化工仪表及自动化理论
化工仪表及自动化知识点(供参考)
1、方框图四要素：控制器、执行器、检测变送器、被控对象。
2、自动控制系统分为三类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
3、控制系统的五个品质指标：最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。
4、建立对象的数学模型的两类方法：机理建模、实验建模。
5、操纵变量：具体实现控制作用的变量。
6、给定值：工艺上希望保持的被控变量的数值。
7、被控变量：在生产过程中所要保持恒定的变量。
8、被控对象：承载被控变量的物理对象。
9、比例度：是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数，即100%/min max min max ⨯--=）（p p p x x e δ。
10、精确度（精度）：数值上等于允许相对百分误差去掉“±”号及“%”号。
允许相对误差100%-⨯±=测量范围下限值测量范围上限值差值仪表允许的最大绝对误允δ 11、变差：是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程测量时，被测量值正行和反行得到的两条特性曲线之间的最大偏值。
12、灵敏度：在数值上等于单位被测参数变化量所引起的仪表指针移动的距离。
13、灵敏限：是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。
14、表压＝绝对压力－大气压力；真空度＝大气压力－绝对压力。
15、压力计的选用及安装：（1）压力计的选用：①仪表类型的选用：仪表类型的选用必须要满足工艺生产的要求；②仪表测量范围的确定：仪表的测量范围是根据操作中需要测量的参数的大小来确定的。
③仪表精度级的选取：仪表精度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的。
（2）压力计的安装：①测压点的选择；②导压管的铺设；③压力计的安装。
16、差压式流量计和转子流量计的区别：差压式流量计是在节流面积不变的条件下，以差压变化来反映流量的大小（恒节流面积，变压降）；而转子式流量计却是以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小（恒压降，变节流面积）。
《化工仪表及自动化》第1章
回流罐液位控制系统中的LIC-201是一台具有指示功 能的液位控制器，它是通过改变进入冷凝器的冷剂量来维 持回流罐中液位稳定的。
塔下部的温度控制系统中的TRC-210表示一台具有记 录功能的温度控制器，它是通过改变进入再沸器的加热蒸 汽量来维持塔底温度恒定的。
塔底的液位控制系统中的LICA-202代表一台具有指示、 报警功能的液位控制器，它是通过改变塔底采出量来维持 塔釜液位稳定的。
过渡过程同向两波峰（或波谷）之间的
间隔时间叫振荡周期或工作周期，其倒数称
为振荡频率。在衰减比相同的情况下，周期
与过渡时间成正比，一般希望振荡周期短一
些为好。
举例
某换热器的温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过 渡过程曲线如下图所示。试分别求出最大偏差、余差、衰 减比、振荡周期和过渡时间（给定值为200℃）。
小结
自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。 与自动检测、自动操纵等开环系统比较，最本质的区别， 就在于自动控制系统有负反馈，开环系统中，被控（工艺） 变量是不反馈到输入端的。
举例
化肥厂的造气自动机就是典型的开环系统的例子
操纵指令
自动操纵装置
操纵作用
对象
工艺参数
开环系统：自动机在操作时， 一旦开机，就只能是按照预 比较 先规定好的程序周而复始地 运转。这时被控变量如果发 生了变化，自动机不会自动 地根据被控变量的实际工况 来改变自己的操作。
图1-16 温度控制系统过渡过程曲线
衰减震荡过程
√Leabharlann 对于控制质量要求不 高的场合，如果被控 变量允许在工艺许可 等幅震荡过程 ？ 的范围内振荡（主要 指在位式控制时）， 才可采用。
发散震荡过程
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。
化工仪表自动化基础知识
DTCO
1-2自动控制系统的组成 1自动化装置的的三大功能 （1）检测 眼睛 （2）运算（思考） 大脑 （3）执行 手 2自动化装置的三个部分 （1）测量元件及变送器（眼睛及神经) （2）自动控制器（大脑分析发出指令） （3）执行器（手动）
(5)磁翻转式液位计
磁翻转式液位计示意图
四、温度检测及仪表
温度是表征物体冷热程度的物理量，根据测温方式分为接触式和非接触式两种 1、接触式温度测量仪表 ①膨胀式温度计 利用热胀冷缩原理，如玻璃管温度计、双金属温度计 ②压力式温度计 根据封闭系统的液体、气体受热体积膨胀压力升高的原理制成，再用压力表测量压力得到相对应的温度值 ③热电偶温度计 基于热电效应原理，适合500℃以上 ④热电阻温度计 利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性，适合500℃以下 2、非接触式温度测量仪表 ①辐射式光学高温计 基于物体热辐射作用 ②红外线光学测温仪 通过测量物体的红外线强度测量温度
