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化工仪表培训课程(PPT共 36张)

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7.2.2
操纵变量的选择
选定了操纵变量,实际上就确定了控制通道。因此,
在选择操纵变量时,要认真分析过程特性。
A 放大系数K0的影响
在选择操纵变量时,一般是希望控制通道的放大系
统数K0要大一些。因为K0大,表示操纵变量对被控变量
的影响大,抑制扰动能力强,过渡过程的余差也小,控 制精度可得到提高。但K0过大,控制作用过于灵敏,易 使调节过头,引起振荡。因此,在工艺条件允许的情况 下应选择控制通道放大系数K0较大的作为操纵变量。
般,要根据被控过程的特性来考虑控制通道时间常数T0
的大小。
C 纯滞后τ0的影响 控制通道纯滞后的存在,使控制作用落后于被控 变量的变化,容易引起超调和振荡,使被控变量的最大
偏差增大,过渡时间拉长,控制质量变差。
D 扰动通道 放大系数Kf,越小表明在同样阶跃扰动Δƒ作用下, 扰动被大大削弱,对被控变量的影响越小。 时间常数Tf,越大相当于对扰动起到了一个滤波作
B 时间常数T0的影响 控制通道时间常数T0越大,被控变量变化越缓慢, 恢复时间加长,控制作用不及时,过渡过程的最大偏差 将加大,使控制质量变差。相反,时间常数T0较小时, 反映灵敏,控制及时,恢复时间短。但当T0太小时,容 因此,在T0太大或太小的情况下,都比较难以控制。一
易引起调节过于频繁而造成被控变量振荡,稳定性变差。
(3)必须注意控制系统之间的相互关联问题 当一个过程具有两个以上的独立变量,且又分别 组成控制系统,则容易产生系统间的相互关联。如图 所示的流体输送中的流量与压力控制系统,存在着严 重的相互关联。若因扰动导致压力p1升高,PC将控制 阀A开大,加大回流量q1;与此同时,由于p1升高将使 q2增大,为此FC将使阀B关小。这样会进一步加剧p1 的上升。这样的两个控制系统都无法运行。

化工仪表培训课程PPT(共 36张)

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(2) 现场校验:安装完毕投运之前,必须对检测元件、 变送器、调节器、显示仪表和调节阀等进行现场校验。 校验仪表的零点、工作点、满刻度,校验记录调节仪 的指示值和控制点偏差等等。
(3) 检查调节器的内外设定、正反作用方向及调节阀 的气开、气关形式: 调节器的内外设定位置、正反作 用方向和调节阀的气开、气关形式是关系到控制系统 能否正常运行和安全操作的重要问题,投运前必须仔 细检查。
结论:扰动离被控变量越近,离调节阀越远,则对 被控变量的影响越大。
综上所述,设计控制系统时,操纵变量选择的原则是:
(1) 操纵变量应是控制通道放大系数K0较大者。
(2) 应使扰动通道的时间常数越大越好,而控制通 道的时间常数适当小一些。
(3) 控制通道纯滞后时间越小越好,并尽量使扰动 远离被控变量而靠近调节阀。
如控制精馏塔进料的调节阀就常采用气开式,一旦 调节阀失去能源即处于关闭状态,不再给塔进料,以免造 成浪费。
7.2.5.3 调节阀流量特性的选择
阀的工作特性应根据过程特性来选择,其
目的是使广义过程特性为线性。
通常,根据工艺配管情况确定配管系数S
(Δpv/Δp )值后,可以从所选的工作特性出
发,确定理想特性。当S=0.6~1时,理想特性 与工作恃性几乎相同;当S=0.3~0.6时,无论 是线性或对数工作特性,都应选对数的理想特 性;当S<0.3时,一般不适宜控制。
的上升。这样的两个控制系统都无法运行。
7.2.2 操纵变量的选择 选定了操纵变量,实际上就确定了控制通道。因此,
在选择操纵变量时,要认真分析过程特性。
A 放大系数K0的影响
在选择操纵变量时,一般是希望控制通道的放大系
统数K0要大一些。因为K0大,表示操纵变量对被控变量

