化工仪表及自动化培训教材(PPT46页)
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化工自动化及仪表培训课程PPT(共 46张)
闭环控制的特点（优点）：按偏差进行控制，使偏 差减小或消除，达到被控变量与设定值一致的目的。
闭环控制的缺点：控制不够及时；如果系统内部各 环节配合不当，系统会引起剧烈震荡，甚至会使系统 失去控制。
开环控制： 开环控制的特点（优点）：不需要对被控变量进 行测量，只根据输入信号进行控制，控制及时。
设定值 r(t)
机构 e(t)
-
控制装置 u(t)
被控变量
执行器
过程
q(t)
c(t)
测量值 y(t)
检测元件、变送器
闭环控制系统组成
•检测元件和变送器的作用是把被控变量c(t)转化为测 量值y(t)。
•比较机构的作用是比较设定值r(t)与测量值y(t)并输 出其差值。
•控制装置的作用是根据偏差的正负、大小及变化情况， 按某种预定的控制规律给出控制作用u(t)。比较机构 和控制装置通常组合在一起，称为控制器。
负反馈：将被控 变量送回输入端 并与输入变量相 减（负反馈闭环 的才可以独立工
加热炉的温度控制系统
TT
TC
被加热原料
T 出口温度
燃料油
被控过程：加热炉 被控变量：物料出口温度 操纵变量：燃料油流量 扰动：被加热原料油温度、燃料油热值等
1.2.2闭环控制与开环控制
闭环控制：
在反馈控制系统中，被控变量送回输入端，与设 定值进行比较，根据偏差控制被控变量，这样，整个 系统构成了一个闭环。
它是以传递函数为基础，在频率域对单输入单输出控 制系统进行分析与设计。PID控制规律是经典控制理论 最辉煌的成果。
2）现代控制理论:20世纪60年代得到迅猛发 展。
其主要内容为：
线性系统理论，最优控制理论，最佳估计理论， 系统辨识。
闭环控制的缺点：控制不够及时；如果系统内部各 环节配合不当，系统会引起剧烈震荡，甚至会使系统 失去控制。
开环控制： 开环控制的特点（优点）：不需要对被控变量进 行测量，只根据输入信号进行控制，控制及时。
设定值 r(t)
机构 e(t)
-
控制装置 u(t)
被控变量
执行器
过程
q(t)
c(t)
测量值 y(t)
检测元件、变送器
闭环控制系统组成
•检测元件和变送器的作用是把被控变量c(t)转化为测 量值y(t)。
•比较机构的作用是比较设定值r(t)与测量值y(t)并输 出其差值。
•控制装置的作用是根据偏差的正负、大小及变化情况， 按某种预定的控制规律给出控制作用u(t)。比较机构 和控制装置通常组合在一起，称为控制器。
负反馈：将被控 变量送回输入端 并与输入变量相 减（负反馈闭环 的才可以独立工
加热炉的温度控制系统
TT
TC
被加热原料
T 出口温度
燃料油
被控过程：加热炉 被控变量：物料出口温度 操纵变量：燃料油流量 扰动：被加热原料油温度、燃料油热值等
1.2.2闭环控制与开环控制
闭环控制：
在反馈控制系统中，被控变量送回输入端，与设 定值进行比较，根据偏差控制被控变量，这样，整个 系统构成了一个闭环。
它是以传递函数为基础，在频率域对单输入单输出控 制系统进行分析与设计。PID控制规律是经典控制理论 最辉煌的成果。
2）现代控制理论:20世纪60年代得到迅猛发 展。
其主要内容为：
线性系统理论，最优控制理论，最佳估计理论， 系统辨识。
化工仪表自动化全PPT课件
29
第29页/共76页
1.2 自控系统的基本组成及方块图
人脑
控制器
眼睛
机械化
检测装置
四肢
执行器
人工控制向自动控制转变
30
第30页/共76页
1.2 自控系统的基本组成及方块图
二． 自动控制
•
以液体贮槽的液位控制为例，来说明工业过程控制系统的基本构成。
31
第31页/共76页
1.2 自控系统的基本组成及方块图
• 该系统是由两部分构成的： • 控制装置：起到控制作用的全套仪表、自动装置。通常包括测量元件、变送器、控制器和执行器等。 • 被控对象：控制装置所要控制的生产设备。
• 该系统的任务： • 当被控对象受到干扰使被控参数产生偏差时，能够及时检测并反馈到控制器，通过控制器产生控制信 号，调节阀门开度使被控参数回到给定值。
32
第32页/共76页
1.2 自控系统的基本组成及方块图
• 变送器—检测并变换成统一标准信号送到 控制器（相当于人的眼睛） • 控制器—接收变送器信号与液位期望值进行比较，根据偏差按某种规律运算， 结果送给执行器（相当于人
的大脑） • 执行器—将控制器指令信号转换成相应的位移信号，驱动阀门动作，改变液体流出量，实现液位的自动控
5
第5页/共76页
绪论
31 化工自动化的定义 2 目的 3 发展历程 4 学习目的
6
第6页/共76页
化工自动化的定义
• 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。
7
第7页/共76页
实现化工自动化的目的
