§10儀表供電、供氣系統(tǒng)設(shè)計§10－1儀表供電系統(tǒng)設(shè)計§10－2儀表供氣系統(tǒng)的設(shè)計§10儀表供電、供氣系統(tǒng)設(shè)計§10－1儀表供電系統(tǒng)設(shè)

自動控制系統(tǒng)工作時，需要能源為其提供能量。能源質(zhì)量是自動控制系統(tǒng)正常工作的保證，能源質(zhì)量的好壞直接影響自動控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量，因此能源系統(tǒng)的設(shè)計是非常重要的。

自動控制系統(tǒng)的能源可分為：電源、氣源和液壓源。其中用的最多的是電源和氣源。電源是為電動儀表提供能量，氣源為氣動儀表提供能量。一般來說一個工程既有電動儀表，也有氣動儀表（例如氣動薄膜調(diào)節(jié)閥），因此兩種能量都會用到。比較小的項目中也有可能只使用一種儀表（采用電動儀表和電動執(zhí)行器或全部采用氣動儀表），因此也可能使用一種能量。自動控制系統(tǒng)工作時，需要能源為其提§10-1儀表供電系統(tǒng)設(shè)計

供電系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容包括：（1）根據(jù)生產(chǎn)工藝以及所選用的自動化儀表的具體特點對供電的安全級別、電源交變類型、電壓等級、用電量和供電質(zhì)量提出要求；（2）根據(jù)自動化儀表具體配置情況進行配電設(shè)計；（3）提供相應(yīng)的電氣設(shè)備材料表以備訂貨采購；（4）如果儀表測量管線采用電伴熱，還要進行電伴熱設(shè)計?！?0-1儀表供電系統(tǒng)設(shè)計供電系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容包括：一、儀表供電要求

1．供電安全級別要求根據(jù)用電負荷在生產(chǎn)過程中的重要程度，提出不同的供電可靠性和連續(xù)性的要求。為了確保生產(chǎn)安全必須將負荷分類。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《工廠電力設(shè)計技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定，電力負荷分為三級。（1）一級一類負荷（保安負荷）。當(dāng)企業(yè)工作電源突然中斷時，可能會發(fā)生爆炸、火災(zāi)、人身傷亡和關(guān)鍵設(shè)備損壞的用電負荷；出現(xiàn)上述情況時，相應(yīng)的事故處理系統(tǒng)、關(guān)鍵設(shè)備的保護系統(tǒng)、工藝中緊急停車設(shè)備與操作系統(tǒng)、重要的計算機與控制系統(tǒng)、報警與通訊系統(tǒng)等用電負荷?；どa(chǎn)過程中，高溫高壓設(shè)備、中高壓蒸汽發(fā)生器、各種加熱爐、各種反應(yīng)器和氣體發(fā)生器、反應(yīng)器的冷卻水泵、聚合反應(yīng)器阻聚劑輸送設(shè)備、大型壓縮機的潤滑油泵等通常是一級一類負荷。與之相對應(yīng)的計算機系統(tǒng)、檢測儀表和報警聯(lián)鎖系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)以及緊急操作系統(tǒng)也是一級一類負荷。一、儀表供電要求

這一類負荷必須由保安電源（緊急電源）供電。保安電源（緊急電源）需要由兩個相互獨立電源提供電力。

兩個電源中一個為工作電源，一個為后備電源。當(dāng)工作電源發(fā)生故障時應(yīng)當(dāng)能夠及時切換到后備電源供電。相互獨立是指當(dāng)一個電源發(fā)生故障時不至于影響另一個電源供電。

后備電源通常有三種，即蓄電池、柴油發(fā)電機組和滿足相對獨立要求的其他電源。其中蓄電池可提供直流后備電源，也可通過逆變器提供交流電源；柴油發(fā)電機組可提供交流后備電源，也可通過整流設(shè)備提供直流后備電源；滿足相對獨立要求的其他電源通常是電網(wǎng)中通過備用配電裝置供電的電源。

注意：因為市電是一個供電電網(wǎng)，電源的獨立性只是相對的、對于特別重要的工序或設(shè)備，通常采用幾種備用電源以增加安全保護性能。這一類負荷必須由保安電源（緊急電（2）一級二類負荷（重要負荷）。當(dāng)企業(yè)工作電源突然中斷時，將使企業(yè)的產(chǎn)品及原料大量報廢，恢復(fù)供電之后，又需要很長時間才能恢復(fù)生產(chǎn)，可造成重大經(jīng)濟損失的負荷，以及從保安負荷中挑選剩下的重要負荷。與這類生產(chǎn)單元相對應(yīng)的測量與控制系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、報警聯(lián)鎖系統(tǒng)，其供電級別與工藝單元供電級別相同。一級二類負荷應(yīng)當(dāng)由兩個相互之間無聯(lián)系的電源供電。如果兩個電源間有聯(lián)系，在發(fā)生任何一種電氣故障時，兩個電源的任何部分不應(yīng)同時受到損壞。（3）二級負荷（次要負荷）。當(dāng)企業(yè)工作電源突然中斷時，企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂，大量產(chǎn)品報廢，生產(chǎn)過程需要較長時間才能恢復(fù)，可造成較大經(jīng)濟損失的負荷。連續(xù)生產(chǎn)過程中的大部分負荷都可劃分在這一級中。（2）一級二類負荷（重要負荷）。

與這類生產(chǎn)單元相對應(yīng)的測量與控制系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、報警聯(lián)鎖系統(tǒng)，其供電級別與工藝單元供電級別相同。應(yīng)當(dāng)保證當(dāng)電力變壓器或電力線路發(fā)生常見故障時不致中斷供電。如果負荷較小或地區(qū)供電困難時，也可以采取一路供電。（4）三級負荷（一般負荷）。不屬于一級、二級負荷的用電負荷。例如允許停電幾個小時而不會造成生產(chǎn)損失的用電負荷、機修等輔助車間、生產(chǎn)主線之外的輔助工序等，這類用電負荷對供電無特殊要求，采用一路供電即可。與這類生產(chǎn)單元相對應(yīng)的測

