化工仪表及自动化培训教材PPT课件
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化工仪表自动化ppt课件(最新)
03 化工仪表的种类与功能
温度仪表
接触式温度仪表
通过测量物体与测温元件接触部 分的温度来反映被测对象的温度 ，如热电阻、热电偶等。
非接触式温度仪表
利用物体的热辐射性质来测量温 度的仪表，如红外测温仪等。
压力仪表
弹性式压力仪表
利用弹性元件受压变形的原理来测量 压力的仪表，如弹簧管压力表、膜片 压力表等。
，测量精度低。
02 03
发展阶段
20世纪50年代至80年代，随着电子技术和计算机技术的发展，化工仪 表自动化开始起步，逐渐实现了从模拟仪表到数字仪表、从单机控制到 集中控制的转变。
成熟阶段
20世纪90年代至今，随着网络技术、通信技术、人工智能等技术的飞 速发展，化工仪表自动化进入了成熟阶段，实现了从集中控制到分布式 控制、从单一功能到多功能集成的转变。
能化功能，提高运维效率。
网络化发展趋势
工业物联网技术应用
通过工业物联网技术，实现仪表设备的远程监控、数据采集和传 输，提高生产过程的透明度和可追溯性。
云计算技术应用
利用云计算平台对大量仪表数据进行存储、分析和处理，提供强 大的数据支持和决策依据。
网络安全保障
加强网络安全防护，确保仪表数据的保密性、完整性和可用性， 防止网络攻击和数据泄露。
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。
化工自动化及仪表内容辅导课件
汽包
LT Fd C
省煤器 给水
图1-2 开环液位控制系统
PAGE8OF144
3、自动控制系统组成及方框图
研究控制系统时，为了更清楚地表示控 制系统各环节的组成、特性和相互间的信号 联系，一般都采用方框图。每个方框表示组 成系统的一个环节，两个方框间用带箭头的 线段表示信号联系，进入方框表示信号为输 入，离开表示信号为输出，输入引起输出变 化，而输出不会引起输入变化，即环节具有 单向特性。
1、自动控制系统
图1-1 加热炉温度自动控制系统
PAGE5OF144
➢目标：控制加热炉火的出口温度 ➢实现方式（过程）： （1）测量该温度 （2）将该温度与期望值（设定值）比较 （3）根据偏差调节燃料流量，目的是使得偏
差为0 ➢ 特点：
负反馈系统（设定值与测量值相减） 根据偏差调节 闭环控制
PAGE6OF144
过程特性：指当被控过程的输入变量（操纵 变量或扰动）发生变化时，其输出变量（被 控变量）随时间变化规律。 控制通道：操纵变量q(t)对被控变量c(t)的作 用途径， 干扰通道：扰动f(t)对被控变量得作用途径 研究过程特性时，两个通道都要考虑
PAGE40OF144
h(t)
h(t)
h(0) t
自衡的非振荡过程
q(t) 执行机构
扰动
f (t)
被控变量 c(t) 过程
y(t) 测量值
检测元件 变送器
图1-3 控制系统方框图
PAGE11OF144
4、分析控制系统时重要概念
➢信息概念 图1－3中的各个符号变量都是实际的物
理量，然而他们是作为信息来转换和使用的。 每个环节都有信息流入和流出。信息的流入 和流出与实际对象中物料的流入和流出不同。 从整个系统看，设定值和扰动是系统输入， 而被控变量和其他测量值是输出。
LT Fd C
省煤器 给水
图1-2 开环液位控制系统
PAGE8OF144
3、自动控制系统组成及方框图
研究控制系统时，为了更清楚地表示控 制系统各环节的组成、特性和相互间的信号 联系，一般都采用方框图。每个方框表示组 成系统的一个环节，两个方框间用带箭头的 线段表示信号联系，进入方框表示信号为输 入，离开表示信号为输出，输入引起输出变 化，而输出不会引起输入变化，即环节具有 单向特性。
1、自动控制系统
图1-1 加热炉温度自动控制系统
PAGE5OF144
➢目标：控制加热炉火的出口温度 ➢实现方式（过程）： （1）测量该温度 （2）将该温度与期望值（设定值）比较 （3）根据偏差调节燃料流量，目的是使得偏
差为0 ➢ 特点：
负反馈系统（设定值与测量值相减） 根据偏差调节 闭环控制
PAGE6OF144
过程特性：指当被控过程的输入变量（操纵 变量或扰动）发生变化时，其输出变量（被 控变量）随时间变化规律。 控制通道：操纵变量q(t)对被控变量c(t)的作 用途径， 干扰通道：扰动f(t)对被控变量得作用途径 研究过程特性时，两个通道都要考虑
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h(t)
h(t)
h(0) t
自衡的非振荡过程
q(t) 执行机构
扰动
f (t)
被控变量 c(t) 过程
y(t) 测量值
检测元件 变送器
图1-3 控制系统方框图
PAGE11OF144
4、分析控制系统时重要概念
➢信息概念 图1－3中的各个符号变量都是实际的物
理量，然而他们是作为信息来转换和使用的。 每个环节都有信息流入和流出。信息的流入 和流出与实际对象中物料的流入和流出不同。 从整个系统看，设定值和扰动是系统输入， 而被控变量和其他测量值是输出。
现代化工仪表及自动化概述(ppt 16页)PPT学习课件
8
三、自动化系统及仪表的分类
