仪表与自动化控制41页PPT
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化工仪表及其自动化控制课件_执行器共64页PPT
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
化工仪表及其自动化控制课件 _执行器
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
15、机会是不守纪律的。——雨果
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
化工仪表及其自动化控制课件 _执行器
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
化工仪表及自动化ppt课件
控制系统实施
选用适当的控制器和执行器，搭建液位控制系统，并进行调试和优 化。
06
化工仪表及自动化
的未来发展趋势
化工仪表及自动化的技术发展趋势
智能化
随着人工智能和机器学习技术的发展，化工仪表将实现更高程度的智 能化，包括自适应控制、智能故障诊断和预测性维护等功能。
高精度化
化工生产对仪表的测量精度要求越来越高，未来化工仪表将实现更高 精度的测量，以满足生产过程中的严苛要求。
化工仪表的选型与
安装
化工仪表的选型原则与方法
满足工艺要求
根据工艺流程、介质特性、测量范围等选择合适的仪表类型。
可靠性
选择经过长期实践验证、技术成熟、性能稳定的仪表。
化工仪表的选型原则与方法
化工仪表的选型原则与方法
01
选型方法
02
了解工艺流程和介质特性，确定测量需求 和测量范围。
03
收集各种类型仪表的性能参数、价格等信 息，进行对比分析。
压力传感器选择
01
根据测量范围和精度要求，选择合适的压力传感器，如压电传
感器、应变片等。
控制策略设计
02
根据工艺要求，设计合理的控制策略，如PID控制、自适应控制
等。
控制系统实施
03
选用适当的控制器和执行器，搭建压力控制系统，并进行调试
和优化。
案例三：流量控制系统的设计与实施
流量计选择
根据测量介质和流量范围，选择合适的流量计， 如涡街流量计、电磁流量计等。
化工仪表在工业生产中的重要性
01
02
03
04
保障生产安全
通过实时监测和报警，避免生 产过程中的危险情况。
提高生产效率
选用适当的控制器和执行器，搭建液位控制系统，并进行调试和优 化。
06
化工仪表及自动化
的未来发展趋势
化工仪表及自动化的技术发展趋势
智能化
随着人工智能和机器学习技术的发展，化工仪表将实现更高程度的智 能化，包括自适应控制、智能故障诊断和预测性维护等功能。
高精度化
化工生产对仪表的测量精度要求越来越高，未来化工仪表将实现更高 精度的测量，以满足生产过程中的严苛要求。
化工仪表的选型与
安装
化工仪表的选型原则与方法
满足工艺要求
根据工艺流程、介质特性、测量范围等选择合适的仪表类型。
可靠性
选择经过长期实践验证、技术成熟、性能稳定的仪表。
化工仪表的选型原则与方法
化工仪表的选型原则与方法
01
选型方法
02
了解工艺流程和介质特性，确定测量需求 和测量范围。
03
收集各种类型仪表的性能参数、价格等信 息，进行对比分析。
压力传感器选择
01
根据测量范围和精度要求，选择合适的压力传感器，如压电传
感器、应变片等。
控制策略设计
02
根据工艺要求，设计合理的控制策略，如PID控制、自适应控制
等。
控制系统实施
03
选用适当的控制器和执行器，搭建压力控制系统，并进行调试
和优化。
案例三：流量控制系统的设计与实施
流量计选择
根据测量介质和流量范围，选择合适的流量计， 如涡街流量计、电磁流量计等。
化工仪表在工业生产中的重要性
01
02
03
04
保障生产安全
通过实时监测和报警，避免生 产过程中的危险情况。
提高生产效率
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
“仪表与自动控制系统”PPT教案课件
量
处理并将之转换为一个开关信号。 故障现象及处理方法：发生误报警，主要原因是
由于该音叉液位开关采用220伏供电电源失电造
成。处理方法是检查音叉液位开关供电电源。
物位测量仪表
