化工仪表及自动化ppt完整版(第三版-厉玉鸣)
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化工仪表及自动化厉玉鸣第三版
30
第三节 过渡过程和品质指标
五种主要品质指标之四 （4） 过渡时间
从干扰作用发生旳时刻起，直到系统重新建立新旳平 衡时止，过渡过程所经历旳时间叫过渡时间。一般在稳态 值旳上下要求一种小范围，当被控变量进入该范围并不再 越出时，就以为被控变量已经到达新旳稳态值，或者说过 渡过程已经结束这个范围一般定为稳态值旳±５％（也有 旳要求为±２％）。
ISE e2dt 0
采用平方值,一样能够防止正负偏差积分时旳相消现 象。
与IAE相比,它对最大偏差旳数值愈加敏感。
39
第三节 过渡过程和品质指标
四、影响控制指标旳主要原因
一种自动控制系统能够概括成两大部分，即工艺过程 部分（被控对象）和自动化装置部分。前者指与该自动控 制系统有关旳部分。后者指为实现自动控制所必需旳自动 化仪表设备，一般涉及测量与变送装置、控制器和执行器 等三部分。
给定值
x - 控制器
干扰作用f
被控变量测量值z 广义对象
图7-8 简化方块图
12
第二节 自动控制系统旳方块图
三、反馈
自动控制系统是一种闭环系统，是因为反馈旳 存在造成旳。
x eK
y
z
β
图7-9 负反馈系统
y Ke
e x y
13
第二节 自动控制系统旳方块图
两式联立,消去e,则有
y Kx Ky
图7-5 信号分叉点
8
第二节 自动控制系统旳方块图
二、自动控制系统方块图
在研究自动控制系统时，为了便于对系统分析研究，一 般都用方块图来表达控制系统旳构成。
下页图为液位自动控制系统旳方块图每个环节表达构成 系统旳一种部分，称为“环节”。两个方块之间用一条 带有箭头旳线条表达其信号旳相互关系，箭头指向方块 表达为这个环节旳输入，箭头离开方块表达为这个环节 旳输出。线旁旳字母表达相互间旳作用信号。
第三节 过渡过程和品质指标
五种主要品质指标之四 （4） 过渡时间
从干扰作用发生旳时刻起，直到系统重新建立新旳平 衡时止，过渡过程所经历旳时间叫过渡时间。一般在稳态 值旳上下要求一种小范围，当被控变量进入该范围并不再 越出时，就以为被控变量已经到达新旳稳态值，或者说过 渡过程已经结束这个范围一般定为稳态值旳±５％（也有 旳要求为±２％）。
ISE e2dt 0
采用平方值,一样能够防止正负偏差积分时旳相消现 象。
与IAE相比,它对最大偏差旳数值愈加敏感。
39
第三节 过渡过程和品质指标
四、影响控制指标旳主要原因
一种自动控制系统能够概括成两大部分，即工艺过程 部分（被控对象）和自动化装置部分。前者指与该自动控 制系统有关旳部分。后者指为实现自动控制所必需旳自动 化仪表设备，一般涉及测量与变送装置、控制器和执行器 等三部分。
给定值
x - 控制器
干扰作用f
被控变量测量值z 广义对象
图7-8 简化方块图
12
第二节 自动控制系统旳方块图
三、反馈
自动控制系统是一种闭环系统，是因为反馈旳 存在造成旳。
x eK
y
z
β
图7-9 负反馈系统
y Ke
e x y
13
第二节 自动控制系统旳方块图
两式联立,消去e,则有
y Kx Ky
图7-5 信号分叉点
8
第二节 自动控制系统旳方块图
二、自动控制系统方块图
在研究自动控制系统时，为了便于对系统分析研究，一 般都用方块图来表达控制系统旳构成。
下页图为液位自动控制系统旳方块图每个环节表达构成 系统旳一种部分，称为“环节”。两个方块之间用一条 带有箭头旳线条表达其信号旳相互关系，箭头指向方块 表达为这个环节旳输入，箭头离开方块表达为这个环节 旳输出。线旁旳字母表达相互间旳作用信号。
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
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(厉玉鸣)(第三版)第12章简单控制系统
化工仪表及自动化(厉玉鸣)(第三版)第12章简单控制系统内容提要概述被控变量的选择操纵变量的选择控制器控制规律的选择及参数整定控制规律的选择控制器参数的工程整定内容提要控制系统的投运及操作中的常见问题控制系统的投运控制系统操作中的常见问题2第一节概述简单控制系统通常是指由一个测量元件、变送器、一个控制器、一个控制阀和一个对象所构成的单闭环控制系统。