化工生产过程中需要测量和控制的参数是多种多样的，主 要的有热工量（压力、流量、液位、温度等）和成分（或物 性）量。所以化工自动化仪表按功能不同，大致分为四类： 检测仪表（各种参数的测量和变送）； 显示仪表（模拟量显示和数字量显示）； 控制仪表（气动、电动控制仪表及数字式控制器）； 执行器 （气动、电动、液动等执行器）。
自动信号联锁保护电路按其主要构成元件的不同，可分为有触点式和无触 点式两类（有时可采用混合式）。
有触点式电路是由各种继电器、按钮、开关等电器组成的继电线路，依靠各种 电器的触点开合完成电路的通断和切换。
无触点式电路利用由二极管、晶体管及集成电路等电子器件构成具有一定功能 的电子线路，利用电子器件的导通或阻断特性来实现自动信号的报警和联锁保 护作用。
化 工（及仪自表2动）化 减轻劳动强度、改善劳动条件。
为此，长对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置。
自自动动操 操 （纵纵及及3自自）动动开开保停停车车证系系统统生产、人生安全，防止事故发生或扩大，延长设备 使用寿命、提高设备利用率。 自动检测系统中主要的自动化装置是敏感元件、传感器和显示仪表。
应用一些自动检测仪表监视生产，利用手工操作，工人根据反映主要工艺参数的仪表指示情况人工地改变操作条件，生产过程单凭经
（4）改变劳动方式，提高工人文化技术水平，适应当代信息 验进行。
生产过程中各种工艺条件不可能一成不变，特别是化工生产，大多数是连续生产，各设备相互关联，当其中某一设备工艺条件发生变
技术革命和信息产业革命需要。 化时，都可能引起其他设备中某些参数的波动，偏离正常工艺条件。
13
之间的关系
自动检测系统只能完成“了解”生产过程进行情况的任务； 自动信号联锁保护系统只能在工艺条件进入某种极限状
三、自动化系统及仪表的分类
化工生产过程中需要测量和控制的参数是多种多样的，主 要的有热工量（压力、流量、液位、温度等）和成分（或物 性）量。所以化工自动化仪表按功能不同，大致分为四类： 检测仪表（各种参数的测量和变送）； 显示仪表（模拟量显示和数字量显示）； 控制仪表（气动、电动控制仪表及数字式控制器）； 执行器 （气动、电动、液动等执行器）。
自动信号联锁保护电路按其主要构成元件的不同，可分为有触点式和无触 点式两类（有时可采用混合式）。
有触点式电路是由各种继电器、按钮、开关等电器组成的继电线路，依靠各种 电器的触点开合完成电路的通断和切换。
无触点式电路利用由二极管、晶体管及集成电路等电子器件构成具有一定功能 的电子线路，利用电子器件的导通或阻断特性来实现自动信号的报警和联锁保 护作用。
化 工（及仪自表2动）化 减轻劳动强度、改善劳动条件。
为此，长对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置。
自自动动操 操 （纵纵及及3自自）动动开开保停停车车证系系统统生产、人生安全，防止事故发生或扩大，延长设备 使用寿命、提高设备利用率。 自动检测系统中主要的自动化装置是敏感元件、传感器和显示仪表。
应用一些自动检测仪表监视生产，利用手工操作，工人根据反映主要工艺参数的仪表指示情况人工地改变操作条件，生产过程单凭经
（4）改变劳动方式，提高工人文化技术水平，适应当代信息 验进行。
生产过程中各种工艺条件不可能一成不变，特别是化工生产，大多数是连续生产，各设备相互关联，当其中某一设备工艺条件发生变
技术革命和信息产业革命需要。 化时，都可能引起其他设备中某些参数的波动，偏离正常工艺条件。
13
之间的关系
自动检测系统只能完成“了解”生产过程进行情况的任务； 自动信号联锁保护系统只能在工艺条件进入某种极限状
化工仪表及其自动化PPT第一章PPT
02
化工仪表的基本原理
化工仪表的测量原理
总结词
测量原理是化工仪表的核心，它决定了仪表的准确性和可靠 性。
详细描述
化工仪表的测量原理基于物理或化学原理，通过传感器将待 测参数（如温度、压力、流量、液位等）转换成电信号或气 信号，以便后续处理和显示。常见的测量原理包括热电效应 、压电效应、光电效应等。
03
化工仪表的自动化技术
化工仪表的自动化概述
化工仪表自动化是现代工业生产中的重要技术，通过自动化技术实现化工仪表的数 据采集、处理、控制等功能，提高生产效率和产品质量。
化工仪表自动化技术涉及多个领域，包括控制理论、电子技术、计算机技术等，需 要综合运用多种技术手段来实现。
化工仪表自动化技术的应用范围广泛，涵盖了化工、石油、制药等多个行业，对工 业生产的发展具有重要意义。
化工仪表及其自动化ppt 第一章
• 化工仪表概述 • 化工仪表的基本原理 • 化工仪表的自动化技术 • 化工仪表的选型与使用
01
化工仪表概述
化工仪表的定义与分类
总结词
化工仪表是用于化工生产过程中各种参数检测、显示和控制的工具，根据用途可分为温度仪表、压力仪表、流量 仪表等。
详细描述
化工仪表是化工生产过程中不可或缺的设备之一，主要用于检测、显示和控制温度、压力、流量、液位等参数。 根据不同的用途和功能，化工仪表可以分为多种类型，如温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表等。这些仪 表在化工生产中发挥着重要的作用，能够确保生产过程的稳定性和安全性。
化工仪表的信号传输原理
总结词
信号传输是化工仪表实现远程监控和自动控制的关键环节。
详细描述
化工仪表的信号传输原理通常采用模拟信号或数字信号，通过电缆、光纤等传输 介质将传感器采集的信号传输到控制器、显示器或执行器等设备。信号传输过程 中需要进行抗干扰处理，的发展历程
