仪表自动化概述
仪器仪表中的自动化控制及其应用
仪器仪表中的自动化控制及其应用引言在现代工业生产中，仪器仪表是非常重要的设备，而自动化控制技术则是其核心。
通过自动化控制技术，可以实现生产过程中的自动监测、自动调节以及自动化生产。
本文将从仪器仪表中的自动化控制原理、技术和应用进行探讨，以便更好地了解其在工业生产中的重要性。
一、仪器仪表中的自动化控制原理1.自动化控制概述自动化控制是指采用自动化装置和设备，通过对生产、工艺过程进行监测、检测、测量和控制，以保证生产和产品质量稳定、提高生产效率、降低能源消耗和劳动强度。
2.自动化控制的基本原理（1）反馈控制原理自动化控制的基本原理之一是反馈控制原理。
在反馈控制中，系统将一部分输出信号送回到输入端，从而实现对系统的监测和调节。
反馈控制的目的是使系统的输出能够稳定地达到设定值，同时对系统的各种参数进行动态调节，以适应不同的工作条件。
（2）比例-积分-微分（PID）控制原理PID控制是自动化控制中的一种重要控制方法，它包括比例控制、积分控制和微分控制三个环节。
其中比例控制根据目标值和实际值的偏差来进行调节；积分控制根据偏差的积分值来进行调节；微分控制根据偏差的微分值来进行调节。
通过这三种控制方式的组合，可以实现对系统的精确控制。
（3）开环控制和闭环控制自动化控制根据控制系统的结构可以分为开环控制和闭环控制。
开环控制是指控制过程中没有对输出信号进行监测和调节的控制方式，而闭环控制是指控制过程中对输出信号进行监测和调节的控制方式。
二、仪器仪表中的自动化控制技术1.传感器技术传感器是自动化控制中的基础技术之一，它可以将检测到的物理量转化为电信号输出。
在仪器仪表中，传感器可以用于检测温度、压力、流量、液位等各种物理量，并将检测到的信号送至控制系统进行处理。
2.执行器技术执行器是自动化控制中的另一重要技术，它可以根据控制信号来执行相应的动作。
在仪器仪表中，执行器可以用于控制阀门的开闭、执行机构的升降、电机的启停等各种控制动作。
仪表自动化基础知识
仪表自动化基础知识1. 介绍1.1 定义：仪表自动化是指利用计算机技术和控制理论，对各种工业过程中的物理量进行测量、监视、调节和控制的一种系统。
1.2 目的：提高生产效率、降低成本，并确保产品质量稳定可靠。
2. 基本原理2.1 测量原理：- 模拟信号与数字信号转换；- 温度传感器及其应用；- 压力传感器及其应用；- 流体流速测量方法等。
3. 自动控制系统3.1 控制回路类型：a) 开环控制回路：输出不受反馈影响，无法校正误差。
b) 关闭环（反馈）控制回路：通过比较实际值与期望值来修正误差并达到目标状态。
常见闭环调节方式有PID调节等。
4 .主要组成部分4 .l 变送器/执行元件:a ) 数字变送器: 将模拟输入电压或电流转换为数字形式处理,如A/D 转换;b ) 数字执行元件 :将数位命令(开关型数据),经过D/A 转换,转化为模拟信号输出给执行机构;c ) 模拟变送器 :将被测量的物理信息(如温度、压力等)转换成标准电流或电压形式以便传输和处理。
4 .2 控制装置:a ) 可编程控制器 (PLC): 是一种数字运算能力强大的专用微型计算机，可对输入/ 输出进行逻辑判断与运算，并根据用户程序来实现各种功能；b ) 仪表调节系统: 对于精密要求较高且需要人工干预时使用。
5. 常见问题及解决方法5.1 测试数据异常：- 校验传感器是否正常工作；- 检查连接线路是否松动或损坏。
6. 应用领域6.1 工业自动化：包括生产线上的监测与控制、设备状态检测等。
6.2 环境监测：例如空气质量检测、水质分析等。
7.附件8.法律名词及注释：- 自动化技术相关法规条例说明：A）《中华人民共和国劳动合同法》（2013年修订）B）《中华人民共和国劳动法》（1994年修订）C）《中华人民共和国专利法》（2008年修订）。
自动化与仪器仪表
目录
• 自动化概述 • 仪器仪表概述 • 自动化与仪器仪表的关联 • 自动化与仪器仪表的实际应用案例
01
自动化概述
自动化的定义与特点
定义
自动化是指机器或装置在无人干 预的情况下，按照规定的程序或 指令自动进行操作或控制的过程 。
特点
自动化能够提高生产效、降低 成本、减少人工干预、提高产品 质量和生产安全。
携带和集成到其他系统中。
仪器仪表在自动化中的作用
实现生产过程的监测和控制
仪器仪表能够实时监测生产过程，并将数据反馈给控制系统，实 现对生产过程的精确控制。
提高生产效率和产品质量
仪器仪表能够提供精确的测量数据，帮助企业优化生产过程，提高 生产效率和产品质量。
保障生产安全
仪器仪表可以监测生产过程中的异常情况，及时发出警报，保障生 产安全。
04
自动化与仪器仪表的实际 应用案例
工业自动化中的仪器仪表应用
01
02
03
04
