化工仪表第四章PPT课件
化工仪表及自动化 ppt课件
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反应较快,测量范围较广、精度可达0.2%, 便于远距离传送。所以在生产过程中可以实现压 力自动检测、自动控制和报警,适用于测量压力 变化快、脉动压力、高真空和超高压的场合。
第四节:智能型压力变送器
高可靠性的微控制器及高精度温度补偿; 将被测介质的压力信号转换成4~20mADC标准
第二节:弹性式压力计
测压原理: 各种弹性元件在被测介质压力作用下会产生弹
性变形。 特点及适用场合:
结构简单,价格便宜、测压范围宽,测量精 度也比较高,在生产过程中获得了最广泛的应用。
压力表图片
普通压力表
耐震压力表
电接点压力表
双刻度压力表
隔膜压力表
第三节:电气式压力计
测压原理:
把压力转换为电阻、电容、电感或电势等电 量,从而实现压力的间接测量。
1975年出现了以微处理器为基础的过程控制仪表:集中分 散型控制系统,把自动化技术推到了一个更高的水平。电子 技术、计算机技术的发展,也促进了常规仪表的发展,新型的 数字仪表,自动化仪表,程序控制器,自动化仪表的分类
化工自动化仪表的分类方法很多,根据不同原 则可以进行相应的分类。
综合控制装置:
按仪表安装形式:可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表(架装仪表是针对 常规仪表的盘装表而言,不需要操作的仪表就装成架装仪表,需要操作的安
装成盘装仪表)。
根据仪表信号的形式:可分为模拟仪表和数字(开关量)仪表等等。
第三节:化工自动化控制仪表优势功能
化工自动化控制仪表,主要特点是采用先进的微 电脑芯片及技术,减小了体积,并提高了可靠性及抗干 扰性能。实现劳动强度逐渐降低、生产效率逐步提 高、人为干预越来越少、产品产出率越来越高。
化工自动化及仪表内容辅导课件
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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
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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。
化工常用仪表类型及原理 ppt课件
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36
第二章 压力检测及仪表
三、电气式压力计
定义
电气式压力计是一种能将压力转换成电信号进行 传输及显示的仪表。
优点
1. 该仪表的测量范围较广,分别可测7×10-5Pa至 5×102MPa的压力,允许误差可至0.2%;
2. 由于可以远距离传送信号,所以在工业生产过 程中可以实现压力自动控制和报警,并可与工业 控制机联用。
相对百分误差δ 测量范围 m测 a上 x 量 限范 值围 1下 0% 0限值
允许误差
允测仪 量表 范允 围许 上 测 的 限量 最 值范 差 大围 值 绝下 对 10限 误 % 0值
8
第一章 概述
小结
仪表的δ允越大,表示它的精确度越低;反之,仪表的 δ允越小,表示仪表的精确度越高。将仪表的允许相对百分
利用这一电势即可实现远 图3-10 霍尔片式压力传感器 距离显示和自动控制。
1—弹簧管;2 —磁钢;3 —霍尔片
41
第二章 压力检测及仪表
2.应变片压力传感器
应变片式压力传感器利用电阻应变原理构成。电阻应变片 有金属和半导体应变片两类,被测压力使应变片产生应变。当 应变片产生压缩(拉伸)应变时,其阻值减小(增加),再通 过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出,并用毫伏计或其他记 录仪表显示出被测压力,从而组成应变片式压力计。
仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。
精度等级数值越小,就表征该仪表的精确度等级越高,也 说明该仪表的精确度越高。0.05级以上的仪表,常用来作为 标准表;工业现场用的测量仪表,其精度大多在0.5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
如: 1.5 1.0
12
第一节 概述
化工仪表及自动化课件第四节物位检测及仪表
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一、直读式物位仪表
直读式物位计主要 是玻璃液位计, 玻璃液 位计是按照连通器液柱 静压平衡的原理工作的, 按结果可以分为玻璃管 式和玻璃板式两种。
玻璃液位计的长度为300~1200mm。可就地 指示较低的敞口或密闭容器的液位。玻璃液位计结 构简单、价廉、直观,适于现场使用。但易破损, 内表面沾污,造成读数困难,不便于远传和调节。