2．對供電交變類型和電壓等級的要求

供電交變類型是指所使用的電源是交流電源還是直流電源。電壓級別是指電源電壓的大小。

選擇什么樣的交變類型電源由所使用的儀表所決定。如果所使用儀表的電源為交流電則應(yīng)當(dāng)選擇交流電源，如果所使用儀表的電源為直流電則應(yīng)當(dāng)選擇直流電源。電壓等級要求同樣根據(jù)儀表要求選擇。一般交流電源儀表的電壓為220V，直流電源儀表的電壓為24V或48V。工程實踐中，常常是這兩種供電要求的儀表共同存在，這時就需要提供兩種電源，即220V交流電源和24V直流電源。有些系列儀表本身就有兩種供電型號可選，所以自動化工程當(dāng)中通常都需要提供這兩種電源。

2．對供電交變類型和電壓等級的要求3．對供電質(zhì)量的要求供電質(zhì)量要求是指對電源的電壓、頻率、電源電壓降低、瞬間中斷時間、負載能力、紋波系數(shù)、波動峰值、電源噪聲等多方面的要求。電動儀表是以電力為動力工作的儀表，電源質(zhì)量的好壞直接影響儀表的工作質(zhì)量。例如電源質(zhì)量下降可能會造成儀表的精度和靈敏度下降，嚴(yán)重時可能會造成儀表損害，使控制與測量失靈。自動化工程對電源的要求可以歸納為以下幾點。

（1）電源電壓允許偏差。交流電源：220V±10%

直流電源：24V(－5％~+10％)48V±10%

對于電源電壓要求較高的自控設(shè)備可以采用穩(wěn)壓電源供電。

（2）電源頻率：50Hz±1Hz。3．對供電質(zhì)量的要求（3）電源電壓降低及線路電壓降在允許范圍內(nèi)。電源電壓降低，主要是電網(wǎng)電壓瞬間波動所致，特別是短時電壓降低，有可能導(dǎo)致系統(tǒng)誤控制動作。線路電壓降，主要是供電線路較遠時，當(dāng)線徑選擇不當(dāng)，由線路損失所致。

一般用途的指示記錄儀表，電源電壓降低或線路電壓降應(yīng)不大于額定電壓的25％。對于重要的記錄調(diào)節(jié)儀表及信號報警、聯(lián)鎖系統(tǒng)的電源允許的電壓降的數(shù)值尚沒有統(tǒng)一的規(guī)定。設(shè)計時可視具體儀表的電氣特性及其所處系統(tǒng)的重要程度，提出相應(yīng)的壓降限制要求。（4）電源瞬間中斷時間要求。電源中斷將會使自動化儀表指示失靈和系統(tǒng)失控，將會給生產(chǎn)帶來損失，甚至?xí)斐蓢?yán)重事故。因此，在設(shè)計自動控制系統(tǒng)和信號報警、聯(lián)鎖系統(tǒng)時應(yīng)當(dāng)注意有關(guān)儀表、設(shè)備所允許的最小瞬間中斷供電時間。（3）電源電壓降低及線路電壓降在允許范圍內(nèi)。

儀表的電源瞬間中斷供電時間可參照儀表備用電源的切換時間值進行選取。

日本石油協(xié)會規(guī)定：電動回路儀表的允許瞬時中斷供電時間一般取5ms，繼電器一般取0.5~5ms。（5）特殊要求。某些儀表對交流電源的諧波含量，直流電源電壓的紋波有特殊要求，一般規(guī)定為交流電源的諧波含量小于5％，直流電源的紋波電壓小于1％。儀表的電源瞬間中斷供電時間可參照儀4．儀表的耗電量

儀表的耗電量一般按各類儀表用電總和的1.2倍計算。當(dāng)考慮備用電源時，可按1.5倍計算。對于不間斷供電裝置、蓄電池組的負荷，可按上述耗電量的100％考慮。在工作電源中斷而備用的保安電源尚未接替上之間，為了使采用保安電源供電的儀表不間斷地獲得電力供應(yīng)，對于起臨時保安電源作用的靜止型不間斷供電裝置或蓄電池組所應(yīng)當(dāng)維持的工作時間，應(yīng)當(dāng)滿足下列要求：（1）與快速自啟動保安電源發(fā)電設(shè)備配合使用時，工作時間應(yīng)當(dāng)不小于10min；（2）與無保安電源發(fā)電設(shè)備或手動啟動的保安電源發(fā)電設(shè)備配合使用時，工作時間按1小時考慮。

4．儀表的耗電量二、儀表供電配電設(shè)計

1．供電回路分組

1）按用電負荷的類型、電壓等級、用電對象及場所分布進行分組供電。例如：按儀表及自動化系統(tǒng)、報警與聯(lián)鎖系統(tǒng)、電伴熱保溫系統(tǒng)等分別設(shè)置供電回路。

2）還可按“保安負荷”用電和一般工作電源用電分別設(shè)置供電回路。

3）也可按電壓等級、交流或直流分組供電。注意：

一般不允許一類類型用電負荷接入到另一類用電負荷供電回路中。二、儀表供電配電設(shè)計分組供電的好處：（1）可保證安全可靠的供電；（2）各供電回路簡單明了，回路電壓單一專用，可以避免誤操作；（3）重要（保安負荷）回路與一般回路，本安回路、聯(lián)鎖回路與一般回路的各用戶主次分明，重點突出。2．配電方式根據(jù)用電儀表分布情況與用電負荷的大小，儀表供電可分為三級供電、二級供電和一級供電三種供電方式。

1）三級供電方式：由總供電箱（柜、盤）向各分供電箱（柜、盤）供電，再由各分供電箱（柜、盤），向設(shè)置在最底層的各供電箱供電。

應(yīng)用場合：三級供電系統(tǒng)一般用于車間多且分散、儀表用電量大（大于10kVA）的大型工程。分組供電的好處：2）二級供電方式：由總供電箱（柜、盤）直接向設(shè)置在最底層的各供電箱供電。應(yīng)用場合：二級供電系統(tǒng)一般用于中、小工程，這種工程儀表用電量不是很大（一般在1~10kVA之間）且儀表分布相對比較集中。

