仪表自动化概述分析
自动化与仪器仪表
目录
• 自动化概述 • 仪器仪表概述 • 自动化与仪器仪表的关联 • 自动化与仪器仪表的实际应用案例
01
自动化概述
自动化的定义与特点
定义
自动化是指机器或装置在无人干 预的情况下，按照规定的程序或 指令自动进行操作或控制的过程 。
特点
自动化能够提高生产效、降低 成本、减少人工干预、提高产品 质量和生产安全。
携带和集成到其他系统中。
仪器仪表在自动化中的作用
实现生产过程的监测和控制
仪器仪表能够实时监测生产过程，并将数据反馈给控制系统，实 现对生产过程的精确控制。
提高生产效率和产品质量
仪器仪表能够提供精确的测量数据，帮助企业优化生产过程，提高 生产效率和产品质量。
保障生产安全
仪器仪表可以监测生产过程中的异常情况，及时发出警报，保障生 产安全。
04
自动化与仪器仪表的实际 应用案例
工业自动化中的仪器仪表应用
01
02
03
04
自动化生产线监控
仪器仪表用于实时监测生产线 上各种设备的状态和参数，确
保生产流程的稳定运行。
能源管理
通过仪器仪表对工厂能源使用 进行监测和优化，降低能耗，
提高能源利用效率。
质量检测
仪器仪表用于检测产品各项性 能指标，确保产品质量符合标
环境监测中的自动化与仪器仪表应用
大气监测
仪器仪表用于检测空气中的污染物浓 度，评估空气质量。
水质监测
对饮用水、河流、湖泊等水体的水质 进行实时监测。
噪声监测
对城市或特定区域的噪声污染进行监 测和评估。
土壤监测
检测土壤中的重金属、农药残留等污 染物，评估土壤质量。
化工仪表自动化现状及问题分析
化工仪表自动化现状及问题分析目前化工行业的生产过程已经发展成为高度自动化的过程，化工仪表自动化技术在化工生产中起着至关重要的作用。
本文将对化工仪表自动化的现状及其存在的问题进行分析。
1、自动化水平目前，化工企业采用了先进的自动化仪表控制系统，实现了化工生产过程的自动化、智能化管理。
在生产过程中，通过仪表控制系统对设备运行状态、工艺参数等数据进行实时、准确的监控，及时有效地控制生产环节，确保了化工产品的质量和生产效率。
2、仪表种类针对不同的生产过程和工艺要求，化工企业选择了不同种类的仪表进行生产控制。
除了常见的压力、温度、流量、液位等传感器外，还采用了气体检测仪、粘度计、在线分析仪等用于不同场合的特殊型号仪表，提高了化工产品质量和过程效率。
3、自适应控制技术通过自适应控制技术的应用，化工企业能够更好地应对生产环境复杂多变的问题。
自适应控制技术能够实时地获取现场环境数据，根据不同的环境变化和工艺需求进行智能调节和控制，提升了化工生产过程的安全性和有效性。
化工仪表自动化在实践中仍然存在一些问题：1、设备盲区问题化工企业在仪表自动化的设备安装和布置过程中较难尽善尽美，存在一些视线盲区无法监控到关键的数据信息。
这种情况下，企业需要在设备布局上做出合理的优化和改善，以保证数据监测的全面性和准确性。
2、控制算法的不合理性在一些业务系统中，为了降低了成本和提高系统性能，常常采用常规控制算法，而没有考虑到实际的应用场景和特殊需求。
在实践过程中发现，这种情况下的控制算法不利于实际生产的细节控制和优化，导致了控制系统效果不佳。
3、人力资源问题化工企业需要对仪表控制系统进行定期的维护和管理，以保证其正常运转。
然而，由于优秀的仪表控制系统工程师的短缺，企业经常遇到难以解决的仪表技术问题，需要付出更多的人力和物力成本来解决。
4、安全风险问题在化工仪表自动化过程中，由于系统设计、操作、维护等原因，容易发生意外事故，对企业生产和社会安全造成严重影响。
化工仪表及自动化简单控制系统全解
控制器：接收液位传感 器信号，控制泵、阀门 等设备
泵：用于输送液体
阀门：用于调节液体 流量
显示器：显示液位、泵、 阀门等设备的运行状态
报警器：当液位异常 时发出报警信号
流量控制方案
流量控制原理：通过调节阀门开度，控制流体流量 流量控制设备：包括流量计、调节阀、控制器等 流量控制策略：PID控制、模糊控制、自适应控制等 流量控制应用：化工生产、供水系统、暖通空调等领域
自动化简单控制系统的日常维护
定期检查：检查控制系统的硬件和软件是否正常工作 备份数据：定期备份控制系统的数据，以防数据丢失 更新软件：定期更新控制系统的软件，以保持系统的稳定性和性能 清洁设备：定期清洁控制系统的设备，以保持设备的清洁和性能
自动化简单控制系统故障排除方法
检查电源：确保电源正常，无短路、断 路等情况
产品质量
储罐液位控制实例
储罐液位控制系统概 述
储罐液位控制原理
储罐液位控制设备及 安装
储罐液位控制操作流 程
储罐液位控制常见问 题及解决方法
储罐液位控制实例分 析
流体流量控制实例
应用领域：化工、石油、天然气等工业领域 控制目标：保持流体流量稳定，避免流量过大或过小 控制方法：采用PID控制器，根据流量传感器反馈的信号进行调节 应用效果：提高生产效率，减少能源消耗，降低生产成本