图12-1液位控制系统图12-2温度控制系统3表1-2被测变量和仪表功能的字母代号字母ACDEFIKLMPQRSTVWYZ第一位字母被测变量分析电导率密度电压流量电流时间或时间程序物位水分或湿度压力或真空数量或件数放射性速度或频率温度黏度力供选用位置后继字母修饰词功能报警控制(调节)差检测元件比(分数)指示自动-手动操作器积分、累积安全积分、累积记录或打印开关、联锁传送阀、挡板、百叶窗套管继动器或计算器驱动、执行或未分类的终端执行机构4第一节概述图12-3简单控制系统的方块图从图中可知简单控制系统由四个基本环节组成，即被控对象、测量变送装置、控制器和执行器。
5第二节被控变量的选择生产过程中希望借助自动控制保持恒定值(或按一定规律变化)的变量称为被控变量。
被控变量的界定它们对产品的产量、质量以及安全具有决定性的作用，而人工操作又难以满足要求的；人工操作虽然可以满足要求，但是，这种操作是既紧张而又频繁的。
6第二节被控变量的选择被控变量的分类(按照与生产过程的关系)直接指标控制；间接指标控制。
7第二节被控变量的选择举例图12-4精馏过程示意图1—精馏塔；2—蒸汽加热器图12-5苯-甲苯溶液的T-某图图12-6苯-甲苯溶液的p-某图8第二节被控变量的选择从工艺合理性考虑，常常选择温度作为被控变量。
原因在精馏塔操作中，压力往往需要固定。
只有将塔操作在规定的压力下，才易于保证塔的分离纯度，保证塔的效率和经济性。
在塔压固定的情况下，精馏塔各层塔板上的压力基本上是不变的，这样各层塔板上的温度与组分之间就有一定的单值对应关系。
化工仪表及自动化(厉玉鸣)(第三版)第1章
18
检测仪表与测量方法的分类
2.测量方法的分类
按照测量结果的获得过程
直接测量
间接测量
19
检测仪表与测量方法的分类
（1）直接测量 利用经过标定的仪表对被测参数进行测量，直接 从显示结果获得被测参数的具体数值的测量方法。 根据被测参数获得方式的不同，直接测量又有偏 差法与平衡法（零位法）之分。
除此之外,还有一种将平衡 法与偏差法结合起来的微差 法
输出信号 正行程读数x正 4 8 12.01 16.01 20 /mA 正行程读数x反 4.02 8.10 12.10 16.09 20.01 试根据以上校验数据确定该仪表的变差、准确度等级与线性 度。
23
解:该题的解题步骤如下。 (1)根据仪表的输出范围确定在各温度测试点的输出标 准值x标。任一温度值的标准输出信号(mA)为
变
变 max 20 4 100 % 0 . 625 %
由于该变差数值在1.0级表允许的误差范围内, 故不影响表的准确度等级。注意若变差数值Δ变max 超过了绝对误差Δmax ,则应以Δ变max来确定仪表的 准确度等级。
27
(5)由计算结果可知,非线性误差的最大值Δfmax = 0.10 , 故线性度δf为
16
检测系统中信号的传递形式
1. 模拟信号
在时间上是连续变化的, 即在任何瞬时都可以确 定其数值的信号。
2. 数字信号
数字信号是一种以离散形式出现的不连续信号, 通常用二进制数“0”和“1”组合的代码序列来表示。
3. 开关信号
用两种状态或用两个数值范围表示的不连续信号。
17
检测仪表与测量方法的分类
间接测量 测量实质：是将被测参数与其相应的测量单位进行比 较的过程。
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）
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。
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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。
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。
2024/1/25
13
化工仪表的维护与保养
2024/1/25
日常维护
01
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
32
自动化技术的发展趋势与展望
2024/1/25