3）所謂一級供電：就是不設(shè)置總供電箱（柜、盤），而是由電源直接向設(shè)置在最底層的各供電箱供電。圖10－1是各種供電方式的示意圖。各級供電箱（柜、盤）和供電回路均應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置相應(yīng)的開關(guān)和保險。其特性和容量應(yīng)當(dāng)符合低壓電器配電系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)定。供電系統(tǒng)配線應(yīng)按HG20512—92《儀表配管、配線設(shè)計規(guī)定》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。供電系統(tǒng)接地應(yīng)當(dāng)符合HG20513—92《儀表系統(tǒng)接地設(shè)計規(guī)定》的設(shè)計要求。2）二級供電方式：

配電方式可以分為單回路供電、環(huán)形回路供電和多回路供電三種，如圖10—2所示。圖10－1供電方式示意圖配電方式可以分為單回路供電、環(huán)形回路供電和

上述三種配電方式中：

1）單回路供電方式屬于并聯(lián)供電，各分供電箱（柜、盤）可以單獨設(shè)置電源開關(guān)，并且某個分供電箱（柜、盤）電源開關(guān)的閉合與斷開不會影響到其他分供電箱（柜、盤）的工作狀態(tài)。

2）環(huán)形回路供電方式屬于串聯(lián)供電，各分供電箱（柜、盤）不可單獨設(shè)置電源開關(guān)，如果設(shè)置電源開關(guān)，如果某個分供電箱（柜、盤）電源開關(guān)斷開，整個電源回路就會斷開，則其他分供電箱（柜、盤）將不能正常供電。圖10－2配電方式示意圖上述三種配電方式中：圖10－2配電方式示意

無論單回路供電方式還是環(huán)形回路供電方式，各分供電箱（柜、盤）的電力負荷都集中在總供電箱（柜、盤）的一對（兩個）端子上，如果這對端子出現(xiàn)問題則下面的各個分供電箱（柜、盤）都不能工作。這兩種供電方式在進行電力負荷分配時也不夠靈活。

3）多回路供電方式：是將各個分供電箱（柜、盤）分別接到總供電箱（柜、盤）上的各組端子上，這樣既可進行多回路供電，靈活的進行用電負荷的分配，也可以將端子故障（如接觸不良、端子損壞等）的影響分散開來。

所以上述三種配電方式中采用最多的為多回路供電方式。無論單回路供電方式還是環(huán)形回路

三、儀表供電系統(tǒng)的工程表達

1．供電箱接線圖自動化工程中供電系統(tǒng)的工程表達以供電箱接線圖為主要表達方式。該圖要表達出的內(nèi)容為：①供電箱各端子的編號；②連接電纜的型號和規(guī)格；

③連接對象位號；④連接對象的型號和規(guī)格；⑤所需容量；⑥熔斷器容量；⑦從何處接入或接到何處；⑧接入電源的交變類型和電壓等級；⑨列出供電系統(tǒng)所用設(shè)備（在其他圖紙中已經(jīng)統(tǒng)計過的設(shè)備不再列入其中）。三、儀表供電系統(tǒng)的工程表達供電箱接線圖的繪制方法（以兩級供電為例）如下：（1）在圖紙的左面適當(dāng)位置繪制總供電箱（OSB）的各個端子并按順序編號；（2）在圖紙的右面適當(dāng)位置繪制各供電回路用電情況表，每行為一個回路，按列從左至右分別為對象位號、名稱或型號、需要容量(W)、熔斷器容量（A）、引向；（3）用直線將總供電箱端子與下級供電箱或用電設(shè)備所對應(yīng)的用電情況表某行相連，在總供電箱一側(cè)分為兩根線接到相應(yīng)的端子上。在連接線上標(biāo)明電纜編號、電纜型號、線芯數(shù)量和截面積（注意：在儀表盤背面電、氣接線圖中所出現(xiàn)的電纜編號與此處的電纜編號不得重號）；（4）在供電回路用電情況表中對應(yīng)行上填寫上相應(yīng)內(nèi)容；（5）列出供電系統(tǒng)設(shè)備表（在其他圖紙中已經(jīng)統(tǒng)計過的設(shè)備不再列入其中）。供電箱接線圖的繪制方法（以兩級供電為例）如下：

圖10－3是一個總供電箱的接線圖。從總供電箱共引出六路電源，分別是給分析器AT-301和AT-302供電、給流量記錄累積儀表FRQ-902和FRQ-903供電、給供電箱101SB和l02SB供電?？偣╇娤涞碾娫从呻姎鈱I(yè)的1＃配電室內(nèi)2P提供。供電系統(tǒng)的完整表達還包括供電箱101SB和102SB的接線圖，供電箱的接線圖與總供電箱接線圖相似。如果采用三級供電系統(tǒng)，則還應(yīng)當(dāng)包括分供電箱的接線圖。

圖10－3是一個總供電箱的接線圖圖10－3總供電箱的接線圖火線零線圖10－3總供電箱的接線圖火線零線

圖中左面是總供電箱OSB，其中K0-K8為供電箱內(nèi)的開關(guān)，每個開關(guān)對應(yīng)著有兩個接線端子，分別接入電纜的兩個線芯。

K0是總供電箱的電源開關(guān)，分別連接上電氣專業(yè)來的電纜芯，其中N表示為零線，L表示火線。圖中K0上面接零線，下面接火線，則總供電路OSB中K0-K8的上面都是零線，下面都是火線。工程設(shè)計中，除了供電容量要留有一定的余量之外，通常供電路數(shù)也要留有一定的余量。圖中留有兩路后備供電回路。圖中左面是總供電箱OSB，其中K0-K8為供

