自动化仪表及装置第0章-2概论.ppt
化工自动化及仪表培训课程PPT(共 46张)
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。
自动化仪表ppt课件
K=t℃+273.15 ℉=9/5℃+32
四、温度仪表安装注意事项
1、温度一次点的安装位置应选在介质温度变化灵 敏且具有代表性的地方,不宜选在阀门、焊缝等 阻力部件的附近和介质流束呈死角处。 就地指示温度计要安装在便于观察的地方。 热电偶安装地点应远离磁场。 温度一次部件若安装在管道的拐弯处或倾斜安装, 应逆着流向。 双金属温度计在≤DN50管道或热电阻、热电偶在 ≤DN70的管道上安装时,要加装扩大管。扩大管 要按标准图制作。 压力式温度计的温包必须全部浸入被测介质中。
4、可靠性 仪表的可靠性直接关系到仪表人员的维护量,在济济条件
允许等条件下,尽可能的选用高可靠性仪表。
第五节 自动化调节系统的基本概念
仪表自动化的主要内容一般包括: 自动检测系统?利用各种检测仪表对工艺参数进行检测指示
或记录。 自动信号和连锁保护系统?当参数超过允许范围,信号系统
发出声光告戒操作人员。如工况已达到危险状态连锁系统立 即自动打开安全阀或紧急停机防止事故进一步发生。 自动操作系统?根据预先规定的步骤自动的使生产进行周期 性的操作。 自动调节系统?由于各种工艺条件是不断变化的,生产中的 参数就可能偏离或波动,这就需要一些自动调节装置对某些 偏离的参数进行调节。
膜片式弹性元件:膜片式弹性元件根据结构的不同可分为膜片 和膜盒。
波纹管式弹性元件:是一个周围为波纹状的薄壁金属圆桶。
弹簧管压力表:
其用途不同,可分为普通压力表、耐腐蚀 氨用压力表、禁油的氧气压力表。
弹簧管压力表的结构:弹簧管、拉杆、扇 形齿轮、中心齿轮、指针、面板、游丝、 调整螺钉、接头。
《自动化仪表概述》ppt课件
可见,自动控制系统是具有被控变量负反响的闭 环系统。由于具有负反响的闭环系统,它可随时 了解被控对象的情况,有针对性地根据被控变量 的变化情况而改动控制造用的大小和方向,从而 使系统的任务形状一直等于或接近所希望的形 状这是闭环系统的优点。
自动信号和联锁维护系统(自动维护) 当消费过程出现危险时,自动信号系统发出声、光 等报警信号,自动联锁维护系统立刻作出反响,经过 改动阀门的开启度或切断某些通路,或进展紧急停 车,以防止事故的发生或扩展。它是消费过程中的 一种平安安装。
自动支配及自动开停车系统(自动支配) 自动支配系统:按照预先规定的步骤自动地对消费
动态:被控变量随时间变化、自动化安装改动原状 的不平衡形状。
假设一个系统原先处于相对平衡形状即静态,由于 干
扰的作用而破坏了这种平衡时,被控变量就会发生
变化,从而使控制器、控制阀等自动化安装改动原
来平衡时所处的形状,产生一定的控制造用来抑制 干扰的影响,并力图使系统恢复平衡。从干扰发生
开场,经过控制,直到系统重新建立平衡,在这一段时
检测——实施正确控制的第一步
变送——将检测元件输出的各种信号、微弱信号转化 成一致(规范)的电气信号。 过程控制对检测仪表要求:
设备或安装。如冶金炉,加热炉等,也可是一台详 细
的设备或设备的某一部分,如一段管道(贮槽)。
被控变量y:消费过程中需坚持恒定的变量(液位) 。 干扰作用f:在消费过程中引起被控变量偏离给定
值
的外来要素,它是输入信号 (进料流量的改动)。 控制造用:用来抑制外界干扰,使被控变量恢复到
给
定值的操作。
持的参数值(液位)进展比较得出偏向,并按某种运 算
仪表自动化2ppt-PowerPoint演示文稿
仪表的反应时间有不同的表示方法。当输入信号突然变化一个数 值后,输出信号将由原始值逐渐变化到新的稳态值。仪表的输出信 号(即指示值)由开始变化到新稳态值的63.2%所用的时间(相当于 时间常数T),可用来表示反应时间,也有用变化到新稳态值的95% 所用的时间来表示反应时间的(相当于3T)。
值得注意的是、上述指标仅适用于指针式仪表。在数值式仪表中, 往往用分辨力来表示仪表灵敏度(或灵敏限)的大小。
4.分辨力
对于数字式仪表,分辨力是指数字显示器的最未位数字间隔所代 表的被测参数变化量。如数字电压表显示器末位一个数字所代表的 输入电压值。
显然,不同量程的分辨力是不同的,相应于最低量程的分辨力称 为该表的最高分辨力,也叫灵敏度。通常以最高分辨力作为数字电 压表分辨力指标。
2.弹性式压力计
它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。例如弹 簧管压力计、波纹管压力计及膜式压力计等。
3.电气式压力计
它是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)来进行测量的仪表,例如各种压力传感器和压力变送器。
4.活塞式压力计