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
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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。
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
化工仪表自动化培训(ppt 60页)
所以可选择量程范围为0—1.0MPa弹簧管压力表
被测压力的最大示值绝对误差
所选 仪m 表a x的 基0 .本4 误4 差% 0 .0 1 6 m M axP a 01 .0.0 16100%1.6%
可选择1.5级的压力表
第二节 压力测量仪表
三、压力检测仪表的选择
优点 精度高、结构简单
缺点
易碎，测量范围较窄，一般用来测量较低压力、 真空度或压力差。
8
第二节 压力测量仪表 3、电气式压力计
原理：通过机械和电气元件将被测压力转换成电量 （如电压、电流、频率等）。 种类： （1）在弹簧管压力表中附加变换装置： 霍尔片式（霍尔效应）、电感式（电磁感应）； （2）不许附加变换装置： 应变片式（应变效应）、振弦式（压力——频率）。
第一节 温度仪表分类
故障现象 温度示值偏低或不稳
温度示值偏高 显示不稳定 显示误差大 显示无穷大
可能原因
电极短路
接线柱处积灰 补偿导线与热偶极性接反 补偿导线与热偶极不配套 冷端补偿不符要求 热偶安装位置不当 补偿导线与热偶极不配套 有直流干扰信号进入 接线柱处接触不良 测量线路绝缘破损，引起断续短路或接地 热偶安装不牢或有震动 热电偶电极将断未断 外界干扰 热电偶电极变质 热电偶安装位置不当 保护管表面积灰 接线断路 热电极断开或损坏
1×105
9.806× 10-3
6.895× 10-3
0.1
0.1000 0.07031 1.0197
0.09678 73.55
1
0.06805 51.71 0.7031
0.9869 750.1 10.197
1.422 1
14.50
0.0980 6
0.0689 5
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。
化工仪表及自动化课件(2024)
29
技术创新点
新型传感器技术
新型传感器技术的发展将进一步提高化工仪表的测量精度 和响应速度，同时增强其抗干扰能力和适应性。
先进控制算法
先进控制算法的应用将提高化工仪表的控制精度和稳定性 ，实现更加精准的生产过程控制。
云计算和大数据技 术
云计算和大数据技术的应用将实现化工仪表数据的集中管 理和分析，为生产过程的优化和决策提供有力支持。
6
02
化工仪表的基本原理
Chapter
2024/1/30
7
测量原理
化工仪表的测量原理基于物理、化学定律和物质的物理 、化学性质。
常见的测量原理包括压力、温度、流量、液位等参数的 测量。
测量原理的实现需要选择合适的传感器和测量电路，确 保测量的准确性和稳定性。
2024/1/30
8
传输原理
化工仪表的传输原理是指将测量信号从测量点传输到控制室或显示仪表的过程。
定义
化工仪表是用于测量、显示、记录和控制化工生产 过程中各种工艺参数（如温度、压力、流量、液位 等）的仪器设备的总称。
分类
根据测量原理和使用场合的不同，化工仪表可分为 温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表、分析 仪表等。
2024/1/30
4
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、玻璃管液位计等。
电气连接
按照仪表接线图进行正确接线 ，确保电源、信号等电气连接
可靠。
2024/1/30
18
调试与验收
调试准备
熟悉仪表性能和使用说明书， 准备好调试所需的工具和设备
。
2024/1/30
调试步骤
按照调试流程逐步进行，包括 通电检查、零点调整、量程调 整、报警功能测试等。
技术创新点
新型传感器技术
新型传感器技术的发展将进一步提高化工仪表的测量精度 和响应速度，同时增强其抗干扰能力和适应性。
先进控制算法
先进控制算法的应用将提高化工仪表的控制精度和稳定性 ，实现更加精准的生产过程控制。
云计算和大数据技 术
云计算和大数据技术的应用将实现化工仪表数据的集中管 理和分析，为生产过程的优化和决策提供有力支持。
6
02
化工仪表的基本原理
Chapter
2024/1/30
7
测量原理
化工仪表的测量原理基于物理、化学定律和物质的物理 、化学性质。
常见的测量原理包括压力、温度、流量、液位等参数的 测量。
测量原理的实现需要选择合适的传感器和测量电路，确 保测量的准确性和稳定性。
2024/1/30
8
传输原理
化工仪表的传输原理是指将测量信号从测量点传输到控制室或显示仪表的过程。
定义
化工仪表是用于测量、显示、记录和控制化工生产 过程中各种工艺参数（如温度、压力、流量、液位 等）的仪器设备的总称。
分类
根据测量原理和使用场合的不同，化工仪表可分为 温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表、分析 仪表等。
2024/1/30