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
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。
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。
2024/1/25
13
化工仪表的维护与保养
2024/1/25
日常维护
01
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
32
自动化技术的发展趋势与展望
2024/1/25
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ppt完整版(第三版-厉玉鸣)
如： 1.5
1.0
9
检测仪表的品质指标
化学工业出版社
注意
在工业上应用时,对检测仪表准确度的要求, 应根据生产操作的实际情况和该参数对整个工艺 过程的影响程度所提供的误差允许范围来确定, 这样才能保证生产的经济性和合理性。
10
检测仪表的品质指标
2.检测仪表的恒定度
化学工业出版社
对检测元件 输出的物理量信 号作进一步信号 转换
将检测结果 以指针位移、数 字、图像等形式, 准确地指示、记 录或储存。
8
化工仪表及自动化系统的分类
2.自动信号和联锁保护系统
化学工业出版社
对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装臵，是 生产过程中的一种安全装臵。
自动信号联锁保护电路按主要构成元件不同分类：
8
检测仪表的品质指标
化学工业出版社
仪表的准确度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。 准确度等级数值越小，就表征该仪表的准确度等级越高， 仪表的准确度越高。工业现场用的测量仪表，其准确度大多 在0.5级以下。 仪表的精度等级一般可用不同的符号形式标志在仪表面 板上。
举例
2. 数字信号
数字信号是一种以离散形式出现的不连续信号, 通常用二进制数“0”和“1”组合的代码序列来表示。
3. 开关信号
用两种状态或用两个数值范围表示的不连续信号。
17
检测仪表与测量方法的分类
1.检测仪表的分类
化学工业出版社
①依据所测参数的不同,可分成压力 (包括差压、负压)检 测仪表、流量检测仪表、物位 (液位)检测仪表、温度检 测仪表、物质成分分析仪表及物性检测仪表等。 ②按表达示数的方式不同,可分成指示型、记录型、讯号 型、远传指示型、累积型等。 ③按精度等级及使用场合的不同,可分为实用仪表、范型 仪表和标准仪表,分别使用在现场、实验室和标定室。
化工仪表及自动化(厉玉鸣)(第三版)第17章
图17-30 釜温与冷剂流量串级控制示意图
47
第四节 化学反应器的自动控制
图17-31 釜温与夹套温度 串级控制示意图
图11-37 釜温与釜压串级 控制示意图
48
第四节 化学反应器的自动控制
三、固定床反应器的自动控制
固定床反应器是指催化剂床层固定于设备中不动的 反应器，流体原料在催化剂作用下进行化学反应以生成 所需反应物。 常见的温度控制方案有： 控制进料浓度 控制进料温度 控制段间进入的冷气量
三、冷却剂进行汽化的冷却器自动控制
1.控制冷却剂的流量
该方案不以液位为操纵变量，但 液位不能过高，过高会造成蒸发空间 不足，使出去的氨气中夹带大量液氨， 引起氨压缩机的操作事故。 这种控制方案带有上限液位报警， 或采用温度-液位自动选择性控制， 当液位高于某上限值时，自动把液氨 阀关小或暂时切断。
为了减少阻力损失，对大型压缩机，往往不用 控制吸入阀的方法，而用调整导向叶片角度的方法。
12
第一节 流体输送设备的自动控制
图17-8 分程控制方案
图17-9 分程阀的特性
13
第一节 流体输送设备的自动控制
2.控制旁路流量
对于压缩比很高的多段压 缩机，从出口直接旁路回到入 口是不适宜的。这样控制阀前 后压差太大，功率损耗太大。 为了解决这个问题，可以 在中间某段安装控制阀，使其 回到入口端，用一只控制阀可 满足一定工作范围的需要。
4
第一节 流体输送设备的自动控制
2.控制泵的转速
图17-3中曲线1、2、3表 示转速分别为n1 、n2 、n3 时的 流量特性，且有n1＞n2＞n3。 该方案从能量消耗的角度 来衡量最为经济，机械效率较 高，但调速机构一般较复杂， 所以多用在蒸汽透平驱动离心 泵的场合，此时仅需控制蒸 化学反应器的自动控制