1. 加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。 2. 减轻劳动强度，改善劳动条件。 3. 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，提高设备利用能力的目的。 4. 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，为逐步地消灭体力劳动和脑力
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1.2 自控系统的基本组成及方块图
人脑
控制器
眼睛
机械化
检测装置
四肢
执行器
人工控制向自动控制转变
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1.2 自控系统的基本组成及方块图
二． 自动控制
•
以液体贮槽的液位控制为例，来说明工业过程控制系统的基本构成。
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1.2 自控系统的基本组成及方块图
• 该系统是由两部分构成的： • 控制装置：起到控制作用的全套仪表、自动装置。通常包括测量元件、变送器、控制器和执行器等。 • 被控对象：控制装置所要控制的生产设备。
• 该系统的任务： • 当被控对象受到干扰使被控参数产生偏差时，能够及时检测并反馈到控制器，通过控制器产生控制信 号，调节阀门开度使被控参数回到给定值。
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1.2 自控系统的基本组成及方块图
• 变送器—检测并变换成统一标准信号送到 控制器（相当于人的眼睛） • 控制器—接收变送器信号与液位期望值进行比较，根据偏差按某种规律运算， 结果送给执行器（相当于人
的大脑） • 执行器—将控制器指令信号转换成相应的位移信号，驱动阀门动作，改变液体流出量，实现液位的自动控
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绪论
31 化工自动化的定义 2 目的 3 发展历程 4 学习目的
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化工自动化的定义
• 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。
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实现化工自动化的目的
1. 加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。 2. 减轻劳动强度，改善劳动条件。 3. 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，提高设备利用能力的目的。 4. 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，为逐步地消灭体力劳动和脑力
化工仪表培训课程PPT(共 36张)
(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
化工仪表及自动化 PPT
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。
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。
输 入 量
0 t0
时间t
y
0
t0
t
1. 非周期衰减过程
化学工业出版社
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
标☆
自动检测 自动保护与报警 自动操纵与启停 自动调节
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
四部分：测量仪表、显示记录仪表、调节器、执行机构
要求
观察
思考 调节
显示 记录仪 记录 显示器
变换 检测 仪表
给定值
执行 调节 机构 调节器
方块图表示方式
控制器 e
控制器 输出
p
调节器
调节 作用
q
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
流程图表示方式
蒸汽
TC
TT
进料
凝液
出料
按被调参数分类：
流量调节、温度调节、压力调节、物位调节等；
y
0
t0
t
3. 等幅振荡过程
y
0
t0
t
2. 衰减振荡过程
y
0
t0
t
4. 发散振荡过程
1. 最大偏差A；
2. 衰减比(A-C)/(B-C)；4:1~10:1 A
– 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。