引入两个概念
控制 智能控制
内容综述
第一章化工仪表自动化的基本概念 第二章检测仪表及传感器 第三章计算机控制系统 第四章基本控制理论及专业特点
第一章化工仪表自动化的基本概念
1-1化工仪表自动化的主要内容 化工生产过程自动化，主要包括自动检测、自动保护、自动操纵、自动控制等方面内容。 1.自动检测系统 利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记录称为自动检测系统 2.自动信号和联锁保护系统 在生产中对某些参数超出允许范围进入联锁系统采取紧急措施使系统进入安全状态称为自动信号和联锁保护系统。如ESD、SIS 3.自动操纵及自动开停车系统(顺序控制） 根据预先设定的程序自动对生产设备进行周期性操作的称为自动操纵及自动开停车系统 4.自动控制系统 对生产过程进行监控使其达到预期工艺要求的称为自动控制系统
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)
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。
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02
自动化基础知识
2024/1/29
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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
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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。
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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。
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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
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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
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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。
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02
自动化控制系统概述
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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。
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量和控制，提高生产效率和产品质量。
化工自动化及仪表第九章
化工自动化及仪表第九章1. 引言本章主要介绍化工自动化及仪表的第九章内容。
在化工生产过程中，自动化技术的应用日益广泛。
仪表是自动化系统中的核心组成部分，负责对化工过程进行监测和控制。
本章将重点介绍化工自动化系统的组成、仪表的分类及其工作原理。
2. 化工自动化系统的组成化工自动化系统通常由以下几个部分组成：2.1 控制中心控制中心是化工自动化系统的核心，负责对整个系统进行监控和控制。
它通常由计算机和控制器等设备组成，能够实时获取和处理化工过程中的数据，并根据事先设定的控制策略进行相应的操作。
2.2 信号传输网络信号传输网络是将控制中心和仪表之间的信号进行传输的通道。
常用的信号传输方式包括有线传输和无线传输。
有线传输主要采用电缆，而无线传输主要采用无线电波传输。
2.3 仪表设备仪表设备是化工自动化系统中最关键的组成部分，用于对化工过程进行监测和控制。
常见的仪表设备包括压力传感器、温度传感器、流量计、液位计等。
这些仪表设备能够将经过转换的信号传输给控制中心，实现对化工过程的监控和控制。
2.4 执行机构执行机构是负责对化工过程进行实际操作的设备，如阀门、泵等。
它们接收来自控制中心的信号，根据信号的指令进行相应的动作，以实现对化工过程的控制。
3. 仪表的分类根据仪表的功能和特点，可以将仪表分为以下几类：测量仪表主要用于对化工过程中的各种参数进行测量，如温度、压力、流量等。
它们能够准确地获取并显示参数的数据，为控制中心提供有关化工过程的重要信息。
3.2 控制仪表控制仪表主要用于对化工过程进行控制，如调节温度、压力、流量等。
它们能够根据控制中心提供的信号，控制执行机构的运行，从而实现对化工过程的精确控制。
保护仪表用于对化工过程进行安全保护，如检测阀门是否正常、管道是否泄漏等。
它们能够及时发现潜在的风险并采取相应的措施，避免事故的发生。
3.4 记录仪表记录仪表主要用于对化工过程中的各种参数进行记录和保存。