化工仪表及自动化ppt课件教学教程
化工仪表及自动化
目的和意义
在化工等连续性生产设备上，配备一些自动化装置，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，称为化工自动化。
实现化工自动化的目的是： 1. 加快生产速度，降低生产成本，提高产品数量和质量。 2. 降低劳动强度，改善劳动成本。 3. 确保生产安全 学习本课程的意义在于：扩大知识面，适应生产现代化需
– 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。
第五节 自动调节的过度过程和 系统品质指标
飞升曲线：
– 在单位阶跃输入（因扰动或设定值变化，使 被控参数和设定值之间出现阶跃性变化）下， 过度参数的变化曲线。
变送器
x+ -
z
流程图表示方式
蒸汽
TC
TT
进料
凝液
出料
控制流程图符号意义
序号
安装位置
图形符号
备注
序号 安装位置
图形符号
备注
1 就地安装仪表
2
集中仪表盘面 安装仪表
3
就地仪表盘面 安装仪表
集中仪表盘后
4
安装仪表
嵌在管道中
就地仪表盘后
5
安装仪表
控制流程图字母意义
字
第一位字母
后继字母 字
母 被测变量 修饰词 功能 母
王骥程 祝和云 主编，化学工业出版社
4. 化工过程控制基础
化学工业出版社
第一章 自动调节系统基本概念
第一节 化工自动化的主要内容 第二节 自动调节系统的组成 第三节 自动调节系统的表示方法 第四节 自动调节系统的分类 第五节 自动调节的过度过程和系统品质指
目的和意义
在化工等连续性生产设备上，配备一些自动化装置，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，称为化工自动化。
实现化工自动化的目的是： 1. 加快生产速度，降低生产成本，提高产品数量和质量。 2. 降低劳动强度，改善劳动成本。 3. 确保生产安全 学习本课程的意义在于：扩大知识面，适应生产现代化需
– 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。
第五节 自动调节的过度过程和 系统品质指标
飞升曲线：
– 在单位阶跃输入（因扰动或设定值变化，使 被控参数和设定值之间出现阶跃性变化）下， 过度参数的变化曲线。
变送器
x+ -
z
流程图表示方式
蒸汽
TC
TT
进料
凝液
出料
控制流程图符号意义
序号
安装位置
图形符号
备注
序号 安装位置
图形符号
备注
1 就地安装仪表
2
集中仪表盘面 安装仪表
3
就地仪表盘面 安装仪表
集中仪表盘后
4
安装仪表
嵌在管道中
就地仪表盘后
5
安装仪表
控制流程图字母意义
字
第一位字母
后继字母 字
母 被测变量 修饰词 功能 母
王骥程 祝和云 主编，化学工业出版社
4. 化工过程控制基础
化学工业出版社
第一章 自动调节系统基本概念
第一节 化工自动化的主要内容 第二节 自动调节系统的组成 第三节 自动调节系统的表示方法 第四节 自动调节系统的分类 第五节 自动调节的过度过程和系统品质指
化工仪表及自动化厉玉鸣PPT
解：由附录三可以查得 E(800,0)=33.277(mV) E(30,0)=1.203(mV) 将上述数据代入式(5-3),即得E(800,30)=E(800,0) -
E(30,0)=32.074 ( mV)
10
第二节 热电偶温度计
例5-2 某支铂铑10-铂热电偶在工作时，自由端温度t0= 30℃,测得热电势 E(t,t0) =14.195mV，求被测介质的 实际温度。
图5-7 热电偶原理
8
图5-6 接触电势形成的过程
左图闭合回路中总的热电势
Et,t0 eAB t eAB t0 或 Et,t0 eAB t eBAt0
第二节 热电偶温度计
注意
由于热电极的材料不同,所产生的接触热电势亦不 同,因此不同热电极材料制成的热电偶在相同温度下产 生的热电势是不同的。
格低、能记录、报警与自控
容易破损、读数麻烦、一般只 能现场指示 ,不能记录与远传 精度低、不能离开测量点测量 , 量程与使用范围均有限
-100～100（150）有机液体 0 ～350（-30 ～ 650）水银