老體制《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》(HG20506-92)標(biāo)準(zhǔn)和國際通用設(shè)計體制《自控專業(yè)工程設(shè)計文件深度的規(guī)定》(HG/T20638—1998)標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定供電系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)出具各個“供電箱的接線圖”。同時，在《自控專業(yè)工程設(shè)計文件深度的規(guī)定》(HG/T20638—1998)標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定供電系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)出具“供電系統(tǒng)圖”。

2．供電系統(tǒng)圖

供電系統(tǒng)圖所表達的是供電系統(tǒng)的層次及相互之間的連接關(guān)系，具體的接線連接由各個“供電箱接線圖”表達。

圖10-4是某個自動化工程中的“供電系統(tǒng)圖”示例。圖中繪制出各個總供電箱、電源箱和供電箱，標(biāo)名其代號、電源交變類型、型號（供電箱或電源箱）、容量和安裝位置等內(nèi)容。用直線代表電纜，表明相互之間連接關(guān)系。電纜上注明電源電壓等級和交變類型。此外在該圖紙標(biāo)題欄上方的設(shè)備表中列出所使用電氣設(shè)備的名稱、型號或規(guī)格、容量等內(nèi)容。老體制《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度圖10－4供電系統(tǒng)圖IR—儀表盤后框架圖10－4供電系統(tǒng)圖IR—儀表盤后框架

四、工程中自動化與電氣專業(yè)的設(shè)計分界

《自控專業(yè)工程設(shè)計文件深度的規(guī)定》（HG/T20636.4-1998）規(guī)定：

（1）儀表用380/220和110V交流電源，由電氣專業(yè)設(shè)計，自控專業(yè)提出設(shè)計條件。電氣專業(yè)負責(zé)將電源電纜送至儀表供電箱（柜）的接線端子，包括控制室、分析器室、就地儀表盤或雙方商定的地方。低于110V的交流電源出自控專業(yè)設(shè)計。

（2）儀表用100V及以上的直流電源由自控專業(yè)提出設(shè)計條件，電氣專業(yè)負責(zé)設(shè)計。低于100V的直流電源由自控專業(yè)設(shè)計。

（3）儀表用不中斷電源（UPS），可由電氣專業(yè)設(shè)計，自控專業(yè)提出設(shè)計條件。由儀表系統(tǒng)成套帶來的UPS，由自控專業(yè)設(shè)計。四、工程中自動化與電氣專業(yè)的設(shè)計分界

五、電器選擇

自控工程設(shè)計中，供電系統(tǒng)設(shè)計主要進行的是配電設(shè)計。如果需要自控專業(yè)設(shè)計某些電源系統(tǒng)時，電器選擇也是一項重要的工作。電器選擇應(yīng)當(dāng)遵循“低壓電器設(shè)備選擇”的相關(guān)規(guī)定進行，其一般原則是：（1）按正常工作條件選擇電器設(shè)備的額定電壓、額定電流；（2）按電器所處的工作場所選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式（隔爆型、濕熱型、密封型、防濺型或普通型）；（3）電器設(shè)備的選擇還應(yīng)當(dāng)考慮質(zhì)量價格和供貨情況。

自控設(shè)計中常用電器有電源變壓器、整流器；開關(guān)、按鈕及熔斷器；供電箱（盤、柜）等。電源變壓器、整流器負荷容量按儀表總耗電量的1.2~1.5倍計算，額定電壓應(yīng)當(dāng)大于或等于線路的額定電壓，額定電流應(yīng)當(dāng)大于或等于線路的額定電流。五、電器選擇

一般開關(guān)、按鈕可按設(shè)計要求選用，自動開關(guān)的額定電壓和額定電流應(yīng)當(dāng)大于或等于線路的額定電壓和額定電流。熔斷器的額定電壓應(yīng)當(dāng)大于或等于線路的額定電壓，額定電流應(yīng)當(dāng)大于或等于線路的額定電流，但要小于該回路電源開關(guān)的額定電流。供電箱按其安裝的場所進行選擇。它有帶進線電源總開關(guān)和不帶電源總開關(guān)（單相或三相）兩種，供電箱有防爆型、密閉型和普通型不同形式，可根據(jù)具體情況進行選擇。儀表供電供氣系統(tǒng)設(shè)計課件§10-2儀表供氣系統(tǒng)的設(shè)計

在自控工程中，出于某些特殊的需要，有時需要采用氣動儀表進行生產(chǎn)過程變量的測量與控制，即便是采用電動儀表或其他DCS、FCS自動化工具的自控工程，也不可避免的要使用各種執(zhí)行器，而生產(chǎn)過程控制中使用最多的是氣動薄膜控制閥。顧名思義，氣動儀表是一種以壓縮空氣為工作能源的儀表，這種為驅(qū)動儀表工作而提供的壓縮空氣稱為儀表的氣源，這種氣源系統(tǒng)稱為儀表的供氣系統(tǒng)。不言而喻，壓縮空氣的質(zhì)量好壞；供氣系統(tǒng)供氣性能如何將直接影響儀表的工作，如果儀表不能正常工作則生產(chǎn)過程也不能進行正常生產(chǎn)，甚至出現(xiàn)事故。所以自控工程中儀表供氣系統(tǒng)的設(shè)計是一項重要的工作，必須引起足夠的重視。§10-2儀表供氣系統(tǒng)的設(shè)計在

一、儀表供氣系統(tǒng)的要求氣動儀表對供氣系統(tǒng)的要求可以分為兩類，對空氣品質(zhì)方面的要求和對供氣系統(tǒng)性能方面的要求，大致可有下面一些內(nèi)容：

①氣源空氣中含水量；

②氣源空氣中含油量；③氣源空氣中含塵量；④氣源空氣中含塵顆粒度；⑤氣源空氣中含碳氫化合物和有毒氣體量；⑥供氣系統(tǒng)的壓力；⑦供氣系統(tǒng)的容量；⑧備用氣源。一、儀表供氣系統(tǒng)的要求

