化工仪表及自动化

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化工仪表及自动化

06
未来化工仪表及自动化的发展趋势
利用高强度、耐腐蚀、耐高温等高性能材料，提高化工仪表的耐用性和稳定性。
高性能材料
复合材料
智能材料
利用复合材料的特点，结合多种材料的优点，开发出具有特殊功能的化工仪表。
利用智能材料的自适应和自修复功能，提高化工仪表的自我调节和故障应对能力。
03
02
01
实现化工设备和仪表的动化技术能够提高生产过程的安全性。通过实时监测和控制各种参数，可以及时发现潜在的安全隐患，避免事故发生。此外，自动化技术还能够减少人工操作失误，降低事故发生的概率。
环保问题
化工生产过程中会产生大量的废气、废水和固体废弃物，对环境造成严重污染。通过使用环保型的化工仪表和自动化技术，可以减少废物的产生和排放，降低对环境的负面影响。同时，自动化技术还能够提高生产效率，减少能源消耗，进一步降低环境污染。
系统集成与调试
01
03
02
04
问题诊断与解决
一旦发现问题，及时进行故障诊断，采取有效措施予以解决，确保系统稳定可靠。
文档整理
整理调试过程中的相关资料和记录，形成完整的文档，为后续维护和管理提供依据。
优化建议
根据调试结果和实际运行情况，提出针对性的优化建议，提高系统的性能和可靠性。
调试步骤
按照设计要求对每个环节进行逐一调试，检查系统的功能和性能是否达到预期目标。
05
化工仪表及自动化在生产中的应用
物位仪表
物位仪表用于测量液体或固体物料的位置或高度。在化工生产中，物位控制对于防止溢料和空料至关重要。
温度仪表
在化学反应过程中，温度是关键的控制参数。通过温度仪表，可以实时监测反应温度，确保温度稳定在最佳范围内。

化工自动化及仪表

化工自动化及仪表引言化工自动化及仪表是现代化工工厂中必不可少的部分。

它集成了传感器、控制系统、执行器和现场仪表等组成的自动化设备，实现了化工过程的自动化控制和监测。

本文将介绍化工自动化及仪表的概念、应用及其优势。

一、概念化工自动化及仪表是将信息技术、电子技术、自动控制技术等应用于化学工业生产过程中的自动控制和监测系统。

它通过采集过程数据、分析数据、进行决策控制，实现化工过程的自动化操作。

化工自动化及仪表系统由五个部分组成：传感器、控制系统、执行器、现场仪表和通信网络。

传感器用于采集物理量和化学量，将其转换成电信号；控制系统用于处理传感器采集到的信号，进行控制和判决；执行器用于执行控制系统的指令，控制化工过程；现场仪表用于监测和显示过程参数；通信网络用于传输数据和命令。

二、应用化工自动化及仪表广泛应用于化学工业的各个环节，包括原材料处理、反应过程、分离工艺、产品制备等。

下面分别介绍几个典型应用场景：1.原材料处理：在化学生产中，原材料的处理是一个重要的环节。

化工自动化及仪表可以通过传感器和控制系统对原材料进行精确的测量和调控，提高原材料的利用率，降低生产成本。

2.反应过程控制：化学反应过程控制是化工自动化及仪表的核心应用之一。

通过传感器对反应过程中的温度、压力、浓度等参数进行实时监测，通过控制系统对反应条件进行调控，实现反应的自动化控制。

3.分离工艺控制：在化学生产中，分离工艺是将混合物中的组分分离出来的关键环节。

化工自动化及仪表可以通过传感器对分离过程中各个组分的浓度进行监测，通过控制系统对分离条件进行调控，提高分离效率，提高产品质量。

4.产品制备：化学工业生产出来的产品通常需要经过多个步骤进行制备。

化工自动化及仪表可以对制备过程中的各个参数进行实时监测和控制，保证产品的质量和一致性。

三、优势化工自动化及仪表具有以下几个优势：1.提高生产效率：化工自动化及仪表可以实现化工过程的连续运行和高效控制，减少人为因素的干扰，提高生产效率。

化工仪表及自动化总结

化工自动化的主要内容：化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容。

化工生产过程自动化的意义：（1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。

（2）减轻劳动强度，改善劳动条件。

（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。

（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。

自动控制系统的基本组成被控对象和自动化装置（测量元件与变送器、控制器、执行器）。

简单调节系统是闭合回路和负反馈。

自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统控制系统按被调参数的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。