安装位置：根据工 艺要求，安装在合 适的位置
调节阀
调节阀是自动化简单控制系统的重要组成部分 调节阀的作用是控制流体的流量、压力和温度等参数 调节阀的类型包括气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀等 调节阀的选型需要考虑流体的性质、流量、压力和温度等因素
温度控制方案
温度传感器： 用于测量和控
制温度
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。
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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
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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。
仪表自动化基础知识
其中第三种分类方法最普遍
二、自动控制系统分类
（一）按被控变量分类
被控变量
温度控制系统 T
压力控制系统 P
液位控制系统 L
流量控制系统 F
……
温度控制系统
它由蒸汽加热器、温 度变送器、调节器和蒸 汽流量阀组成。控制目 标是保持出口温度恒定。 当进料流量或温度等因 素的变化引起出口物料 的温度变化时，通过温 度仪表测得的变化，并 进料 将其信号送至调节器与 给定值进行比较，调节 器根据其偏差信号进行 运算后将控制命令送至 调节阀，改变蒸汽量维 持出口温度。
测量仪表的品质指标
举例
例1-1 某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表 时得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对百分 误差与准确度等级。 解 该仪表的相对百分误差为
4 100% 0.8%
700 200
如果将该仪表的δ去掉“±”号与“％”号，其数值为0.8。 由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误 差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的 精度等级为1.0级。
图1-1 测量仪表的变差
测量仪表的品质指标
3.灵敏度与灵敏限
仪表的灵敏度是指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。
仪表的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。通常仪表灵敏限的数值应不大于仪表允 许绝对误差的一半。
测量仪表的品质指标
4.反应时间
反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变 化的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能 给出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。
给定值x按照已知规律(时间函数)变化的系统 称为程序控制系统，又称顺序控制系统。
钢铁行业热工仪表的自动化设计分析
钢铁行业热工仪表的自动化设计分析摘要：热工仪表是钢铁生产中极为重要的设备，随着热工仪表自动化水平的提高，钢铁行业也迎来了生产质量与生产率的提升。
在钢铁行业中应用热工仪表，需要对热工仪表自动化设计进行合理分析，围绕实际生产制定合理的设计方案，做好自动化设备设计、优化热工管线等工作。
在钢铁生产实际应用中还应该重视热工仪表自动化的科学调控，从而发挥其优质作用，提高钢铁行业生产率。
关键词：钢铁行业；热工仪表；自动化设计钢铁是国民支柱型产业，钢铁行业的生产力发展关系着社会的进步，因此要格外关注钢铁行业各类技术的发展。
钢铁行业中热工仪表自动化发展，为生产运行中各类设备参数测量、生产工艺监测提供了良好条件，有利于提高钢铁生产效率，满足工业发展的需要。
热工仪表自动化可以对推进钢铁生产设备、数据处理自动化，能够利用智能化仪表与计算机展示热能情况，有利于为生产过程提供准确参数，促进生产力发展。
在热工仪表自动化条件下，应该对其自动化设计进行深入研究，通过优化设计内容提高仪表工作性能，对设备进行动态监测。
一、热工仪表自动化分析1、热工仪表自动化钢铁行业的程控仪、管路仪、地表计等常见热工仪表设备可以为生产提供准确的指示，有利于降低工业生产误差，提升钢铁生产效率。
随着自动化技术的不断发展，热工仪表自动化水平也在不断提高，在钢铁行业生产力提升与生产质量保障中发挥着良好的效用，能够更好地满足工业生产需求。