4
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、玻璃管液位计等。
电气连接
按照仪表接线图进行正确接线 ，确保电源、信号等电气连接
可靠。
2024/1/30
18
调试与验收
调试准备
熟悉仪表性能和使用说明书， 准备好调试所需的工具和设备
。
2024/1/30
调试步骤
按照调试流程逐步进行，包括 通电检查、零点调整、量程调 整、报警功能测试等。
2024版化工仪表及自动化ppt课件教学教程
课件教学教程•化工仪表概述•自动化基础知识•化工仪表测量原理与技术•化工仪表选型与安装维护目•化工自动化控制系统设计与实践•化工仪表及自动化技术应用拓展录化工仪表概述定义作用分类特点化工仪表具有高精度、高可靠性、防爆防腐、适应性强等特点，能够满足化工生产过程中的各种特殊要求。
化工仪表发展趋势网络化智能化化工仪表正逐渐向着网络化的方向发展，实现远程监控和数据共享，提高生产效率和安全性。
集成化自动化基础知识自动化概念及原理自动化定义自动化原理自动化系统组成要素控制器传感器与变送器执行器被控对象石油化工自动化技术在石油化工行业应用广泛，包括炼油、化肥、乙烯等生产过程的自动化控制。
冶金工业冶金工业中的高炉、转炉、连铸等生产过程的自动化控制，以及轧钢过程的自动化电力工业机械制造自动化技术应用领域化工仪表测量原理与技术压力单位与测量方法介绍压力的国际单位制单位以及常用测量方法，如直接测量法和间接测量法。
压力仪表分类及特点阐述不同类型压力仪表的工作原理、结构特点以及适用场景，如弹性式压力计、电气式压力计等。
压力传感器技术介绍压力传感器的种类、工作原理及其在化工生产中的应用，如压阻式传感器、压电式传感器等。
压力测量系统组成及调试详细讲解压力测量系统的组成部分，包括传感器、变送器、显示仪表等，并介绍系统调试方法和注意事项。
温度单位与测量方法温度测量系统组成及调试温度仪表分类及特点温度传感器技术介绍温度的国际单位制单位以及常用测量方法，如接触式测量法和非接触式测量法。
介绍温度传感器的种类、工作原理及其在化工生产中的应用，如热敏电阻传感器、红外传感器等。
流量单位与测量方法流量测量系统组成及调试流量仪表分类及特点流量传感器技术物位单位与测量方法物位测量系统组成及调试物位仪表分类及特点物位传感器技术化工仪表选型与安装维护选型原则及注意事项选型原则注意事项安装前准备安装步骤调试方法030201安装调试方法与步骤维护保养策略及周期维护保养策略维护保养周期化工自动化控制系统设计与实践确保系统安全、稳定、可靠，满足生产工艺要求，提高生产效率和产品质量。
2024版化工仪表及自动化ppt课件
THANKS
感谢您的观看
确定安装位置和方式，准 备好安装工具和材料。
安装完成后，进行调试和 校验，确保仪表正常工作。
化工仪表的维护与保养
01
日常维护
02
保持仪表清洁，定期清理灰尘和污垢。
03
定期检查仪表的接线是否松动或损坏，及时进行紧 固或更换。
化工仪表的维护与保养
• 定期检查仪表的测量准确性和稳定性，发现问题及时处理。
文档齐全
保留完整的系统设计文档 和实施记录，便于后期维 护和升级。
培训操作人员
对操作人员进行专业培训， 确保他们熟练掌握系统操 作和维护技能。
自动化控制系统的优化与改进
控制算法优化
针对特定应用场景，优化控制算法以提高控 制精度和响应速度。
系统结构优化
改进系统结构，提高系统稳定性和可靠性。
自动化控制系统的优化与改进
分类
根据测量原理和使用功能，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。
化工仪表的发展历程
01
02
03
早期阶段
以机械式仪表为主，如压 力表、温度计等。
中期阶段
随着电子技术的发展，出 现了电子式仪表，如电子 电位差计、电子温度计等。
现代阶段
随着计算机技术和自动化 技术的发展，化工仪表向 智能化、网络化、集成化 方向发展。
化方向发展。
02
自动化基础知识
自动化的概念与原理
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。
自动化的原理
采用各种检测仪表对工艺参数进行测量，将测量结果送入控制 器与给定值比较得到偏差，按一定规律（算法）产生控制作用， 通过执行器对被控对象（如阀门开度）进行控制，使工艺参数 稳定在给定值上。
化工仪表及自动化精PPT课件
完善维护计划
制定完善的维护计划，包括定期 检查、保养、校准、调试等内容， 确保系统的长期稳定运行。
建立应急预案
建立完善的应急预案，明确系统 故障时的应对措施和恢复流程， 以最大限度地减少故障对生产的
影响。
06
化工仪表及自动化技术的发展趋势与展望
智能化技术在化工仪表ຫໍສະໝຸດ 的应用智能化传感器01
采用先进的微处理器和人工智能技术，实现传感器信号的自适
执行器的类型与特点
电动执行器
以电动机为驱动元件，通过减速机构将电动机的旋转运动转换为输出轴的直线运动或角位移。具有动作快、精度高、体积 小等优点，但需要电源供电。
气动执行器
以压缩空气为动力源，通过气缸将气体的压力能转换为机械能。具有结构简单、动作可靠、维护方便等优点，但需要气源 和配套的气动元件。
验收标准
根据设计要求和相关标准，制定验收标准。对仪表的测量精度、稳定 性、可靠性等进行全面评估。
验收流程