自动化生产线监控
仪器仪表用于实时监测生产线 上各种设备的状态和参数，确
保生产流程的稳定运行。
能源管理
通过仪器仪表对工厂能源使用 进行监测和优化，降低能耗，
提高能源利用效率。
质量检测
仪器仪表用于检测产品各项性 能指标，确保产品质量符合标
环境监测中的自动化与仪器仪表应用
大气监测
仪器仪表用于检测空气中的污染物浓 度，评估空气质量。
水质监测
对饮用水、河流、湖泊等水体的水质 进行实时监测。
噪声监测
对城市或特定区域的噪声污染进行监 测和评估。
土壤监测
检测土壤中的重金属、农药残留等污 染物，评估土壤质量。
化工仪表自动化(自己总结的)
第一章1.化工自动化:是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。
在化工设备上，配备上一些自动化装置，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，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。
意义：（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）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
2、化工自动化的主要内容：包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
3.自动控制系统：对生产中某些关键性参数进行自动控制，使他们在受到外界干扰的影响而偏离正常状态时，能自动的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。
4、自动控制系统主要组成：测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
测量元件与变送器：用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号（如气压信号、电压、电流信号等）；控制器：将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的给定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号送住执行器。
执行器：能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入（或流出）被控对象的物料量或能量，从而克服扰动影响，实现控制要求。
被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做被控对象。
被控变量：被控对象内要求保持给定值的工艺参数。
给定值：被控变量的预定值。
操纵变量：受控制阀操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持给定值的物料量或能量。
5.方块图：是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。
6.图所示为一反应器温度控制系统示意图。
化工仪表及自动化
06
未来化工仪表及自动化的发展趋势
利用高强度、耐腐蚀、耐高温等高性能材料，提高化工仪表的耐用性和稳定性。
高性能材料
复合材料
智能材料
利用复合材料的特点，结合多种材料的优点，开发出具有特殊功能的化工仪表。
利用智能材料的自适应和自修复功能，提高化工仪表的自我调节和故障应对能力。
03
02
01
实现化工设备和仪表的动化技术能够提高生产过程的安全性。通过实时监测和控制各种参数，可以及时发现潜在的安全隐患，避免事故发生。此外，自动化技术还能够减少人工操作失误，降低事故发生的概率。
环保问题
化工生产过程中会产生大量的废气、废水和固体废弃物，对环境造成严重污染。通过使用环保型的化工仪表和自动化技术，可以减少废物的产生和排放，降低对环境的负面影响。同时，自动化技术还能够提高生产效率，减少能源消耗，进一步降低环境污染。
系统集成与调试
01
03
02
04
问题诊断与解决
一旦发现问题，及时进行故障诊断，采取有效措施予以解决，确保系统稳定可靠。
文档整理
整理调试过程中的相关资料和记录，形成完整的文档，为后续维护和管理提供依据。
优化建议
根据调试结果和实际运行情况，提出针对性的优化建议，提高系统的性能和可靠性。
调试步骤
按照设计要求对每个环节进行逐一调试，检查系统的功能和性能是否达到预期目标。
05
化工仪表及自动化在生产中的应用
物位仪表
物位仪表用于测量液体或固体物料的位置或高度。在化工生产中，物位控制对于防止溢料和空料至关重要。
温度仪表