3、振动式物位开关
功能：用于固体罐中高低料位的显示和检测。
原理：振动棒是一个机械共振系统，它由一个电子线路进
位 行激励并保持共振，被测介质达到并部分覆盖住探头时，
流量测量仪表
3、电磁流量计 功能：用于导电液体流量测量。 原理：在传感器内部有磁线圈，通电后产生磁场，导电液体在 磁场中做切割磁力线运动，在垂直于磁场及流速的方向上产生 电动势，其大小与流速成正比。经放大转换成开关信号和标准 电信号输出。 故障现象及处理方法： （1）现象：管道中无流量，但显示不为0。主要原因：管道 空管造成。解决方法：将管道充满液体。 （2）现象：流量计显示的瞬时流量与工控机显示的数据不同。 主要原因：流量计的量程与工控机量程设置不同。解决方法： 更改流量计或工控机的量程使其数值一致。 （3）现象：管道中有流量，但显示为0。主要原因：传感器 电极附着层过厚。解决方法：将传感器电极上的附着物清除。
流量计标校装置
物位测量仪表
物位测量仪表在配制站、注入站、中转站、联 合站中具有非常重要的作用。应用物位测量仪表能 够准确的监测液位、油水界面，为正常生产提供可 靠依据，减轻工人的劳动强度，因此物位测量仪表 一直受到人们的普遍重视。
物位测量分为位式测量和连续测量 位式测量是物位达到某一高度时，仪表发出信 号，这个物位高度被确定为一个固定的检测点，并 被转换为开关信号。 连续测量用于指示在某一范围内的任意检测点。
泵，另有一个控制液位下限用于停止排污泵。注
意事项是在浮动开关所波及到的位置不能有障碍
化工仪表及自动化全套课件完整ppt课件完整版(2024)
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。
9
02
自动化基础知识
2024/1/29
10
自动化概念及原理
2024/1/29
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。
2024/1/29
39
现场总线技术实践
2024/1/29
01 02 03
现场总线概述
现场总线是一种用于连接智能现场设备和自动化系统的全 数字、双向、多站的通信系统。它将传统的4-20mA模拟 信号传输方式转变为数字信号传输方式，提高了信号传输 的准确性和可靠性。
现场总线技术实践
在化工生产中，现场总线技术被广泛应用于设备间的通信 和数据传输。通过现场总线技术，可以实现设备间的实时 数据交换和远程控制，提高生产过程的透明度和可控性。
控制器
接收变送器输出的标准信号，与
设定值进行比较，得到偏差信号 ，并根据偏差信号的大小和方向
输出控制信号。
执行器
接收控制器输出的控制信号，动 作改变被控对象的参数。
测量元件
用于测量被控对象的各种工艺参 数，如温度、压力、流量等。
被控对象
需要实现自动控制的机器设备、 系统或过程。
2024/1/29
12
易于维护
化工仪表需要定期维护和校准，因此需要具备易于维护的特 点。
8
化工仪表发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，化 工仪表将越来越智能化，能够 实现自适应控制、远程监控等
功能。
2024/1/29
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。
9
02
自动化基础知识
2024/1/29
10
自动化概念及原理
2024/1/29
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。
2024/1/29
39
现场总线技术实践
2024/1/29
01 02 03
现场总线概述
现场总线是一种用于连接智能现场设备和自动化系统的全 数字、双向、多站的通信系统。它将传统的4-20mA模拟 信号传输方式转变为数字信号传输方式，提高了信号传输 的准确性和可靠性。
现场总线技术实践
在化工生产中，现场总线技术被广泛应用于设备间的通信 和数据传输。通过现场总线技术，可以实现设备间的实时 数据交换和远程控制，提高生产过程的透明度和可控性。
控制器
接收变送器输出的标准信号，与
设定值进行比较，得到偏差信号 ，并根据偏差信号的大小和方向
输出控制信号。
执行器
接收控制器输出的控制信号，动 作改变被控对象的参数。