它们能够将参数的变化情况记录下来，并以图表或曲线的形式展示，为分析和评估化工过程提供依据。
化工仪表自动化基础知识
④节流装置应正确安装。
⑤接至差压变送器的差压应该与节流装置前后差压相一致，这就需要正确安装 压信号管路。（如后面图示）
(2)靶式流量计F≈K*Q
(3)转子流量计
转子流量计示意图
靶式流量计示意图
(4)涡轮流量计
(5)电磁流量计
电磁流量计工作原理图
涡轮流量计示意图
(6)旋涡流量计q=f/k (7)超声波流量计∆t≈2Lv/c2
电容式压力传感 器示意图 压电式压力传感器结构示意图
DTC二O .流量检测及仪表
分类 1、速度式流量计（差压式流量计、转子式流量计、电磁流量计、涡轮流量计、堰 式流量计） 2、容量式流量计（椭圆齿轮流量计（罗茨）、活塞式流量计） 3、质量流量计 4、热导式流量计
（1）、速度式流量计 （1）节流装置—包括孔板、喷嘴和文丘管 Q=K*Sqr(∆P)
过程参数仪表位号的字母代号如下：
字母
A B C D E F G H I J K L M N P Q R S T U V W
第一位字母 被测变量或初始变量
分析 喷嘴火焰 电导率 密度或重度 电压（电动势） 流量 尺度（尺寸） 手动 电流 功率 时间或时间程序 物位 水份或湿度 浓度 压力或真空 数量或件数 放射性 速度或频率 温度 多变量 拈度 重量或力
2、常用压力检测仪表
（1）弹性式压力表
①膜片
②波纹管波纹管
③弹簧管弹簧管
平薄膜 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管
(2)压力传感器
①应变片式压力传感 器 ②压电式压力传感器 ③压阻式压力传感器 ④电容式压力传感器 ⑤集成式压力传感器
箔式应变片
弹簧管压力表
压阻式集成传感器 检测元件示意图
化工仪表及自动化(第四版)PDF版
闭环控制系统
控制器接收反馈信号，与输入信号比较后产生控 制信号，实现闭环控制。
复合控制系统
包含多个控制器和多个被控对象，实现更复杂的 控制功能。
自动控制系统的性能指标
稳定性
系统受到扰动后能够恢复到原平衡状态的能 力。
快速性
系统响应速度的快慢，即系统从输入到输出 所需的时间。
工业物联网技术在化工自动化中的应用
设备状态监测
通过物联网技术对化工设备进行实时 监测，实现故障预警和预防性维护。
生产过程优化
利用物联网技术收集生产过程中的实 时数据，对生产过程进行优化和调整
，提高生产效率和产品质量。
供应链管理
通过物联网技术实现供应链的可视化 和智能化管理，降低库存成本和物流
风险。
电测式压力计
将压力转换为电信号进行测量，如压电式压力传感器和电阻应变式压 力传感器等。
温度测量仪表
膨胀式温度计
利用测温介质受热膨胀的原理， 将温度变化转换为位移进行测量 ，如玻璃液体温度计和双金属温 度计等。
热电偶温度计
基于热电效应原理，将温度变化 转换为电势差进行测量，具有测 量范围广、精度高等优点。
人机界面设计
设计易于操作和理解的人机界面，方 便用户进行参数设置和状态监控。
数据处理与存储
对采集的数据进行处理和分析，提取 有用信息，并将重要数据存储在数据 库中。
故障诊断与处理
设计故障诊断程序，及时发现并处理 系统故障，确保系统稳定运行。
控制系统的调试与投运
系统调试
在正式投运前，对控制系统进行调试，检查各部件是否正常工作，控 制算法是否有效。
06
CATALOGUE
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
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。
化工仪表及自动化知识点整理
化工仪表及自动化知识点整理在化工生产过程中，化工仪表及自动化技术起着至关重要的作用。
它不仅能够实时监测生产过程中的各种参数，还能实现对生产设备的自动控制，从而提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本以及保障生产安全。
下面，我们来对化工仪表及自动化的一些重要知识点进行整理。
一、化工仪表的分类与特点化工仪表种类繁多，按照测量参数的不同，可以分为温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表等。
温度仪表用于测量化工生产中的温度，常见的有热电偶、热电阻等。
热电偶基于热电效应工作，测量范围广，但精度相对较低；热电阻则是利用电阻值随温度的变化来测量温度，精度较高，但测量范围相对较窄。
压力仪表用于测量压力，包括压力表、压力变送器等。
压力表结构简单，直接显示压力值；压力变送器则将压力信号转换为标准电信号输出，便于远程监测和控制。
流量仪表用来测量流体的流量，常见的有节流式流量计、转子流量计、电磁流量计等。
节流式流量计通过测量节流元件前后的压差来计算流量；转子流量计基于浮子在锥形管内的位置变化来反映流量；电磁流量计则是利用电磁感应原理测量导电液体的流量。
液位仪表用于测量液位，有玻璃管液位计、差压式液位计等。
玻璃管液位计直观简单，但适用范围有限；差压式液位计通过测量液位产生的压差来确定液位高度。
二、化工自动化系统的组成化工自动化系统通常由被控对象、检测仪表、控制器和执行器四部分组成。
被控对象是需要进行控制的生产设备或过程，例如化学反应器、精馏塔等。
检测仪表用于获取被控对象的各种参数信息，并将其转换为易于处理和传输的信号。
控制器是自动化系统的核心，它根据检测仪表提供的信号，按照预定的控制策略计算出控制信号。