1.氣源空氣含濕量周圍的空氣中總是含有水分的，即大氣是由水氣和干空氣組成的?？諝庵械乃謱τ趦x表來說是非常有害的，如果空氣中含水量過多，空氣進入到儀表表體內(nèi)部之后，水會腐蝕儀表中的金屬部件產(chǎn)生銹蝕，銹塊脫落下來之后有可能堵塞儀表內(nèi)部的氣路，造成儀表不能正常工作。再有如果空氣中含水量過多，當(dāng)外界溫度較低時，會在儀表內(nèi)部凍結(jié)產(chǎn)生冰堵。所以儀表氣源壓縮空氣必須是干燥的。含有水氣的空氣稱為濕空氣，描述濕空氣含水量的物理單位有絕對含濕量(g/m3)、相對含濕量(％)和露點溫度。露點溫度是使用最多的物理單位。露點溫度是指隨著溫度的降低出現(xiàn)凝露（即達到飽和）時的溫度。露點溫度Td是濕空氣的氣體濕度H和濕空氣的壓力p的函數(shù)，即Td=(H,p)，當(dāng)空氣濕度和壓力一定時，露點溫度就唯一確定。1.氣源空氣含濕量

相對濕度——是指濕空氣中水蒸氣分壓力與同溫度下飽和水蒸氣壓力之比的百分?jǐn)?shù)，以符號表示：

式中

Pq——空氣中水蒸氣分壓力;Pqb——同溫度下空氣的飽和水蒸氣壓力，是空氣干球溫度的單一函數(shù)。相對濕度表征濕空氣接近飽和的程度，值小，說明濕空氣飽和程度小，吸收水蒸氣的能力強；值大，則說明濕空氣飽和程度大，吸收水蒸氣的能力弱。相對濕度——是指濕空氣中水蒸氣分壓力與同溫度下飽和水蒸氣壓注意：如果空氣濕度保持不變，如果空氣壓力發(fā)生變化，露點溫度Td也會發(fā)生變化。其變化趨勢是：空氣濕度H保持不變，空氣壓力p加大則露點溫度Td升高。相關(guān)數(shù)據(jù)與圖表可查有關(guān)的手冊。為達到儀表供氣要求，儀表氣源空氣必須經(jīng)過除濕處理。經(jīng)過除濕處理后的空氣應(yīng)該達到相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。一般應(yīng)當(dāng)達到露點溫度比環(huán)境最低溫度低10oC。

2．氣源空氣含油量

1）氣源空氣中的含油量對儀表的影響：比較嚴(yán)重，它可沉積在儀表內(nèi)部堵塞儀表的氣路、沾住儀表的活動部件，造成儀表不能正常工作。對儀表中的橡膠零件也有影響，可加速其老化。

2）氣源空氣中的含油量的去除：從兩個方面采取措施，一方面可采用無油壓縮機減少空氣中的帶油量，另外一方面則采用過濾分離措施去掉氣源空氣的油。注意：

壓縮機可分為無油壓縮機和普通壓縮機兩種，無油壓縮機的活塞與氣缸壁之間是無油密封的，其他部分還是采用潤滑油潤滑的。無油壓縮機所提供的壓縮空氣并不是不帶油，只是帶油很少而已，一般還是需要采用過濾分離措施去掉氣源空氣的油。普通壓縮機的活塞與氣缸壁之間是用潤滑油密封并潤滑的，所提供的壓縮空氣自然帶油量比較多，需要采用高效能的過濾分離器除油。過濾分離器可由用戶自己設(shè)計，也可選購定型產(chǎn)品。例如廣東肇慶機械廠生產(chǎn)的QZC除油器就是一種不錯的高效除油器。該產(chǎn)品可將有油潤滑壓縮機的壓縮空氣凈化為含油量小于1mg/m3的潔凈空氣。儀表氣源空氣中的含油量，目前各國還沒有一個統(tǒng)一的規(guī)定。設(shè)計氣源時建議按不大于8×10-6考慮。壓縮機可分為無油壓縮機和普通壓縮3．氣源空氣中含塵量氣源空氣中含塵量是指空氣中含有灰塵的濃度。各標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的數(shù)值范圍差別較大，IEC規(guī)定灰塵的濃度應(yīng)當(dāng)小于0.1g/m3，化工部氣源裝置定型設(shè)計規(guī)定為1mg/m3，國家標(biāo)準(zhǔn)對灰塵濃度未作明確規(guī)定。4．氣源空氣中含塵顆粒度氣源空氣中含塵顆粒度規(guī)定空氣中灰塵顆粒大小不得超過某一數(shù)值。如果空氣中灰塵顆粒過大，將會堵塞儀表中的氣路，使儀表不能正常工作。根據(jù)中國科學(xué)院力學(xué)研究所匯編資料介紹，各種氣動裝置對灰塵顆粒度大小的適應(yīng)范圍是：葉片式氣動馬達、振動式氣動工具、活塞泵等20μm

各種氣動閥門、控制元件、壓縮噴槍等5~10μm

射流元件及射流控制系統(tǒng)1~5μm

各國標(biāo)準(zhǔn)對灰塵顆粒度的要求大部分在3μm

以下。我國的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定氣源空氣中含塵顆粒度不大于3μm

。3．氣源空氣中含塵量

5．氣源空氣中含碳氫化合物和有毒氣體量氣源空氣中應(yīng)當(dāng)不明顯含有碳氫化合物和有毒氣體量。如果環(huán)境空氣中含有這些氣體，應(yīng)當(dāng)將氣源取氣口遠離這些環(huán)境或添加附屬設(shè)備去除掉這些氣體。

6．供氣系統(tǒng)的壓力我國的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制原則是向IEC（國際電工委員會）標(biāo)準(zhǔn)靠近的，原機械工業(yè)部儀表局制定的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：氣動儀表(包括QDZ、B系列)0.14MPa

配氣動薄膜執(zhí)行器的定位器0.14MPa或0.26MPa

配氣動活塞執(zhí)行器的定位器0.35MPa或0.55MPa

根據(jù)上述規(guī)定，氣源裝置出口壓力應(yīng)當(dāng)劃分為兩級，即0.5MPa和0.7MPa。設(shè)計時可根據(jù)具體負荷情況進行選擇。5．氣源空氣中含碳氫化合物和有毒氣體量