0 ～300（-50 ～ 600）
结构简单、不怕震动、具有 精度低、测量距离较远时 ,仪
防爆性、价格低廉、能记录、 表的滞后性较大、一般离开测
12
第二节 热电偶温度计
2.插入第三种导线的问题
利用热电偶测量温度时，必须要用某些仪表来测量热电势 的数值，见下图。
总的热电势
Et eAB t eBC t0 eCA t0
能电偶测温系统连接图
eAB t0 eBC t0 eCA t0 0 eAB t0 eBC t0 eCA t0 （5-5）
解:由附录一可以查得 E(30,0)=0.173(mV)
E(30,0)=32.074 ( mV)
10
第二节 热电偶温度计
例5-2 某支铂铑10-铂热电偶在工作时，自由端温度t0= 30℃,测得热电势 E(t,t0) =14.195mV，求被测介质的 实际温度。
图5-7 热电偶原理
8
图5-6 接触电势形成的过程
左图闭合回路中总的热电势
Et,t0 eAB t eAB t0 或 Et,t0 eAB t eBAt0
第二节 热电偶温度计
注意
由于热电极的材料不同,所产生的接触热电势亦不 同,因此不同热电极材料制成的热电偶在相同温度下产 生的热电势是不同的。
格低、能记录、报警与自控
容易破损、读数麻烦、一般只 能现场指示 ,不能记录与远传 精度低、不能离开测量点测量 , 量程与使用范围均有限
-100～100（150）有机液体 0 ～350（-30 ～ 650）水银
0 ～300（-50 ～ 600）
结构简单、不怕震动、具有 精度低、测量距离较远时 ,仪
防爆性、价格低廉、能记录、 表的滞后性较大、一般离开测
12
第二节 热电偶温度计
2.插入第三种导线的问题
利用热电偶测量温度时，必须要用某些仪表来测量热电势 的数值，见下图。
总的热电势
Et eAB t eBC t0 eCA t0
能电偶测温系统连接图
eAB t0 eBC t0 eCA t0 0 eAB t0 eBC t0 eCA t0 （5-5）
解:由附录一可以查得 E(30,0)=0.173(mV)
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能在生产开停车过程中,初步掌握自动控制系统的投 运及控制器的参数整定;
能了解检测技术和控制技术的发展趋势和最新发展 动态。
13
化学工业出版社
化学工业出版社
化工仪表及自动化
第一章 检测仪表基本知识
内容提要
测量过程与测量误差 测量仪表的品质指标 测量系统中的常见信号类型 检测系统中信号的传递形式 检测仪表与测量方法的分类 化工检测的发展趋势
化学工业出版社
化工仪表及自动化
绪论
图书信息
化学工业出版社
化工仪表及自动化（第三版）厉玉鸣主编 教育部高职高专规划教材 化工类专业适用 化学工业出版社教材出版中心
1
内容提要
化工自动化的意义及目的 化工自动化的发展概况 化工仪表及自动化系统的分类
测量误差：由仪表读得的被测值 (测量值)与被测参数 的真实值之间的差距。
测量误差按其产生原因的不同,可以分为三类：
系统误差 疏忽误差 偶然误差
3
测量过程与测量误差
化学工业出版社
绝对误差
xI xt
xI：仪表指示值, xt：被测量的真值
由于真值无法得到 x x0
4
化工自动化的发展概况
化学工业出版社
20世纪70年代以来，化工自动化技术水平得到 了很大的提高
20世纪70年代，计算机开始用于控制生产过程， 出现了计算机控制系统
20世纪80年代末至90年代，现场总线和现场总 线控制系统得到了迅速的发展
5
化工仪表及自动化系统的分类
5
检测仪表的品质指标
化学工业出版社
相对百分误差δ
标尺上限值ma标x 尺下限值100%
允许误差
仪表允许的最大绝对误 差值
允 标尺上限值 标尺下限值 100 %
有触点式 无触点式两类
9
化工仪表及自动化系统的分类
3.自动操纵及自动开停车系统
化学工业出版社
自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产 设备进行某种周期性操作。
自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤,将生产过 程自动地投入运行或自动停车。
10
化工仪表及自动化系统的分类
化学工业出版社
2
化工自动化的意义及目的