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。
输 入 量
0 t0
时间t
y
0
t0
t
1. 非周期衰减过程
化学工业出版社
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
标☆
自动检测 自动保护与报警 自动操纵与启停 自动调节
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
四部分：测量仪表、显示记录仪表、调节器、执行机构
要求
观察
思考 调节
显示 记录仪 记录 显示器
变换 检测 仪表
给定值
执行 调节 机构 调节器
方块图表示方式
控制器 e
控制器 输出
p
调节器
调节 作用
q
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
流程图表示方式
蒸汽
TC
TT
进料
凝液
出料
按被调参数分类：
流量调节、温度调节、压力调节、物位调节等；
y
0
t0
t
3. 等幅振荡过程
y
0
t0
t
2. 衰减振荡过程
y
0
t0
t
4. 发散振荡过程
1. 最大偏差A；
2. 衰减比(A-C)/(B-C)；4:1~10:1 A
2024年度-《化工仪表及自动化》课件
化工仪表基本原理 包括测量原理、仪表结构和分类等，为
理解和应用化工仪表打下基础。
化工仪表选型与安装 针对化工生产过程中的实际需求，讲 解了仪表的选型原则、安装方法和注
意事项。
自动化控制系统 详细介绍了自动化控制系统的组成、 原理和应用，包括DCS、PLC等控制 系统。
维护与故障处理 介绍了化工仪表的日常维护、定期检 修以及常见故障的诊断和处理方法。
20
安装调试流程和方法
安装前准备
熟悉仪表结构、性能和使用说明 书，检查仪表及附件是否齐全、
完好。
安装步骤
按照工艺要求和安装图纸进行仪 表安装，确保安装位置正确、固
定牢固、密封可靠。
调试方法
先进行单体调试，检查仪表的显 示、输出等功能是否正常；再进 行系统调试，检查仪表与控制系 统、执行器等设备的联动是否协
32
学员心得体会分享
学员A
通过学习，我对化工仪表及自动 化有了更深入的了解，掌握了仪 表的选型、安装和维护技能，对 今后的工作有很大帮助。
学员B
课程中的实际案例让我印象深刻， 通过分析和解决实际问题，我提 高了自己的工程实践能力。
学员C
老师的讲解生动有趣，让我对枯 燥的理论知识产生了兴趣，激发 了我对化工仪表及自动化的热爱。
期稳定运行。
03
自动化技术在化工领域应用
Chapter
11
自动化技术发展历程及现状
01
02
03
自动化技术起源
介绍自动化技术的起源， 以及早期在化工领域的应 用情况。
发展历程
阐述自动化技术从简单控 制到复杂控制系统的发展 历程，包括重要技术突破 和里程碑事件。
现状分析
分析当前自动化技术在化 工领域的应用现状，包括 普及程度、技术水平和市 场需求等方面。
理解和应用化工仪表打下基础。
化工仪表选型与安装 针对化工生产过程中的实际需求，讲 解了仪表的选型原则、安装方法和注
意事项。
自动化控制系统 详细介绍了自动化控制系统的组成、 原理和应用，包括DCS、PLC等控制 系统。
维护与故障处理 介绍了化工仪表的日常维护、定期检 修以及常见故障的诊断和处理方法。
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安装调试流程和方法
安装前准备
熟悉仪表结构、性能和使用说明 书，检查仪表及附件是否齐全、
完好。
安装步骤
按照工艺要求和安装图纸进行仪 表安装，确保安装位置正确、固
定牢固、密封可靠。
调试方法
先进行单体调试，检查仪表的显 示、输出等功能是否正常；再进 行系统调试，检查仪表与控制系 统、执行器等设备的联动是否协
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学员心得体会分享
学员A
通过学习，我对化工仪表及自动 化有了更深入的了解，掌握了仪 表的选型、安装和维护技能，对 今后的工作有很大帮助。
学员B
课程中的实际案例让我印象深刻， 通过分析和解决实际问题，我提 高了自己的工程实践能力。
学员C
老师的讲解生动有趣，让我对枯 燥的理论知识产生了兴趣，激发 了我对化工仪表及自动化的热爱。
期稳定运行。
03
自动化技术在化工领域应用
Chapter
11
自动化技术发展历程及现状
01
02
03
自动化技术起源
介绍自动化技术的起源， 以及早期在化工领域的应 用情况。
发展历程
阐述自动化技术从简单控 制到复杂控制系统的发展 历程，包括重要技术突破 和里程碑事件。
现状分析
分析当前自动化技术在化 工领域的应用现状，包括 普及程度、技术水平和市 场需求等方面。