热工仪表自动化技术是将自动化与钢铁生产中仪表设备相结合的技术，可以实现生产中温度、压力、流量等常见参数的自动化监测，可以对钢铁工艺生产情况进行自动化检查，保证生产的稳定性[1]。
钢铁行业热工仪表自动化融合了电子技术、信息技术等条件，在生产中可以通过智能化仪表、热能功能控制技术等条件，优化工业生产，提高钢铁行业自动化水平。
现阶段，钢铁生产中离不开自动化技术，而热工仪表自动化可以对热工曲线参数进行准确测量，能够结合生产条件科学管控工况，有助于提高钢铁生产安全性。
第十章 仪表系统分析
1.1.3. 信号制
信号制即信号标准，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。
1.1.3.1. 信号标准
（பைடு நூலகம்）气动仪表的信号的信号标准
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中国国家标准GB777《化工自动化仪表用模拟气动信号》规定了气动仪表的 信号的下限值和上限值，如表1-2所示
表1 －2
下限
模拟信号的下限值和上限值
上限 100kPa(1kgf/c㎡ )
10.2.3.信号传输制式
1）气动仪表QDZ-I, QDZ-II, 型： 气压信号传输；范围：0.2---1.0 (kgf/cm2) 2）电动仪表DDZ-I, DDZ-II, DDZ-III ,型： 电压/电流信号传输；范围：
I = 0-10mA DC, U = 0-10V DC, (DDZ-I,DDZ-II)； I = 4-20mA DC, U = 1-5V DC, (DDZ-III )； （常规仪表的国际标准信号制式）
说明： 上述信号均为连续变化的模拟量传输信号； 电流信号为恒流形式，电压信号为恒压形式，只要信号 不变，电流/电压值不会随负载的变化而变动。
（2） 基地式控制仪表 基地式控制仪表相当于把单元组合仪表的几个单元组合在一起，构 成一个仪表。 （3） 集散控制系统（DCS系统） DCS 系统是一种以微型计算机为核心的计算机控制装置。其基本特 点是分散控制、集中管理。 （4） 现场总线控制系统（FCS系统） FCS 系统是基于现场总线技术的一种新型计算机控制装置。其特点 是现场控制和双向数字通。
返回目录
10.2.3.信号传输制式实例
1）DDZ=II型温度变送器测量范围0-300C，电流信号输出。
现测量温度T为150C, 输出电流信号为多大？
自动化仪表培训(全)ppt课件
CHAPTER 05
自动化仪表在工业生产中的 应用案例
石油化工行业应用案例
原油储罐液位测量
采用雷达液位计进行连续测量，实现 高精度、高可靠性的液位监测。
化学反应釜温度控制
采用温度变送器和控制器实现精确控 温，确保产品质量和生产安全。
石油管道流量测量
采用质量流量计进行贸易交接计量， 确保计量准确、公正。
CHAPTER 04
自动化仪表选型与使用注意 事项
选型原则及步骤
明确测量需求
根据工艺要求，确定测量参数（如压力、温 度、流量等）及测量范围。
选择合适型号
根据测量需求和仪表性能，选择适合的型号 和规格。
了解仪表性能
熟悉不同类型自动化仪表的测量原理、精度 等级、稳定性等性能指标。
考虑环境因素
根据安装环境和使用条件，选择具有相应防养建议
使用注意事项
遵守操作规程，避免超量程使用；保持仪表清洁干燥，防止腐蚀和损 坏。
日常维护
定期检查仪表显示是否正常，接线是否松动；清理表面积尘和油污等 杂物。
定期保养
按照厂家推荐的保养周期和方法进行保养，包括更换易损件、清洗内 部管路等。
故障处理
发现故障时及时停机检查，根据故障代码或现象判断故障原因并排除 ；若无法自行解决，请联系厂家或专业维修人员进行维修。
自动化仪表培训(全 )ppt课件
目 录
• 自动化仪表概述 • 自动化仪表基本原理 • 自动化仪表组成结构 • 自动化仪表选型与使用注意事项 • 自动化仪表在工业生产中的应用案例 • 自动化仪表市场前景与发展趋势
CHAPTER 01
自动化仪表概述
定义与分类
定义
自动化仪表是用于测量、显示、 记录和控制各种工业过程参数的 设备，具有自动化、智能化、高 精度等特点。
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
(2024年)仪表自动化全部课程
2024/3/26
1
目录
2024/3/26
• 仪表自动化概述 • 传感器与执行器技术 • 测量与控制技术 • 显示与记录技术 • 系统集成与通信技术 • 故障诊断与维护保养技术
2
01
仪表自动化概述
2024/3/26
3
定义与发展历程
定义
仪表自动化是指利用先进的测量、控制技术和自动化设备，对工业生产过程中 的各种参数进行实时检测、控制和管理，实现生产过程的自动化和智能化。
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流量测量与控制手段