在化学反应过程中，温度是关键的控制参数。通过温度仪表，可以实时监测反应温度，确保温度稳定在最佳范围内。
自动化仪表培训(全)
制，确保水力发电的稳定运行。
2024/1/27
03
自动化仪表在新能源发电中的应用
在风能、太阳能等新能源发电中，自动化仪表可实现对风力机组、光伏
板等设备的自动控制和优化运行。
31
冶金行业应用案例
自动化仪表在钢铁冶炼中的应用
通过自动化仪表对高炉、转炉等冶炼设备的温度、压力、流量等参数进行实时监测和控
制，提高钢铁冶炼的效率和产品质量。
纺织机械运行过程中需要监测和控制 多个参数，如张力、速度、温度等， 自动化仪表可实现这些参数的自动调 节和优化控制，提高纺织品的生产效 率和质量。
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THANKS
感谢观看
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熟悉模拟信号的特点及处理方法 ，如放大、滤波、转换等。
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数字信号处理
了解数字信号的优势及处理方法， 如采样、量化、编码等。
信号处理算法
掌握常见信号处理算法的原理及应 用，如傅里叶变换、滤波算法等。
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03
自动化仪表组成及功 能
2024/1/27
11
输入设备与输出设备
输入设备
将各种非电量信号转换为电量信号的装置，如温度传感器、压力传感器等。
2024/1/27
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调试方法及验收标准
要点一
安全性评估
评估仪表在异常情况下的安全性能，如过载保护、断电保 护等。
要点二
文档资料
检查供应商提供的文档资料是否齐全，如使用说明书、合 格证等。
2024/1/27
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05
自动化仪表操作与维 护保养
2024/1/27
25
操作规程和注意事项
仪表自动化基础知识
其中第三种分类方法最普遍
二、自动控制系统分类
（一）按被控变量分类
被控变量
温度控制系统 T
压力控制系统 P
液位控制系统 L
流量控制系统 F
……
温度控制系统
它由蒸汽加热器、温 度变送器、调节器和蒸 汽流量阀组成。控制目 标是保持出口温度恒定。 当进料流量或温度等因 素的变化引起出口物料 的温度变化时，通过温 度仪表测得的变化，并 进料 将其信号送至调节器与 给定值进行比较，调节 器根据其偏差信号进行 运算后将控制命令送至 调节阀，改变蒸汽量维 持出口温度。
测量仪表的品质指标
举例
例1-1 某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表 时得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对百分 误差与准确度等级。 解 该仪表的相对百分误差为
4 100% 0.8%
700 200
如果将该仪表的δ去掉“±”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。
图1-1 测量仪表的变差
测量仪表的品质指标
3.灵敏度与灵敏限
仪表的灵敏度是指仪表指针的线位移或角位移，与引 起这个位移的被测参数变化量的比值。
仪表的灵敏限是指能引起仪表指针发生动作的被测参 数的最小变化量。通常仪表灵敏限的数值应不大于仪表允 许绝对误差的一半。
测量仪表的品质指标
4.反应时间
反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变 化的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能 给出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。
给定值x按照已知规律(时间函数)变化的系统 称为程序控制系统，又称顺序控制系统。
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CHAPTER 05
自动化仪表在工业生产中的 应用案例
石油化工行业应用案例
原油储罐液位测量
采用雷达液位计进行连续测量，实现 高精度、高可靠性的液位监测。
化学反应釜温度控制
采用温度变送器和控制器实现精确控 温，确保产品质量和生产安全。
石油管道流量测量
采用质量流量计进行贸易交接计量， 确保计量准确、公正。