化学工业出版社
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，提高设备利用率、保障人身安全的目的。
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，以适应当代信息技术革命和信息产业革命 的需要。
3
化工自动化的发展情况
化学工业出版社
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。
化学工业出版社
按功能不同，分四类：
检测仪表 (包括各种参数的 测量和变送)
显示仪表 (包括模拟量显示 和数字量显示)
控制仪表 (包括气动、电动 控制仪表及数字式控制器)
执行器(包括气动、电动、 液动等执行器)
图0-1 各类仪表之间的关系
6
化工仪表及自动化系统的分类
化学工业出版社
能根据工艺要求,正确地选用和使用常见的检测仪表及 控制仪表;
能了解化工自动化的初步知识,理解基本控制规律,懂得 控制器参数是如何影响控制质量的;
12
本学科的作用
化学工业出版社
能根据工艺的需要,和自控设计人员共同讨论和提出 合理的自动控制方案;
能为自控设计提供正确的工艺条件和数据;
化学工业出版社
4.自动控制系统
对生产中某些关键性参数进行自动控制,使它们在受到 外界干扰的影响而偏离正常状态时,能自动地调回到规定的 数值范围内。
11
本学科的作用
化学工业出版社
通过本门课程的学习,应能了解主要工艺参数 (温度、 压力、流量及物位)的检测方法及其仪表的工作原理及特 点;
对检测元件 输出的物理量信 号作进一步信号 转换
将检测结果以 指针位移、数字、 图像等形式,准确 地指示、记录或 储存。
8
化工仪表及自动化系统的分类
化学工业出版社
2.自动信号和联锁保护系统
对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置，是生 产过程中的一种安全装置。
自动信号联锁保护电路按主要构成元件不同分类：
1.自动检测系统
利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、 指示或记录的部分。
作用 对过程信息的获取与记录作用。
图0-2 热交换器自动检测系统示意图
7
化工仪表及自动化系统的分类
自动检测系统中主要的自动化装置
化学工业出版社
敏感元件
传感器
显示仪表
对被测变量作 出响应,把它转 换为适合测量的 物理量。
1
化学工业出版社
测量过程与测量误差
化学工业出版社
测量是用实验的方法,求出某个量的大小。
举例
测一段导线的长度
Q qV
间接测量
直接测量
测量实质：是将被测参数与其相应的测量单位进行比 较的过程。
2
测量过程与测量误差
化学工业出版社
x：被校表的读数值，x0 ：标准表的读数值
相对误差
x x0 或 xI xt
x0
x0
xt
4
检测仪表的品质指标
1.测量仪表的准确度（精确度）
两大影响因素 绝对误差和仪表的标尺范围
化学工业出版社
说明：仪表的测量误差可以用绝对误差Δ来表示。但是， 仪表的绝对误差在测量范围内的各点不相同。因此，常说 的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值Δmax。
能了解检测技术和控制技术的发展趋势和最新发展 动态。
13
化学工业出版社
化学工业出版社
化工仪表及自动化
第一章 检测仪表基本知识
内容提要
测量过程与测量误差 测量仪表的品质指标 测量系统中的常见信号类型 检测系统中信号的传递形式 检测仪表与测量方法的分类 化工检测的发展趋势
化学工业出版社
化工仪表及自动化
绪论
图书信息
化学工业出版社
化工仪表及自动化（第三版）厉玉鸣主编 教育部高职高专规划教材 化工类专业适用 化学工业出版社教材出版中心
1
内容提要
化工自动化的意义及目的 化工自动化的发展概况 化工仪表及自动化系统的分类
测量误差：由仪表读得的被测值 (测量值)与被测参数 的真实值之间的差距。
测量误差按其产生原因的不同,可以分为三类：
系统误差 疏忽误差 偶然误差
3
测量过程与测量误差
化学工业出版社
绝对误差
xI xt
xI：仪表指示值, xt：被测量的真值
由于真值无法得到 x x0
4
化工自动化的发展概况
化学工业出版社