组织专家和相关人员对仪表进行验收。按照验收标准，对仪表的各项 指标进行检查和评估。填写验收报告，提出改进意见和建议。
04
自动化控制系统在化工生产中的应用
温度控制系统
温度传感器
将温度转换为可测量的电信号，常用的有 热电偶、热电阻等。
经济性原则
在满足测量要求的前提下，尽可能选择价 格合理、维护方便的仪表。
先进性原则
在满足以上原则的基础上，优先选择具有 先进技术、高自动化程度的仪表。
化工仪表的安装要求与步骤
安装前准备
熟悉仪表安装图纸和技术要求， 准备安装工具和材料。
01
安装位置选择
02 根据工艺流程和测量要求，选择 合适的安装位置，确保测量准确、 维护方便。
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。
2024版化工仪表及自动化课件[2]
![2024版化工仪表及自动化课件[2]](https://img.taocdn.com/s3/m/40cbb2bf9f3143323968011ca300a6c30d22f155.png)
先进控制策略的优势 能够实现复杂过程的精确控制，提高生产效率和产品质量； 能够降低能耗和物料消耗，减少生产成本；能够减少生产 过程中的波动和干扰，提高生产稳定性。
25
预测控制方法及应用实例
预测控制方法的原理
通过建立过程模型，利用历史数据和实时数据对过程未来行为 进行预测，并根据预测结果制定相应的控制策略。
控制器的类型
PID控制器、模糊控制器、神经网络 控制器等。
2024/1/28
控制器工作原理
接收来自传感器的测量信号，与设定 值进行比较，经过运算后输出控制信 号给执行器，从而实现对被控对象的 控制。
控制器的应用领域
化工生产过程中的温度、压力、流量 等参数的控制。
10
03
过程参数检测仪表
2024/1/28
2024/1/28
预测控制方法的应用实例
在石油化工中，采用预测控制方法对反应器温度、压力等关键 参数进行精确控制，提高产品收率和质量；在精细化工中，采 用预测控制方法对合成过程中的反应条件进行精确控制，提高 产品纯度和收率。
26
智能优化算法在过程控制中的应用
2024/1/28
智能优化算法的原理
通过模拟自然界中的优化现象，如遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等，对过程控 制中的优化问题进行求解。
化工仪表及自动化课 件
2024/1/28
1
目录
2024/1/28
• 化工仪表基础知识 • 自动化控制系统组成及原理 • 过程参数检测仪表 • 过程控制仪表与执行器 • 计算机控制系统在化工过程中的应
用 • 化工过程先进控制策略与方法 • 化工安全与环保技术
2
01
化工仪表基础知识
2024/1/28
25
预测控制方法及应用实例
预测控制方法的原理
通过建立过程模型，利用历史数据和实时数据对过程未来行为 进行预测，并根据预测结果制定相应的控制策略。
控制器的类型
PID控制器、模糊控制器、神经网络 控制器等。
2024/1/28
控制器工作原理
接收来自传感器的测量信号，与设定 值进行比较，经过运算后输出控制信 号给执行器，从而实现对被控对象的 控制。
控制器的应用领域
化工生产过程中的温度、压力、流量 等参数的控制。
10
03
过程参数检测仪表
2024/1/28
2024/1/28
预测控制方法的应用实例
在石油化工中，采用预测控制方法对反应器温度、压力等关键 参数进行精确控制，提高产品收率和质量；在精细化工中，采 用预测控制方法对合成过程中的反应条件进行精确控制，提高 产品纯度和收率。
26
智能优化算法在过程控制中的应用
2024/1/28
智能优化算法的原理
通过模拟自然界中的优化现象，如遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等，对过程控 制中的优化问题进行求解。
化工仪表及自动化课 件
2024/1/28
1
目录
2024/1/28
• 化工仪表基础知识 • 自动化控制系统组成及原理 • 过程参数检测仪表 • 过程控制仪表与执行器 • 计算机控制系统在化工过程中的应
用 • 化工过程先进控制策略与方法 • 化工安全与环保技术
2
01
化工仪表基础知识
2024/1/28
2024年度化工仪表及自动化课件
连接处密封良好，防止泄漏。
18
调试与验收
调试准备
调试过程
熟悉仪表的工作原理、性能参数和调试方 法，准备好相应的调试工具和测试设备。
按照仪表使用说明书和调试规范，逐步进 行空载调试、带载调试和联动调试，确保 仪表工作正常、测量准确。
验收标准
验收流程
根据国家和行业相关标准以及合同约定， 制定详细的验收标准，对仪表的各项性能 指标进行严格把关。
液位控制
通过自动化控制系统实现储罐 、塔器等设备的液位稳定控制 。
温度控制
通过自动化控制系统实现反应 釜、换热器、加热炉等设备的 温度精确控制。
2024/3/23
流量控制
通过自动化控制系统实现管道 、阀门等设备的流量精确调节 。
成分控制
通过自动化控制系统实现原料 配比、产品质量等关键参数的 控制。
27
按照验收标准，对仪表进行外观检查、性 能测试、安全评估等环节的验收，确保仪 表符合使用要求。
2024/3/23
19
2024/3/23
05
化工仪表的维护与保养
20
日常维护
2024/3/23
保持仪表清洁
定期清理仪表表面和内部的灰尘、油污等 杂质，确保仪表清晰可读。