静压液位计
4、差压式液位计(密闭容器的液位测量)
P p10 gH
P p10
P P P gH
抵消了容器上部压力变 化对测量的影响。 安装方式:导压管、法兰式。
零点迁移
同时改变量程的下限和上限而量程保持不变。 1.无迁移:
P gH
2.负迁移
形成原因:加隔离罐或采用法兰式测压差。
所以可选择差压变送器量程为40kPa 当H=0时,
P (h2 h1)2g (5 1) 9509.8 37240Pa
所以负迁移量为37.240kPa,即将差压变送器的零点调为37.240kPa。
3.正迁移:变送器位置低于液面基准面。
P g(H h)
正迁移量为 Байду номын сангаасgh
Ki为比例常数,包含有 (ε-ε0) 。(εε0)值越大,仪表越灵敏。D与d越接近,也就是 两级板距离越小,仪表的灵敏度越高。
3、导电液体物位测量
内电极为直径为d的金属棒,
外套绝缘管或涂以搪瓷作为电介 ε0
ε
质和绝缘层。
ΔH L
H
d
D D0
电容物位计在测量导电液时,采用的是变面积 的方法。此时变送器电极是电容极板之一,被测的 导电液是电容的另一个电极,变送器探头的包覆绝 缘材料是一个介电常数固定的电介质。物料的高低 决定了电容极板面积的大小,而改变了电容值。
2024版化工仪表及自动化ppt课件教学教程
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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
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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。
化工仪表知识课件PPT课件
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压力仪表
压力仪表的特点
能够测量各种流体(气体、液体)的 压力,具有高精度、高稳定性和可靠 性,广泛应用于化工、石油、天然气 等领域。
压力仪表的分类
压力仪表的安装和使用
应安装在易于观察和维护的位置,避 免振动、高温和腐蚀等环境因素对仪 表的影响。
按测量原理可分为弹簧管压力表、电 容式压力变送器和压阻式压力传感器 等。
01
02
03
定期校准
按照规定周期对压力仪表 进行校准,确保其测量准 确性和可靠性。
检查密封性
确保压力仪表的密封性能 良好,防止气体或液体泄 漏。
清洁与润滑
定期对压力仪表进行清洁 和润滑,保证其正常运转。
温度仪表的维护与保养
防爆与隔热
在高温或易爆环境中使用 的温度仪表,应采取相应 的防爆和隔热措施。
化工仪表的作用与重要性
作用
化工仪表在化工生产中起着至关重要的作用,它们能够实时检测和记录各种参 数,如温度、压力、流量和液位等,从而确保生产过程的稳定性和安全性。
重要性
化工仪表是实现自动化生产的关键设备,能够提高生产效率、降低能耗、减少 人工干预,对于化工企业的可持续发展具有重要意义。化工仪表的发展历程与趋势
物位仪表的特点
01
能够测量各种物料(液体、固体)的位置,具有高精度、高稳
定性和可靠性,广泛应用于化工、石油和食品等领域。
物位仪表的分类
02
按测量原理可分为浮力式、电容式和超声波式等。
物位仪表的安装和使用
03
应安装在易于观察和维护的位置,避免振动、高温和腐蚀等环
境因素对仪表的影响。
03
化工仪表的常见故障与排除方法
压力仪表常见故障与排除方法
化工仪表知识课件PPT
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• 化工仪表概述 • 化工仪表的组成与原理 • 常用化工仪表介绍 • 化工仪表的选型与安装 • 化工仪表的维护与故障排除 • 化工仪表的安全与环保
01
化工仪表概述
化工仪表的定义与分类
定义
化工仪表是用于化工生产过程中各种 参数(如温度、压力、流量、液位等 )的测量、控制和监测的仪器和设备 。
化工仪表的发展历程与趋势
发展历程
化工仪表的发展经历了从机械式仪表、电动式仪表、气动式 仪表到智能型仪表的演变过程,其技术水平和性能不断提升 。
发展趋势
随着科技的不断进步和应用需求的不断提高,化工仪表正朝 着智能化、数字化、网络化、高精度、高可靠性等方向发展 ,新型的化工仪表不断涌现,为化工生产带来更多的便利和 效益。
化学分析仪表的安装和使用需注意取样的代表性、预处理的准确性和 分析器的校准等问题,以保证测量的准确性和可靠性。
04
化工仪表的选型与安装
化工仪表的选型原则
01
02
03
04
适用性
选择适用于化工工艺流程和介 质特性的仪表,能够准确、稳
定地测量所需参数。
可靠性
确保所选仪表具有高可靠性、 长寿命和低故障率,以减少维
温度仪表
01
温度仪表是用于测量气体或液体的温度的仪表,也是化工生产中常用 的仪表之一。
02
温度仪表的种类繁多,常见的有热电阻、热电偶、红外线温度计和光 纤温度计等。