化工仪表基础讲义PPT课件

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对铜的腐蚀极强,所以普通压力表用于氨气压力测量很快就要损坏。
氧气压力表与普通压力表在结构和材质上完全相同,只是氧用压
力表禁油。因为油进入氧气系统会引起爆炸。如果必须采用现有的带油
污的压力表测量氧气压力时,使用前必须用四氯化碳反复清洗,认真检
查直到无油污为止。
14
压力类表计的选型
2.测量范围的确定
化工仪表基础知识
安徽盈创
王博
仪表在生产过程中的作用
眼 检测元件 测量现场的工艺数据。现场仪表测量参数
一般分为温度、压力、流量、液位四大参数。
脑 控制器
控制器将接收到的测量信号与预先规定的 值进行比较。如果两个信号不相等,表明实际 值与设定值有偏差,此时控制器将根据偏差的 大小向执行器输出一个控制信号,
如是否需要远传变送、 自动记录或报警;被测介质的物理化学性质 (如
腐蚀性、温度高低、粘度大小、脏污程度、 易燃易爆等)是否对仪表提
出特殊要求;现场环境条件 (如高温、电磁场、振动等)对仪表有否特殊
要求等。
普通压力表的弹簧管材料多采用铜合金,高压的也有采用碳钢,
而氨用压力表的弹簧管材料都采用碳钢,不允许采用铜合金。因为氨气
我们用压力表来测量压力的数值,实际上也都是表压或真空
度(绝对压力表的指示值除外)。因此,在工程上无特别说
明时,所提的压力均指表压力或真空度。
6
压力的几种表示形式
被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压(或真空度)
绝对压力
表压(正压) 真空度 (负压)
大气压力线
绝对压力
绝对压力的零线
压力检测方法
示。弹簧管是一端封闭并弯成270度圆孤形的空心管子 。
(2)差压(压力)变送器

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.
1、压力开关
压力开关是一种借助弹性元件受压后产生位移以驱动 微动开关工作的压力控制仪表。通常使用于报警或联锁保 护系统中。
.
压力开关
2、差压开关 差压开关是一种差压控制仪表,与压力开关 类似
.
2.压力变送器
用途:用于测量气体、液体、和蒸气的压力、负压和绝对压 力等参数,然后将其转换4-20mA.DC信号输出。 分类:
化工仪表
.
目录
仪表基础知识 现场仪表
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仪表基础知识
仪表概述
化工生产过程中,往往是 在密闭的管道和设备中, 连续的进行着物理或化学 变化,具有高温、高压、 易燃易爆等特点,必须借 助于各类仪表及自动化装 置进行自动化生产,才能 确保生产稳定、可靠、安 全
化工仪表及自动化 装置包含自动检测 、自动保护、自动 控制三方面,主要 由各类仪表、联锁 装置、PLC及DCS 控制系统等硬件及 相应软件来完成上 述功能。
.
电容式压力变送器
1—中心感应膜片 (可动电极); 2—固定电极; 3—测量侧; 4—隔离膜片
电容式测量膜盒
压力 变化
变转
.
电容 量的 变化
输出 4~20 mA
单晶硅谐振式传感器:
是一块单晶硅芯片上采用微电子机械加工技术,在单 晶硅芯片上制成两个完全一致的H形状的谐振梁,并以 一定的频率产生振动。其谐振频率取决于梁的长度和张 力,其梁的长度已经确定,而张力是随压力变化而变化 。从而把压力的变化转换成频率的变化,对差压采用频 率差分技术,并将频率差信号直接输出到CPU进行运算 和A/D转换。
.
热电偶:
热电偶是利用两种不同材料相接触而产生的热电势
随温度变化的特性来测量温度的。由于热电偶具有结构

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压力仪表
压力仪表的特点
能够测量各种流体(气体、液体)的 压力,具有高精度、高稳定性和可靠 性,广泛应用于化工、石油、天然气 等领域。
压力仪表的分类
压力仪表的安装和使用
应安装在易于观察和维护的位置,避 免振动、高温和腐蚀等环境因素对仪 表的影响。
按测量原理可分为弹簧管压力表、电 容式压力变送器和压阻式压力传感器 等。
01
02
03
定期校准
按照规定周期对压力仪表 进行校准,确保其测量准 确性和可靠性。
检查密封性
确保压力仪表的密封性能 良好,防止气体或液体泄 漏。
清洁与润滑
定期对压力仪表进行清洁 和润滑,保证其正常运转。
温度仪表的维护与保养
防爆与隔热
在高温或易爆环境中使用 的温度仪表,应采取相应 的防爆和隔热措施。
化工仪表的作用与重要性
作用
化工仪表在化工生产中起着至关重要的作用,它们能够实时检测和记录各种参 数,如温度、压力、流量和液位等,从而确保生产过程的稳定性和安全性。
重要性
化工仪表是实现自动化生产的关键设备,能够提高生产效率、降低能耗、减少 人工干预,对于化工企业的可持续发展具有重要意义。化工仪表的发展历程与趋势
物位仪表的特点
01
能够测量各种物料(液体、固体)的位置,具有高精度、高稳
定性和可靠性,广泛应用于化工、石油和食品等领域。
物位仪表的分类
02
按测量原理可分为浮力式、电容式和超声波式等。
物位仪表的安装和使用
03
应安装在易于观察和维护的位置,避免振动、高温和腐蚀等环
境因素对仪表的影响。
03
化工仪表的常见故障与排除方法
压力仪表常见故障与排除方法