检查仪表连接
检查仪表与管道、阀门等连接部位的紧固 情况，确保无泄漏现象。
01
02
03
集中式控制系统
所有控制功能集中在一个 控制器上实现。
2024/3/23
分散式控制系统
控制功能分散在多个控制 器上实现，通过网络通信 实现数据共享和协调控制 。
现场总线控制系统
采用现场总线技术，实现 现场设备与控制系统的数 字化通信。
26
18
调试与验收
调试准备
调试过程
熟悉仪表的工作原理、性能参数和调试方 法，准备好相应的调试工具和测试设备。
按照仪表使用说明书和调试规范，逐步进 行空载调试、带载调试和联动调试，确保 仪表工作正常、测量准确。
验收标准
验收流程
根据国家和行业相关标准以及合同约定， 制定详细的验收标准，对仪表的各项性能 指标进行严格把关。
液位控制
通过自动化控制系统实现储罐 、塔器等设备的液位稳定控制 。
温度控制
通过自动化控制系统实现反应 釜、换热器、加热炉等设备的 温度精确控制。
2024/3/23
流量控制
通过自动化控制系统实现管道 、阀门等设备的流量精确调节 。
成分控制
通过自动化控制系统实现原料 配比、产品质量等关键参数的 控制。
27
按照验收标准，对仪表进行外观检查、性 能测试、安全评估等环节的验收，确保仪 表符合使用要求。
2024/3/23
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2024/3/23
05
化工仪表的维护与保养
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日常维护
2024/3/23
保持仪表清洁
定期清理仪表表面和内部的灰尘、油污等 杂质，确保仪表清晰可读。
检查仪表连接
检查仪表与管道、阀门等连接部位的紧固 情况，确保无泄漏现象。
01
02
03
集中式控制系统
所有控制功能集中在一个 控制器上实现。
2024/3/23
分散式控制系统
控制功能分散在多个控制 器上实现，通过网络通信 实现数据共享和协调控制 。
现场总线控制系统
采用现场总线技术，实现 现场设备与控制系统的数 字化通信。
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工艺流程图上的物料线是代表物料从一个设备进入另一个 设备，而方框图上的线条及箭头方向有时并不与流体流向 相一致。 自动控制系统是一个闭环系统
9
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
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。
6
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
液位自动控制的方框图
方框图中， 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。
图1-5液位自动控制系统方框图
化工仪表及自动化
第一章 自动控制系统基本概念
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表示形式
自动控制系统的基本组成 自动控制系统的表示形式
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
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
图1-9 测试点的一般表示方法
35
管 理 培 训 课 件安全 培训讲 义工作 培训教 材工作 汇报课 件PPT服 务技术 化工仪 表及自 动化培 训教材 (PPT4 6页)
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
这个控制系统同样可以 用上页中的方框图表示
8
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
注意！方框图中的每一个方框都代表一 个具体的装置。
方框与方框之间的连接线，只是代表方框之间的信号联系， 并不代表方框之间的物料联系。方框之间连接线的箭头也 只是代表信号作用的方向，与工艺流程图上的物料线是不 同的。
33
举例
左图是乙烯生产过 程中脱乙烷塔的工 艺管道及控制流程 图
图1-8脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图举例
34
管 理 培 训 课 件安全 培训讲 义工作 培训教 材工作 汇报课 件PPT服 务技术 化工仪 表及自 动化培 训教材 (PPT4 6页)
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
（1）图形符号
3
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
一、自动控制系统的基本组成
人工操作与自动控制比较图
图1-2 液位人工控制
控制速度和精度不能满足大型 现代化生产的需要
4
图1-3 液位自动控制系统图
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
测量元件与变送器
自动化装置 组 成
被控对象
自动控制器 执行器
5