CHAPTER 04
自动化仪表选型与使用注意 事项
选型原则及步骤
明确测量需求
根据工艺要求，确定测量参数（如压力、温 度、流量等）及测量范围。
选择合适型号
根据测量需求和仪表性能，选择适合的型号 和规格。
了解仪表性能
熟悉不同类型自动化仪表的测量原理、精度 等级、稳定性等性能指标。
考虑环境因素
根据安装环境和使用条件，选择具有相应防养建议
使用注意事项
遵守操作规程，避免超量程使用；保持仪表清洁干燥，防止腐蚀和损 坏。
日常维护
定期检查仪表显示是否正常，接线是否松动；清理表面积尘和油污等 杂物。
定期保养
按照厂家推荐的保养周期和方法进行保养，包括更换易损件、清洗内 部管路等。
故障处理
发现故障时及时停机检查，根据故障代码或现象判断故障原因并排除 ；若无法自行解决，请联系厂家或专业维修人员进行维修。
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目 录
• 自动化仪表概述 • 自动化仪表基本原理 • 自动化仪表组成结构 • 自动化仪表选型与使用注意事项 • 自动化仪表在工业生产中的应用案例 • 自动化仪表市场前景与发展趋势
CHAPTER 01
自动化仪表概述
定义与分类
定义
自动化仪表是用于测量、显示、 记录和控制各种工业过程参数的 设备，具有自动化、智能化、高 精度等特点。
化工仪表自动化基础知识
④节流装置应正确安装。
⑤接至差压变送器的差压应该与节流装置前后差压相一致，这就需要正确安装 压信号管路。（如后面图示）
(2)靶式流量计F≈K*Q
(3)转子流量计
转子流量计示意图
靶式流量计示意图
(4)涡轮流量计
(5)电磁流量计
电磁流量计工作原理图
涡轮流量计示意图
(6)旋涡流量计q=f/k (7)超声波流量计∆t≈2Lv/c2
电容式压力传感 器示意图 压电式压力传感器结构示意图
DTC二O .流量检测及仪表
分类 1、速度式流量计（差压式流量计、转子式流量计、电磁流量计、涡轮流量计、堰 式流量计） 2、容量式流量计（椭圆齿轮流量计（罗茨）、活塞式流量计） 3、质量流量计 4、热导式流量计
（1）、速度式流量计 （1）节流装置—包括孔板、喷嘴和文丘管 Q=K*Sqr(∆P)
过程参数仪表位号的字母代号如下：
字母
A B C D E F G H I J K L M N P Q R S T U V W
第一位字母 被测变量或初始变量
分析 喷嘴火焰 电导率 密度或重度 电压（电动势） 流量 尺度（尺寸） 手动 电流 功率 时间或时间程序 物位 水份或湿度 浓度 压力或真空 数量或件数 放射性 速度或频率 温度 多变量 拈度 重量或力
2、常用压力检测仪表
（1）弹性式压力表
①膜片
②波纹管波纹管
③弹簧管弹簧管
平薄膜 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管
(2)压力传感器
①应变片式压力传感 器 ②压电式压力传感器 ③压阻式压力传感器 ④电容式压力传感器 ⑤集成式压力传感器
箔式应变片
弹簧管压力表
压阻式集成传感器 检测元件示意图
(2024年)仪表自动化全部课程
2024/3/26
1
目录
2024/3/26
• 仪表自动化概述 • 传感器与执行器技术 • 测量与控制技术 • 显示与记录技术 • 系统集成与通信技术 • 故障诊断与维护保养技术
2
01
仪表自动化概述
2024/3/26
3
定义与发展历程
定义
仪表自动化是指利用先进的测量、控制技术和自动化设备，对工业生产过程中 的各种参数进行实时检测、控制和管理，实现生产过程的自动化和智能化。
13
流量测量与控制手段
流量测量原理
介绍流量测量的基本原理，包括 体积流量和质量流量的测量方法。
2024/3/26
流量计类型及应用
详细介绍各种流量计的工作原理、 特点及应用，如差压式流量计、涡 轮流量计、电磁流量计等。
流量控制手段
探讨流量控制的基本手段，包括节 流控制、调速控制和旁路控制等， 以及PID控制算法在流量控制中的应 用。
数字式显示仪表使用方法
02
首先将被测量转换为数字信号，然后通过数字电路进行放大、
运算等处理，最后在显示器上以数字形式显示出来。
数字式显示仪表应用
03
适用于需要高精度测量和控制的场合，如精密制造、航空航天、
能源化工等领域。
17
数据记录和处理技术
01
数据记录技术
通过测量转换装置将被测量转换为电信号，然后经过模数转换将数据以
现场总线技术在系统集成中的作用
通过现场总线技术，可以将现场仪表、执行器、传感器等设备连接起来，实现设备之间的信息共享和协同工作。 同时，现场总线技术还可以将现场设备与上层控制系统连接起来，实现控制系统的远程监控和管理。
2024/3/26
仪表自动化知识