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。
化工仪表及自动化培训课件(共37张PPT)
将差压变送器的一端接液相，另一端接气相
化学工业出版社
p p H g B A
因此
p p p H g B A
图4-1 差压式液位计原理图
3
第二节 差压式液位计
化学工业出版社
结论 当用差压式液位计来测量液位时,若被测容器是敞口 的,气相压力为大气压,则差压计的负压室通大气就可以 了,这时也可以用压力计来直接测量液位的高低。若容 器是受压的,则需将差压计的负压室与容器的气相相连 接。以平衡气相压力 pA的静压作用。
化学工业出版社
化工仪表及自动化
第四章 物位检测
内容提要
物位检测的意义及主要类型 压差式液位计
工作原理 零点迁移问题 用法兰式差压变送器测量液位
化学工业出版社
其他物位计
电容式物位计 核辐射物位计 雷达式液位计 称重式液罐计量仪
1
第一节 物位检测的意义及主要类型
几个概念 液位 料位 液位计 料位计 界面计 测量物位的两个目的 按其工作原理分为 直读式物位仪表 差压式物位仪表
化学工业出版社
浮力式物位仪表
光学式物位仪表
2
电磁式物位仪表
核辐射式物位仪表 声波式物位仪表
第二节 差压式液位计
一、工作原理
CX 2 0 H D ln d
图4-10 料位检测 1—金属电极棒；2—容器壁
13
第三节 其他物位计
优点
电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。
化学工业出版社
缺点
需借助较复杂的电子线路。 应注意介质浓度、温度变化时，其介电系数也要 发生变化这种情况。
化学工业出版社
6
第二节 差压式液位计
化学工业出版社
p p H g B A
因此
p p p H g B A
图4-1 差压式液位计原理图
3
第二节 差压式液位计
化学工业出版社
结论 当用差压式液位计来测量液位时,若被测容器是敞口 的,气相压力为大气压,则差压计的负压室通大气就可以 了,这时也可以用压力计来直接测量液位的高低。若容 器是受压的,则需将差压计的负压室与容器的气相相连 接。以平衡气相压力 pA的静压作用。
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化工仪表及自动化
第四章 物位检测
内容提要
物位检测的意义及主要类型 压差式液位计
工作原理 零点迁移问题 用法兰式差压变送器测量液位
化学工业出版社
其他物位计
电容式物位计 核辐射物位计 雷达式液位计 称重式液罐计量仪
1
第一节 物位检测的意义及主要类型
几个概念 液位 料位 液位计 料位计 界面计 测量物位的两个目的 按其工作原理分为 直读式物位仪表 差压式物位仪表
化学工业出版社
浮力式物位仪表
光学式物位仪表
2
电磁式物位仪表
核辐射式物位仪表 声波式物位仪表
第二节 差压式液位计
一、工作原理
CX 2 0 H D ln d
图4-10 料位检测 1—金属电极棒；2—容器壁
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第三节 其他物位计
优点
电容物位计的传感部分结构简单、使用方便。
化学工业出版社
缺点
需借助较复杂的电子线路。 应注意介质浓度、温度变化时，其介电系数也要 发生变化这种情况。
化学工业出版社
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第二节 差压式液位计
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。
化工自动化控制仪表作业安全操作资格培训教材PPT(240张)
瓮福集团安全技术培训中心
化工自动化控制仪表作业 安全操作资格培训
20222022/3/22
/3/22
授课人：张 伟、陈胜琴
2016年3月
1
1
2011年7月国家安全生产监督管理总 局发布 《特种作业人员安全技术培训考 核管理规定》总局令第30号）的规定， 化工自动化控制仪表作业人员必须经专 门的安全技术培训并考核合格，取得 《中华人民共和国特种作业操作证》后， 方可上岗作业。
1 掌握压力测量仪表 2 流量测量仪表 包括节流式流量计、电磁流量计、超声波流量计、质量
流量计、转子式流量计的测量原理、结构及应用。
3 温度测量仪表 包括双金属温度计、热电偶、热电阻测温原理、结构
及应用；
4 液位测量仪表 差压式液位计、浮筒液位计、电容式液位计、超声波
液位计、放射性物位计的测量原理及应用；
1、了解安全生产相关法律法规和安全标准、危险化学品基础知识，特 种作业人员应具备的条件。
2、熟知电工技术基础知识，典型事故案例。 3、熟悉化工过程控制原理、控制系统与控制阀、自控专业标准规范。 4、掌握化工测量与仪表、化工过程及设备知识。
2022
2022/3/22
/3/22
6
6
第一单元占 4％， 第二单元占3％，