03
温度仪表的测量原理基于热效应或光学效应,将温度转换成电信号, 再通过二次仪表或控制系统进行显示和控制。
04Байду номын сангаас
温度仪表的安装和使用需注意防震、防腐蚀和防泄漏等问题,以保证 测量的准确性和可靠性。
化工仪表培训资料PPT课件
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元仪表(简称单元,例如变送单元、显示单元、
控制单元等)相互联系而. 组合起来的一种仪表
14
仪表基础知识
三、仪表的标号
仪表工位号:参数符号+功能符号 + 数字,
TIC2310A。
仪表 位号
=
英文 字母
+
数 字
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;
E(t, t0)=E (t, t1)+E (t1, t0) E(t, t1)= E (t, t0)-E (t1, t0)
补偿电桥法 补偿热电偶法
.
44
温度检测及仪表
(4)热电极材料的选择
对热电极材料的要求: 物理性能稳定,能在较宽的温度范围内使用,其热
电特性不随时间变化; 化学性能稳定,不易氧化和电极间不相互渗透; 热电势和热电势率要大(温度变化1℃引起的热电
热电势 热电极B
右端称为: 自由端(参 考端、冷端)
.
42
温度检测及仪表
(2)补偿导线
使用时应注意: 补偿导线只能与相应型号的热电偶匹配使用; 不得将极性接反; 补偿导线与热电偶连接点的温度,不得超过规定 的使用温度范围; 两连接点温度必须相同。
.
43
温度检测及仪表
(3)热电偶冷端补偿问题
冷端温度保持为0℃的方法 冷端温度修正方法
动势,简称为热电势。 这一由温度产生电动势的现象称为热电现象。 这两根导体(或半导体)称为热电极。
.
37
温度检测及仪表
热电势是由温差电势和接触电势组成。 • 温差电势
温差电势是由于一根导体两端温度不同而产生的热电动势。 设t≥t0,
化工仪表第4章2可编程控制器
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三、 OMRON C 系列 PLC
(3) 定时器 定时器为递减型,有低速TIM和高速TIMH(15)两种。定时 器的操作数包括定时器编号(N)和设定值(SV)两个数据。
a.定时器指令TIM 语句格式:TIM N,T N:定时器编号,范围000-511共512个。 T:时间设定值,范围0000-9999的一个四位数。 定时器TIM 为通电延时,基本延时单位为0.1s。定时器 是减1定时器,定时时间到,定时器触点接通,当输入条件 为ON时,开始每0.1s的减1运算,定时器当前值减到0时,为 “定时时间到”——定时器触点接通并保持。当输入条件为 OFF时,定时器复位,当前值恢复为设定值T,触点断开。
二、可编程序控制器的基本构成及工作原理
举例
例某一过程控制系统,工艺要求开关1闭合40s后, 指示灯亮,按下开关2后灯熄灭。
图(a)为实现这一功能的一种梯形图程序(OMRON PLC),它是由若干个梯级组成的,每一个输出元素构成 一个梯级,而每个梯级可由多条支路组成。
图 梯形图程序
二、可编程序控制器的基本构成及工作原理
一、可编程序控制器概述
(一)可编程控制器 (PLC)的发展过程
1969年美国研制出了第一台可编程序控制器。
从1971年开始,各国相继开发了适于本国的PLC,并推广 使用。
20世纪80年代末, PLC技术已经很成熟,并从开关量逻 辑控制扩展到计算机数字控制(CNC等)领域。 近年生产的PLC向电气控制、仪表控制、计算机控制一 体化方向发展。
1.按容量分
(1)小型PLC 主要功能 (2)中型PLC 其I/O点总数通常为129~512点,内存在8K以下,适 合开关量逻辑控制和过程变量检测及连续控制。 主要功能 除有小型PLC的功能外,还有算术运算、数据 处理及A/D、D/A转换、联网通信、远程I/O 等功能,可用于比较复杂过程的控制。 I/O点总数一般为20~128点。 逻辑运算、定时计数、移位处理等,采 用专用简易编程器。
《化工仪表自动化》ppt课件
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《化工仪表自动化》ppt课件•化工仪表概述•自动化技术在化工仪表中的应用•化工仪表的选型与安装•化工仪表的测量原理及误差分析目录•化工仪表的维护与保养•化工仪表的发展趋势与展望01化工仪表概述化工仪表的定义与分类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。
以机械式仪表为主,如压力表、温度计等。
早期阶段中期阶段现代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。
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。