流量测量原理
介绍流量测量的基本原理，包括 体积流量和质量流量的测量方法。
2024/3/26
流量计类型及应用
详细介绍各种流量计的工作原理、 特点及应用，如差压式流量计、涡 轮流量计、电磁流量计等。
流量控制手段
探讨流量控制的基本手段，包括节 流控制、调速控制和旁路控制等， 以及PID控制算法在流量控制中的应 用。
数字式显示仪表使用方法
02
首先将被测量转换为数字信号，然后通过数字电路进行放大、
运算等处理，最后在显示器上以数字形式显示出来。
数字式显示仪表应用
03
适用于需要高精度测量和控制的场合，如精密制造、航空航天、
能源化工等领域。
17
数据记录和处理技术
01
数据记录技术
通过测量转换装置将被测量转换为电信号，然后经过模数转换将数据以
现场总线技术在系统集成中的作用
通过现场总线技术，可以将现场仪表、执行器、传感器等设备连接起来，实现设备之间的信息共享和协同工作。 同时，现场总线技术还可以将现场设备与上层控制系统连接起来，实现控制系统的远程监控和管理。
2024/3/26
石油化工行业自动化仪表特点与控制技术分析
石油化工行业自动化仪表特点与控制技术分析摘要：近年来，石油化工行业不断发展，自动化仪表的性能、技术也在不断发展进步。
本文联系实际，就石油化工自动化仪表特点与控制技术做具体分析。
关键词：石油化工;自动化仪表;特点;控制技术1石油化工自动化仪表特点分析1.1可编程功能在自动化仪表结构系统中，软硬件可通过一些接口芯片的点位控制完成功能控制。
如自动化仪表中的软件编程是以储存控制程序代替往常的顺序控制。
可以说自动化仪表就是通过在仪表中置入软件，取代常规的逻辑电路，不仅让自动化仪表的结果得到简化，还让仪表的性能得到提升。
1.2记忆功能在以往，组合逻辑电路以及时序电路这两种结构被广泛应用于仪表中。
这种电路结构下的设备虽有一定的记忆功能，但它们只能在一些时刻里完成一些简单的记忆，且当下一状态来临时，之前的记忆状态就会消失。
但自动化仪表设备于此不同，自动化仪表设备要更先进，在用电需求满足的情况下，自动化仪表可以完成各项动作的记忆，并能完成信息的重现与处理。
1.3计算功能因为自动化仪表中配置有微型计算机，因而自动化仪表具有自动计算功能，能满足多种复杂的计算需求。
如自动化仪表可以确定极大与极小，进行常数乘除运算等，能为石油生产活动的开展带来很大帮助。
1.4数据处理功能在传统技术模式下，石油生产活动中容易遇到很多问题，工程值转换困难、线性化处理难度大、受干扰情况多，并且需要自检自校等。
但自动化仪表的应用让上述情况得到改善。
这是因为自动化仪表中安装了微处理器与软件，上述问题均可以通过软件进行解决。
这样就在很大程度上减少了工作人员的工作量，同时也减轻了软件负担，让设备的处理功能更加完善，性能更加稳定。
2石油化工自动化仪表控制技术分析2.1检测模型分析技术在自动化控制过程中，其中尤为重要的技术就是监控模型技术，此技术能够对生产运行的情况进行全面掌握，从而有效且及时的诊断机械设备中的故障，以此使安全生产可靠性得到有效提高。
企业在使用检测模型的过程中，能够提前知道可能发生的情况，并且还能够对生产链安全性进行控制。
《自动化仪表》PPT课件
选择经过实践证明性能稳定、可靠性高的仪表。
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2024/1/26
经济性：在满足工艺和可靠性要求的前提下，尽量选用价格合理、维护方便的仪表。
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考虑环境条件
根据安装环境选择适合的防护等级和温度范围的仪表。
了解仪表性能
熟悉仪表的工作原理、测量范围、精度等级等技术参数。
了解供应商资质
校验仪表参数
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Байду номын сангаас2024/1/26
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06
CHAPTER
自动化仪表在工业生产中的应用案例
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03
自动化仪表在石油化工环保治理中的应用
实时监测和治理废气、废水等污染物排放，降低环境污染。
01
自动化仪表在石油化工原料储运中的应用
实现原料的自动计量、混合、输送和存储，提高储运效率和安全性。
信号处理
对转换后的电信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的信噪比和抗干扰能力。常见的信号处理方法有模拟电路处理、数字电路处理以及微处理器处理等。
信号输出
将处理后的信号以适当的形式输出，如模拟量输出、数字量输出、开关量输出等，以便与后续控制系统或显示装置进行接口。