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元仪表(简称单元,例如变送单元、显示单元、
控制单元等)相互联系而. 组合起来的一种仪表
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仪表基础知识
三、仪表的标号
仪表工位号:参数符号+功能符号 + 数字,
TIC2310A。
仪表 位号
=
英文 字母
+
数 字
参数符号 F:流量; L:液位; P:压力;T:温度; E:电流;H:手操; V:振 动、阀门;
E(t, t0)=E (t, t1)+E (t1, t0) E(t, t1)= E (t, t0)-E (t1, t0)
补偿电桥法 补偿热电偶法
.
44
温度检测及仪表
(4)热电极材料的选择
对热电极材料的要求: 物理性能稳定,能在较宽的温度范围内使用,其热
电特性不随时间变化; 化学性能稳定,不易氧化和电极间不相互渗透; 热电势和热电势率要大(温度变化1℃引起的热电
热电势 热电极B
右端称为: 自由端(参 考端、冷端)
.
42
温度检测及仪表
(2)补偿导线
使用时应注意: 补偿导线只能与相应型号的热电偶匹配使用; 不得将极性接反; 补偿导线与热电偶连接点的温度,不得超过规定 的使用温度范围; 两连接点温度必须相同。
.
43
温度检测及仪表
(3)热电偶冷端补偿问题
冷端温度保持为0℃的方法 冷端温度修正方法
动势,简称为热电势。 这一由温度产生电动势的现象称为热电现象。 这两根导体(或半导体)称为热电极。
.
37
温度检测及仪表
热电势是由温差电势和接触电势组成。 • 温差电势
温差电势是由于一根导体两端温度不同而产生的热电动势。 设t≥t0,

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于0.5mm
电接点压力表的安装步骤
• 1:关闭导压管前端截止阀 • 2:关闭电源 • 3:将电接点压力表缠好生胶带后连接到导压管上 • 4:电接点压力表的接线
• 5: 开启截止阀并按相应要求调整高爆点和低爆点
电接点压力表的接线图
• 一: 继电器的结构 • 二:常开及常闭触点 • 三:继电器工作原理 • 四:继电器在电路图中的画法 • 五:继电器在电路图中的表示方法 • 六:电接点压力表指针的用途 • 七:电接点压力表的接线图
(而不是“斤”),其单位是“kgf/cm2”,一公 斤压力就是 一公斤的力作用在一个平方厘上。而 在国外常用的单位是“Psi”,具体单位是 “lb/in2”, 就是“磅/平方英寸”,这个单位就 像华氏温标(F )。
• 此外,还有Pa(帕斯卡,一牛顿作用在一平方米
上),KPa,Mpa,Bar,毫米水柱,毫米汞柱 等压力单位。
(5)在机械振动较强的场合,应选用耐震压 力表或船用压力表。
(6)在易燃、易爆的场合,如需电接点信号 时,应选用防爆压力控制器或防爆电接点 压力表。
电接点压力表
• 电接点压力表
• 概述
• 电接点压力表是工业中长用的压力控制仪表 他主要作用是通过
控制压力对电机起到转动或停止的目的
• 电接点压力表的原理:接点压力表由测量系统、指示系统、磁助
• 正压:以大气压力为基准,高于大气压力
的压力。
• 负压(真空):以大气压力为基准,低于
大气压力的压力。
• 差压:两个压力之间的差值。 • 表压:以大气压力为基准,大于或小于大
气压力的压力。
• 压力表:以大气压力为基准,用于测量小
于或大于大气压力的仪表。
(四)压力单位换算:

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在100℃时,电阻大约为71.4Ω
3.1.3 热电偶温度计
热电偶是中高温区最常用的一种温度检测元件。它的主要特点是 测量精度高,性能稳定。它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准 的基准仪。 热电偶的工作原理
两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路。 当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势, 因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是 利用这一效应来工作的。目前我们公司采用的均为K型热电偶。
2.5.1 仪表位号的表示方法
字母
A B C D E F G H I J K L M
第一位字母
被测变量
修饰词 读出功能
分析
报警
烧嘴、火焰
供选用
电导率
密度