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
闭环系统：有针对性 地根据被控变量的变 化情况而改变控制作 用的大小和方向，从 而使系统的工作状态 始终等于或接近于所 希望的状态。
11
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
2.管道及仪表流程图
管道及仪表流程图（P＆ID Piping and Instrumention diagram）是自控设计的文字代号、图形符号在工艺流程 图上描述生产过程控制的原理图，是控制系统设计、施工 中采用的一种图示形式。管道及仪表流程图在工艺流程图 的基础上，按其流程顺序，标出相应的测量点、控制点、 控制系统及自动信号与连锁保护系统等。在控制方案确定 以后，由工艺人员和自控人员共同研究绘制。
7
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
其他控制系统
用同一种形式地方框图可以代表不同的控制系统
图1-6 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。
①测量点（包括检出元件、取样点）
检试点是由工艺设备轮廓线或工艺管线引到仪表圆 圈的连接线的起点，一般无特定的图形符号，如下图 所示。必要时，检测元件也可以用象形或图形符号表 示。
管 理 培 训 课 件安全 培训讲 义工作 培训教 材工作 汇报课 件PPT服 务技术 化工仪 表及自 动化培 训教材 (PPT4 6页)
举例 化肥厂的造气自动机就是典型的开参数
自动操纵装置
对象
图1-7 自动操纵系统方框图
10
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
小结
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。
二、自动控制的表示形式
1.方框图
在研究自动控制系统时，为了便于对系统分析研究，一 般都用方框图来表示控制系统的组成。
带有输入输出信号的方框
比较点
分支点
图1.4 方框的组成单元示意图
6
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
二、自动控制的表示形式
下页图为液位自动控制系统地方框图每个环节表示组成 系统的一个部分，称为“环节”。两个方框之间用一条 带有箭头的线条表示其信号的相互关系，箭头指向方框 表示为这个环节的输入，箭头离开方框表示为这个环节 的输出。线旁的字母表示相互间的作用信号。
1
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 利数为人用自员进4各动对行. 测种检工自当信意量检测艺自 产动工号，测系参、动设仪统数指艺系并控操备表。的示参统及制对它不或纵进数就时记主代断系系行超自采录要替观统统某过 动 取工了察的可种艺 操 与，了地措以周参 作 记称允发施根期许出。据性范声如预操围光工先作，信况规。在号已定自事，到的动故告达步开即诫危骤停将操险自车发作状动系生人态地统以员时对可前注，生以，
录，起到在联人受按锁的到照眼系外预睛统界的先立作干规即用扰定自。（好动扰的采动步取）骤紧的，急影将措响生施而产，偏过打离程开正自安常动全状地阀态投或时入切，运 自内断和动。行某扩控或些大制自通。系动路它统停，是能车必 生自。要产动时过地紧程控急中制图停的而1车一-回1，种热到以安交规防全换定器止装的自事置数动故。检值的测范发系围统生示意图
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第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
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。
6
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
液位自动控制的方框图
方框图中， 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。
图1-5液位自动控制系统方框图
化工仪表及自动化
第一章 自动控制系统基本概念
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表示形式
自动控制系统的基本组成 自动控制系统的表示形式
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
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
图1-9 测试点的一般表示方法
35
管 理 培 训 课 件安全 培训讲 义工作 培训教 材工作 汇报课 件PPT服 务技术 化工仪 表及自 动化培 训教材 (PPT4 6页)
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
这个控制系统同样可以 用上页中的方框图表示
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第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