7．供氣系統(tǒng)的容量

(1)緩沖罐容積氣源裝置設(shè)計時必須考慮要有足夠的容量（即供氣量）以便向儀表提供穩(wěn)定的壓縮空氣。為了盡量減小供氣壓力波動，通常在氣源裝置后設(shè)置一個緩沖罐。它除了起到壓力緩沖之外，還可儲存一定的氣量，可作緊急時備用。緩沖罐容積的大小取決于供氣系統(tǒng)的耗氣量Qs和所要求的保持時間t。其容積可按下式計算

式中V——緩沖罐容積，m3；

Qs——供氣系統(tǒng)總負荷，Nm3/h；

t——供氣系統(tǒng)保持時間，一般取5~20min；

p0——大氣壓力(絕壓)，MPa；

p1——正常操作壓力(絕壓)，MPa；

p2——最低送出壓力(絕壓)，MPa。7．供氣系統(tǒng)的容量（2）負荷分配一般將負荷分為主要負荷和一般負荷兩類，即凡是構(gòu)成測量及控制回路的儀表與控制裝置用氣均為主要負荷；儀表維護、吹洗、校驗及安全防護用氣為一般負荷。這兩類負荷應(yīng)當(dāng)分別敷設(shè)管道供氣。（3）耗氣量儀表耗氣量通常是指儀表的穩(wěn)態(tài)耗氣量，即儀表輸出穩(wěn)定在某點時的耗氣量。除此之外儀表還有動態(tài)時的耗氣量，動態(tài)耗氣量通常是穩(wěn)態(tài)耗氣量的3～10倍。

（2）負荷分配

儀表耗氣量的精確數(shù)值是很難計算的，通常采用經(jīng)驗公式加以估算。估算公式如下：式中Qs——供氣系統(tǒng)總負荷，Nm3/h；

Qc——儀表穩(wěn)態(tài)耗氣量總和，Nm3/h；如果很難確定儀表穩(wěn)態(tài)耗氣量總和Qc，則可按Qs=(3~4)Cm，單位為Nm3/h；Qs=(3~4)Vm

，單位為Nm3/h。其中：

Cm為調(diào)節(jié)回路數(shù)，Vm為調(diào)節(jié)閥臺數(shù)。根據(jù)Qs就可確定氣源的設(shè)計容量。

儀表耗氣量的精確數(shù)值是很難計算的，通常采用二、儀表供氣系統(tǒng)設(shè)計

儀表供氣系統(tǒng)設(shè)計包括兩部分，即氣源裝置設(shè)計和供氣系統(tǒng)配管設(shè)計。氣源裝置設(shè)計的目的是為儀表提供符合要求的壓縮空氣；供氣系統(tǒng)配管設(shè)計則是將符合要求的壓縮空氣送到各個用氣儀表上。二、儀表供氣系統(tǒng)設(shè)計1．氣源裝置設(shè)計組成：氣源裝置通常由空氣壓縮機、冷卻器、干燥器、過濾器和緩沖罐組成。為了保證氣源裝置能夠送出符合要求的壓縮空氣，氣源裝置設(shè)計應(yīng)當(dāng)符合下列原則。（1）為了保證不間斷供氣，空氣壓縮機應(yīng)當(dāng)配備兩臺，一臺工作另一臺備用。空氣壓縮機宜采用無油潤滑型空氣壓縮機。（2）空氣壓縮機的吸入口應(yīng)當(dāng)設(shè)置在空氣溫度盡可能低的地方，并應(yīng)避開有害氣體及粉塵多的場所。壓縮機的吸入口應(yīng)加裝過濾器，以過濾掉灰塵和其他固體顆粒。（3）空氣經(jīng)壓縮之后應(yīng)當(dāng)立即冷卻，以除去空氣中的水和油的蒸汽，減輕后面干燥器的工作負荷。1．氣源裝置設(shè)計（4）為了減少壓縮空氣壓力的波動，經(jīng)凈化處理后的壓縮空氣應(yīng)當(dāng)經(jīng)過緩沖罐后再向儀表供氣。這樣不但可使氣源壓力均衡平穩(wěn)，消除波動，而且在空氣壓縮機出現(xiàn)短時故障不能工作時，仍然可由緩沖罐內(nèi)的氣量維持一定時間的供氣。（5）為了除去壓縮空氣中夾帶的灰塵和雜物顆粒，在由緩沖罐向儀表供氣時，必須經(jīng)過空氣過濾器。空氣過濾器應(yīng)當(dāng)有足夠大的氣量以滿足供氣要求。由于空氣過濾器需要定時清理維護，為了保證生產(chǎn)的正常運行，必要時可采取兩個空氣過濾器并聯(lián)使用，一個工作另一個備用。清理維護空氣過濾器時進行氣路切換即可保證連續(xù)供氣。（4）為了減少壓縮空氣壓力的波動，經(jīng)凈化處理后的壓縮空氣

2．供氣系統(tǒng)配管設(shè)計供氣系統(tǒng)配管設(shè)計可分為控制室內(nèi)供氣配管設(shè)計和現(xiàn)場供氣配管設(shè)計兩種。（1）控制室內(nèi)供氣配管設(shè)計控制室內(nèi)儀表供氣的特點是用氣儀表空間位置比較集中，工作環(huán)境良好，可以采用集合方式供氣。集合供氣方式是通過一套公用減壓過濾裝置，通過一個氣源分配器向各個用氣儀表供氣。氣源分配器是一個直徑較大的管段，其上面分接出若干氣源頭，由這些氣源頭向各個儀表供氣。圖10-5是集合式供氣系統(tǒng)與氣源分配器的系統(tǒng)圖。

氣源分配器通常是水平安裝在儀表盤下部。

2．供氣系統(tǒng)配管設(shè)計圖10－5集合式供氣系統(tǒng)與氣源分配器的系統(tǒng)圖減壓閥圖10－5集合式供氣系統(tǒng)與氣源分配器的系統(tǒng)圖減壓閥(2)現(xiàn)場供氣配管設(shè)計