它是根据水压机液体传送压力的原理,将被测压力转换成活塞上 所加平衡砝码的质量来进行测量的。它的测量精度很高,允许误差 可小到0.05%一0.02%。但结构较复杂,价格较贵。一般作为标难 型压力测量仪器、来检验其他类型的压力计。
例1
某台测温仪表的测温范围为200一700℃.校验该表时得到的最大 绝对误差为十4 oC,试确定该仪表的精度等级。 解 该仪表的相对百分误差为
如果将该仪表的δ去掉“十”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。
化工自动化及仪表内容辅导课件
LT Fd C
省煤器 给水
图1-2 开环液位控制系统
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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
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➢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
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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
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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。
《自动化仪表概述》课件
液位控制器
用于控制液体的液位,并保持在 设定值范围内。
执行器
执行器负责根据仪表或控制器的指令执行相应的操作,比如控制阀门、开关 等。
PLC
可编程逻辑控制器(PLC)是一种专用计算机,用于控制工业过程中的各种电气和机械设备。
DCS
分散控制系统(DCS)是一种用于控制和监控大型工业过程的集中式控制系统。
仪表分类
流量计
用于测量流体的流量和速度。
温度计
用于测量物体或环境的温度。
压力计
用于测量气体或液体的压力。
液位计
用于测量容器中液体的高度。
分析仪
分析仪用于检测和分析工业过程中的化学组分和物理性质。
控制器
温度控制器
用于自动控制温度,并保持在设 定值范围内。
压力控制器
用于控制液体和气体的压力,并 保持在设定值范围内。
《自动化仪表概述》PPT 课件
本课件将介绍自动化仪表的概述、分类以及各种不同类型的仪表和相关技术。 通过本课件,您将深入了解自动化仪表的基本知识和应用领域。
仪表概述
仪表是自动化控制系统中的关键元素,用于测量、监测和控制各种工业过程 参数,如温度、压力、流量和液位等。
自动化控制系统
自动化控制系统是通过传感器、执行器和控制器等设备实现工业过程
《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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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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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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仪表与自动化教学课件01
表;⑤执行器。 (3)按仪表的组成形式分类: ①基地式仪表:基地式仪表集变送、显示、控制各部分
功能于一体,单独构成一个固定的控制系统;②单元组 合仪表:单元组合式仪表将变送、控制、显示等功能制 成各自独立的仪表单元,各单元间用统一的输入、输出 信号相联系。
(扰动)的影响而偏离正常状态时,能自动地控制而回到规定的 数值范围内,为此目的而设置的系统就是自动控制系统。 自动检测系统只能完成“了解”生产过程进行情况的任务;信号联 锁保护系统只能在工艺条件进入某种极限状态时,采取安全措施 ,以避免生产事故的发生;自动操纵系统只能按照预先规定好的 步骤进行某种周期性操纵;只有自动控制系统才能自动地排除各 种干扰因素对工艺参数的影响,使它们始终保持在预先规定的数 值上,保证生产维持在正常或最佳的工艺操作状态。
《仪表与自动化》教学课件
10 计算机控制系统 10.1 计算机控制系统的原理与组成 10.2 计算机控制系统的分类与特点 习题与思考题
《仪表与自动化》教学课件 ——0.绪论
0 绪论 0.1仪表自动化的概念 生产过程自动化,就是在生产过程中,采用自动化仪表及装置,