2、熟练掌握仪表安装技能； 3、熟练掌握仪表的校验与检修技能； 4、熟练掌握仪表故障的检查判断与处理技能。 第一 节：化工生产安全操作一般技能 第二节：仪表安装操作技能 第三节：仪表的校验与检修技能 第四节：仪表故障的检查判断与处理技能
2022
/3/22
15
第一章 过程安全管理基本知识
第一节安全生产方针和安全生产理念
方
针
安全第一 预防为主 综合治理
化工自动化控制仪表作业 安全操作资格培训
20222022/3/22
/3/22
授课人：张 伟、陈胜琴
2016年3月
1
1
2011年7月国家安全生产监督管理总 局发布 《特种作业人员安全技术培训考 核管理规定》总局令第30号）的规定， 化工自动化控制仪表作业人员必须经专 门的安全技术培训并考核合格，取得 《中华人民共和国特种作业操作证》后， 方可上岗作业。
1 掌握压力测量仪表 2 流量测量仪表 包括节流式流量计、电磁流量计、超声波流量计、质量
流量计、转子式流量计的测量原理、结构及应用。
3 温度测量仪表 包括双金属温度计、热电偶、热电阻测温原理、结构
及应用；
4 液位测量仪表 差压式液位计、浮筒液位计、电容式液位计、超声波
液位计、放射性物位计的测量原理及应用；
1、了解安全生产相关法律法规和安全标准、危险化学品基础知识，特 种作业人员应具备的条件。
2、熟知电工技术基础知识，典型事故案例。 3、熟悉化工过程控制原理、控制系统与控制阀、自控专业标准规范。 4、掌握化工测量与仪表、化工过程及设备知识。
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第一单元占 4％， 第二单元占3％，
2、熟练掌握仪表安装技能； 3、熟练掌握仪表的校验与检修技能； 4、熟练掌握仪表故障的检查判断与处理技能。 第一 节：化工生产安全操作一般技能 第二节：仪表安装操作技能 第三节：仪表的校验与检修技能 第四节：仪表故障的检查判断与处理技能
2022
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第一章 过程安全管理基本知识
第一节安全生产方针和安全生产理念
方
针
安全第一 预防为主 综合治理
2024版化工仪表及自动化全套课件完整ppt课件完整版
自动化原理
通过采用各种检测仪表对工艺参数进行测量，变送器将测量值转换为标准信号，输入到 控制器中，与设定值进行比较，得到偏差信号。控制器根据偏差信号的大小和方向，输 出控制信号到执行器，执行器动作改变被控对象的参数，从而实现对被控对象的控制。
自动化系统组成要素
变送器
将测量元件输出的信号转换为标 准信号，以便输入到控制器中。
在化工生产中，PLC被广泛应用于各种 自动化控制系统中，如反应釜温度控 制、压力控制、流量控制等。通过编 程实现复杂的控制逻辑，提高生产过 程的自动化程度。
PLC与DCS比较
PLC与DCS在功能和应用上有所重叠， 但也有所区别。PLC更侧重于逻辑控制， 而DCS更侧重于过程控制。在化工生 产中，两者常常配合使用，实现全面 的自动化控制。
网络化
网络化技术能够实现化工仪表之 间的互联互通，方便远程监控和 管理。
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。
02
自动化基础知识
自动化概念及原理
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。
安装调试流程规范
01
准备安装工具和材料。
02
安装过程
03
按照安装图纸和技术要求进行安装。
安装调试流程规范
注意保护仪表的测量元件和显示部分， 避免损坏。
确保仪表安装牢固、稳定，防止振动 和松动。
安装调试流程规范
调试与验收
01
02
观察仪表显示是否正常， 检查测量误差是否在允 许范围内。
03
通过采用各种检测仪表对工艺参数进行测量，变送器将测量值转换为标准信号，输入到 控制器中，与设定值进行比较，得到偏差信号。控制器根据偏差信号的大小和方向，输 出控制信号到执行器，执行器动作改变被控对象的参数，从而实现对被控对象的控制。
自动化系统组成要素
变送器
将测量元件输出的信号转换为标 准信号，以便输入到控制器中。
在化工生产中，PLC被广泛应用于各种 自动化控制系统中，如反应釜温度控 制、压力控制、流量控制等。通过编 程实现复杂的控制逻辑，提高生产过 程的自动化程度。
PLC与DCS比较
PLC与DCS在功能和应用上有所重叠， 但也有所区别。PLC更侧重于逻辑控制， 而DCS更侧重于过程控制。在化工生 产中，两者常常配合使用，实现全面 的自动化控制。
网络化
网络化技术能够实现化工仪表之 间的互联互通，方便远程监控和 管理。
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。
02
自动化基础知识
自动化概念及原理