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自动化仪表的误差来源主要包括原理误差、制造误差、使用误差等。其中，原理误差是由于测量原理不完善引起的；制造误差是由于仪表制造过程中的因素（如材料、工艺等）引起的；使用误差则是由于仪表使用过程中的因素（如环境条件、操作方法等）引起的。
选择有良好信誉和售后服务的供应商。
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仪表自动化概述
仪表自动化概述仪表自动化是指利用先进的技术手段和设备，将传感器、执行器、控制器等相关设备连接起来，实现对生产过程中各种参数的监测、控制和调整。
通过自动化技术的应用，可以提高生产效率、降低能耗、提升产品质量，增加企业的竞争力和盈利能力。
一、仪表自动化的基本原理与组成仪表自动化系统基本原理是通过传感器将被测量的物理量转换为电信号，经过信号调理和放大后，送入控制器进行处理与分析，再通过执行器实现对工艺参数的调整，从而实现对生产过程的自动控制。
仪表自动化系统主要由以下几个组成部分构成：1. 传感器：用于测量被控制的物理量，如温度、压力、液位等。
常用的传感器有温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
2. 信号转换与调理装置：用于将传感器输出的物理量信号，转换为标准信号，并对其进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的精度和稳定性。
3. 控制器：负责对信号进行处理、分析与决策，并输出控制指令。
常用的控制器有PID控制器、PLC（可编程逻辑控制器）等。
4. 执行器：根据控制器的指令，对工艺参数进行调整，如阀门的开关、电机的启停等。
二、仪表自动化的应用领域仪表自动化广泛应用于各个行业的生产过程控制中，具有以下几个主要应用领域：1. 工业生产：在化工、石油、电力、冶金等行业中，仪表自动化系统可以实现对生产过程中的温度、压力、流量、液位等参数的精确测量和控制，提高生产效率，降低生产成本。
2. 环境监测：应用仪表自动化技术可以实现对空气质量、水质、噪音等环境参数的实时监测与调控，保护环境、保障人民健康。
3. 建筑自动化：在楼宇、住宅、商业建筑等领域中，仪表自动化系统可以实现对照明、空调、电梯、安防等设备的智能控制，提供更加舒适、安全和节能的环境。
4. 运输与物流：应用仪表自动化技术可以实现对交通流量、货物追踪、仓储管理等的自动监测与控制，提高物流效率，降低运输成本。
三、仪表自动化的发展趋势随着科技的不断进步和应用需求的提升，仪表自动化技术也在不断发展演进。
化工仪表自动化ppt课件(最新)
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。
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。
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。
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。
自动化仪器仪表研究报告
自动化仪器仪表研究报告
自动化仪器仪表是近年来快速发展的一项技术，其应用范围涉及到生
产制造、能源、交通、环保等众多领域。
本文将对自动化仪器仪表进
行研究，主要从以下几个方面进行分析：
一、概述自动化仪器仪表的发展现状
自动化仪器仪表以其高效、精准、可靠的特点已逐渐替代了人工操作，在制造行业中得到广泛应用。
同时，随着技术的进步，自动化仪器仪
表已经趋于智能化、网络化、系列化，使得其应用领域不断扩大。
二、自动化仪器仪表的技术分类
根据其功能特点，自动化仪器仪表可分为稳态测量与控制、动态测量
与控制、离散控制和连续控制等几类。
不同种类的自动化仪器仪表适
用于不同的领域，如在食品、化工等生产领域中，连续控制、稳态测
量与控制的需求较大。
三、自动化仪器仪表的应用领域
自动化仪器仪表广泛适用于各个领域，如在制造行业中，其应用涉及
到机械制造、自动化生产线、生产控制等方面。
在能源行业中，自动
化仪器仪表可用于石油化工、煤气化、水电站等方面。
此外，在生活
领域中，自动化仪器仪表还广泛应用于家电、电器、电子产品等方面。
四、自动化仪器仪表的优劣势分析
自动化仪器仪表的优势主要表现在其高效、精准、可靠、智能等方面，其具有数据采集、处理，远程维护等功能。
而劣势则表现在高成本、
复杂度高、维护难度等方面，因此，在选购自动化仪器仪表时，需要
根据实际情况进行综合考虑。
总之，自动化仪器仪表是现代技术的重要组成部分，其应用前景广阔。
在日常生产和工作过程中，合理、科学地运用自动化仪器仪表，可以