030201化工仪表的发展历程化工仪表在工业生产中的重要性通过实时监测和报警,避免生产过程中的危险情况。
通过自动化控制和优化,提高生产线的运行效率。
通过精确测量和记录,确保产品质量符合标准。
通过智能控制和优化,降低能源消耗和减少废弃物排放。
保障生产安全提高生产效率保证产品质量促进节能减排02自动化技术在化工仪表中的应用自动化技术基于控制理论,通过对系统输入、输出和内部状态的测量和控制,实现对系统行为的精确调控。
控制理论传感器用于测量被控对象的各种参数,将非电量转换为电量;执行器根据控制信号对被控对象进行操作,实现自动化控制。
传感器与执行器控制器是自动化技术的核心,根据设定的控制算法对输入信号进行处理,并输出控制信号驱动执行器。
控制器自动化技术的基本原理自动化技术在化工仪表中的实现方式集散控制系统(DCS)通过中央控制器和多个远程I/O 站实现对化工生产过程的集中监控和分散控制。
可编程控制器(PLC)采用可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
现场总线控制系统(FCS)一种全数字化、双向、多站的通信系统,用于工厂车间底层设备之间以及生产现场与上层管理之间的信息交换。
2024版化工仪表及自动化全套课件完整ppt课件完整版
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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
化工自动化仪表第4章PPT课件
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谢谢大家
荣幸这一路,与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人:XXXXXX 时 间:XX年XX月XX日
液位自动控制系统示意图
第二节 化工工艺控制流程图
在工艺生产流程确定以后,工艺人员和自 控设计人员应共同研究确定控制方案。控制方 案的确定包括工艺流程中各测量点的选择、控 制系统类型的确定及有关自动信号、连锁保护 系统的设计等。
在控制系统方案确定以后,根据工艺设计 给出流程图,按其流程顺序标注出相应的测量 点、控制点、控制系统及自动信号与连锁保护 系统等,便构成了工艺管道及控制流程图。
联锁保护系统
达到危险状态, 打开安全阀或切 断某些通路,必 要时紧急停车
液位自动报警系统示意图
自动操纵系统
自动操纵系统 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
自动控制系统 利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动
控制,使他们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时, 能自动的回到规定范围。
2020/11/22
第一节 自动控制系统的组成及方块图
1
自动控制系统的组成
2
自动控制系统的方块图
3 化工仪表及自动化系统的分类
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一、自动控制系统的组成
1
被控对象
2
测量变送器
3
控制器
4
调节阀
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二、自动控制系统的方块图
干扰作用
化工仪表自动化 【第四章】自动控制仪表
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4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
DDZ-Ⅱ型比例作用控制,温度刻度范围为400~ 800℃,控制器输出工作范围是0~10mA。当指示指 针从600℃移到700℃,此时控制器相应的输出从4mA 变为9mA,其比例度的值为
700 600 9 4 / 100% 50% 800 400 10 0
化工仪表自动化
(Instruments & Automatics of Chemical Engineering)
第四章 自动控制仪表
主讲人:孙行衍
第四章 自动控制仪表 4.1 概述
4.1 概述
4.1 概述
控制系统方框图
4.1 概述
1.控制仪表发展经历的阶段:
(1)基地式控制仪表
(2)单元组合仪表中的控制单元
比例作用项
积分作用项 e(t) A u(t)
Kp e
Kp Ti
edt
e(t ) A
uI=KPAt/Ti
uP=KPA
Adt )
Ti 积分时间的定义:在阶跃输入下, 积分作用的输出变化到比例作用的 u(0) K p A u(T ) 2K p A 输出所经历的时间。
A K p ( A t) Ti
4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
是否可以无限制地减小比例度呢?