测量元件
用于测量被控对象的各种工艺参 数，如温度、压力、流量等。
被控对象
需要实现自动控制的机器设备、 系统或过程。
2024/1/29
12
易于维护
化工仪表需要定期维护和校准，因此需要具备易于维护的特 点。
8
化工仪表发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，化 工仪表将越来越智能化，能够 实现自适应控制、远程监控等
功能。
2024/1/29
自动化仪表PPT课件
02 实现有色金属冶炼过程的自动化控制和优化，提高冶
炼效率和产品质量。
自动化仪表在金属加工中的应用
03
通过自动化仪表对金属加工设备的运行参数进行监控
和调节，确保金属加工精度和质量。
其他行业应用案例
1 2 3
自动化仪表在食品加工中的应用
实现食品加工过程的自动化控制和优化，提高食 品加工效率和质量安全。
选型依据及注意事项
• 经济性：在满足工艺要求的前提下，选择 性价比高的产品。
选型依据及注意事项
01
注意事项
02
了解仪表的性能指标，如测量精度、稳定 性、可靠性等。
03
确认仪表的接口标准、通信协议等是否满 足系统要求。
04
考虑仪表的维护、校准及售后服务等因素 。
安装要求与步骤
01
安装要求
02
安装位置应便于观察、操作和维护。
03
自动化仪表在新能源发电中的应用
通过自动化仪表对风能、太阳能等新能源发电设备的运行参数进行监控
和调节，提高新能源发电的利用率和经济效益。
冶金行业应用案例
自动化仪表在钢铁冶炼中的应用
01
通过自动化仪表对高炉、转炉等设备的运行参数进行
实时监控和调节，提高钢铁冶炼的产量和质量。
自动化仪表在有色金属冶炼中的应用
检查连接线路
检查仪表与控制系统之间的连接线路是否松 动、老化或破损，确保信号传输稳定。
更换易损件
根据使用情况，及时更换仪表中的易损件， 如传感器、电极等。
定期保养计划制定与实施
制定保养计划
根据仪表的使用频率、重要性等因素，制定合理 的定期保养计划。
实施保养措施
按照保养计划，对仪表进行定期的检查、清洁、 校准等保养措施。
炼效率和产品质量。
自动化仪表在金属加工中的应用
03
通过自动化仪表对金属加工设备的运行参数进行监控
和调节，确保金属加工精度和质量。
其他行业应用案例
1 2 3
自动化仪表在食品加工中的应用
实现食品加工过程的自动化控制和优化，提高食 品加工效率和质量安全。
选型依据及注意事项
• 经济性：在满足工艺要求的前提下，选择 性价比高的产品。
选型依据及注意事项
01
注意事项
02
了解仪表的性能指标，如测量精度、稳定 性、可靠性等。
03
确认仪表的接口标准、通信协议等是否满 足系统要求。
04
考虑仪表的维护、校准及售后服务等因素 。
安装要求与步骤
01
安装要求
02
安装位置应便于观察、操作和维护。
03
自动化仪表在新能源发电中的应用
通过自动化仪表对风能、太阳能等新能源发电设备的运行参数进行监控
和调节，提高新能源发电的利用率和经济效益。
冶金行业应用案例
自动化仪表在钢铁冶炼中的应用
01
通过自动化仪表对高炉、转炉等设备的运行参数进行
实时监控和调节，提高钢铁冶炼的产量和质量。
自动化仪表在有色金属冶炼中的应用
检查连接线路
检查仪表与控制系统之间的连接线路是否松 动、老化或破损，确保信号传输稳定。
更换易损件
根据使用情况，及时更换仪表中的易损件， 如传感器、电极等。
定期保养计划制定与实施
制定保养计划
根据仪表的使用频率、重要性等因素，制定合理 的定期保养计划。
实施保养措施
按照保养计划，对仪表进行定期的检查、清洁、 校准等保养措施。
化工仪表及自动化精PPT课件
完善维护计划
制定完善的维护计划，包括定期 检查、保养、校准、调试等内容， 确保系统的长期稳定运行。
建立应急预案
建立完善的应急预案，明确系统 故障时的应对措施和恢复流程， 以最大限度地减少故障对生产的
影响。
06
化工仪表及自动化技术的发展趋势与展望
智能化技术在化工仪表ຫໍສະໝຸດ 的应用智能化传感器01
采用先进的微处理器和人工智能技术，实现传感器信号的自适
执行器的类型与特点
电动执行器
以电动机为驱动元件，通过减速机构将电动机的旋转运动转换为输出轴的直线运动或角位移。具有动作快、精度高、体积 小等优点，但需要电源供电。