仪表自动化知识仪表自动化是指通过使用仪表设备和自动化控制系统，对各种工业过程进行监测、测量和控制的一种技术。
这项技术的应用范围非常广泛，涉及到能源、化工、制药、环保、交通等各个领域。
在工业生产过程中，仪表自动化起着至关重要的作用。
它能够实时监测生产过程中的各项参数，如温度、压力、流量等，并将这些数据传输给控制系统，从而实现对生产过程的准确控制。
仪表自动化系统还可以根据预设的参数，自动调节设备的运行状态，以达到最佳的生产效果。
仪表自动化的核心是仪表设备。
仪表设备是一种用于测量、记录和显示各种工艺参数的装置。
常见的仪表设备有温度计、压力表、液位计、流量计等。
这些设备通过传感器将被测参数转化为电信号，然后经过放大、滤波等处理，最终显示在仪表面板上。
仪表设备的准确性和可靠性对于生产过程的控制至关重要，因此在选择和使用仪表设备时，需要考虑其精度、稳定性和抗干扰能力等因素。
除了仪表设备，仪表自动化还离不开自动化控制系统。
自动化控制系统是由计算机、PLC、DCS等组成的一种控制装置，它可以接收仪表设备传输过来的数据，并根据预设的控制策略，对生产过程进行调节。
自动化控制系统的优势在于它能够实现对多个参数的同时控制，并且可以根据实际情况进行智能调节，提高生产效率和产品质量。
仪表自动化技术的发展使得工业生产过程更加智能化和高效化。
通过使用仪表自动化系统，可以实现生产过程的实时监测和控制，提高生产效率和产品质量，减少人工操作的错误和疏忽。
此外，仪表自动化还可以减少人力资源的投入，降低生产成本，提高企业的竞争力。
然而，仪表自动化也面临一些挑战和问题。
首先，仪表自动化系统需要经过精确的校准和调试，以确保测量结果的准确性。
其次，仪表设备的寿命有限，需要定期检修和更换，以保证系统的正常运行。
此外，由于仪表自动化系统的复杂性和高可靠性要求，对于技术人员的要求也较高，需要具备一定的专业知识和技能。
总的来说，仪表自动化是一项重要的工业技术，它能够实现对生产过程的准确监测和控制，提高生产效率和产品质量。
自动化仪表及系统
自动化仪表及系统1. 简介自动化仪表及系统是指将计算机技术与仪表控制技术相结合，实现自动化控制和监测的系统。
自动化仪表及系统广泛应用于工业领域，可以提高生产效率、降低成本、提高产品质量和安全性。
2. 自动化仪表的分类自动化仪表可以根据其功能和应用领域进行分类。
2.1 过程控制仪表过程控制仪表主要用于对工业生产过程中各种参数进行测量和控制。
常见的过程控制仪表有压力传感器、温度传感器、流量计等。
这些仪表可以实时监测生产过程中的各种参数，并通过控制系统对参数进行调整，以实现生产过程的自动化控制。
2.2 环境监测仪表环境监测仪表用于实时监测环境中的各种参数，如温度、湿度、气体浓度等。
这些仪表可以帮助我们了解环境状况，并采取相应措施进行调整，以保持良好的环境质量。
2.3 实验室仪器实验室仪器是指用于科学研究和实验室工作的仪器设备。
如离心机、pH计、天平等。
这些仪器可以帮助科研人员进行实验和研究工作，并提供精确的实验数据。
3. 自动化仪表系统的特点自动化仪表系统具有以下几个特点：3.1 高精度自动化仪表系统采用先进的传感器和测量技术，能够实现高精度的测量和控制。
3.2 多功能自动化仪表系统可以同时完成多种测量和控制任务，提高工作效率和生产能力。
3.3 实时监测自动化仪表系统能够实时监测参数的变化，并及时做出相应的调整，保证生产过程的稳定性和安全性。
3.4 网络化自动化仪表系统可以通过网络与其他设备进行连接和通信，实现远程监控和控制。
4. 自动化仪表系统的应用自动化仪表系统在各个领域都有广泛的应用，包括工业生产、环境监测、医疗卫生、科学研究等。
4.1 工业生产在工业生产中，自动化仪表系统可以监测和控制各种参数，如温度、压力、流量等，保证生产过程的稳定性和产品质量。
4.2 环境监测自动化仪表系统可以用于环境监测，如监测大气污染、水质污染等，及时发现问题并采取相应措施。
4.3 医疗卫生自动化仪表系统在医疗卫生领域的应用也日益广泛，如医用仪器设备的监测和控制、患者监测等。
仪表自动化专业介绍
仪表自动化专业介绍
仪表自动化专业是一门涉及多个领域的交叉学科，旨在培养具备自动化仪表及控制系统的设计、研发、应用和工程管理能力的高素质技术人才。
该专业主要课程包括：电工电子技术、自动控制原理、传感器原理及应用、过程控制与自动化仪表、智能仪表与检测技术、计算机控制技术等。
学生通过学习这些课程，将掌握自动化仪表及控制系统的基本理论和应用技术，具备自动化仪表的设计、开发、调试和应用能力，以及解决实际工程问题的能力。
就业方向上，仪表自动化专业毕业生可在化工、石油、电力、轻工、机械、环保、航空航天、信息处理等领域从事自动化仪表的设计、研发、调试、运行和维护等方面的工作。