来检测、显示、记录和控制生产过程中的重要工艺参数,以代替 操作人员的直接操作,使整个生产过程能自动地维持正常状态; 当受到外界干扰的影响而偏离正常状态时,又能自动地调回到规 定的数值范围内。这种用自动化仪表来控制生产过程的方法,即 生产过程自动化。 仪表自动化技术是一门综合性的技术学科,它应用自动控制学科 、仪器仪表学科及计算机学科的理论与技术服务于各类生产过程 ,以实现生产过程的自动化。 生产过程或设备的自动控制,实现了生产工艺参数从测量、显示 、记录到控制以及对生产设备的操作和保护等环节,都用自动化 仪表及装置按设定的工艺过程来自动完成,从而使生产质量得以 提高,并大大地减轻工人的劳动强度,同时,也更好地保证生产 安全,延长设备使用寿命,降低能量消耗和生产成本,为生产企 业带来了良好的经济效益和社会效益。
自动化仪表培训讲义
有工程大气压(kgf/cm2பைடு நூலகம்、物理大气压(atm)、
毫米汞柱(mm 寸2(psi)
H、g)巴、(毫b米a 水r )柱等(m,mH工2O程)、大磅气/
英 压
(kgf/cm2)、物理大气压(atm)和巴(bar)压
力等级基本相同。
1巴≈1公斤力≈100KPa≈14.5psi,相当于10米水 柱的压力。它们之间的常用换算见表2-1 各压力 单位间的换算。
自动化仪表讲义
第一章 自动化仪表在生产过程中的作用
1.1自动化仪表及其应用 1.2自动化仪表的分类 1.3自动化控制系统
第一章 自动化仪表在生产过程中的作用
1.1 自动化仪表及其应用 自动化仪表,是指在工业生产过程中对工艺参数进
行检测、显示、控制的仪表。 自动化仪表大体可分为检测仪表、显示仪表、控制
仪表和执行器四大类。 检测仪表是利用各种物理、化学效应,实现各种信
息参数测量的仪表。 显示仪表则用于对各种变量检测、控制及操作状态
参数的数据显示和记录,承担人—机联系的任务。 有的仪表则集检测与显示一体。 控制仪表把来自检测仪表的信号值与所要求的信号 值进行比较、综合,按预定控制规律发出控制信号, 操纵执行器动作,使被控变量达到预期值。 执行器则是实现这种控制作用的终端控制装置。
喷嘴背压变化,引起功率放大器10 的输出压力P出变化,输出压力P出 引 入仪表的反馈环节——波纹管7,转 换成力F反,作为负反馈信号在支点6 处也作用到杠杆5上。输入F测与F反 通过杠杆5和支点“O”达到平衡,即:
F测 ×l测 = F反 ×l反 由F测=A测(P1 –P2); F反=P出·A反可知
P出 =(P1 –P2)A测l测 / A反l反 式中:A测是膜片3的有效面积,A反 为反馈波纹管的有效面积
仪表及自动化-自动控制系统基本概念(共 46张PPT)
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方块图 ▪ 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
内容提要
▪ 工艺管道及控制流程图
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标 五种重要品质指标之四 4. 过渡时间
从干扰作用发生的时刻起,直到系统重新 建立新的平衡时止,过渡过程所经历的时间叫过 渡时间。一般在稳态值的上下规定一个小范围, 当被控变量进入该范围并不再越出时,就认为被 控变量已经达到新的稳态值,或者说过渡过程已 经结束这个范围一般定为稳态值的±5%(也有 的规定为±2%)。
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标 五种重要品质指标之二 2. 衰减比
衰减比是衰减程度的指标,它是前后相邻两个峰值的 比。习惯表示为 n:1,一般 n 取为4~10之间为宜。
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标 五种重要品质指标之三
3. 余差
当过渡过程终了时,被控变量所达到的新 的稳态值与给定值之间的偏差叫做余差,或者说 余差就是过渡过程终了时的残余偏差。有余差的 控制过程称为有差调节,相应的系统称为有差系 统。反之就为无差调节和无差系统。
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标
动态——被控变量随时间变化的不平衡状态 。 从干扰作用破坏静态平衡,经过控制,直到系统重 新建立平衡,在这一段时间中,整个系统的各个环节和 信号都处于变动状态之中,这种状态叫做动态。 结论:在自动化工作中,了解系统的静态是必要的,但是了 解系统的动态更为重要。因为在生产过程中,干扰是客观存 在的,是不可避免的,就需要通过自动化装置不断地施加控 制作用去对抗或抵消干扰作用的影响,从而使被控变量保持 在工艺生产所要求控制的技术指标上。
自动化控制与仪表工程(ppt)
流量检测仪表