現(xiàn)場供氣系統(tǒng)配管可分為單線式供氣、支干線式供氣和環(huán)形供氣幾種。

①單線式供氣。這種供氣方式直接從氣源總管引出管線，經(jīng)減壓過濾后為單臺儀表供氣。該方式適用于耗氣量較大或空間位置較遠的用氣負荷。圖10-6是該供氣方式配管系統(tǒng)圖。

②支干線式供氣。由氣源總管引出若干條干管，再由干管分出若干條支管，在支管上引出若干條管線，通過一個減壓過濾器向各儀表供氣。該方式適用于儀表數(shù)量較多，且分散在各個不同空間，但在區(qū)域上儀表又相對比較集中的情況。支干線式供氣可以按樓層進行布局，比較方便。

其缺點是由于阻力的原因，離氣源最遠處儀表的供氣壓力會有所降低。圖10-7為支干線式供氣系統(tǒng)圖。(2)現(xiàn)場供氣配管設(shè)計圖10－7支干線式供氣系統(tǒng)圖圖10－6單線式供氣方式配管系統(tǒng)圖圖10－8環(huán)形供氣系統(tǒng)圖管線圖10－7支干線式供氣系統(tǒng)圖圖10－6單線式供氣方式③環(huán)形供氣。這種供氣方式是將供氣主管構(gòu)成一個環(huán)形回路，然后根據(jù)用氣情況再從環(huán)形回路的適當(dāng)位置分出若干條管線向不同區(qū)域供氣。如圖10－8所示。環(huán)形供氣方式多用于界區(qū)外部氣源管線配置，這部分管線通常由工藝專業(yè)負責(zé)設(shè)計。需要時界區(qū)內(nèi)也可采用這種供氣方式。近年來在自控工程設(shè)計中，現(xiàn)場供氣系統(tǒng)配管中也越來越多的采用氣源分配器方式對現(xiàn)場儀表群進行供氣，特別是在一些引進項目中使用這種方式供氣的較多。這種供氣方式的優(yōu)點是安裝、維護和保養(yǎng)比較方便。③環(huán)形供氣。

（3）供氣管線材質(zhì)及管徑的選擇。

①供氣管線材質(zhì)選擇。供氣管線材質(zhì)最好選擇鍍鋅管，一旦儀表氣源工作不正常，不致因壓縮空氣夾帶的雜質(zhì)（水、油等）而造成供氣管路生銹，給生產(chǎn)帶來麻煩。在氣源系統(tǒng)穩(wěn)定情況下，供氣系統(tǒng)中所含水蒸氣是不會結(jié)露的，此時不用鍍鋅管對儀表正常工作也不會產(chǎn)生影響。此外，采用碳鋼管除了可以螺紋連接，還可以進行焊接連接，尤其是在各大管徑管路中，選用碳鋼管會給安裝工作帶來一定方便。因此管線材質(zhì)并不是絕對的，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程的具體情況而定。

應(yīng)當(dāng)著重指出的是：對于控制室（或現(xiàn)場）儀表盤后的供氣主管、過濾器后的配管，必須選擇耐腐蝕材料（紫銅、黃銅、不銹鋼或塑料）的管材，因為進儀表前對空氣不再進行處理，因此絕對不允許管路中再有雜質(zhì)出現(xiàn)。（3）供氣管線材質(zhì)及管徑的選擇。

供氣管路中的管件、閥門材質(zhì)的選擇也是非常重要的，它也直接影響到供氣質(zhì)量。一般供氣管路中的管件、閥門材質(zhì)有銅合金、不銹鋼和塑料三種，用戶可根據(jù)具體情況選用?，F(xiàn)在一般采用專用的儀表管件和閥門，例如江蘇的揚中化工儀表配件廠就生產(chǎn)各種各樣的儀表管件和閥門。供氣管線管徑的選擇。供氣管線管徑的大小取決于供氣點數(shù)的多少?！妒突ぷ钥卦O(shè)計規(guī)定》中對供氣配管尺寸與供氣點數(shù)規(guī)定如下：供氣管路中的管件、閥門材

三、儀表供氣系統(tǒng)工程表達根據(jù)采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的不同，所完成的設(shè)計資料也有所不同。根據(jù)《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》(HG20506-92)的規(guī)定，儀表供氣系統(tǒng)有兩種工程表達方法，即儀表供氣空視圖和儀表供氣系統(tǒng)圖，其中儀表供氣系統(tǒng)圖為任選圖。采用氣源分配器的工程還需要繪制氣源分配器接管圖。

1．儀表供氣空視圖儀表供氣空視圖是供氣系統(tǒng)的立體表達圖，具有空間感明顯的優(yōu)點。

《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》(HG20506-92)中規(guī)定：

（1）當(dāng)儀表供氣總管和支干管均由自控專業(yè)設(shè)計時，需繪制儀表供氣空視圖。而氣源的分配采用氣源分配器時，只畫至氣源分配器。三、儀表供氣系統(tǒng)工程表達（2）本圖應(yīng)按比例，以立體圖的形式繪制。內(nèi)容應(yīng)包括建、構(gòu)筑物的柱軸線、編號、尺寸、所有供氣管路的規(guī)格、長度、總（干）管的標(biāo)高、坡度要求、氣源來源、供氣對象的位號（或編號），以及供氣管路上的切斷閥、排放閥、并應(yīng)編制材料表。至各供氣儀表的氣源閥可視情況統(tǒng)計在本圖、氣源分配器接管圖或儀表安裝圖中。（3）若工藝裝置為多層布置時，允許層高不按比例，以求圖面消晰。圖10-9是儀表供氣空視圖的一個示例。（P185）2．儀表供氣系統(tǒng)圖儀表供氣系統(tǒng)圖是供氣系統(tǒng)的另一種工程表達，以系統(tǒng)圖的方式表示出供氣系統(tǒng)的整體情況。該圖除了不按立體方式表達之外，設(shè)計要求與儀表供氣空視圖相同。圖10—10是一個儀表供氣系統(tǒng)圖示例。（2）本圖應(yīng)按比例，以立體圖的形式繪制。3．儀表氣源分配器接管圖