开环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，但被控变量对操纵变量没有影响。

闭环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，被控变量又对操纵变量产生影响。

定值控制系统：给定值为常数；随动控制系统：给定值为变数，要求跟随变化；程序控制调节系统：按预定时间顺序控制参数。

调节器参数工程整定法包括有临界比例法、衰减曲线法、经验凑试法。

过渡过程有哪几种形式非周期衰减过程。

衰减振荡过程。

等幅振荡过程。

发散振荡过程。

控制系统的品质指标的参数有最大偏差A 或超调量B 、衰减比N 、余差C 、过渡时间、震荡周期T 或频率等。

数学模型的方法有两种。

其中一种是根据过程的内在机理，通过物料和能量平衡关系，用机理建模的方法求取过程的数学模型。

描述对象特性的三个参数是放大系数K/R 、时间常数T/AR 和滞后时间t ，如果时间常数越大，系统的响应速度越慢，系统的稳定性越好。

特性测取法：阶跃反应曲线法，矩形脉冲法放大系数是总变化值除以量程/阶跃值除以量程DDZ 表示电动单元组合，PI206压力指示工段序号，有横杠集中仪表盘面，没是就地灵敏度：仪表指针的线位移或角位移，与引起这个位移的被测参数变化量的比值，可表示为x a S ∆∆=。

化工仪表及自动化解读

控制器
控制阀
对象
测量元件变送器
2. 检测仪表与传感器
2.1概述在工业生产中，为了正确的指导生产操作，对过程进行控制，一项必不可少的工作是准确而及时地检测出生产过程中的各个有关参数，例如压力、流量、物位、温度等。用来检测这些参数的技术工具称为检测仪表。用来将这些参数转换为一定的便于传送的信号（例如电信号或气压信号）的仪表通常称为传感器。当传感器的输出为规定的标准信号时，通常称为变送器。 2.1.1测量误差在测量过程中，由于所使用的测量工具本身不够准确，观测者的主观性和周围环境的影响等等，使得测量的结果不可能绝对准确。由仪表读得的被测值与被测量真值之间，总是存在一定的差距，这一差距就称为测量误差。误差的分类方法多种多样，按误差出现的规律可分为系统误差、偶然误差和疏忽误差；按仪表使用的条件分为基本误差和附加误差；按被测变量随时间变化的关系分为静态误差和动态误差；按与被测变量的关系分为定值误差、累计误差；按误差的数值表示分为绝对误差、相对误差和引用误差。测量误差通常有两种表示方法，即绝对误差和相对误差。绝对误差是指仪表指示值和被测量的真值之间的差值。在实际应用中真实值指得是标准表的读数。 ∆＝X-X0 相对误差等于某一点的绝对误差∆与标准表在这一点的指示值X0之比。 Y＝ ∆/X0= (X-X0)/X0
冷液
热液
压力表
蒸汽
TT-101
流量计
冷凝水
TV-101
1. 自动控制系统基本概念
1.1.3自动信号和联锁保护系统生产过程中，有时由于一些偶然因素的影响，导致工艺参数超出允许的变化范围而出现不正常情况时，就有引起事故的可能。为此，常对某些关键性参数设有自动信号联锁装置，防止事故的发生和扩大。如下图：
温度

化工仪表及自动化全套课件完整ppt课件完整版(2024)

绿色化
环保意识的提高将促使化工仪表向绿色化方向发展，采用环
保材料和低能耗技术。
9
02
自动化基础知识
2024/1/29
10
自动化概念及原理
2024/1/29
自动化的定义
指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。
2024/1/29
39
现场总线技术实践
2024/1/29
01 02 03
现场总线概述
现场总线是一种用于连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。它将传统的4-20mA模拟信号传输方式转变为数字信号传输方式，提高了信号传输的准确性和可靠性。
现场总线技术实践
在化工生产中，现场总线技术被广泛应用于设备间的通信和数据传输。通过现场总线技术，可以实现设备间的实时数据交换和远程控制，提高生产过程的透明度和可控性。
控制器
接收变送器输出的标准信号，与
设定值进行比较，得到偏差信号，并根据偏差信号的大小和方向
输出控制信号。
执行器
接收控制器输出的控制信号，动作改变被控对象的参数。
测量元件
用于测量被控对象的各种工艺参数，如温度、压力、流量等。
被控对象
需要实现自动控制的机器设备、系统或过程。
2024/1/29
12
易于维护
化工仪表需要定期维护和校准，因此需要具备易于维护的特点。
8
化工仪表发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，化工仪表将越来越智能化，能够实现自适应控制、远程监控等
功能。
2024/1/29