• 流量仪表—用于测量、指示、记录、累计物体的体积、重量和质 量的仪表。
• 差压一次元件—利用差压原理进行测量的检测仪表,与工艺介质 直接接触,采用插入式或法兰连接在工艺管道上。差压一次元件 包括节流装置、毕托管、均速管流量计。节流装置有孔板、限流 孔板、文丘里管、喷嘴、道尔管、内藏孔板。
(三)按信号形式分: 1.模拟控制仪表 2.数字控制仪表
(四)结构形式分: 1.基地式控制仪表 2.单元组合式控制仪表 3.组装式综合控制装 置 4.集中计算机控制仪表 5.集散控制仪表 6.现场总线控 制仪表。
检测仪表
• 检测仪表—工业过程检测技术涉及内容非常广泛,包括被测 变量信息的获得、转换和显示技术。能确定所感受的被测变 量大小的仪表称为检测仪表、变送器或传感器,或者兼有检 测元件与显示功能的仪表,都可称为检测仪表。
眼看 脑想
手动
进料口 变操 送作 器站
执 行 器 出料口
3.自动化控制与仪表工程内容
自控仪表工程
仪表设备安装工程
仪表材料安装工程
安装
调试
管路
线路
单体调试
系统调试
支吊架
4.自控仪表定额项目设置
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
名称 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章
压力检测仪表
• 压力仪表—测量垂直均匀作用于单位面积上的力的仪表称为 压力仪表。压力有绝对压力、表压、负压。测量表压时(绝 对压力与大气压力的差值为正值)压力表通常不作说明,如 测量绝对压力的(全部作用于物体上的所有压力的和成为绝 对压力)则为绝对压力表,测量负压的(绝对压力与大气压 力的差值为负值)压力表称为真空表。
《自动化仪表概述》PPT课件
《自动化仪表概述》PPT课件目录•自动化仪表基本概念与原理•常见类型及其特点•选型、安装与调试方法•使用维护与故障排除技巧•发展趋势与行业应用前景•实验环节:自动化仪表操作实践01自动化仪表基本概念与原理自动化仪表定义及分类定义自动化仪表是用于测量、显示、记录和控制工业生产过程中各种参数的装置或系统。
分类根据测量对象的不同,自动化仪表可分为温度仪表、压力仪表、流量仪表、物位仪表等。
工作原理与组成结构工作原理自动化仪表通过传感器将被测参数转换为标准信号,经过变送器放大、转换后,送至显示仪表进行指示、记录或控制。
组成结构自动化仪表通常由传感器、变送器、显示仪表和执行器等组成。
技术参数与性能指标技术参数包括测量范围、精度等级、重复性、稳定性等。
性能指标反映仪表性能优劣的综合指标,如灵敏度、响应时间、抗干扰能力等。
02常见类型及其特点接触式测温仪表非接触式测温仪表特点通过与被测对象直接接触来测量温度,如热电阻、热电偶等。
通过测量被测对象发出的热辐射来测量温度,如红外测温仪等。
测温范围广、精度高、稳定性好,适用于各种环境下的温度测量。
利用弹性元件的变形与被测压力之间的关系来测量压力,如弹簧管压力表、膜片压力表等。
弹性式压力计负荷式压力计特点通过测量被测压力作用在活塞上的力来测量压力,如活塞式压力计等。
测量范围宽、精度高、稳定性好,适用于气体、液体等介质的压力测量。
030201利用流体通过节流装置产生的差压来测量流量,如孔板流量计、喷嘴流量计等。
差压式流量计通过测量流体在管道中的速度来推算流量,如涡轮流量计、涡街流量计等。
速度式流量计测量准确度高、稳定性好、响应速度快,适用于气体、液体等多种介质的流量测量。
特点物位测量仪表直读式物位计通过直接读取被测物位的高度或深度来测量物位,如玻璃板液位计、浮球液位计等。
间接式物位计通过测量与被测物位相关的物理量来推算物位,如电容式物位计、超声波物位计等。
特点测量准确度高、稳定性好、安装简便,适用于各种容器和管道中的物位测量。
2024版化工仪表及自动化全套课件完整ppt课件完整版
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
2024自动化仪表课件ppt大纲
自动化仪表课件ppt大纲目录•自动化仪表概述•自动化仪表分类与特点•自动化仪表工作原理及结构•自动化仪表选型与安装•自动化仪表维护与故障排除•自动化仪表在工业生产中的应用•自动化仪表发展趋势与展望CONTENTSCHAPTER01自动化仪表概述定义与作用自动化仪表定义自动化仪表是一种能够自动完成测量、控制、显示、记录等功能的仪表设备,广泛应用于工业、农业、交通、医疗等领域。
自动化仪表作用自动化仪表能够实现对各种物理量的精确测量和控制,提高生产过程的自动化程度和效率,减少人工干预和操作成本,保证产品质量和生产安全。
发展历程及趋势发展历程自动化仪表经历了机械式仪表、电子式仪表、智能化仪表等多个阶段,不断向着高精度、高可靠性、高集成度、智能化等方向发展。