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。
安装调试流程规范
01
准备安装工具和材料。
02
安装过程
03
按照安装图纸和技术要求进行安装。
安装调试流程规范
注意保护仪表的测量元件和显示部分， 避免损坏。
确保仪表安装牢固、稳定，防止振动 和松动。
安装调试流程规范
调试与验收
01
02
观察仪表显示是否正常， 检查测量误差是否在允 许范围内。
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化 工 仪 表 及 自动化 培训教 材(PPT 46页)
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化 工 仪 表 及 自动化 培训教 材(PPT 46页)
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
化 工 仪 表 及 自动化 培训教 材(PPT 46页)
这个控制系统同样可以 用上页中的方框图表示
化 工 仪 表 及 自动化 培训教 材(PPT 46页)
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化 工 仪 表 及 自动化 培训教 材(PPT 46页)
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。
图1-5液位自动控制系统方
化 工 仪 表 及 自动化 培训教 材(PPT 46页)
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。
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化 工 仪 表 及 自动化 培训教 材(PPT 46页)
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。
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
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。
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，
4
图1-3 液位自动控制系统图
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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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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
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化 工 仪 表 及 自动化 培训教 材(PPT 46页)
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
小结
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
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
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化工仪表及自动化
第一章 自动控制系统基本概念
化 工 仪 表 及 自动化 培训教 材(PPT 46页)
化 工 仪 表 及 自动化 培训教 材(PPT 46页)
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
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。
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
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第一节 化工自动化的主要内容
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
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。
举例 化肥厂的造气自动机就是典型的开环系统的例子
操纵指令
操纵作用
工艺参数
自动操纵装置
对象
图1-7 自动操纵系统方框图
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