化工仪表及自动化全套课件

2024/1/26
21
流量测量与控制技术应用案例
水处理行业
在水处理过程中，流量是一个重要的参数。通过流量测量仪表和自动控制系统，可以实时监测和调整水流的流量，确保水处理过程的稳定性和效率。
石油化工行业
在石油化工生产过程中，原料、产品和中间体的流量都需要精确控制。通过流量测量仪表和自动控制系统，可以实现流量的精确测
化工仪表及自动化全套课件
2024/1/26
1
2024/1/26
CONTENTS
• 化工仪表基础知识 • 自动化控制系统概述 • 化工仪表的选型与安装 • 自动化控制系统的设计与实施 • 化工仪表及自动化技术应用案
例 • 化工仪表及自动化技术发展趋
势与展望 2
2024/1/26
01
化工仪表基础知识
15
自动控制系统的设计原则与方法
2024/1/26
设计原则
满足工艺要求，保证系统稳定性、可靠性和经济性；采用先进技术和设备，提高自动化水平；注重人机交互，方便操作和维护。
设计方法
根据工艺要求和控制目标，确定控制方案；选择合适的测量仪表和执行机构；设计控制算法和逻辑控制程序；进行系统仿真和优化。
仪表等措施。
6
2024/1/26
02
自动化控制系统概述
7
自动控制系统的组成与分类
组成
自动控制系统通常由控制器、执行器、被控对象、检测变送环节等部分组成。
分类
根据控制原理的不同，自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统；根据信号传递方式的不同，可分为模拟控制系统和数字控制系统。
2024/1/26
量和控制，提高生产效率和产品质量。

2024年度化工仪表及自动化(第四版)PDF版

2024/3/23
适应性
控制系统应能适应不同的工作条件和环境变化，具有一定的鲁棒性。
17
控制系统的硬件组成
控制器
接收输入信号，根据控制算法进行计算，并输出控制信号。
执行器
将控制信号转换为物理量，驱动被控对象。
传感器
检测被控对象的物理量，并将其转换为电信号。
变送器
将传感器输出的电信号转换为标准信号，以便于传输和处理。
29
化工仪表及自动化技术面临的挑战与发展机遇
要点一
技术挑战
随着化工过程的复杂性和精细度的不断提高，对化工仪表及自动化技术的测量精度、稳定性和可靠性提出了更高要求。
要点二
人才挑战
化工仪表及自动化技术的快速发展需要更多具备跨学科知识和创新能力的高端人才。
要点三
发展机遇
随着智能制造、工业物联网、大数据等技术的不断发展，化工仪表及自动化技术将迎来更多的发展机遇和市场空间。同时，国家政策的支持和行业标准的不断完善也将为化工仪表及自动化技术的发展提供有力保障。
24
食品工业中的自动化控制
01
自动化控制系统在食品工业中的作用
提高食品生产的安全性和效率，保障食品质量。
02
典型应用案例
某大型食品企业采用自动化生产线对食品加工过程进行自动化控制，实现了从原料清洗到产品包装的全流程自动化。
03
控制策略及算法
采用HACCP（危害分析和关键控制点）体系、模糊控制等算法，对食品生产过程中的温度、时间等关键参数进行严格控制。
提高生产精度和一致性，减少人为因素对产品质量的影响。
典型应用案例
某精细化工企业采用PLC（可编程逻辑控制器）对生产线进行自动化改造，实现了生产过程的自动化和智能化。

化工仪表及自动化

化工仪表及自动化一、引言化工是现代工业的重要组成部分之一，它涉及到许多高危、高难度的操作环节，为了保障工作安全，提高生产效率和产品质量，人们采用了化工仪表及自动化技术，实现对化工生产过程的精确控制和实时监测，并提供可靠的操作和决策支持。

本文将从化工仪表和自动化的定义、分类以及其在化工生产中的应用等方面进行探讨。

二、化工仪表的定义与分类1、化工仪表的定义化工仪表是指在化工生产中，用于对化工生产过程及其现场参数进行监测、测量、记录、分析、控制和管理的设备，通常包括传感器、变送器、显示器、记录仪、控制器、调节器等。