提高工作效率，降低生产成本，使企业更具竞争力。
化工仪表自动化现状及问题分析
化工仪表自动化现状及问题分析化工是一个重要的产业，化工仪表自动化是化工生产过程中的重要环节。
随着科技的进步和化工生产的发展，化工仪表自动化技术也在不断更新和完善。
目前化工仪表自动化存在一些问题，需要加以解决和改进。
本文将从化工仪表自动化的现状及问题进行分析，以期为化工生产的自动化提供一些参考和建议。
一、化工仪表自动化的现状1.技术水平不断提升随着科技的进步，化工仪表自动化技术的水平也在不断提升。
传感器、自动控制系统、数据采集与处理等方面的技术不断更新，使得化工生产过程的自动化程度不断提高。
在传感器方面，通过光电传感器、红外传感器等高精度传感器的应用，实现了化工生产过程中对各种参数的准确监测和控制。
在自动控制系统方面，PLC、DCS等控制系统的应用，使得化工生产的自动化程度进一步提高。
在数据采集与处理方面，通过自动化软件的应用，实现了对大量数据的快速采集和分析，为化工生产的智能化提供了技术支持。
2.节能减排效果显著化工仪表自动化的发展，使得化工生产过程中的能源利用效率得到了显著提高。
通过自动化控制系统的应用，可以实现对化工生产设备的智能控制，实现了能源的合理利用和节能减排的效果。
在化工生产过程中，通过自动化技术的应用，可以实现对生产设备的智能监控和控制，避免了能源的浪费和不必要的排放，从而实现了化工生产过程中的节能减排效果。
3.生产效率得到提高4.质量控制达到更高水平1.设备老化和更新周期目前，一些化工生产设备的自动化程度不高，存在设备老化和更新周期较长的问题。
由于化工生产设备的特殊性和高要求，导致部分设备的自动化程度较低，不能满足化工生产的自动化需求。
设备的老化和更新周期较长，导致了设备的性能和自动化水平无法跟上时代的发展，存在一定的滞后性。
2.信息安全和网络攻击风险随着化工生产过程中信息化水平的提高，化工仪表自动化系统面临着信息安全和网络攻击的风险。
一些不法分子可能通过网络攻击手段，侵入化工生产系统，对生产过程造成破坏和损失。
工业自动化仪表及自动化控制技术
工业自动化仪表及自动化控制技术摘要：作为世界上最大的制造国家之一，中国的工业自动化发展已经取得了长足的进步。
目前，我国的工业自动化已经应用于各个领域，包括机械制造、电子信息、化工、冶金、航空航天等。
在工业自动化中，涉及到许多仪器设备，也是多种多样，例如：位移传感器、温度传感器、PLC控制器、DCS控制器、PC控制器、电机、电磁阀、气缸、压力计、流量计、以太网、CAN总线、Modbus等。
这些仪器设备都是工业自动化中不可或缺的部分，它们的发展与应用推动了我国工业自动化行业的蓬勃发展。
鉴于上述，本文将针对工业自动化仪表的原理、应用进行深入分析探究，进而有效控制自动化技术，促进我国工业自动化持续发展。
关键词：工业生产；自动化仪表；自动化控制技术；对策措施引言工业自动化大幅提高了生产效率，降低了成本，同时也减少人为操作的误差，提高产品的质量和一致性；工业自动化促进了企业从传统制造向智能制造的转型，加速了工业化进程，从而促进了产业转型升级；业自动化通过优化生产过程，精确控制物料的消耗和能源的使用，从而达到有效节能和环境的保护；工业自动化不仅提升了企业的竞争力，同时也增强了国家的核心技术和产业竞争力，推动我国在世界经济中的地位。
综上所述，工业自动化对于我国的发展十分重要，它不仅是现代工业化的必然趋势，也是我国实现高质量发展的关键所在。
1 工业自动化仪表概述1.1 工业仪表的历史工业仪表是用于测量、监控、调节和控制工业过程和设备的设备和系统。
它们已经成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
以下是工业仪表的历史与发展。
19世纪初，随着蒸汽机和化学反应器的发明，工业生产进入了现代化阶段。
此时，工业仪表还处于萌芽状态，主要运用机械式仪表，机械式仪表是指气体、液体涡轮流量计，涡街流量计，电磁流量计等流量计量仪表以及压力开关、差压开关、压力变送器，差压变送器，液位开关，液位计，温湿度记录仪等工业仪器。
按照不同的功能可分为：温度仪表、压力仪表、流量仪表、分析仪表、物位仪表、称重仪表、转速仪表、仪表元件、调节仪表、执行机构、显示记录、阀门类、控制系统几大门类，这些仪表都是通过机械运动来显示物理参数的。
化工仪表自动化及在生产中的应用探讨
化工仪表自动化及在生产中的应用探讨化工仪表自动化是指利用先进的仪表技术和自动化控制系统，在化工生产过程中实现对生产过程的自动监测、控制和调节。
通过化工仪表自动化技术，可以提高生产效率、产品质量和安全性，减少劳动强度，降低生产成本，提升企业竞争力。
本文将探讨化工仪表自动化在生产中的应用及相关技术发展情况。
一、化工仪表自动化的应用1. 生产过程监测化工生产过程中，需要不断监测各种参数和指标，包括温度、压力、流量、液位、PH值等，以确保生产过程的正常运行和产品质量的稳定性。