气动执行器
以压缩空气为动力源，通过气缸将气体的压力能转换为机械能。具有结构简单、动作可靠、维护方便等优点，但需要气源 和配套的气动元件。
验收标准
根据设计要求和相关标准，制定验收标准。对仪表的测量精度、稳定 性、可靠性等进行全面评估。
验收流程
组织专家和相关人员对仪表进行验收。按照验收标准，对仪表的各项 指标进行检查和评估。填写验收报告，提出改进意见和建议。
04
自动化控制系统在化工生产中的应用
温度控制系统
温度传感器
将温度转换为可测量的电信号，常用的有 热电偶、热电阻等。
经济性原则
在满足测量要求的前提下，尽可能选择价 格合理、维护方便的仪表。
先进性原则
在满足以上原则的基础上，优先选择具有 先进技术、高自动化程度的仪表。
化工仪表的安装要求与步骤
安装前准备
熟悉仪表安装图纸和技术要求， 准备安装工具和材料。
01
安装位置选择
02 根据工艺流程和测量要求，选择 合适的安装位置，确保测量准确、 维护方便。
仪表与控制PPT学习教案
适作用于容量滞后大，干扰幅度大、不允许有余差的系统。 用消除余差，但会增大过第渡29过页/程共4的3页最大偏差值第及1章调节基时础间知识。
FuZhou University 2011
八、调节规律的选择
不太重要的参数，如中间储罐的液位等可考虑采用比例调
节，甚至采用双位调节；
不太重要的参数，但惯性较大，又不希望动态偏差较大，
y(t)
Ti增加产生现象
Ti 减小
1. 消除余差较慢 2. 振动倾向减弱
稳定程度提高
0
t 3. 最大偏差增大
Kc 不变时 Ti 变化对过渡过程的影响
工程实践中为消除余差增加积分作用，常适当增大比例
度以维持一定的衰减比。
第26页/共43页
第1章 基础知识
FuZhou University 2011y第19页来自共43页第1章 基础知识
FuZhou University 2011
第四节 自动控制系统的调节规律
调节规律：调节器输出信号与输入信号之间随时间的变化规 律
一、双位调节
特点：被调参数等幅振荡，动作频繁，容易损坏，因而难以 保证系统安全可靠地运行，如恒温箱温度控制，泵站液位控
制 二、比例调节
三、积分调节 可单独使用、但一般不单独使用 特点：可以消除偏差，但调节动作缓慢，不能及时克服扰 动
的影响，致使被调参数的动态偏差增大，甚至使系统难稳定。
四、比例积分调节
1传、递特函点数：是既：具有G比c (s例) 作K用c 1， 又T1is具 有积分作用，如流量控制。
积分作用与比例作用相同时所需的时 2、积分时间的影响 间
➢ 比例环节：时间域内输入输出函数成比例，表示
为：
G (s) Y(s) K X (s)
FuZhou University 2011
八、调节规律的选择
不太重要的参数，如中间储罐的液位等可考虑采用比例调
节，甚至采用双位调节；
不太重要的参数，但惯性较大，又不希望动态偏差较大，
y(t)
Ti增加产生现象
Ti 减小
1. 消除余差较慢 2. 振动倾向减弱
稳定程度提高
0
t 3. 最大偏差增大
Kc 不变时 Ti 变化对过渡过程的影响
工程实践中为消除余差增加积分作用，常适当增大比例
度以维持一定的衰减比。
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第1章 基础知识
FuZhou University 2011y第19页来自共43页第1章 基础知识
FuZhou University 2011
第四节 自动控制系统的调节规律
调节规律：调节器输出信号与输入信号之间随时间的变化规 律
一、双位调节
特点：被调参数等幅振荡，动作频繁，容易损坏，因而难以 保证系统安全可靠地运行，如恒温箱温度控制，泵站液位控
制 二、比例调节
三、积分调节 可单独使用、但一般不单独使用 特点：可以消除偏差，但调节动作缓慢，不能及时克服扰 动
的影响，致使被调参数的动态偏差增大，甚至使系统难稳定。
四、比例积分调节
1传、递特函点数：是既：具有G比c (s例) 作K用c 1， 又T1is具 有积分作用，如流量控制。
积分作用与比例作用相同时所需的时 2、积分时间的影响 间
➢ 比例环节：时间域内输入输出函数成比例，表示
为：
G (s) Y(s) K X (s)