此外，随着工业和智能制造的快速发展，仪表自动化专业毕业生在智能制造、物联网、机器人等领域也有着广阔的就业前景。
总的来说，仪表自动化专业是一门应用广泛、发展前景良好的专业，对于喜欢自动化技术、仪表控制和工程管理的学生来说是一个不错的选择。
化工仪表及自动化
自动化控制系统组成及工作原理
传感器与执行器
传感器负责检测化工过程中的各种参 数（如温度、压力、流量等），将参 数转换为标准信号；执行器根据控制 信号对化工过程进行调节。
控制器
通信网络
实现控制器、传感器、执行器之间的 数据传输，构建自动化控制系统的信 息通道。
接收传感器信号，按照预设的控制算 法进行计算，输出控制信号给执行器 。
按照厂家提供的安装说明进行正确安装， 确保化工仪表安装牢固、接线正确。
定期校准
加强维护
定期对化工仪表进行校准，确保其测量精 度和稳定性，避免因误差过大而影响生产 安全。
加强日常维护和保养工作，及时发现并处 理潜在问题，确保化工仪表长期稳定运行 。
05 化工仪表的发展 趋势与挑战
发展趋势分析
智能化
集成化
化工仪表不断向集成化方向发展，将多个测量参数集成在 一个仪表中，方便用户使用和管理，同时降低了成本。
当前面临的挑战与问题
化工生产涉及高温、高压、易燃易爆等危险因素，对 仪表的安全性要求极高。如何确保仪表在恶劣环境下
的稳定运行是当前面临的挑战之一。
输入 可靠标性题问题
化工生产连续性强，一旦仪表出现故障，可能导致整 个生产线的停工。提高仪表的可靠性和稳定性是亟待 解决的问题。
02 化工仪表基础知 识
测量原理与方法
直接测量与间接测量
直接测量是直接获取被测量的值，如温度、压力的直接读 取；间接测量则是通过测量与被测量有确定函数关系的其 他量，再经过计算得到被测量的值。
接触式测量与非接触式测量
接触式测量是测量仪表与被测介质直接接触，如热电偶测 量温度；非接触式测量是测量仪表不与被测介质接触，如 红外测温仪。
仪表自动化基础知识
仪表自动化基础知识是现代工业控制领域最为基础，也是最为重要的一部分。
在工业生产中，仪表自动化系统可以实现生产过程的自动化控制，提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量。
因此，对于从事工业自动化的工程师来说，熟悉仪表自动化的基础知识是必不可少的。
一、什么是仪表自动化仪表自动化是一种利用各种传感器、计量元件、执行机构和控制器等，对自动化过程的各种参数进行检测、测量、采集和控制的技术系统。
通过实测信号的采集、放大、处理、转换和输出，使各种工业过程达到精确、稳定、可靠的自动化控制，以满足工业生产需求。
二、仪表自动化的组成1. 传感器与信号调理器传感器是仪表自动化系统的核心部分，传感器能将各种物理量转化为电工信号输出，比如温度、压力、流量、液位等等。
信号调理器则是负责将传感器输出的信号放大、滤波、线性化、隔离等等处理，以保证信号的可靠和精度。
2. 控制器控制器是仪表自动化系统中的主要处理器，其核心在于根据传感器采集到的数据，对被控制对象进行自动控制或报警。
常见的控制器有PLC、DCS、SCADA等。
3. 执行机构执行机构是仪表自动化系统的末端执行部分，其主要功能是对被控制对象进行调节或操作。
常见的执行机构有阀门、泵、电机等。
三、常见的仪表类型与应用场景1. 温度仪表温度仪表用于实时检测温度变化，并将温度信号转化为工业过程所需的标准化信号。
常见的应用场景有炉温、水温等工业过程的自动控制。
2. 压力仪表压力仪表用于实时检测压力变化，并将压力信号转化为工业过程所需的标准化信号。
常见的应用场景有管道、容器等工业过程的自动控制。
3. 流量仪表流量仪表用于实时检测流量变化，并将流量信号转化为工业过程所需的标准化信号。
常见的应用场景有化工、环保等工业过程的自动控制。
4. 液位仪表液位仪表用于实时检测水平面高度，并将液位信号转化为工业过程所需的标准化信号。
常见的应用场景有仓储、输送等工业过程的自动控制。
四、仪表自动化的优势1. 提高生产效率仪表自动化系统可以实现生产过程的自动化控制，大大提高生产效率，并将人员从单调、重复的生产过程中解放出来，转向更加高效的管理和技术操作。
2024版自动化仪表与过程控制培训教材
01
反馈控制原理
将被控变量的测量值与设定值进 行比较，根据偏差进行调节，使
被控变量稳定在设定值附近。
02
前馈控制原理
根据扰动量的大小和方向，提前 对系统进行调节，以减小或消除
扰动对被控变量的影响。
03
过程控制方法
包括PID控制、模糊控制、神经 网络控制等，根据被控对象的特 点和控制要求选择合适的控制方
制定维护保养计划表
将维护保养内容按照周期进行排列， 形成计划表，方便执行和检查。
明确维护保养内容
包括仪表的清洁、润滑、紧固、调整 以及防腐等。
常见故障类型及诊断方法
01