电压(电动势)
检测元件
流量比(分数)来自供选用视镜、观察
手动
电流
显示
功率
扫描
时间、时间程序 变化速率
物位

水分或湿度
瞬动
后继字母 输出功能 供选用 控制
当差压变送器的一端接液相,另一端接气相时
Q入
P气
根据流体静力学原理,我们知道, 变送器正压室受到的压力
H
P液
+-
为: Pl=P气十Hρg 式中 H 液位高度;
P出
图4-3 差压变送器测量液位示意图
ρ 介质密度;
排污
g 重力加速度;
P气 气相压力。
差压变送器负压室压力P2=P气,则正负压室的差压为:
ΔP=P1-P2 通常,被测介质的密度是已知的。因此,测得差压值就能知道液位高度。
3.1.4 温度变送器 连接方式:

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化工仪表基础知识
转子流量计
• 转子流量计是利用流体流动节流原理来进
行流量测量的。它是属于恒差压流量计, 就是在浮子(转子)的上下两端的压差是 恒定的,通过利用流通面积的变化来测量 流量的。转子流量计在使用时压力损失小、 反应快,但转子流量计必须垂直安装,不 允许有倾斜,介质流向也一定要自下向上, 不能反向,否则,流量计不能正常工作。
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3、电测式液位计
• 电测式液位计也就是我们平时所说的电容
式液位计。它是根据容器内液位的变化引 起液位计的两个电极之间的电容变化,通 过检测两个电极之间电容值变化量来测量 容器的液位。该液位计特别适用于腐蚀性 液体的液位测量。
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4﹑雷达液位计
• 通过天线向被测介质物位发射微波,然后
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而且使得它们可以方便地进行数据 的交换,系统的开放也使第三方的 软件可以方便地在现有的集散控制 系统上应用。在我国石化行业已运 行着许多套不同型号的集散和控制 系统,它们在过程控制中发挥着非 常重要的作用。
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仪表图片
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仪表图片
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仪表图片
• 电磁流量计造价较高,且信号易受外磁场干扰,
影响了在工业管流测量中的广泛应用。为此,产 品在不断改进更新,向微机化发展.
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其它流量计
• 1、孔板流量计 • 2、涡街流量计 • 3、超声波流量计
化工仪表基础知识
压力
• 1、定义与单位:
• 压力是指均匀垂直地作用在单位面积上的力。
可用下式表示P=F/S式中P表示压力,F表示垂直
化工仪表基础知识
电磁流量计
• 电磁流量计是应用导电体在磁场中运动产生感应
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E
J T
0.5℃或 0.4%T
-40-800 ℃
-40-750 ℃ -40-350 ℃ 1℃或0.75 %T
-40-900 ℃
-40-750 ℃ -40-350 ℃
表中T为被测温度的绝对值 ℃,测温范围是指热偶丝,不 包括保护套管。 绝缘电阻:热电偶与其保护套 管之间的绝缘电阻应不小于 5MΩ(100V) 在工业生产中利用热电偶来测 量温度通常要使用到补偿导线,
• 热电偶
• 热电偶故障造成的几次紧急 停车生产事故
• A、转化炉集气管测温热电偶 套管断裂,造成转化气泄漏着 火; • B、转化炉盲三通热电偶因插
2、物位及常用检测仪表
用来表达容器内储存物质表 面高低位置的参数。 A、钢带液位计:油罐、水塔
B、玻璃(管)板液位计:容器 液位 C、磁浮子液位计:润滑油箱 D、同位素液位计:高压容器
电磁流量计特点
J、旋涡流量计:根据漩涡 发生体后产生的漩涡数 量,测量流量。 K、腰轮流量计:根据腰 轮转动的频率测量流量。 对介质洁净度要求高。 L、刮板流量计:根据刮板 转动的频率测量流量。
(II)无零值限止钉的压力表,起指针 须在零值分度线上。 B、示值检查 (I)压力表指针的移动,在全分度范围 内应平稳,不得有跳动或卡住现象。 (II)在轻敲表壳后,其指针值变动量 不得超过最大允许基本误差的1/2。 现场指示型压力表在测量稳定压力时, 可在测量上限值的1/3-2/3范围内使用,
3.2 压力表:我们常用的两种压力表
离传送和集中检测等特点,因
热电偶的测温范围及精度
热电偶 类别 分 无差等级 度 I II 号 误差值 测量范 误差值 测量范 {±} 围 {±} 围 K
1.5ห้องสมุดไป่ตู้或 0.4%T -401000 ℃ 2.5℃或 0.75%T -40-1200 ℃
镍铬-镍硅 (镍铝)
镍铬-铜镍 (康铜)
铁-铜镍(康 铜) 铜-铜镍(康 铜)
双金属温度计的测温元件由两种不同膨胀系数 彼此牢固结合的金属片制成的。它是一种适合中、 低温现场检测的仪表。可直接测量气体或液体的温 度。 精度等级较低:1.0、1.5、2.5,主要用于现场 指示。 其中电接点双金属温度计是带有报警输出的。
1.2 铂电阻温度计
铂电阻是铂丝制成的测温 元件。它是利用铂金属的电阻 值变化而变化的特性来测量温 度的。常用的分度号为PT100。 PT100即表示热电阻在0℃时 的阻值:R为100Ω PT100的测量范围及精度
F、浮筒液位计:容器液位 G、差压式液位计:量程大于2 米的容器 H、磁伸缩液位计:容器液位 I、超声波液位计:常温开口容 器 J、雷达液位计:精密测量 导波雷达:介电常数大于1.3
导波雷达和音叉开关
3、压力及常用检 测仪表
3.1 压力表 实验室所使用的标准压力表精度较 高,而在生产装置中管道上或容器、机 泵进出口等设备上作为现场指示的压力 表精度都比较低,而这类压力表根据传 统习惯归工艺管理,它们包括:全不锈 钢压力表、不锈钢耐震压力表、膜片耐
3.6 压力变送器工作原理 压力变送器是利用压力传 感器将压力信号转换为频率信 号,送到脉冲计数器,直接传 递到CPU(微处理器)进行 数据处理,经D/A转换器转换 为与输入信号相对应的4-
压力变送器的工作原理 如下:
3.6 压力开关 压力开关是一种借助弹性元件 受压后产生位移以驱动微动开 关工作的压力控制仪表。通常 使用于报警或联锁保护系统中。 压力开关的主要技术指标包括 以下内容: (1)设定值控制范围
(6)使用环境:温度-25-70℃。 相对湿度不大于85%。 3.7 差压开关 差压开关是一种差压控制仪表, 与压力开关类似。 差压开关的主要技术指标: (1)设定值控制范围
4、流量及检测仪表
流量是表征生产过程中所传送物 料数量的数。 一般分为重量流量和体积流量 KG/h、M3/h A、孔板:前后差压与流量成正 比 B、转子流量计(变截面积): 转子的高度与流量成正比
1)一般压力表(弹簧管)
一般压力表适用测量无爆炸,不 结晶,不凝固,对铜和铜合金无腐蚀 作用的液体、气体或蒸汽的压力。
2)隔膜压力表 隔膜压力表采用间接测量结 构,适用于测量粘度大、易结晶、腐 蚀性大、温度较高的液体、气体或颗
一般压力表 膜式压力表