2、化工仪表的分类（1）按测量原理分类化工仪表根据测量原理的不同，可分为压力、温度、流量、液位、PH值、浓度等多种仪表类型。

其中，压力、温度、液位等是针对制程参数测量较多的仪器，而流量、PH值、浓度等则以环保检测仪器较为常见。

（2）按用途分类化工仪表根据具体用途的不同，可分为流程控制仪表（例如调节阀、电机驱动阀门、电磁阀等）和测量控制仪表（例如温度计、压力计、液位计、控制器等）。

三、化工自动化的定义与特点1、化工自动化的定义化工自动化是指利用现代化工仪表技术和计算机技术等手段，实现对化工生产过程及其参数的自动监控和远程控制的一种综合技术。

化工自动化技术的应用不仅可以提高化工生产效率和产品质量，而且可以降低人力成本，提高生产安全性。

2、化工自动化的特点（1）高效性：化工自动化系统可以实现对化工生产全过程的自动化控制，提高工作效率，提高生产的稳定性和安全性。

（2）可靠性：自动化系统采用先进的故障检测及保护措施，能够自动检测和判断工艺参数的变化，及时地采取相应的措施，确保化工生产过程的稳定性和安全性。

（3）实时性：自动化系统能够在线监测和生成化工生产过程及其参数的实时数据，还能够实时反馈设备状态和工艺参数的变化情况，实时掌握化工生产过程的运行状况，及时处理异常情况，保证生产过程连续性。

（4）智能化：自动化系统集成了先进的人工智能算法与模型，在处理和分析大量的数据时，能够快速发现问题和异常情况，自动调整生产参数，避免生产效率和产品质量的下降。

化工仪表及自动化基础知识单选题100道及答案解析

化工仪表及自动化基础知识单选题100道及答案解析1. 下列哪种仪表不属于压力检测仪表（）A. 液柱式压力计B. 弹性式压力计C. 差压式液位计D. 压力变送器答案：C解析：差压式液位计是用于测量液位的，不属于压力检测仪表。

2. 热电偶的测温原理是基于（）A. 热阻效应B. 热电效应C. 热胀冷缩D. 电磁感应答案：B解析：热电偶的测温原理是热电效应。

3. 以下哪个不是自动化控制系统的组成部分（）A. 控制器B. 被控对象C. 测量变送装置D. 电源答案：D解析：自动化控制系统通常由控制器、被控对象、测量变送装置组成，电源不属于其组成部分。

4. 调节阀的流量特性主要与下列哪个因素有关（）A. 阀芯形状B. 阀杆长度C. 阀座直径D. 执行机构答案：A解析：阀芯形状决定了调节阀的流量特性。

5. 下列哪种仪表精度最高（）A. 1.0 级B. 0.5 级C. 0.2 级D. 2.5 级答案：C解析：仪表精度等级数字越小，精度越高。

6. 热电阻温度计是基于导体或半导体的（）特性来测量温度的。

A. 热电效应B. 热阻效应C. 电阻温度D. 电磁感应答案：C解析：热电阻温度计是基于导体或半导体的电阻温度特性来测量温度的。

7. 自动控制系统中，滞后时间越大，系统的稳定性（）A. 越好B. 越差C. 不变D. 不确定答案：B解析：滞后时间越大，系统响应越慢，稳定性越差。

8. 智能仪表的核心是（）A. 微处理器B. 传感器C. 变送器D. 显示器答案：A解析：微处理器是智能仪表的核心，负责数据处理和控制。

9. 下列哪种执行机构动作速度最快（）A. 电动执行机构B. 气动薄膜执行机构C. 气动活塞执行机构D. 液动执行机构答案：D解析：液动执行机构动作速度通常最快。

10. 测量范围为0 - 100℃的温度计，其最大绝对误差为1.5℃，则其精度等级为（）A. 1.0 级B. 1.5 级C. 2.0 级D. 2.5 级答案：B解析：精度等级= 最大绝对误差/ 测量上限- 测量下限×100% ，即1.5 / 100 ×100% = 1.5 级。

化工仪表及自动化(404016)