仪表无指示或指示异常
检查电源、信号线路、传感器 等是否正常，判断是否为仪表
内部故障。
02
仪表控制失灵
检查控制阀门、执行器等是否 正常，判断是否为控制系统故
自动化仪表与过程控制培训教 材
目录
• 自动化仪表概述 • 过程控制基本原理 • 自动化仪表选型与安装 • 过程控制系统设计与实施 • 自动化仪表维护与故障排除
目录
• 过程控制系统优化与升级 • 培训教材编写与使用方法
01
自动化仪表概述
自动化仪表定义与分类
01
自动化仪表定义
02
自动化仪表分类
自动化仪表是一种能够自动完成测量、控制、显示、记录等功能的设 备，广泛应用于各种工业自动化领域。
性能评估模型构建
03
基于数据分析，构建性能评估模型，对系统性能进行量化评估。
优化策略制定及实施效果评估
1 2
瓶颈分析 针对系统性能瓶颈，进行深入剖析，找出制约因 素。
优化方案制定 根据瓶颈分析结果，制定针对性的优化方案。
自动化仪表基础知识
显示仪表
生产过程
检测仪表
执行器
调节仪表
如图G： 检测仪表： 测量某些工艺参数如压力、温度、电压、频率、振动等。 显示仪表：指针式、数字式记录仪、工业电视、图象显示器 集中控制装置：包括巡回调节仪、程序控制仪、可编程序调节器、可编程序控制器 调节仪表根据需要对信号进行运算如放大、积分、微分等，也包括各种气动、电动调节器及用来代替调节器的微处理机。 执行器：接受调节系统的来的信号或直接来自操作人员的指令，对生产过程进行操作和控制。包括各种电、液、气动执行机构和调节阀、开关等。
怎样选择压力表的测量上限 压力表低于1/3量程部分，精度较低，不宜使用。 选择压力表的测量上限时，一般应大于最高使用压力的1/3，目的是为了保证压力表安全可靠地工作，维护其使用寿命。 选择使用范围时，最高不得超过刻度盘满刻度的3/4。选用标尺全量程的1/3-2/3之间为宜，因为这一使用范围，准确程度较高，又适合平稳、波动两种负荷下兼可使用。
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。
常用温度计的种类
0-3500 200-2000
光学探测 热电探测
红外线
400-2000 700-3000 900-1700
辐射式 光学式 比色式
辐射式
非接触式 测温仪表
自动化仪表
自动化仪表1.自动化仪表是一种能够自动监测、测量和控制过程变量的仪器。
它被广泛应用于各个行业，从工业生产到实验室研究，都离不开自动化仪表的支持。
本文将介绍自动化仪表的基本原理、常见类型以及应用领域。
2. 基本原理自动化仪表的基本原理是通过检测物理量，并将检测到的信号转换为可读取的电信号或数字信号。
它们通常由传感器、信号处理器和控制器等组件组成。
传感器负责将被测量的物理量转换为电信号。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、液位传感器等。
这些传感器可以根据被测量的物理量的不同采用不同的测量原理，如热敏效应、压阻效应等。
传感器输出的电信号经过信号处理器进行处理和放大，以便更好地满足控制要求。
信号处理器可以对信号进行滤波、放大、线性化等操作，使其具有更好的稳定性和准确性。
控制器通常是一个集成电路，负责从信号处理器接收信号，并根据预设的控制策略对被测量物理量进行控制。
控制器可以根据需要输出控制信号，如改变阀门开度、调节电机转速等。
3. 常见类型根据测量的物理量不同，自动化仪表可以分为多种类型。
以下是几种常见的自动化仪表类型：3.1 温度仪表温度仪表用于测量温度。
常见的温度仪表包括温度传感器和温度控制器。
温度传感器可以分为接触式和非接触式两种，分别用于接触式和非接触式温度测量。
温度控制器根据测量的温度信号进行控制，可以实现自动温度调节。
3.2 压力仪表压力仪表用于测量压力。
常见的压力仪表包括压力传感器和压力控制器。
压力传感器通常采用应变片或电容效应来测量压力，然后将测量到的电信号转换为数字信号。
压力控制器可以根据测量的压力信号控制阀门或泵等装置。
3.3 流量仪表流量仪表用于测量流体的流量。
常见的流量仪表包括流量传感器和流量控制器。
流量传感器可以根据流体对传感器的影响（如湿度、电导率等）进行测量，然后将测量到的信号转换为数字信号。
流量控制器可以根据测量的流量信号控制阀门或泵等装置。
4. 应用领域自动化仪表在各个行业中都有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：4.1 工业生产在工业生产中，自动化仪表被广泛用于实时监测和控制生产过程中的各种变量。
《自动化与仪器仪表》课件
感谢观看
总结词：自动化技术的应用领域非常广泛，包括工业自动化、农业自动化、军事自动化、交通自动化和家庭自动化等。
02