3.4 差压变送器: 电容式 扩散硅压阻式 单晶硅谐振硅式 3.5 压力变送器: 可测量表压、绝 压、真空
. 即0℃时CU的电阻为50欧姆,铂 的电阻为100欧姆。电阻随温度 的升高而升高,成正比例关系。 D、热电偶:西贝克电动势,远传 式,输出mV信号。 常用:E镍络-康铜、K镍络-镍 硅、B铂铑-铂 原理:两种不同金属材质的热电 特性不同,有一 定电势差,其差 值与温度成正比。
双金属 温度计.
1.1、双金属温度计
• 《仪表基础知识》
--仪表专业技术培训
一、生产过程几大参数 及常用检测仪表
1、温度及常用检测仪表 温度是用来表征工艺介质、工艺设备、管线、容器、 炉膛冷热程度的一大参数。常用单位:℃ K A、热膨胀式温度计:玻璃棒(酒精、水银),直读式。 B、双金属温度计(万向型):也是膨胀原理,直读式。
C、热电阻温度计:常用的有PT100 、 Cu50,远传式。
精度: A级 △T= -2 (0.15+2.0*10 T) B级 △T= -2 (0.3+5.0*10 T) 其中:T为被测量温度的绝对值 ℃ 允许通过电流:≤5mA
1.3 热电偶
热电偶是利用两种不同材料
相接触而产生的热电势随温度
变化的特性来测量温度的。由 于热电偶具有结构简单、使用
方便、测量范围宽、便于远距
转子流量计
楔形流量计
.
靶式流量计
.
E、超声波流量计:
F、质量流量计:克利奥里 力原理,测量精度高,用 于交接。
G、电磁流量计:法拉第电 磁感应原理
H、阿牛巴流量计:差压法,
流动部件、无压 损、直管段要求 较低。 ● 测量不受流体 密度、粘度、温 度、压力和电导 率变化的影响。 ● 适用于导电率 >5us/cm的流体 流量测量 ● 量程比大,达 1:20,满量程流 速范围可0.5m/s-
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