执行器则根据控制器的输出信号，对被控对象进行操作，实现控制目的。
常见的执行器有调节阀、变频器等。
三、自动控制系统的分类根据不同的分类标准，自动控制系统可以分为多种类型。
按照给定值的形式，可分为定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
化工仪表及自动化ppt完整版(第三版
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。
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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。
2024/1/25
4
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
2024/1/25
12
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。
2024/1/25
《化工仪表及自动化》课程标准
《化工仪表及自动化》课程标准（一）课程性质《化工仪表与自动化》课程是煤化工及应用化工专业的专业核心课程，应在《化工设备》、《化工制图与CAD》、《化工原理》课程结束之后开设。
化工仪表与自动控制技术是一门综合性的技术学科。
它是利用自动控制学科、仪表仪器学科的理论与技术服务于应用化工学科的。
随着现代科学技术的进步，在化工生产过程中，由于实现了自动化，人们通过自动化装置来管理生产，自动化装置与工艺及设备已结合成为有机的整体。
所以对将来从事工艺技术的人员来说，学习自动化及仪表方面的知识，对于管理与开发现代化化工生产过程是十分重要的。
（二）课程设计理念人才培养方案以市场需求为导向，突出职业能力和职业素质培养。
以培养“一专多能的复合型应用性人才”为目标，体现以就业为导向得原则。
课程体系“以宽口径平台支撑多个就业岗位”，有利于学生的个性化培养，体现“以人为本”的原则。
为学生适应社会需求的动态变化，结合个人兴趣与潜能，及时调整学习方向提供可能。
课程结构模块化突破传统“三段式”课程模式，从应用化工专业岗位能力，分解岗位任务入手，明确岗位课程，设计适合复合型化工行业应用性人才培养特点的课程模块。
课程标准应根据高职教育特点和多个岗位需求，体现课程整合的特色，以便及时适应应用化工技术不断升级和高新技术转化迅速的特点。
要体现高等、突出职业、强化技能，在素质、知识和技能方面都要有明确的要求。
（三）课程设计思路本课程教学内容突出行业的特殊性、知识的应用性，通过工学结合、案例分析、项目教学等教学模式来组织教学，倡导学生在理论和实践当中真正掌握自动化控制原理，学会使用和维护各种自动化生产设备。
在教学过程中变“以教师为核心”为“以学生为主体，教师引导为辅”。
在教学活动安排中，由教师引导学生实现对各种自动化设备的学习和使用，在操作中提高学生的技术应用能力，而教师则以答疑、评估等方式参与学生的学习活动。
本课程的重点是如何让学生在掌握自动化生产原理的基础上，学会自动控制系统各种设备的使用和维护。
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化工自动化的发展情况
❖ 20世纪40年代以前
▪ 绝大多数化工生产处于手工操作状况，操作工人根 据反映主要参数的仪表指示情况，用人工来改变操 作条件，生产过程单凭经验进行。低效率，花费庞 大。
❖ 20世纪50年代到60年代
▪ 人们对化工生产各种单元操作进行了大量的开发工 作，使得化工生产过程朝着大规模、高效率、连续 生产、综合利用方向迅速发展。
人员对工自断艺动投某参控入数些制运的通系不行路断统或，观能自必察自动与要动停记时地车紧控。急制停而车回，到以规防定止的事数故值的范发围生 录，起到内和人。扩的眼大睛。的它作是用生。产过程中的一种安全装置。
图1-1 热交换器自动检测系统示意图
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第二节 自动控制系统的基本组成 及方块图
人工操作与自动控制比较图
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第二节 自动控制系统的基本组成 及方块图
液位自动控制的方块图 ▪ 方块图中， x 指设定值；z 指输出信号；e 指
偏差信号；p 指发出信号；q 指出料流量信号； y 指被控变量；f 指扰动作用。当x 取正值，z 取负值，e= x- z，负反馈；x 取正值，z取正 值， e= x+ z，正反馈。
4
化工生产过程自动化的目的
❖ 加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和 质量。
❖ 减轻劳动强度，改善劳动条件。 ❖ 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。 ❖ 生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，
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。
❖ 自动控制系统中几个常用术语 ★被控变量：被控对象内要求保持设定数值的工艺参
数，y
★操纵变量：受控制器操纵的，用以克服干扰的影响 ，使被控变量保持设定值的物料量或能量；q
