工业自动化仪表

要实现生产装置的过程自动化，在设计过程中就要考虑合理的控 制方案、也要选择正确的测量方法，根据工况条件及工艺数据， 正确地选择自动化仪表。
在仪表施工过程中也要合理的选择仪表的取压点的位置。
还有各种参数的整定。
以上这些过程中必须严格遵循各种标准、规范。
第一节 工业自源自文库化仪表的发展
目前，随着信息化时代的到来，计算机技术、网络技术、自动化 仪表等高、新技术的发展，工业自动化仪表领域的拓宽。技术得 到了更新。从模拟仪表技术步入了智能和数字化技术领域。
不开放内部总线
数字
CPU 控制 CPU
I/O
I/O
模拟
DCS
现场总线 控制 数字
FCS
目前，工业控制自动化技术是运用控制理论、仪器仪表、计算机 和其它信息技术。对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、 管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等 目标的综合性技术。
我国目前自控技术有了很大的发展。我国工业控制仪表自动化的 发展道路大多是引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二 次开发和应用。
人工控制系统
LC
自动控制系统
年代
20世 纪50 年代
20世 纪60 年代
70年 代 80年 代
90年 代
发展过程见下表；
工业发展状况
化工 钢铁 纺织 造纸
规模较小
石油 各方面的工业 规格扩大 半导体 过程工业的大型化
集成电路 计算机的广泛应用
办公自动化、通讯、网络 数字技术
仪表技术
气动仪表测量与控制 0.2－100KPa
就地式的简单控制装置
电动仪表的应用 （DDZ-Ⅱ）0－10mA 仪表控制室 模拟流程图 计算机的直接数字显示
电动仪表的应用 （DDZ-Ⅲ）4－20mA DCS PLC 智能化仪表、数字仪表、各种通讯协议 DCS功能的扩展
智能控制 工业控制高要求
现场总线 （从控制室到现场设备的双向串行数 字通讯总线） 分析仪表的再现应用 优化控制
PH、氧分析仪、色谱、红外、紫外
电、气
电、气 电、气 电、气
智能
智能 智能 智能
显示 仪表
调解 仪表
执
执行机构
行
器
阀
模拟和数字 指示和记录
电、气
自立式 组装式 可编程
气 电
智能
薄膜、活塞、长行程、其它
直通单、双座、套筒（笼式）、球阀、 蝶阀、隔膜阀、偏心旋转、角、三通、 阀体分离等
电、气、液
直线 对数 快开
现场总线和传统的DCS/PLC是什么关系呢？ 现场总线已经历了二十几年的发展。它是再DCS/PLC基础上的
新技术。它很多方面继承了DCS/PLC成熟技术。例如，在人机 界面操作站、编程组态、热备冗余思想和方法、远程I/O、变送 器和阀门定位器等仪表的两线制供电、本安防暴等方面。
现场总线最深刻的改变是现场设备的数字化、智能化和网络化。 其次它们的系统结构也产生了较大的变化。
PLC以其结构紧凑、功能简单、迅速、可靠性高、价格低等优点 得到了迅速的发展。
目前PLC与DCS相互渗透、相互融合、相互竞争。PLC与DCS功 能的整合，PLC逐渐成为占自动化装置及过程控制系统市场最
大占有率的产品。
第二节 工业自动化仪表基础
现代工业的一个重要特点是生产装置大型化、高度自动化。自动 化是能使装置安全、稳定、长周期运行、提高效率（高产、低耗） 的基础条件和重要保障。
几十年来在自动化仪表的发展过程中，工业生产过程由简单到复 杂、规模由小到大。至今，已有各种各样的工业生产过程生产出 多种多样的产品满足当今社会的需求。为能满足工业过程的需要 近50年来，自动化仪表从气动到电动仪表，从现场就地控制到中 央控制室控制，从仪表屏上操作到计算机操作，从模拟信号到数 字信号。数字仪表的出现对总线发展起了很重要的作用。总线是 指从控制室连接到现场设备的双向串行数字通信总线
这些分类方法相对比较合理，仪表覆盖面比较广，但用任何一种 分类均不可能将所有仪表分别地划分得井井有序，它们中间互有 渗透、彼此沟通。
二、自控仪表的品质要求：
1、绝对误差：测量值与真实值之差，称为绝对误差
2、相对误差：绝对误差与被测量真实值比值的百分数为相对误 差。
绝对误差
相对误差＝
X100％
检测仪表
流 压 物 温 成 可燃 工业 量 力 位 度 分 火灾 电视
显示仪表
指记累信屏 示录计号幕 仪仪器报显
警示 器器
以上为仪表的简单分类
控制仪表
气动 单元 组合 仪表
电动 单元 组合 仪表
基地 式调 节器
可编 程调 节器
可编 程控 制器 PLC
分散 控制 系统 DCS
安全 控制 系统 FSC
仪表从以前的气动到电动、模拟到数字、分散到集中。
DCS历经了初创（1975－1980）、成熟（1980－1985）、 发展（1985以后），几个发展时期。现阶段其以可靠性、控制 功能的完善、丰富的控制算法、方便的组态软件及扩展等诸多优 点，已成为控制系统的主流。现在各国有100多个生产厂家在生 产，主要以美国、日本、德国等。我国的浙大中控和北京和利时 也是国内的知名品牌。
自动化仪表：就是检测与过程控制仪表的统称。
测量：就是借助专用工具或装置，通过适当的实验方法或计算， 对被控对象收集信息的过程。
自动化仪表技术内容包括对生产过程中各种工况信息的检测、转 换、显示和控制。
一、自动仪表的分类：
自动化仪表可简单地分为检测仪表、显示仪表、控制仪表、执 行器四大类。
如下图所示：
执行器
气动调 电动调 液动调 节阀 节阀 节阀
下面为检测与过程控制仪表按不同原则的相应分类：
按功能 安被测变量 按 工 作 原 理 或 结 构 形 式 按能源 其它
检测 仪表
压力 温度 流量 物位 成分
液柱式、弹性式、电气式、活塞式 膨胀式、热电偶、热电阻、光学、辐射 节流式、容积式、速度式
直读、浮力、静压、、声波、辐射、光学
第四章、工业生产过程控制应用
第一节 、流体输送设备的控制 第二节 、精馏过程的控制 第三节、火力发电生产过程的控制 第四节、碎煤加压气化（鲁奇）生产过
程的控制
第一章 绪论
仪表是实现工业生产过程自动化的重要工具，它应用广泛。在自 动控制系统中，过程检测仪表将被控变量转换成电信号或气信号， 去进行显示、记录、调节等单元，从而实现生产过程的自动化， 使之达到我们预期的要求。