一、单选题1.差压物位计的输出电流应和（）成一一对应关系。

A、容器上方气相的压力B、差压变送器正压室压力C、物位高度D、差压变送器负压室压力答案： C2.在获得校验数据之后，通常需要计算仪表的（）来判断仪表是否合格。

A、最大引用误差B、最大回差C、最大引用误差及最大回差D、灵敏度与分辨力答案： C3.关于数字控制器，下列说法正确的是（）。

A、控制器只能实现PID控制算法B、控制器进行手/自动切换时，为保证无扰动切换，应先调整PID参数C、控制器在任何时刻都应设置为自动状态D、控制器正反作用的选择应使系统构成负反馈答案： D4.关于恒浮力式物位计，下列说法错误的是（）。

A、浮子/浮球所受的浮力在液位变化时保持不变B、浮子/浮球的位置跟随液位的变化而变化C、属于非接触式测量D、属于接触式测量答案： C5.下列关于压力测量说法错误的是：A、所谓压力是指的物理学意义上的压强B、压力的检测还可以用于物位和流量的检测C、所谓真空度，是指被测压力低于大气压力的差值D、压力的国际标准单位为PSI(Pound per Square Inch)答案： D6.关于磁致伸缩物位计，下列说法错误的是（）。

A、属于接触式物位计B、受安装和维护的限制，测量范围不能太大，多用于卧式储罐的物位测量C、介质密度变化不会影响测量精度D、精度很高，可以达到计量级精度答案： C7.气动执行器在石油化工场合使用较多的原因是（）。

A、安全防爆B、价格便宜C、尺寸小D、使用方便答案： A8.浮球式物位计若测量过程中浮球脱落，则物位计的输出会（）。

A、不变B、达到最大C、达到最小D、不确定答案： B9.差压物位计进行零点迁移的实质是（）。

A、改变差压变送器测量范围的上下限，而量程不变B、使得液位高度为测量范围下限时，差压变送器输出4mAC、使得液位高度为测量范围上限时，差压变送器输出20mAD、改变差压变送器测量范围的量程，而测量范围不变答案： A10.DCS控制系统中PID控制算法是由（）完成。

化工仪表及自动化

自动化控制系统组成及工作原理
传感器与执行器
传感器负责检测化工过程中的各种参数（如温度、压力、流量等），将参数转换为标准信号；执行器根据控制信号对化工过程进行调节。
控制器
通信网络
实现控制器、传感器、执行器之间的数据传输，构建自动化控制系统的信息通道。
接收传感器信号，按照预设的控制算法进行计算，输出控制信号给执行器。
按照厂家提供的安装说明进行正确安装，确保化工仪表安装牢固、接线正确。
定期校准
加强维护
定期对化工仪表进行校准，确保其测量精度和稳定性，避免因误差过大而影响生产安全。
加强日常维护和保养工作，及时发现并处理潜在问题，确保化工仪表长期稳定运行。
05 化工仪表的发展趋势与挑战
发展趋势分析
智能化
集成化
化工仪表不断向集成化方向发展，将多个测量参数集成在一个仪表中，方便用户使用和管理，同时降低了成本。
当前面临的挑战与问题
化工生产涉及高温、高压、易燃易爆等危险因素，对仪表的安全性要求极高。如何确保仪表在恶劣环境下
的稳定运行是当前面临的挑战之一。
输入可靠标性题问题
化工生产连续性强，一旦仪表出现故障，可能导致整个生产线的停工。提高仪表的可靠性和稳定性是亟待解决的问题。
02 化工仪表基础知识
测量原理与方法
直接测量与间接测量
直接测量是直接获取被测量的值，如温度、压力的直接读取；间接测量则是通过测量与被测量有确定函数关系的其他量，再经过计算得到被测量的值。
接触式测量与非接触式测量
接触式测量是测量仪表与被测介质直接接触，如热电偶测量温度；非接触式测量是测量仪表不与被测介质接触，如红外测温仪。

化工仪表及自动化资料ppt课件

化工仪表及自动化资料ppt课件目录CATALOGUE•化工仪表概述•化工仪表的基本原理•化工仪表的选型与安装•化工自动化概述•化工仪表与自动化的关系•化工仪表及自动化的应用案例01CATALOGUE化工仪表概述用于测量、显示、记录和控制工业生产过程中各种工艺参数的装置或系统。