注意！方框图中的每一个方框都代表一 个具体的装置。
方框与方框之间的连接线，只是代表方框之间的信号联系， 并不代表方框之间的物料联系。方框之间连接线的箭头也 只是代表信号作用的方向，与工艺流程图上的物料线是不 同的。
33
举例
左图是乙烯生产过 程中脱乙烷塔的工 艺管道及控制流程 图
图1-8脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图举例
34
管 理 培 训 课 件安全 培训讲 义工作 培训教 材工作 汇报课 件PPT服 务技术 化工仪 表及自 动化培 训教材 (PPT4 6页)
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
（1）图形符号
3
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
一、自动控制系统的基本组成
人工操作与自动控制比较图
图1-2 液位人工控制
控制速度和精度不能满足大型 现代化生产的需要
4
图1-3 液位自动控制系统图
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
测量元件与变送器
自动化装置 组 成
被控对象
自动控制器 执行器
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第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
闭环系统：有针对性 地根据被控变量的变 化情况而改变控制作 用的大小和方向，从 而使系统的工作状态 始终等于或接近于所 希望的状态。
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第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
2.管道及仪表流程图
管道及仪表流程图（P＆ID Piping and Instrumention diagram）是自控设计的文字代号、图形符号在工艺流程 图上描述生产过程控制的原理图，是控制系统设计、施工 中采用的一种图示形式。管道及仪表流程图在工艺流程图 的基础上，按其流程顺序，标出相应的测量点、控制点、 控制系统及自动信号与连锁保护系统等。在控制方案确定 以后，由工艺人员和自控人员共同研究绘制。
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第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
其他控制系统
用同一种形式地方框图可以代表不同的控制系统
图1-6 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。
①测量点（包括检出元件、取样点）
检试点是由工艺设备轮廓线或工艺管线引到仪表圆 圈的连接线的起点，一般无特定的图形符号，如下图 所示。必要时，检测元件也可以用象形或图形符号表 示。
管 理 培 训 课 件安全 培训讲 义工作 培训教 材工作 汇报课 件PPT服 务技术 化工仪 表及自 动化培 训教材 (PPT4 6页)
举例 化肥厂的造气自动机就是典型的开参数
自动操纵装置
对象
图1-7 自动操纵系统方框图
10
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
小结
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。
二、自动控制的表示形式
1.方框图
在研究自动控制系统时，为了便于对系统分析研究，一 般都用方框图来表示控制系统的组成。
带有输入输出信号的方框
比较点
分支点
图1.4 方框的组成单元示意图
6
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
二、自动控制的表示形式
下页图为液位自动控制系统地方框图每个环节表示组成 系统的一个部分，称为“环节”。两个方框之间用一条 带有箭头的线条表示其信号的相互关系，箭头指向方框 表示为这个环节的输入，箭头离开方框表示为这个环节 的输出。线旁的字母表示相互间的作用信号。
1
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 利数为人用自员进4各动对行. 测种检工自当信意量检测艺自 产动工号，测系参、动设仪统数指艺系并控操备表。的示参统及制对它不或纵进数就时记主代断系系行超自采录要替观统统某过 动 取工了察的可种艺 操 与，了地措以周参 作 记称允发施根期许出。据性范声如预操围光工先作，信况规。在号已定自事，到的动故告达步开即诫危骤停将操险自车发作状动系生人态地统以员时对可前注，生以，
录，起到在联人受按锁的到照眼系外预睛统界的先立作干规即用扰定自。（好动扰的采动步取）骤紧的，急影将措响生施而产，偏过打离程开正自安常动全状地阀态投或时入切，运 自内断和动。行某扩控或些大制自通。系动路它统停，是能车必 生自。要产动时过地紧程控急中制图停的而1车一-回1，种热到以安交规防全换定器止装的自事置数动故。检值的测范发系围统生示意图