比例度的大小将直接影响被控变量的变化,即系统的过 渡过程。从下图可以看出:
3
比例度再减小,控 制阀开度改变更大, 大到有些过分时, 被控变量也就跟着 过分地变化,再拉 回来时又拉过头, 结果会出现激烈地 振荡
4.2 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
控制器的输出变化 较小,控制阀开度 改变较小,被控变 量的变化就很缓慢
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组成:信号变换、放大环节、磁电偏转机构及指示 记录机构
特点:工作可靠、价格低廉,能够反映和记录测量 值的变化趋势
缺点:结构较复杂, 读数不够直观,测量速度不够 迅速,测量重现性不好
(2) 数字式显示仪表
功能:直接用数字量显示或以数字形式记录打印被 测变量值的仪表。可以和多种传感器配合测量、显 示各种工艺参数,并且可以进行巡回检测、越限报 警及实现生产过程自动控制。
• 仪表具有非线性校正及开方运算电路,配接热电偶测 温时具有冷端温度补偿功能,配接热电阻时考虑了外 线电阻的补偿,配接差压变送器测流量时可直接显示 流量值。
4.2.1 分类
(1)按功能:显示型、显示报警型、显示调节型、巡 回检测型
(2)按输入信号形式:电压型、频率型
(3)按输入信号的点数:单点和多点
4.1 模拟式显示仪表
4.1.1 电子电位差计——配热电偶
功能:与温度、流量、压力、差压、成分等变送器配 接,可以测量和显示能转换成毫伏及直流电压信号的 工艺变量。 原理:电压补偿原理 型号:用XW系列来命名,X表示显示仪表,W表示 直流电位差计。XW类型:小型长图显示、大长图显示、圆图显示等。
正,即设即用。 – 一般线性非标信号:0-60mV以内或0-60mV以上
0-5V以内任意信号可按键即设即用。 – 其它特殊订做的非标信号。
• 单片机智能化
– 零点和放大倍数自动跟踪,长期运行无漂移。 – 全部参数可按键设定。 – 双屏显示,附屏显示内容可设定。
热电阻Rt采用三线制接法,规定每根导线电 阻是2.5Ω。RP为滑线电阻,RP与RB并联后的 电阻值为90Ω,R5为量程电阻,R6为调整仪
表起始刻度的电阻。当测量温度在量程起点
时调整R6,使滑动触点移到滑线电阻最左端; 当测量温度在量程终点时调整R5,使滑动触 点移到滑线电阻最右端。R4为限流电阻,它 决定了上支路电流的I1大小。
(电流)
前置放大
非线性校 正或开方 运算
A/D 转换 V/I 转换 控制电路 光柱电平驱动
标度变换 数字显示
电流信号 继电器触点动作 或电流信号
光柱显示
数显仪表的组成框图
XMT5000系列 智能数字显示仪表
仪表外形及尺寸
适用范围 适用于温度、压力、液位、流量、重量等工业过程参
数的测量、显示与控制。
(2)分辨率:仪表末位数改变一个字时所代表的输入 信号值,表明仪表所能显示被测参数的最小变化量。
(3)精度等级: 0.2级或0.5级
(4)输入阻抗:仪表在工作状态下呈现在仪表两输入 端之间的等效阻抗,一般在10MΩ以上。
另外,还有采样速率、干扰拟制系数等
4.2.3 基本组成
工艺变量 信号变换
(热电势) (热电阻) (电压)
4.2 数字式显示仪表
4.2.0 概述
• 用数码管等显示测量值或偏差值,清晰直观,读数方 便,不会产生视差。
