仪表
接触式温度仪表
通过测量物体与测温元件接触部 分的温度来反映被测对象的温度 ，如热电阻、热电偶等。
非接触式温度仪表
利用物体的热辐射性质来测量温 度的仪表，如红外测温仪等。
压力仪表
弹性式压力仪表
利用弹性元件受压变形的原理来测量 压力的仪表，如弹簧管压力表、膜片 压力表等。
，测量精度低。
02 03
发展阶段
20世纪50年代至80年代，随着电子技术和计算机技术的发展，化工仪 表自动化开始起步，逐渐实现了从模拟仪表到数字仪表、从单机控制到 集中控制的转变。
成熟阶段
20世纪90年代至今，随着网络技术、通信技术、人工智能等技术的飞 速发展，化工仪表自动化进入了成熟阶段，实现了从集中控制到分布式 控制、从单一功能到多功能集成的转变。
能化功能，提高运维效率。
网络化发展趋势
工业物联网技术应用
通过工业物联网技术，实现仪表设备的远程监控、数据采集和传 输，提高生产过程的透明度和可追溯性。
云计算技术应用
利用云计算平台对大量仪表数据进行存储、分析和处理，提供强 大的数据支持和决策依据。
网络安全保障
加强网络安全防护，确保仪表数据的保密性、完整性和可用性， 防止网络攻击和数据泄露。
逻辑控制
PLC控制系统以逻辑控制 为核心，可以实现复杂的 顺序控制和逻辑运算。
模块化设计
PLC采用模块化设计，易 于扩展和维护，同时降低 了系统成本。
通讯功能
PLC控制系统具有强大的 通讯功能，可以与其他智 能设备进行数据交换和远 程控制。
现场总线控制系统
现场设备互联
现场总线控制系统实现了现场设备之 间的互联互通，降低了布线成本和维 护难度。
化工仪表自动化的发展趋势与
06
展望
智能化发展趋势
人工智能技术应用
01
通过引入人工智能技术，实现仪表的自主学习、自适应和智能
控制，提高仪表的测量精度和稳定性。
模糊控制技术应用
02
利用模糊控制算法对复杂化工过程进行建模和控制，提高系统
的响应速度和抗干扰能力。
专家系统技术应用
03
构建化工仪表领域的专家系统，实现故障诊断、操作指导等智
03
自动化仪表可以实现生产数据的实时采集和监控，为生 产管理和决策提供更加准确、及时的信息。
降低能耗与减少污染排放
自动化仪表可以实时监测和调整生产过程中的能耗情况，通过优化控制策略降低能 耗。
通过自动化仪表的精确控制，可以减少生产过程中的原料浪费和废品产生，从而降 低生产成本。
自动化仪表可以实现废气、废水等污染物的实时监测和控制，减少污染排放，保护 环境。
浮力式物位仪表
利用浮子或浮筒在液体中的浮力变化来测量物位的仪表，如 浮球液位计、浮筒液位计等。
分析仪表
成分分析仪表
用于测量气体或液体中某种成分含量 的仪表，如氧分析仪、氢分析仪等。
过程分析仪表
用于在线监测和控制化工生产过程中 的各种参数，如pH计、电导率仪等。
04 化工仪表自动化的技术应用
DCS控制系统
01
02
03
分布式控制
DCS控制系统采用分布式 结构，将控制功能分散到 各个控制节点上，提高了 系统的可靠性和稳定性。
集中监视
通过中央操作站，可以对 整个生产过程进行集中监 视和管理，实现生产过程 的可视化。
灵活组态
DCS控制系统具有灵活的 组态功能，可以根据生产 需求进行定制化的控制策 略设计。
PLC控制系统
控制原理
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控制目标
化工仪表的控制目标是维持生产过程中的各种参 数在设定值范围内，以确保生产过程的稳定性和 产品质量。
控制方式
根据控制目标的不同，化工仪表采用不同的控制 方式，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等 。
控制算法
控制算法是实现控制目标的关键，不同的控制算 法具有不同的特点和适用范围，需要根据实际情 况进行选择。
意义
化工仪表自动化是现代化工生产的重要组成部分，它可以提高生产过程的自动化水平，减轻操作人员的劳动强度 ，提高生产效率和产品质量，降低生产成本和能源消耗，对于实现化工生产的绿色化、智能化和可持续发展具有 重要意义。
化工仪表自动化的发展历程
01
初级阶段
20世纪50年代以前，化工生产主要采用手动操作，仪表设备简单粗糙
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目录
• 化工仪表自动化概述 • 化工仪表自动化的基本原理 • 化工仪表的种类与功能 • 化工仪表自动化的技术应用 • 化工仪表自动化的优势与挑战 • 化工仪表自动化的发展趋势与展望
01 化工仪表自动化概述
化工仪表自动化的定义与意义
定义
化工仪表自动化是指利用先进的测量、控制技术和自动化设备，对化工生产过程中的各种参数进行实时检测、控 制和优化，以提高生产效率、降低能耗和减少环境污染。
集成化发展趋势
仪表与执行器集成
将仪表与执行器进行集成设计，减少中间环节和信号转换，提高系 统的响应速度和稳定性。
控制系统集成
实现化工仪表与DCS、PLC等控制系统的无缝集成，实现统一监控 和管理，提高生产效率和管理水平。
信息集成
将化工仪表数据与生产管理、质量管理等信息系统进行集成，实现数 据共享和协同工作，提高决策效率和准确性。