通过化工仪表自动化技术，可以实现对这些参数的实时监测，并能够根据监测结果及时采取相应的调节措施，保障生产的顺利进行。
2. 过程控制化工生产过程中的各个工序需要进行严格的控制，以确保产品的质量、产量和安全性。
化工仪表自动化技术可以实现对生产过程的自动控制，通过采集各种参数的信号，并对信号进行分析和处理，实现对生产设备的自动调节和控制，从而提高生产过程的稳定性和可靠性。
3. 安全监测化工生产中存在各种安全隐患，如泄漏、火灾、爆炸等，对于这些安全隐患的监测和预防至关重要。
化工仪表自动化技术可以实现对生产现场的安全监测，及时发现安全隐患，并采取相应的预警和应急措施，保障生产过程的安全性。
4. 数据记录与分析化工生产过程中产生大量的数据，包括生产参数、工艺参数、设备运行状态等，这些数据对于生产管理和质量控制非常重要。
化工仪表自动化技术可以实现对这些数据的实时记录和存储，并能够进行数据分析和处理，为企业的生产管理和优化提供重要的依据。
二、化工仪表自动化技术的发展现状1. 传感器技术传感器是化工仪表自动化中的关键技术之一，其性能和稳定性直接影响自动化系统的效果和可靠性。
目前，传感器技术已经取得了长足的发展，不断推出各种新型传感器，如红外传感器、超声波传感器、光纤传感器等，提高了传感器的灵敏度、精度和可靠性。
控制系统是化工仪表自动化的核心技术，其主要任务是对生产过程进行自动监测和控制。
《自动化与仪器仪表》课件
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总结词：自动化技术的应用领域非常广泛，包括工业自动化、农业自动化、军事自动化、交通自动化和家庭自动化等。
02
仪器仪表的种类与原理
节流式流量计、涡轮式流量计、电磁式流量计、超声波流量计等。
种类
基于不同的物理原理，如节流原理、电磁感应原理、超声波传播原理等，测量流体流量。
原理
广泛应用于石油、化工、电力、环保等领域，用于测量流体流量，监控生产过程。
控制与调节
仪器仪表能够实时监测系统的能耗情况，通过优化控制策略，降低能源消耗，提高经济效益。
节能降耗
随着物联网、云计算等技术的发展，仪器仪表将越来越智能化，能够实现远程监控、数据挖掘等功能。
智能化
集成化
可靠性
节能环保
随着工业自动化的发展，仪器仪表将越来越集成化，能够实现多种参数的测量和控制。
随着工业生产对安全稳定性的要求越来越高，仪器仪表的可靠性将越来越受到重视。
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自动化技术概述仪器仪表的种类与原理自动化与仪器仪表的结合应用自动化与仪器仪表的实际案例
contents
目录
01
自动化技术概述
自动化的定义是指机器或装置在无人干预的情况下，按照规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。其特点包括高效性、准确性、可靠性和快速响应等。
总结词
02
原理
基于不同的物理原理，如热胀冷缩原理、热电效应原理、红外辐射原理等，测量温度。
03
自动化与仪器仪表的结合应用
用于测量和控制系统中的温度，如热电阻、热电偶等。
温度仪表
用于测量和控制系统中的压力，如压力传感器、压力表等。
压力仪表
用于测量和控制系统中流体流量，如涡街流量计、电磁流量计等。
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参数
Pu
100%
给定
B1
B2
A T
±5%
0% 自动控制系统的过渡过程
15
五、自动控制系统
5.4 PID 调节器：根据偏差，按一定的运算规律产生输出信号。
比例P、积分I、微分D 比例P：有两种表示方式:比例度δ%和增益K，K=1/ δ% , K增大，系统的稳定器变差，控制质量提高。 纯比例调节时，K =输出/输入 积分I：积分时间以Ti（分）来表示，积分作用的基 本目的是在系统经受干扰后使系统输出返回设定值（即消 除余差）。 Ti↑系统稳定性↑， Ti↓积分作用越强。 微分D：微分时间以Td（分）来表示，微分作用的基本 目的是能补偿容量的滞后，使系统稳定性改善，从而允许 使用高的增益，并提高响应速度。 Td ↑作用强，太强会 振荡。
分调节 4.3.3 按被调参数的变化规律分类： 定值调节系统：给定值为常数； 随动调节系统：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。 4.3.4 按信号种类分类： 气动调节系统，电动调节系统
四、自动调节系统
4.4 主要内容 4.4.1 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。 如：加热炉温度、压力检测
5.3 控制系统的过渡过程 控制系统的过渡过程：