★扰动（干扰）：除操纵变量外，作用于被控对象引 起被控变量变化的因素；f
★设定值：被控变量的预定值，按工艺要求需保持规 定的数值；x
图1-3 液位自动控制系统图 图1-2 人工操作图 控制速度和精度不能满足大型
现代化生产的需要
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第二节 自动控制系统的基本组成 及方块图
❖ 自动控制系统的组成
测量元件与变送器
自动化装置
自动控制器
组 成
执行器
被控对象
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第二节 自动控制系统的基本组成 及方块图
一、自动控制系统组成 ★ 测量与变送装置：直接测量被控参数，并将信号
▪ 控制系统的静态与动态 ▪ 控制系统的过渡过程 ▪ 控制系统的品质指标 ▪ 影响控制系统过渡过程品质的主要因素
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内容提要
❖ 工艺管道及控制流程图
▪ 图形符号 ▪ 字母代号 ▪ 仪表位号
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第一节 化工自动化的主要内容
❖ 1. 自动检测系统
❖2. 自动信号和联锁保护系统
❖3. 自动操纵及自动开停车系统
★偏差：被控变量的给定值与测量值之差。e = x-z
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第二节 自动控制系统的基本组成 及方块图
❖ 液位自动控制的方块图
▪ 在研究自动控制系统时，为了便于对系统分析 研究，一般都用方块图来表示控制系统的组成。
▪ 下页图为液位自动控制系统的方块图每个方块 表示组成系统的一个部分，称为“环节”。两 个方块之间用一条带有单向箭头的线条表示其 信号的相互关系，箭头指向方块表示为这个环 节的输入，箭头离开方块表示为这个环节的输 出。线旁的字母表示相互间的作用信号。
6
化工自动化的发展情况
❖ 20世纪70年代以来，化工自动化技术又有了新的 发展
▪ 已发展为综合自动化，应用的领域和规模越来越大； 显示了知识密集化、高技术集成化的特点；智能化 程度日益增加。
❖ 20世纪末，计算机、信息技术的飞速发展，引发 了自动化系统结构的变革
7
本学科的作用
❖化工生产过程自动化是一门综合性的技术 学科。它应用自动控制学科、仪器仪表学 科及计算机学科的理论与技术服务于化学 工程学科。
化工仪表及自动化
绪论
范江洋 27406472 fjytju@
1
我的办公室 2
内容提要
❖ 化工自动化的含义 ❖ 化工生产过程自动化的目的 ❖ 化工自动化的发展情况 ❖ 本学科的作用
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化工自动化的含义
❖ 是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程 自动化的简称。
❖ 在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操 作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自 动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过 程的办法，称为化工自动化。
当工艺参数超过了允许范围，在事故即将发生以前，
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❖对于熟悉化学工程学科的人员，如能再学 习和掌握一些检测技术和控制系统方面的 知识，必能在推进中国的化工自动化事业 中，起到事半功倍的作用。
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化工仪表及自动化
第一章 自动控制系统 基本概念
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内容提要
❖ 化工自动化的主要内容
❖ 自动控制系统的基本组成及方块图
❖Hale Waihona Puke 自动控制系统的分类❖ 自动控制系统的过渡过程和品质指标
图1-4 液位自动控制系统方块图
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第二节 自动控制系统的基本组成 及方块图
❖ 其他控制系统
用同一种形式的方块图可以代表不同的控制系统
图1-5 蒸汽加热器温度控制系统
当进料流量或温度变化等 因素引起出口物料温度变化 时，可以将该温度变化测量 后送至温度控制器TC。温度 控制器的输出送至控制阀， 以改变加热蒸汽量来维持出 口物料的温度不变。
转换成标准信号。 ★ 控制器：它接受变送器送来的信号，并与工艺规
定值进行比较得出偏差，按某种规律算出结果， 将此结果按特定的信号发送出去。 ★ 执行器：能根据控制器送来的信号值来改变阀门 的开度大小。 ★ 被控对象(简称对象)：与控制有关的化工设备的 相应部分，如贮液罐、精馏塔、换热器等。
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第二节 自动控制系统的基本组成 及方块图