仪表自动化基础知识培训
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化工仪表和自动化 基础知识培训
日出东方 希望中国
一、基础知识
化工自动化发展
20世纪50年代～ 70年代 • 自动化仪表：单元组合仪表（气动Ⅱ型和电动Ⅱ型）成为主流产品。 60年代后期，出现了专门用于过程控制的小型计算机，直接数字控 制系统和监督计算机控制系统开始应用于过程控制领域。 • 控制理论：出现最优控制理论为基本特征的现代控制理论。 • 控制系统：串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。
CV：自力式 G：现场监 9
视
2020/6/23
一、基础知识
➢仪表位号(TAG)
PBL/ABS
SAN
化学品卸 料 溶剂制备
PBL聚合
ABS聚会
610 原料储备 0
620 聚会和脱 0挥
630 溶剂回收 0
650 公用工程 0
2100 2200 2300 2500
TG6101、 FQI6227、 PIC6502、 TIA2• 2前1面7A2 位阿拉伯数字一般代
2020/6/23
一、基础知识
➢ 信号的传递形式
信号传递形式
模拟信号 连续变化
数字信 号
开关信号
“0”和“1”组合 两种状态
2020/6/23
一、基础知识
➢仪表位号(TAG)
仪表的名称;
在DCS系统中是唯一的; 一般不超过8位。
仪表 位号
=
英文 字母
+
数 字
如：PV2301、LT2310、TIC2310 等。
2020/6/23
一、基础知识
早期的DCS控制系统
2020/6/23
一、基百度文库知识
现代的DCS控制系统
2020/6/23
一、基础知识
➢ 化工自动化目的
化工自动 化目的
提高工作效益 降低生成成本 保证生产安全 减轻劳动强度
2020/6/23
一、基础知识
➢化工自动化的基本组成
检测仪表
显示控制仪表
执行器
2020/6/23
一、基础知识
➢ 仪表量程
仪表量程
=
测量上 限
- 测量下限
• 如仪表的测量范围：-400~1200KP • 则仪表的量程为1600KP
2020/6/23
一、基础知识
➢仪表精度 ➢ 表示测量的准确程度。
• 精度等级有0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、 1.0、1.5、2.5、4.0等
。
2020/6/23
一、基础知识
➢ 仪表类型及标准信号
电动 仪表
仪 表
气动 仪表
类 型
0.02~0.1MPa（20KPa~100KP
4~20mADC（1~5VDC）
1、远传信号用电流源优于电压源（电流传输、电压接收）； 2、20mA的选择是基于:安全、实用、功耗、成本的考虑 ； 3、零点为4mA.DC，不与机械零点重合，这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障。 4、两线制。
1MPa 1106 Pa 1000KPa 10kg / cm2
1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=100千帕(KPa)=1.0197 公斤/平方厘米
2020/6/23
二、压力检测仪表
➢压力的定义及单位
1psi=6.895kpa=0.07kg/cm2=0.06895bar (PSI英文全称为Pounds per square inch) 美标法兰和公制法兰压力等级的表示方法： CL150 (PN2.0)、CL300（PN5.0）； CL600（PN11）、CL900（PN15）； CL1500（PN26）、CL2500（PN42）。
2020/6/23
一、基础知识
化工自动化发展
KFL现场型基地式气动液位指示调节仪
2020/6/23
一、基础知识
化工自动化发展
20世纪70～80年代 • 自动化仪表：气动Ⅲ型和电动Ⅲ型，以微处理器为主要构成单元的智能控
制装置。集散控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器 (PLC) 、工业PC机（ 工控机）和数字控制器等，已成为控制装置的主流。 • 控制理论：出现最优控制理论为基本特征的现代控制理论，传统的单输入 单输出系统发展到多输入多输出系统领域。 • 控制系统：串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。
表生产工序 ；
• 后面 2 位阿拉伯数字一般代
表该工序该参数的序号。
2020/6/23
二、压力检测仪表
➢压力的定义及单位
压力是指均匀垂直地作用在单位面积上的力。
工程上的“压力”与力学中的“压力”不表示同一
个概念。
p F
S
式中，p表示压力；F表示垂直作用力；S表示受力面积。