仪器仪表的种类与原理
节流式流量计、涡轮式流量计、电磁式流量计、超声波流量计等。
种类
基于不同的物理原理，如节流原理、电磁感应原理、超声波传播原理等，测量流体流量。
原理
广泛应用于石油、化工、电力、环保等领域，用于测量流体流量，监控生产过程。
控制与调节
仪器仪表能够实时监测系统的能耗情况，通过优化控制策略，降低能源消耗，提高经济效益。
节能降耗
随着物联网、云计算等技术的发展，仪器仪表将越来越智能化，能够实现远程监控、数据挖掘等功能。
智能化
集成化
可靠性
节能环保
随着工业自动化的发展，仪器仪表将越来越集成化，能够实现多种参数的测量和控制。
随着工业生产对安全稳定性的要求越来越高，仪器仪表的可靠性将越来越受到重视。
《自动化与仪器仪表》ppt课件
自动化技术概述仪器仪表的种类与原理自动化与仪器仪表的结合应用自动化与仪器仪表的实际案例
contents
目录
01
自动化技术概述
自动化的定义是指机器或装置在无人干预的情况下，按照规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。其特点包括高效性、准确性、可靠性和快速响应等。
总结词
02
原理
基于不同的物理原理，如热胀冷缩原理、热电效应原理、红外辐射原理等，测量温度。
03
自动化与仪器仪表的结合应用
用于测量和控制系统中的温度，如热电阻、热电偶等。
温度仪表
用于测量和控制系统中的压力，如压力传感器、压力表等。
压力仪表
用于测量和控制系统中流体流量，如涡街流量计、电磁流量计等。
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仪表自动化概述
仪表自动化是指利用先进的技术手段和设备，将传感器、执行器、控制器等相关设备连接起来，实现对生产过程中各种参数的监测、控制和调整。
通过自动化技术的应用，可以提高生产效率、降低能耗、提升产品质量，增加企业的竞争力和盈利能力。
一、仪表自动化的基本原理与组成
仪表自动化系统基本原理是通过传感器将被测量的物理量转换为电信号，经过信号调理和放大后，送入控制器进行处理与分析，再通过执行器实现对工艺参数的调整，从而实现对生产过程的自动控制。
仪表自动化系统主要由以下几个组成部分构成：
1. 传感器：用于测量被控制的物理量，如温度、压力、液位等。
常用的传感器有温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
2. 信号转换与调理装置：用于将传感器输出的物理量信号，转换为标准信号，并对其进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的精度和稳定性。
3. 控制器：负责对信号进行处理、分析与决策，并输出控制指令。
常用的控制器有PID控制器、PLC（可编程逻辑控制器）等。
4. 执行器：根据控制器的指令，对工艺参数进行调整，如阀门的开关、电机的启停等。
二、仪表自动化的应用领域
仪表自动化广泛应用于各个行业的生产过程控制中，具有以下几个主要应用领域：
1. 工业生产：在化工、石油、电力、冶金等行业中，仪表自动化系统可以实现对生产过程中的温度、压力、流量、液位等参数的精确测量和控制，提高生产效率，降低生产成本。
2. 环境监测：应用仪表自动化技术可以实现对空气质量、水质、噪音等环境参数的实时监测与调控，保护环境、保障人民健康。
3. 建筑自动化：在楼宇、住宅、商业建筑等领域中，仪表自动化系统可以实现对照明、空调、电梯、安防等设备的智能控制，提供更加舒适、安全和节能的环境。
4. 运输与物流：应用仪表自动化技术可以实现对交通流量、货物追踪、仓储管理等的自动监测与控制，提高物流效率，降低运输成本。
三、仪表自动化的发展趋势
随着科技的不断进步和应用需求的提升，仪表自动化技术也在不断发展演进。
未来，仪表自动化的发展趋势主要体现在以下几个方面：
1. 无线通信：传统的仪表自动化系统通常采用有线传输方式，未来将更加广泛应用无线传输技术，提高系统的可靠性和灵活性。
2. 大数据与云计算：利用大数据技术和云计算平台，对仪表自动化系统采集的数据进行分析和处理，实现对生产过程的优化和预测，提高生产效率和产品质量。
3. 智能化与人工智能：引入人工智能技术，使仪表自动化系统能够根据实时数据进行自学习和智能决策，提高自动控制的准确性和灵活性。
4. 物联网与边缘计算：将仪表自动化系统与物联网技术相结合，实现设备之间的互联互通和远程监控，同时借助边缘计算技术，实现设备智能化的分布式计算和协同控制。
综上所述，仪表自动化作为现代工业控制的重要手段，已经在各个行业得到广泛应用。
随着科技的进步和需求的不断发展，仪表自动化技术在未来将继续发展创新，为工业生产、环境监测、建筑与交通等领域带来更多的便利和效益。