20世纪70年代以来，化工自动化技术水平得到 了很大的提高
20世纪70年代，计算机开始用于控制生产过程， 出现了计算机控制系统
20世纪80年代末至90年代，现场总线和现场总 线控制系统得到了迅速的发展
5
化工仪表及自动化系统的分类
5
检测仪表的品质指标
化学工业出版社
相对百分误差δ
标尺上限值ma标x 尺下限值100%
允许误差
仪表允许的最大绝对误 差值
允 标尺上限值 标尺下限值 100 %
有触点式 无触点式两类
9
化工仪表及自动化系统的分类
3.自动操纵及自动开停车系统
化学工业出版社
自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产 设备进行某种周期性操作。
自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤,将生产过 程自动地投入运行或自动停车。
10
化工仪表及自动化系统的分类
化学工业出版社
2
化工自动化的意义及目的
化学工业出版社
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，提高设备利用率、保障人身安全的目的。
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，以适应当代信息技术革命和信息产业革命 的需要。
3
化工自动化的发展情况
化学工业出版社
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。
化学工业出版社
按功能不同，分四类：
检测仪表 (包括各种参数的 测量和变送)
显示仪表 (包括模拟量显示 和数字量显示)
控制仪表 (包括气动、电动 控制仪表及数字式控制器)
执行器(包括气动、电动、 液动等执行器)
图0-1 各类仪表之间的关系
6
化工仪表及自动化系统的分类
化学工业出版社
能根据工艺要求,正确地选用和使用常见的检测仪表及 控制仪表;
能了解化工自动化的初步知识,理解基本控制规律,懂得 控制器参数是如何影响控制质量的;
12
本学科的作用
化学工业出版社
能根据工艺的需要,和自控设计人员共同讨论和提出 合理的自动控制方案;
能为自控设计提供正确的工艺条件和数据;
化学工业出版社
4.自动控制系统
对生产中某些关键性参数进行自动控制,使它们在受到 外界干扰的影响而偏离正常状态时,能自动地调回到规定的 数值范围内。
11
本学科的作用
化学工业出版社
通过本门课程的学习,应能了解主要工艺参数 (温度、 压力、流量及物位)的检测方法及其仪表的工作原理及特 点;
对检测元件 输出的物理量信 号作进一步信号 转换
将检测结果以 指针位移、数字、 图像等形式,准确 地指示、记录或 储存。
8
化工仪表及自动化系统的分类
化学工业出版社
2.自动信号和联锁保护系统
对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置，是生 产过程中的一种安全装置。
自动信号联锁保护电路按主要构成元件不同分类：
1.自动检测系统
利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、 指示或记录的部分。
作用 对过程信息的获取与记录作用。
图0-2 热交换器自动检测系统示意图
7
化工仪表及自动化系统的分类
自动检测系统中主要的自动化装置
化学工业出版社
敏感元件
传感器
显示仪表
对被测变量作 出响应,把它转 换为适合测量的 物理量。
1
化学工业出版社
测量过程与测量误差
化学工业出版社
测量是用实验的方法,求出某个量的大小。
举例
测一段导线的长度
Q qV
间接测量
直接测量
测量实质：是将被测参数与其相应的测量单位进行比 较的过程。
2
测量过程与测量误差
化学工业出版社
x：被校表的读数值，x0 ：标准表的读数值
相对误差
x x0 或 xI xt
x0
x0
xt
4
检测仪表的品质指标
1.测量仪表的准确度（精确度）
两大影响因素 绝对误差和仪表的标尺范围
化学工业出版社
说明：仪表的测量误差可以用绝对误差Δ来表示。但是， 仪表的绝对误差在测量范围内的各点不相同。因此，常说 的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值Δmax。