压力的单位为帕斯卡，简称帕（Pa） 1Pa 1N m2 1 kgf/cm2=105Pa=0.1MPa
2020/6/23
误差的表示方法分为：引用误差、相对误差、绝对误差。 引用误差＝（绝对误差的最大值/仪表量程）×100% 例如：2% F.S. 相对误差＝（绝对误差的最大值/仪表测量值）×100% 例如：≤2% 绝对误差即指误差偏离真实值的多少。 例如：≤±0.01m³/s 在正常的使用条件下，仪表测量结果的准确程度叫仪表的准确度。在工业测量中，为了便于表 示仪表的质量，通常用准确度等级来表示仪表的准确程度.准确度等级就是最大引用误差去掉正， 负号及百分号。准确度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。我国工业仪表等级分为0.1， 0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七个等级，并标志在仪表刻度标尺或铭牌上。仪表准确度习惯上 称为精度，准确度等级习惯上称为精度等级。 仪表精度=（绝对误差的最大值/仪表量程）*100% 以上计算式取绝对值去掉%就是我们看到的精度等级了。 仪表精度是根据国家规定的允许误差大小分成几个等级的。某一类仪表的允许误差是指在规定 的正常情况下允许的百分比误差的最大值。我国过程检测控制仪表的精度等级有0.005、0.02、 0.1、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4等。一般工业用表为0.5～4级。精度数字越小说明仪表精确 度越高。
2020/6/23
一、基础知识
➢仪表位号(TAG)
仪表工位号：参数符号+功能符号 + 数字，如： TIC2310。
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；
功能符号
数字 1
A：报警； R：记录；
2
C：调节； I：指示；
. .
Q：累积； T：变送器； .
2020/6/23
一、基础知识
化工自动化发展
20世纪90年代至今 • 自动化仪表：信息技术飞速发展，现场总线控制系统（FCS）的出现，引
起过程控制系统体系结构和功能结构上的重大变革。现场仪表的数字化和 智能化，形成了真正意义上的全数字过程控制系统。出现各种智能仪表、 变送器、无纸纪录仪。 • 控制理论：人工智能、神经网络控制。 • 控制系统：管控一体化现场，综合自动化是当今生产过程控制的发展方向 。
日出东方 希望中国
一、基础知识
化工自动化发展
20世纪50年代～ 70年代 • 自动化仪表：单元组合仪表（气动Ⅱ型和电动Ⅱ型）成为主流产品。 60年代后期，出现了专门用于过程控制的小型计算机，直接数字控 制系统和监督计算机控制系统开始应用于过程控制领域。 • 控制理论：出现最优控制理论为基本特征的现代控制理论。 • 控制系统：串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。
CV：自力式 G：现场监 9
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一、基础知识
➢仪表位号(TAG)
PBL/ABS
SAN
化学品卸 料 溶剂制备
PBL聚合
ABS聚会
610 原料储备 0
620 聚会和脱 0挥
630 溶剂回收 0
650 公用工程 0
2100 2200 2300 2500
TG6101、 FQI6227、 PIC6502、 TIA2• 2前1面7A2 位阿拉伯数字一般代
2020/6/23
一、基础知识
➢ 信号的传递形式
信号传递形式
模拟信号 连续变化
数字信 号
开关信号
“0”和“1”组合 两种状态
2020/6/23
一、基础知识
➢仪表位号(TAG)
仪表的名称;
在DCS系统中是唯一的; 一般不超过8位。
仪表 位号
=
英文 字母
+
数 字
如：PV2301、LT2310、TIC2310 等。
2020/6/23
一、基础知识
早期的DCS控制系统
2020/6/23
一、基百度文库知识
现代的DCS控制系统
2020/6/23
一、基础知识
➢ 化工自动化目的
化工自动 化目的
提高工作效益 降低生成成本 保证生产安全 减轻劳动强度
2020/6/23
一、基础知识
➢化工自动化的基本组成
检测仪表
显示控制仪表
执行器
2020/6/23
一、基础知识
➢ 仪表量程
仪表量程
=
测量上 限
- 测量下限
• 如仪表的测量范围：-400~1200KP • 则仪表的量程为1600KP
2020/6/23
一、基础知识
➢仪表精度 ➢ 表示测量的准确程度。
• 精度等级有0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、 1.0、1.5、2.5、4.0等
。
2020/6/23
一、基础知识