仪表的定义温度仪表、压力仪表、流量仪表、物位仪表等。

按测量对象分类机械式仪表、电子式仪表、智能式仪表等。

按工作原理分类实验室仪表、工业用仪表、过程控制仪表等。

按使用场合分类仪表的定义与分类高精度测量化工生产对工艺参数的精度要求较高，因此化工仪表需要具备高精度测量的能力。

宽测量范围化工生产过程中工艺参数的变化范围较大，要求化工仪表具有较宽的测量范围。

•高可靠性：化工生产环境恶劣，要求化工仪表能够在高温、高压、腐蚀等环境下稳定工作。

测量工艺参数实时测量并显示生产过程中的温度、压力、流量、物位等工艺参数。

控制生产过程根据工艺要求，通过控制阀等执行机构对生产过程进行自动控制。

保障生产安全及时发现并处理生产过程中的异常情况，保障生产安全。

化工仪表的发展历程早期阶段以机械式仪表为主，如弹簧管压力表、浮子流量计等。

这些仪表结构简单，但精度较低，功能单一。

电子化阶段随着电子技术的发展，电子式仪表逐渐取代机械式仪表。

电子式仪表具有更高的精度和更多的功能，如数字显示、远程传输等。

智能化阶段近年来，随着计算机技术和人工智能技术的发展，智能式仪表开始得到广泛应用。

智能式仪表具有自学习、自适应、自诊断等功能，能够进一步提高生产过程的自动化水平和生产效率。

02CATALOGUE化工仪表的基本原理利用弹性元件受压变形的原理，将压力转换为位移或应变进行测量。

压力测量温度测量流量测量物位测量基于热电偶、热电阻等测温元件，将温度转换为电信号进行测量。

通过测量流体流过管道截面的面积和流速，计算得到流量值。

利用浮力、静压等原理，检测容器内液体或固体的位置高度。

测量原理传输原理模拟信号传输将测量信号转换为标准模拟信号（如4-20mA），通过电缆进行传输。

化工仪表及自动化厉玉鸣

数字式显示仪表是能将被测的连续电量(模拟量)自动地变成断续量,然后进行数字编码,并将测量结果以数字显示的电测仪表。
模拟量
数字量
读出
A/D变换器
电子计数器显示器
图6-8 数字式显示仪表方框图
17
第二节数字式显示仪表
特点
准确度、灵敏度高; 读数方便、清晰直观、不会产生视差。测量速度快，从每秒几十次到每秒上百万次; 仪表的量程和被测量的极性可自动转换,可自动检查故障、报警以及完成指定的逻辑程序; 可以方便地实现多点测量; 可以与电子计算机配合,给出一定形式的编码输出。
6
第一节模拟式显示仪表
(4)上支路限流电阻R4 把上支路的工作电流限定在4mA。
R4
E I1
RG
RnP
（6-1）
(5)冷端温度补偿电阻 R2 降低了测量误差。 (6)下支路限流电阻R3 它与R2配合，保证了下支路回路的工作电流为2mA。
R3
E I2
R2
（6-2）
7
第一节模拟式显示仪表
举例例6-1 用镍铬-镍硅热电偶配电子电位差计测量某炉温,温度的测量范围在400~900℃。图6-4是电位差计测量桥路。已知 E=1V ； I1=4mA ； I2=2mA ； R2= 5.33Ω；RP∥RB=90Ω。试根据测温要求确定桥路中的其他电阻值。
11
第一节模拟式显示仪表
二、电子自动平衡电桥
（1）平衡电桥测温原理利用平衡电桥来测量热电阻变化。
当被测温度为下限时，Rt有最小
值 Rt0 ，滑动触点应在 RP 的左端，此时电桥的平衡条件是
R3 Rt0 RP R2R4
（6-3）