– 在扰动或给定值变化的情况下，被控量偏离给定值 和在控制调节作用下，接近给定值或跟随给定值变 化的过程。
控制系统的动态特性
– 被控参数向给定值变化过程的特性。
控制系统的静态特性
– 经过调节作用后，被控参数处于稳定范围时的特性。
五、自动控制系统
4.1.2 显示仪表：能将生产过程中各种参数进行 指示、记录或累计的仪表。可分模拟式、数字 式、图像显示三种。
四、自动调节系统
4.1.3 控制仪表：即调节器，主要是将被 调参数测量值与给定值之间的差值，按 一定的数学关系，转换为调节作用，施 加于对象，以校正由于扰动而引起的偏 差。
4.1.4 执行机构：执行器接受调节器送来 的控制信号，改变被调介质的流量，从 而把被调参数维持在所要求的范围内， 是自动调节系统中一个重要的组成部分。
16
五、自动控制系统
比例控制P：比例，输出与偏差成比例，但不能消除余差， 它是以“偏差的大小”来动作的。
Ut K e(t) U0
比例积分控制PI：积分，输出与偏差对时间的积分成比例， 消除余差，它以“偏差是否存在”来动作
Ut
K (e(t) 1 Ti
t
0 edt) U0
比例积分微分控制PID：微分，输出与偏差变化的速度成比 例，有超前调节的作用，对滞后大的对象有很好的效果。
五、自动控制系统
5.1 组成 调节对象：自动调节系统的工艺生产设备
给定值：生产中要求保持的工艺指标
偏差：在自动化系统中，e=x - z 给定值x大于测量值z时为正偏差， 反之为负偏差；但在单独讨论调节器时，正好相反，即e=z - x。
系统的过渡过程：调节系统在受干扰作用后，在调节器的控制下， 被调参数随时间而变化的过程。如果调节正常的话，这个过程是 一个衰减振荡的过程。
4.4.2 自动信号和联锁保护系统 自动信号系统：当工艺参数超出要求范围，自动发出声光信号 联锁保护系统：达到危险状态，打开安全阀或切断某些通路，必 要时紧急停车 如：反应器温度、压力进入危险限时，加大冷却剂量或关闭进料 阀
4.4.3 自动控制系统： 利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动控制，使他 们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时，能自动的回到规定 范围。
二、仪表自动化的作用
仪表是操作人员的眼睛和手臂， 操作人员通过 检测仪表获得设 备、工艺的特定信号，观察、 分析、判断设备内的运行状况， 并通过控制和执行机构来调整 工艺参数，调控设备运行到最 佳状况。从而对生产过程进行 监测、控制、优化、调度、管 理和决策，达到增加产量、提 高质量、降低消耗、确保安全 等目标的综合性技术。
三、化工自动化的发展历程
➢ 1950s~1960 s 基地式气动单元仪表，基地式电动单元仪表， 膜片式仪表。为化工单元操作的发展提供了技 术支撑。
➢ 1970 s~1980 s 单元组合Ⅱ型仪表：QDZⅡ，DDZ Ⅱ
➢ 1990 s~ 2000 s 单元组合Ⅲ型仪表：QDZⅢ ，DDZ Ⅲ
➢ 2000 s~ 集散控制系统,现场总线迅猛发展。
四、自动调节系统
4.2 表示方法 4.2.1方块图表示方式
控制器
调节
控制器 输出 p
调节器 作用 q
e
干扰作用
f 被调参数
调节对象 y
给定值
测量值
变送器
x+ -
z
四、自动调节系统
4.2.2 流程图表示方式
蒸汽
进料
凝液
TC TT
出料
四、自动调节系统
4.3 分类： 4.3.1 按被调参数分类： 流量调节、温度调节、压力调节、物位调节等； 4.3.2 按调节规律分类： 比例调节、比例微分调节、比例积分调节、比例微分积
四、自动调节系统
4.1 组成:测量仪表、显示记录仪表、控制仪表、执示 记录仪 记录 显示器
变换 检测 仪表
给定值
执行 机构
调节 调节器
四、自动调节系统
4.1.1 测量仪表：用来感受生产过程中压力、流 量、物位、温度等参数变化的元件。变送器的 作用是将测量元件得到的信号转换为一定的标 准信号，送往显示仪表或调节仪表进行显示、 记录或调节。
仪表自动化基础知识培训
仪表自动化概述
惠州炼化二期项目组 Huizhou Refining & Petrochemicals Project Phase II
一、绪论
仪表是实现工业生产过程自动化的重要 工具，它应用广泛。在自动控制系统中， 过程检测仪表将被控变量转换成电信号 或气信号，去进行显示、记录、调节等 单元，从而实现生产过程的自动化，使 之达到我们预期的要求。
x + e 调节器 -
调节阀 变送器
对象 H
五、自动控制系统
5.2 质量指标 衰减比：表示系统的衰减程度的标志，η=B1/B2
（4:1~10:1常用） 最大偏差A 振荡周期Pu 余差C：过渡过程结束后，新稳定值与给定值之
差 过渡时间T：从被调参数变化之时起，直到进入
新的稳态值的±5%所需的时间
五、自动控制系统