发展趋势随着物联网、云计算、大数据等技术的不断发展,自动化仪表将更加注重与其他设备和系统的互联互通,实现更加智能化的测量、控制和优化。
应用领域与市场前景应用领域自动化仪表广泛应用于石油、化工、电力、冶金、制药、食品等工业领域,以及农业、交通、医疗等非工业领域。
市场前景随着工业自动化程度的不断提高和智能制造的快速发展,自动化仪表市场需求将不断增长,同时对于仪表的精度、稳定性、可靠性等性能要求也将不断提高。
CHAPTER02自动化仪表分类与特点包括压力传感器、变送器、压力表等种类能够测量并指示压力值,具有高精度、高稳定性、可靠性强等特点特点广泛应用于石油、化工、电力、冶金等工业领域应用种类包括热电偶、热电阻、温度变送器等特点能够测量并指示温度值,具有测量范围广、精度高、响应速度快等特点应用适用于各种工业场合的温度测量和控制包括差压式流量计、转子流量计、电磁流量计等种类特点应用能够测量流体流量,具有测量准确、可靠性高、稳定性好等特点广泛应用于石油、化工、冶金、电力等领域的流体流量测量030201包括浮球式物位计、超声波物位计、雷达物位计等种类能够测量容器中液体或固体的物位高度,具有测量准确、稳定性好、可靠性高等特点特点适用于各种工业场合的物位测量和控制应用物位仪表特点能够在线分析生产过程中物质的成分和含量,具有高精度、高灵敏度、实时性强等特点种类包括pH 计、氧分析仪、气相色谱仪等应用广泛应用于化工、环保、食品等领域的生产过程分析和控制过程分析仪表CHAPTER03自动化仪表工作原理及结构工作原理传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
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- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
特点
主要产品
应用 灵活, 通用 性强
Ⅰ系列、EK系列仪表 (日本横河公司)
国产DDZ-Ⅱ、DDZ -Ⅲ系列仪表(北京、 上海、西安、大连、 天津、吉林、重庆
等仪表厂)
15
时间
名称
结构
特点
第三阶段 20世纪60 ~70年代
(1972)
组装式 综合 控制 装置
运算调节 机柜,
显示操作 机柜
装配灵活, 功能分离 (调节与 显示操作 分离)
信能力的现场仪表相连接, 并同上层监控管理级一起构
成分布式控制网络。如FF总线控制系统(FCS)。
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> 控制仪表及装置的发展
发展史大约有70年,大体可分成五个阶段。
时间
名称
结构
第一阶段
20世纪30~40 年代(1935)
将测量、显示、 基 纪录、调节都 地 放在一个表壳 式 里的仪表. 仪 (以指示记录仪 表 表为中心,附加
电源(220V AC/24V DC) 气源(140kPa)
传输信号
电信号(电压、电流、数字)气压信号
元器件
电子元器件
气动元件
接线
导线
导管
电磁干扰与防爆 受电磁干扰影响 须采取抗干扰、防爆措施
不受电磁干扰影响 本质上安全防爆
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❖ 按信号类型
模
数
拟
字
式
式
仪
仪
表
表
自动化装置按采用的信号形式不同
10
❖ 按信号类型
2
概论
第一节 控制仪表与控制系统
3
> 控制仪表与控制系统
控制仪表指自动控制系统中广泛使用的控制器、变送 器、运算器、执行器等,以及新型控制仪表和装置。 自动控制系统一般由被控对象、变送器、控制器和执 行器构成。其方框图如下所示:
给定值
控制器
变送器
执行器
被控参数
被控对象
被控介质
简单控制系统方框图
4
传输(供电24VDC 、输入信号1~5V、输出 信号4~20mA) 四线制和两线制传输
某些调节机构)
特点
主要产品
结构简单, 适于单参数
就地控制
KF系列气动基地 式仪表(日本山武 -霍尼威尔公司)
带PID调节的电 子电位差计(上海 自动化仪表厂)
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时间
名称
结构
第二阶段
20世纪40~50 年代(1955)
单 元 组 合 式 仪 表
将整套仪表划分成 若干个单元,各单 元之间采用统一的 标准信号连接。使 用时根据需要,经 过不同的搭配,就 可组成各种各样的 检测及控制系统。
主要产品
Spec-200 (美国福克斯波罗公司)
TF系列 (上海自动化仪表厂)
MZ-Ⅲ系列 (西安仪表厂)
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时间
名称
结构
特点
操作、
第四阶段 20世纪70
集 散 控
分散监测控制装置, 人-机接口装置,
显示、 管理 集中.