化工仪表及自动化

化工仪表及自动化1. 介绍化工仪表及自动化技术在化工行业中起着举足轻重的作用。

它涉及到仪器仪表的选择、安装、校准和维护，以及自动化系统的设计、实施和优化。

化工仪表及自动化的目标是提高生产效率、确保产品质量、降低运营成本，并优化化工过程的控制。

2. 化工仪表化工仪表是化工过程控制的基础。

它们用于测量和监测各种物理和化学参数，如流量、压力、温度、液位和浓度。

化工仪表的选择在很大程度上取决于应用场景的要求。

常见的化工仪表包括压力传感器、温度计、液位计和流量计。

2.1 压力传感器压力传感器广泛用于化工过程中的压力测量。

它们可以测量气体和液体的静态或动态压力，并将其转换为相应的电信号。

压力传感器的选择需要考虑工作范围、精度、稳定性、防腐蚀能力和可靠性等因素。

2.2 温度计温度计用于测量化工过程中的温度变化。

根据测量原理的不同，温度计可分为接触式和非接触式温度计。

接触式温度计通过物理接触来测量物体的温度，而非接触式温度计则使用红外线或激光来测量物体的温度。

2.3 液位计液位计用于测量液体的高度或水平。

它们可以采用不同的原理来测量液位，如浮球式液位计、导电式液位计和超声波液位计。

选择液位计需要考虑液体性质、操作条件和准确度等因素。

2.4 流量计流量计用于测量流体通过管道的速度或容量。

常见的流量计包括涡轮流量计、电磁流量计和超声波流量计。

流量计的选择取决于流体性质、流体状态和测量精度的要求。

3. 化工自动化化工自动化通过引入自动控制系统来提高化工过程的效率和可靠性。

化工自动化系统包括传感器、执行器、控制器和人机界面。

它们共同协作，实现对化工过程的监测、控制和调节。

3.1 传感器传感器用于将物理或化学参数转换为电信号。

在化工自动化中，常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和液位传感器。

传感器的选择需要考虑测量范围、精度、稳定性和可靠性等因素。

3.2 执行器执行器用于根据控制信号执行相应的动作。

在化工自动化中，常见的执行器包括电动阀门、调节阀门和变频器。

化工仪表及自动化ppt完整版(第三版

通过采用DCS控制系统和先进的控制策略，实现聚丙烯生产过程中的温度、压力、流量等参数的自动控制，提高生产效率和产品质量。
合成氨生产自动控制系统
通过采用PLC控制技术和智能传感器，实现合成氨生产过程中的氢气、氮气等原料的自动配比和流量控制，提高合成效率和产品质量。
30
06
化工仪表及自动化的未来发展
定义
化工仪表是用于化工生产过程中测量、显示、记录和控制各种工艺参数的仪表设备。
分类
根据测量原理、使用场合和功能特点，化工仪表可分为温度仪表、压力仪表、流量仪表、物位仪表、分析仪表等。
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化工仪表的发展历程
早期阶段
以机械式仪表为主，如压力表、温度计等，功能单一，精度有限。
中期阶段
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化工仪表的安装要求与步骤
安装要求
确保安装位置符合工艺要求，避免干扰和振动，便于观察和操作。
安装步骤
准备工具和材料，检查仪表和附件是否完好，按照安装图纸进行安装，调试并投入使用。
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化工仪表的维护与保养
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日常维护
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保持仪表清洁，定期检查和紧固接线端子，及时处理异常情况
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自动化技术的发展趋势与展望
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工业互联网
自动化技术将与工业互联网深度融合，实现设备、生产线和工厂之间的互联互通，构建数字化、网络化和智能化的生产体系。
先进控制技术
随着控制理论的不断发展和计算机技术的不断进步，未来化工自动化将实现更加先进的控制技术，如模型预测控制、自适应控制等，提高生产过程的稳定性和优化程度。
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化工自动化及仪表

还在使用外，基本已经淘汰。 DDZ-Ⅱ型——采用波纹管对顶式结构，
变送器为单杠杆式。 DDZ-Ⅲ型——可实现无扰动切换，在
操作上更为方便，并能实现高密度安装。
气动单元组合仪表的特点：
① 采用力（或力矩）平衡原理，精确度、灵敏度高，寿命长。
② 仪表按组合原则设计，各单元分别起着独立的作用，对发展新品种和选择最佳安装地点很有利。
b.电动单元组合仪表
电动单元组合仪表采用220V、50Hz交流电为能源，各个单元之间用 0~10mA 直流电流（ DDZ-Ⅱ型）或直流24V电源和4~20mA直流电流（ DDZ-Ⅲ型）的统一标准信号联络。
电动单元组合仪表的发展阶段： DDZ-Ⅰ型——以电子管器件为基本元件
它是我国目前化工生产过程变量检测和控制中广为应用的仪表之一。
优点
① 可以用有限的单元组成各种各样的控制系统, 具有高度的通用性和灵活性。
② 可以通过转换单元,把气动表、电动表,甚至液动表联系起来,混合使用。
③ 由于各单元独立作用,所以在布局、安装、维护上也更合理、更方便。
④ 仪表大都采用力平衡或力矩平衡原理,工作位移小、无机械摩擦、精度高、使用寿命长、性能较好。
组件组装式控制装置以成套仪表的形式提供给用户，使得整套自动控制系统在仪表制造厂就预先插接装配完毕。
在机柜里，同一组件箱里的组件之间，以及不同组件箱之间信号交换和导线连接全部集中在接线箱里，并采用矩阵端子接线方式进行接线。大大方便了用户对系统的安装。
4.总体分散型控制装置
总体分散型控制装置也称分散型控制系统（简称集散型控制系统），它是利用计算机技术、控制技术、通讯技术以及图形显示技术实现过程控制、过程管理的现代化控制系统。