增强生产安全性与稳定性
自动化仪表可以实时监测生产过程中 的各种安全隐患，如压力过高、温度 过高等，及时发出警报并采取相应的 控制措施，保障生产安全。
自动化仪表可以实现生产过程的自动 化和智能化，减少人为因素对生产过 程的影响，提高生产的稳定性和可靠 性。
通过自动化仪表的远程控制功能，可 以实现远程监控和操作，减少人员接 触危险区域的风险。
未来展望与技术创新
A
新材料与新工艺应用
探索新型材料和工艺在化工仪表领域的应用， 提高仪表的性能和可靠性。
新型传感器技术
研发新型传感器技术，提高测量精度、响 应速度和抗干扰能力。
B
C
人工智能与机器学习融合
深入研究人工智能与机器学习的融合应用， 实现化工仪表的更高层次的智能化和自主化 。
跨领域合作与创新
高昂的投资成本：化工仪表自动化的实现需要大量的投 资，包括设备购置、系统集成、人员培训等方面的费用 ，对企业的经济实力提出了更高的要求。
针对技术更新迅速的挑战，企业可以积极与科研机构合 作，引进新技术并进行消化吸收再创新；同时加强内部 研发团队建设，提升自主研发能力。
针对人才短缺的挑战，企业可以通过校园招聘、社会招 聘等渠道引进优秀人才；同时建立完善的培训体系提升 现有员工的专业技能和素质。
面临的挑战与解决方案
技术更新迅速：随着科技的不断发展，化工仪表自动化 技术也在不断更新换代，需要企业不断跟进新技术的发 展和应用。
人才短缺：化工仪表自动化技术的专业性较强，需要具 备相关专业知识和技能的人才来支撑，而目前市场上这 方面的人才相对短缺。
针对高昂的投资成本的挑战，企业可以在进行投资决策 时充分评估投资回报率和风险等因素；同时寻求政府支 持和优惠政策降低投资成本。
• 煤化工：煤化工生产过程中涉及高温、高压、易燃易爆等危险因素，需要实现 安全可靠的参数检测与控制。化工仪表自动化在煤化工领域的应用主要包括煤 气化、煤焦化、煤液化等生产过程的自动化控制。
• 盐化工：盐化工生产过程中涉及大量的腐蚀性介质和高温高压环境，需要实现 耐腐蚀、耐高温高压的参数检测与控制。化工仪表自动化在盐化工领域的应用 主要包括氯碱、纯碱等生产过程的自动化控制。
化工仪表自动化的基本原理
02
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 测量原理
01
测量参数
化工仪表的测量参数包括温度、压力、流量、液位等， 这些参数反映了化工生产过程中的各种物理和化学变化 。
02
测量方法
根据测量参数的不同，化工仪表采用不同的测量方法， 如热电偶、热电阻、压力传感器、流量计等。
03
测量精度
化工仪表的测量精度对于化工生产过程的控制至关重要 ，高精度的测量仪表能够提高生产过程的稳定性和产品 质量。
多协议支持
现场总线控制系统支持多种通讯协议 ，可以方便地接入不同类型的现场设 备。
实时数据传输
通过现场总线，可以实时传输现场设 备的状态信息和数据，提高了控制系 统的实时性。
工业以太网控制系统
高速数据传输
工业以太网控制系统采用以太网 技术，实现了高速、大容量的数
据传输。
远程监控
通过工业以太网，可以实现远程监 控和诊断，提高了系统的可维护性 和运行效率。
化工仪表自动化的应用领域
• 石油化工：石油化工生产过程中涉及大量的物理和化学参数检测与控制，如温 度、压力、流量、液位、成分等。化工仪表自动化在石油化工领域的应用主要 包括炼油、乙烯、合成氨等生产过程的自动化控制。
• 精细化工：精细化工生产过程中对产品质量和生产环境的要求较高，需要实现 精确的参数检测与控制。化工仪表自动化在精细化工领域的应用主要包括染料 、涂料、农药、医药等生产过程的自动化控制。
电气式压力仪表
将压力转换为电信号进行测量和显示 的仪表，如压力传感器、压力变送器 等。
流量仪表
差压式流量计
利用流体流动时产生的差压来测量流量的仪表，如孔板流量计、文丘里管流量 计等。
转子流量计
通过测量流体对转子的推动力来反映流量的仪表，如浮子流量计、涡轮流量计 等。
物位仪表
直读式物位仪表
通过直接读取液位高度来测量物位的仪表，如玻璃板液位计 、磁翻板液位计等。
开放性和标准化
工业以太网控制系统遵循国际通用 的标准和规范，具有良好的开放性 和互操作性。
05 化工仪表自动化的优势与挑战
提高生产效率与产品质量
01
自动化仪表可以快速、准确地测量和控制生产过程中的 各种参数，如温度、压力、流量等，从而提高生产效率 。
02
通过自动化仪表的精确控制，可以减少人为因素对产品 质量的影响，提高产品的一致性和稳定性。
自动化控制系统的组成与分类
组成
自动化控制系统由传感器、控制器、执行器等组成，其中传感器负责测量参数， 控制器根据测量值和控制目标进行计算并输出控制信号，执行器根据控制信号对 生产过程进行调节。
分类
根据控制对象的不同，自动化控制系统可分为温度控制系统、压力控制系统、流 量控制系统等；根据控制策略的不同，可分为开环控制系统和闭环控制系统；根 据控制器类型的不同，可分为模拟控制系统和数字控制系统等。
加强与其他领域的合作与交流，引入新技术 、新方法和新思路，推动化工仪表自动化技 术的不断创新和发展。
D
谢谢聆听