• 采用中、大规模集成电路,线路简单,可靠性好,耐 振性强。
• 采用模块化设计方法,有利于制造、调试和维修,降 低生产成本。
• 品种繁多,配接灵活,可输入多种类型测量信号,输 出统一标准的电流信号(0~10mA直流电流或 4~20mA直流电流)和报警信号。
功能特点
• 万能输入信号
通过简单的按键设定,即可适用于以下任意一种输入 信号。
– 热电阻:Pt100、Pt50、Cu50、Cu100。 – 热电偶:K、E、S、B、J、R、T、N,并带自动冷
端温度补偿。 – 标准信号:0-10mA、0-20mA、0-5V、1-5V,
线性或开方信号。 – 远传压力表:30-350W,信号偏差可现场按键修
RP
Rt
E +-
R3
R2
在量程起点:
R3 (Rt0 RP ) R2R4
G
温度升高后:
R3 (Rt0 Rt RP r1) R2 (R4 r1)
A
平衡桥路原理图
两式相减整理得:
r1
R3 R2 R3
Rt
r1与ΔRt成正比关系,即滑动触点B的位置反映了电阻
的变化,也即反映了温度的变化。
如果将检流计换成电子放大器,利用放大 后的不平衡电压去驱动可逆电机,使可逆电 机带动滑动触点B以达到电桥平衡,这就是电 子自动平衡电桥的工作原理,见下图。
4 显示仪表 本章内容:
4.0 显示仪表概述 4.1 模拟式显示仪表 4.2 数字式显示仪表 4.3 新型显示仪表
4.0 显示仪表概述
功能:对各种检测变量进行显示、记录 类型: •模拟式显示仪表 •数字式显示仪表 •新型显示仪表
(1) 模拟式显示仪表
原理:检测元件和变送器将被测变量(物理量或化 学量)变换成另一物理量,此物理量随被测变量的 变化作相应变化,这种变化是对被测变量的模拟。
电压补偿原理
用已知电压来补偿未知电压,使测量线路的电流等 于零。用这种方法测量电压比较精确,因为没有电流 通过测量线路,也就不存在线路电阻影响问题。
E
I
B
A
W
C
G
-+ UX
电压测量系统
动画
用电子放大器代替检流计,驱动可逆电机, 通过一套机械传动机构带动滑动触点C,测量 结果就可自动完成了。
RG B
R2
动画
C RP I1
-+
I2 D
R4 A
R3
G
+ - UX
测量桥路原理图
4.1.2 电子自动平衡电桥——配热电阻
功能:对能转换成电阻值的各种变量进行测量、显示、 记录。 原理:电桥平衡原理 型号:根据输出电压
XD系列——交流平衡电桥 XQ系列——直流平衡电桥
电桥平衡原理
始 r1 B r2 终
R4
(4)按显示位数:3位半、4位半等多种。半位显示是 指最高位是0或1。
(5)按测量速率:低速型(每秒钟测量几次到几十 次)、中速型(每秒钟测量几十次到几百次)、高速 型(每秒钟测量千次以上)。
单通道数显表
多通道数显表
流量积算仪
无纸记录仪
闪光报警仪
智能报警仪
PID调节仪
4.2.2 主要技术指标
(1)显示方式: 3位半或4位半数码管显示
方式:数字式
组成:由一些必要电路组成,没有模拟式显示仪表 中所必需的机械运动机构。模/数转换器
特点:显示清晰直观,无读数视差。测量和显示速 度、测量准确性高,重现性好。
(3) 新型显示仪表
特点:涉及微处理技术、新型显示技术、记录技 术、数据存储技术和控制技术,把信号检测处理、 显示、记录、数据存储、通讯、控制、复杂数学 运算等多个或全部功能集合于一体