第六章化工仪表及自动化-

第六章简单控制系统
目录
➢ 简单控制系统的结构与组成 ➢ 被控变量的选择 ➢ 操纵变量的选择 ➢ 测量元件特性对控制系统的影响 ➢ 控制器控制规律的选择 ➢ 控制器参数的工程整定
第一节简单控制系统的结构与组成
•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、一个控制器和一个执行器组成； •利用反馈闭环进行控制的系统； •其组成方框图为：
测量滞后包括测量环节的容量滞后和信号测量过程的纯滞后。 1.测量环节容量滞后（时间常数）
测量元件，特别是测温元件，存在热阻和热容，自身具有一定的时间常数，因而造成测量滞后。
测量元件时间常数的影响
• 测量元件时间常数越大，上述现象越显著。导致控制系统不能发挥正确的校正作用，控制质量达不要求。
别组成控制系统时，则很容易产生系统间的相互关联现象。
➢ 在精馏操作中，塔顶和塔底的产品纯度存在关联。 ➢若以两个简单控制系统分别控制塔顶、塔底温度，势必造成相互干扰，使两个系统都不能正常工作。 ➢ 采用简单控制系统时，通常只能保证塔顶或塔底一端的产品质量。 ➢ 如果工艺要求塔顶和塔底产品纯度都要保正，则通常需要组成复杂控制系统，增加解耦装置、解决相互关联问题。
要求：T0适当小些，使反应灵敏，控制及时、减小稳定过渡时间，提高控制质量。
例如，对于提馏段温度的控制。
不同时间常数的影响
y
A
T1
T2
C
D
E
A、B是被控制变量在单位
阶跃干扰作用下系统无
B
校正作用时的响应曲线。
E表示控制器的校正作用
C、D分别表示被控变量
t
在干扰与校正作用同时
作用下的变化曲线。
假设控制与干扰通道时间常数相同

化工仪表及自动化

第一章自动控制系统基本概念9、试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、控制变量？被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或者机器叫做被控对象。

被控变量：被控对象内要求保持给定值的工艺参数。

给定值：被控变量的预定值。

控制变量：受控制阀控制的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持给定值的物料量或者能量。

12、什么是负反馈？负反馈在自动控制系统中有什么重要意义？答： (1)系统的输出变量是被控变量，但是它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。

(2)负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量， y 受到干扰的影响而升高时，惟独负反馈才干使反馈信号升高，经过比较到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的。

16、什么是控制系统的静态与动态？为什么说研究控制系统的动态比研究其静态更为重要？答： (1)在自动化领域中，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，把被控变量随时间而变化的不平衡状态称为系统的动态。

(2)因为干扰是客观存在的，是不可避免的。

一个自动控制系统投入运行时，时时刻刻都受到干扰作用，破坏正常的工艺生产状态。

这就需要通过自动化装置不断施加控制作用去对抗或者抵消干扰作用的影响，使被控变量保持在工艺所要求的技术指标上。

一个正常工作的自动控制系统，总受到频繁的干扰作用，总处在频繁的动态过程中。

所以了解系统动态更为重要。

第二章过程特性及其数学模型9、为什么说放大系数 K 是对象的静态特性？而时间常数 T 和滞后时间τ 是对象的动态特征？答：在稳定状态时，对象一定的输入就对应着一定的输出。

这种特性称为对象的静态特征，而K 在数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比，所以放大系数是对象静态特性。

时间常数 T 和滞后时间τ 都描述的是达到稳态值前的过程，故是对象的动态特性。