仪表培训教程解析

自动化仪表培训教程

第一章概述生产过程自动化及仪表的发展

一、自动化仪表的发展

就地分散控制。集中控制（一些工厂、企业实现了车间或大型装置）。

分散型综合控制系统

就地分散控制检测和控制仪表：普遍采用基地式仪表和部分单元组合仪表（多数是气动仪表）。目的：实现工艺参数的稳定操作。

集中控制

仪表使用：电动单元组合仪表

DDZ－I

DDN n

DDZ- m

DDC

SPC

QDZ－I

QDN n

QDZ－m

气动单元组合仪表工业控制计算机分散型综合控制系统（DCS）。

特点：集中管理，分散控制。

仪表使用：微处理器、微机与传统仪表相结合的过程控制仪表（数字调节器或可编程序调节器）。

二、生产过程仪表分类

1 、按仪表用途分类：

a. 检测仪表、传感器和变送器

b. 显示仪表

c.转换和传输仪表（D/A、A/D、数据公路、标准接口等）

d.调节控制仪表及装置

e.执行器

f.配套设备和装置（调试、投运工具，如操作台、仪表盘、稳压电源、空气压缩及净化装置等）

按仪表组成形式分类：基地式仪表：测量、显示、调节等各部分装在一个壳体内，不可分割，构成简单调节系统时，台数少、结构简单，但构成复杂系统较困难、不灵活。单元组合式仪表：根据自调系统中各环节的不同功能和使用要求，将整套仪表划分成能独立实现某种功能的若干单元，各单元间用统一标准信号联系，灵活、方便。

c. 组装式电子综合控制装置：在单元组合仪表基础上发展起来的一种功能分离、结构组件化的成套仪表装置，适合大型复杂工艺设备的自动化。

d.DCS:以CP为核心，在4C技术（即control、computer、communication、CRT 阴极射线管显象技术）迅速发展基础上发展而来。

按被测参数不同分类：

压力测量

流量测量

温度测量

液位测量

自动成份分析仪表第二章工艺参数的测量和变送

压力的测量和变送

流量的测量和变送

液位的测量和变送

温度的测量和变送

主要内容：

第一节压力的测量和变送

一、概述

二、弹簧管压力表

三、气动压力变送器

四、压力表的选用与安装

一、概述：压力的测量和控制是保证工艺要求、设备完全经济运行的必要条件。压力垂直作用于单位面积上的力（同物理概念中的压强）单位：帕斯卡（），国际单位制（）

因Pa太小，工程上常用M Pa （兆帕）表示M Pa=1x 106 Pa 过去还有多种压力单位表示方式，84年2月27日国务院实行法定计量单位的命令规定不在使用。但有换算关系表。

其它压力测量单位：

Pa KPa MPa 是国际通用的计量单位

PSI 美国、英国选用Bar 德国等国家选用还有工程大气压Kgf/cm2 、mmH、g

mmH2、绝对压力、表压、负压（真空度）

绝对压力——介质所受的实际压力。表压——指高于大气的绝对压力与大气压力之差。负压（真空度）——指大气压力与低于大气压力的绝对压力之差。

P表= P绝-P大

P真=P大-P绝

常用的测量压力的方法和仪表有：

液体压力平衡法：通过液体产生或传递压力来平衡被测压力，如液柱式压力计和活塞式压力计。

机械力平衡法：将被测压力通过一些隔离元件（如弹性元件）转换成一个集中力，并在测量过程中用一个外界力（如电磁力或气动力）来平衡这个未知的集中力，然后通过对外界力的测量而得知被测压力值，如力平衡式压力变送器。弹性力平衡法：弹性元件受压后产生弹性变形的大小，如薄膜式、波纹管式、弹簧管式压力表。

电测法：通过机械和电气元件将被测压力转换成各种电量（如电压、电流、频率等）来测量。

弹性元件：石化生产中应用最广的一种压力测量元件。根据测量范围的不同，常用的弹性元件有：

单圈弹簧管

多圈弹簧管

膜片

膜盒

波纹管在被测介质压力的作用下，弹性元件发生弹性变形，产生相应的位移，通过转换装置，将位移转换成相应的电信号或气信号，以供远传显示、报警或调节用。

即：P测弹性元件X（位移）转换装置电、气信号显示、报警、调节二、弹簧管压力表：

即单圈弹簧管压力表的简称。优点：结构简单、品种规格较齐全、测量范围极广（. 160MPA）、便于制造、维修、价廉等。

（一）结构和动作原理组成：弹簧管、齿轮传动机构（拉杆、扇形齿轮、中心齿轮）、示数装置（指针、分度盘）、外壳、游丝等。

弹簧管：一端封闭并弯成2700圆孤形的空心管子，截面呈扁圆或椭圆形。封闭的一端B为自由端，即位移输出端；另一固定端为被测压力输出端。因A Y/Y X P 测，故压力表的刻度标尺是均匀的。自由端位移引起弹簧管中心角相对变化值动作原理（过程）：

测（端进入）弹簧管变形、随之产生向外挺直扩张变形，使自由端发生位移（ '）通过拉杆使扇形齿轮作逆时针偏转中心齿轮作顺时针偏转固定中心齿轮上的指针也作顺时针偏转，在刻度盘上显示出测的刻度值。游丝：克服传动机构间的间隙而产生的测量误差。调整螺钉：改变其位置（即改变机械传动的放大倍数），可实现压力表量程的调整。若测小于管外压力（大），则自由端将随负压增大而向内弯曲，故弹簧管压力表既可测正压（表），也可测负压（真空表）。多圈（圈）远传特殊用途：氨压表耐腐蚀、黄色；氧用压力表蓝色、禁油

（二）电接点式压力表

具有高低报警，使压力控制在一定范围内。由中间继电器来实现。有一个动触点、二个静触点。当动、静触点接通则发出光电信号。

（三）压力仪表的量程选用稳定压力：不能超过量程3/4 波动压力：不能超过量程2/3 最低量程：不能超过量程1/3 量程选用考虑其它因素考虑

精度环境及腐蚀性（仪表的材质）

尺寸大小

（四）压力仪表的安装与修正

（a）测量蒸汽（b）测量有腐蚀性介质（c）压力表位于生产设备之下图2-11压力表安装示意图

1、压力表

2、截止阀

3、隔离罐

4、工艺管线

5、p 1被测介质密度p 2、隔离液密度（五）压力仪表的选用就地测量：普通压力表

微压：膜片式低压：波纹管式中高压：波登管式真空：真空压力表远传：电动（气动）压力变送器三、气动压力变送器

（一）气动元件和组件：

弹性元件：气动表中作为感测元件或转换元件。将P测弹性元件X （位移）或力信号。阻容元件：

气阻：气体流过节流元件时会受到一定阻力，这种节流元件为气阻。它阻碍气体流动，起降压力、限流量作用。

恒气阻：气阻值为常数，即流通断面积不能调整的节流元件。可调气阻：气阻值即流通断面积可调。

变气阻：工作中自动地改变气阻值的节流元件。如喷嘴档板型变气阻。气容：气体通过时，能贮存或放出气体的气室。起缓冲、防止振荡等作用。气体流入或流出气室时，气室时的压力就随着变化。

定气容：气室容积固定。（如煤气罐）变气容：弹性气容容积随压力而变。（如波纹管、气球等）阻容耦合元件：用导管将气阻和气容联接起来。常见的有：节流盲室：节流通室：

作为气动表的反馈环节，以得到P、I、D调节规律。

喷嘴档板机构：

气动表中的气动控制元件，由恒气阻、气容和喷嘴档板机构型变气阻串联组成。作用：把