➢ 仪表类型及标准信号
电动 仪表
仪 表
气动 仪表
类 型
0.02~0.1MPa（20KPa~100KP
4~20mADC（1~5VDC）
1、远传信号用电流源优于电压源（电流传输、电压接收）； 2、20mA的选择是基于:安全、实用、功耗、成本的考虑 ； 3、零点为4mA.DC，不与机械零点重合，这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障。 4、两线制。
1MPa 1106 Pa 1000KPa 10kg / cm2
1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=100千帕(KPa)=1.0197 公斤/平方厘米
2020/6/23
二、压力检测仪表
➢压力的定义及单位
1psi=6.895kpa=0.07kg/cm2=0.06895bar (PSI英文全称为Pounds per square inch) 美标法兰和公制法兰压力等级的表示方法： CL150 (PN2.0)、CL300（PN5.0）； CL600（PN11）、CL900（PN15）； CL1500（PN26）、CL2500（PN42）。
2020/6/23
一、基础知识
化工自动化发展
KFL现场型基地式气动液位指示调节仪
2020/6/23
一、基础知识
化工自动化发展
20世纪70～80年代 • 自动化仪表：气动Ⅲ型和电动Ⅲ型，以微处理器为主要构成单元的智能控
制装置。集散控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器 (PLC) 、工业PC机（ 工控机）和数字控制器等，已成为控制装置的主流。 • 控制理论：出现最优控制理论为基本特征的现代控制理论，传统的单输入 单输出系统发展到多输入多输出系统领域。 • 控制系统：串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。
表生产工序 ；
• 后面 2 位阿拉伯数字一般代
表该工序该参数的序号。
2020/6/23
二、压力检测仪表
➢压力的定义及单位
压力是指均匀垂直地作用在单位面积上的力。
工程上的“压力”与力学中的“压力”不表示同一
个概念。
p F
S
式中，p表示压力；F表示垂直作用力；S表示受力面积。
压力的单位为帕斯卡，简称帕（Pa） 1Pa 1N m2 1 kgf/cm2=105Pa=0.1MPa
2020/6/23
误差的表示方法分为：引用误差、相对误差、绝对误差。 引用误差＝（绝对误差的最大值/仪表量程）×100% 例如：2% F.S. 相对误差＝（绝对误差的最大值/仪表测量值）×100% 例如：≤2% 绝对误差即指误差偏离真实值的多少。 例如：≤±0.01m³/s 在正常的使用条件下，仪表测量结果的准确程度叫仪表的准确度。在工业测量中，为了便于表 示仪表的质量，通常用准确度等级来表示仪表的准确程度.准确度等级就是最大引用误差去掉正， 负号及百分号。准确度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。我国工业仪表等级分为0.1， 0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七个等级，并标志在仪表刻度标尺或铭牌上。仪表准确度习惯上 称为精度，准确度等级习惯上称为精度等级。 仪表精度=（绝对误差的最大值/仪表量程）*100% 以上计算式取绝对值去掉%就是我们看到的精度等级了。 仪表精度是根据国家规定的允许误差大小分成几个等级的。某一类仪表的允许误差是指在规定 的正常情况下允许的百分比误差的最大值。我国过程检测控制仪表的精度等级有0.005、0.02、 0.1、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4等。一般工业用表为0.5～4级。精度数字越小说明仪表精确 度越高。
2020/6/23
一、基础知识
➢仪表位号(TAG)
仪表工位号：参数符号+功能符号 + 数字，如： TIC2310。
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；
功能符号
数字 1
A：报警； R：记录；
2
C：调节； I：指示；
. .
Q：累积； T：变送器； .
2020/6/23
一、基础知识
化工自动化发展
20世纪90年代至今 • 自动化仪表：信息技术飞速发展，现场总线控制系统（FCS）的出现，引
起过程控制系统体系结构和功能结构上的重大变革。现场仪表的数字化和 智能化，形成了真正意义上的全数字过程控制系统。出现各种智能仪表、 变送器、无纸纪录仪。 • 控制理论：人工智能、神经网络控制。 • 控制系统：管控一体化现场，综合自动化是当今生产过程控制的发展方向 。