~90年代 (1975)
制 系 统
通信网络, 上位机接口装置
控制、 负荷、 危险
此外,根据需要还可设有显示、转换、计算、 辅助、给定装置。
6
概论
第二节 控制仪表及装置分类、发展
7
> 控制仪表及装置的分类
❖按所用能源形式
工业上主要使用电动和气
动
动
动
和
仪
仪
仪
仪
表
表
表
表
自动化装置按采用的能源形式不同
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电动控制仪表和气动控制仪表的比较
电动控制仪表
气动控制仪表
能源
概论
第一节 控制仪表与控制系统 第二节 控制仪表及装置的分类与发展 第三节 联络信号和传输方式 第四节 安全防爆的基本知识和防爆措施
1
本章重点内容介绍
控制仪表与控制系统 仪表的分类和发展 联络信号定义、类型、电信号传输方式
(供电24VDC 、输入信号1~5V、输出信 号4~20mA) 防爆电气设备的分类、分组和防爆标志 常用防爆型控制仪表类型和特点 控制系统实现本安防爆的要求
现场总线仪表 通信网络
操作、显示、 管理一体化, 危险分散, 控制分散 到一个回路
主要产品
FF基金会现场总线 (美国费歇尔罗斯蒙特公司)
PROFIBUS 过程现场总线 (德国西门子公司)
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概论
第三节 联络信号和传输方式
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本节重点内容介绍
联络信号定义、类型 电信号传输方式:电流信号传输、电压信号
➢组装式仪表:在单元组合仪表的基础上发展起来的一 种成套仪表装置,包含控制柜和操作台两部分。
➢集散控制系统(DCS):以微型计算机为核心, 集4C 技术为一体的计算机控制装置, 实现分散控制和集中管 理。如TPS、PCS 7、ECS、Hollias等。
➢现场总线控制系统(FCS): 现场总线将具有数字通
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❖ 按结构形式
基组 组集总 地合 装散线 式式 式式式 仪仪 仪仪仪 表表 表表表
自动化装置按采用的结构形式不同
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❖ 按结构形式
➢基地式仪表:包含多种功能部件(传感、指示、记录、 控制、执行等部分),设计成一个整体,结构较简单。 如带控制机构的指示记录仪。
➢单元组合式仪表:仪表划分成能独立实现某种功能的 若干单元,单元间用标准信号联系。如电动、气动单元 组合仪表。
➢模拟式仪表
传输信号为连续变化的模拟量,这类仪表线路较简单, 操作方便,价格较低。
如,气动仪表,电动单元组合仪表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等。
➢数字式仪表
传输信号为断续变化的数字量,这类仪表与装置以 微型计算机为核心,功能完善,性能优越,能解决模拟 仪表难以解决的问题。
如,可编程调节器、控制器、 DCS(集散控制系 统)、 FCS(现场总线控制系统) 等。
分散
主要产品
TDC-2000、 TDC-3000、 TPS、S9000 (美国霍尼威尔公司) CENTUM-CS 、 XL 、CS1000、
CS3000 (日本横河公司) PCS7、PCS7-BOX (德国西门子公司)
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时间 名称
结构
特点
第五阶段 20世纪95 ~07年代
(2019)
现场 总线 控制 系统
给定值
控制器
变送器
执行器
被控参数
被控对象
被控介质
简单控制系统方框图
被控变量首先由检测元 件变换为易于传递的物 理量,再经变送器转换 成标准的电信号,该信 号送到控制器(调节器) 中,与给定值相比较得 出的偏差,以一定的控 制(调节)规律发出控 制信号,控制执行器的 动作,从而改变被控介 质物料或能量的大小, 直至被控变量与给定值 相等。
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➢ 被控对象 - 需要调节其工艺参数的生产设备。
➢ 变送器 - 把工艺参数转换成标准统一信号的装 置。
➢ 控制器 - 将来自变送器的测量值与给定信号相 比较后产生的偏差信号, 按照预先设定好的控 制规律进行运算后,输出一个控制信号去执行器。
➢ 执行器 - 把控制器的输出信号转换成直线位移 或角位移,以控制阀门的开度。