如果工程當(dāng)中某些需供氣的儀表空間位置比較集中，則可在儀表集中的某處設(shè)置氣源分配器。

將壓縮空氣接到氣源分配器上，然后從氣源分配器將壓縮空氣接到用氣儀表上。接到氣源分配器的管路通常是鍍鋅水煤氣管，由氣源分配器接到用氣儀表的管路通常是φ6的紫銅管或不銹鋼管。氣源分配器有定型產(chǎn)品可供選用，這類產(chǎn)品有不同數(shù)量的引出接頭。某些特殊需要時也可自己設(shè)計加工制作。供氣系統(tǒng)配管時，還需要給氣源分配器配接排污閥、接管件（活接頭、法蘭、縮徑接頭）等管件。圖10-11是某型號氣源分配器示意圖。

3．儀表氣源分配器接管圖

采用氣源分配器的工程需要繪制氣源分配器接管圖。圖10-12是儀表氣源分配器接管圖示例。該圖中左側(cè)為氣源分配器部分，上面標(biāo)明該氣源分配器編號101AD，下面是各個引出管，各個引出管向右引到說明表格，該表格中分別標(biāo)明該路氣管的引向（即用氣儀表位號）、供氣壓力、供氣流量、該用氣儀表的安裝位置、供氣管線情況（材質(zhì)名稱、規(guī)格和長度）。最下面是壓縮空氣引入管。圖10－11氣源分配器示意圖1-氣源接管；2－氣源引出頭；3－固定管夾；4－氣源分配器；5－排污閥采用氣源分配器的工程需要繪制氣源分配器接管圖圖10－12儀表氣源分配器接管圖圖10－12儀表氣源分配器接管圖

采用國際通用設(shè)計體制時，儀表供氣系統(tǒng)的表達與原化工部頒發(fā)的《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》(HG2506-92)規(guī)定有所不同。根據(jù)《自控專業(yè)工程設(shè)計文件深度的規(guī)定》(HG/T20638—1998)的規(guī)定，儀表供氣系統(tǒng)應(yīng)繪制出儀表空氣管道平面圖(或系統(tǒng)圖)。采用氣源分配器的工程還需要編制儀表氣源分配器表。國際通用設(shè)計體制中不采用儀表供氣空視圖表達供氣系統(tǒng)。該規(guī)定所采用的儀表空氣管道平面圖(或系統(tǒng)圖)與《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》(HG20506—92)中儀表供氣系統(tǒng)圖相似，沒有太大的區(qū)別，繪圖時可參見《自控專業(yè)工程設(shè)計文件深度的規(guī)定》(HG/T20638—1998)規(guī)定中的例圖進行繪制。

儀表氣源分配器表采用表格方式表達出氣源分配器接管情況。表10-1是一個氣源分配器接管的示例。該表中主要列出了儀表氣源分配器編號、型號安裝圖號等。對引出管內(nèi)容列出了用氣儀表位號、接管尺寸、接管材質(zhì)和接管長度。采用國際通用設(shè)計體制時，儀表供氣系統(tǒng)表10－1氣源分配器接管表表10－1氣源分配器接管表§10儀表供電、供氣系統(tǒng)設(shè)計§10－1儀表供電系統(tǒng)設(shè)計§10－2儀表供氣系統(tǒng)的設(shè)計§10儀表供電、供氣系統(tǒng)設(shè)計§10－1儀表供電系統(tǒng)設(shè)

自動控制系統(tǒng)工作時，需要能源為其提供能量。能源質(zhì)量是自動控制系統(tǒng)正常工作的保證，能源質(zhì)量的好壞直接影響自動控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量，因此能源系統(tǒng)的設(shè)計是非常重要的。

自動控制系統(tǒng)的能源可分為：電源、氣源和液壓源。其中用的最多的是電源和氣源。電源是為電動儀表提供能量，氣源為氣動儀表提供能量。一般來說一個工程既有電動儀表，也有氣動儀表（例如氣動薄膜調(diào)節(jié)閥），因此兩種能量都會用到。比較小的項目中也有可能只使用一種儀表（采用電動儀表和電動執(zhí)行器或全部采用氣動儀表），因此也可能使用一種能量。自動控制系統(tǒng)工作時，需要能源為其提§10-1儀表供電系統(tǒng)設(shè)計

供電系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容包括：（1）根據(jù)生產(chǎn)工藝以及所選用的自動化儀表的具體特點對供電的安全級別、電源交變類型、電壓等級、用電量和供電質(zhì)量提出要求；（2）根據(jù)自動化儀表具體配置情況進行配電設(shè)計；（3）提供相應(yīng)的電氣設(shè)備材料表以備訂貨采購；（4）如果儀表測量管線采用電伴熱，還要進行電伴熱設(shè)計。§10-1儀表供電系統(tǒng)設(shè)計供電系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容包括：一、儀表供電要求

1．供電安全級別要求根據(jù)用電負荷在生產(chǎn)過程中的重要程度，提出不同的供電可靠性和連續(xù)性的要求。為了確保生產(chǎn)安全必須將負荷分類。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《工廠電力設(shè)計技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定，電力負荷分為三級。（1）一級一類負荷（保安負荷）。當(dāng)企業(yè)工作電源突然中斷時，可能會發(fā)生爆炸、火災(zāi)、人身傷亡和關(guān)鍵設(shè)備損壞的用電負荷；出現(xiàn)上述情況時，相應(yīng)的事故處理系統(tǒng)、關(guān)鍵設(shè)備的保護系統(tǒng)、工藝中緊急停車設(shè)備與操作系統(tǒng)、重要的計算機與控制系統(tǒng)、報警與通訊系統(tǒng)等用電負荷?；どa(chǎn)過程中，高溫高壓設(shè)備、中高壓蒸汽發(fā)生器、各種加熱爐、各種反應(yīng)器和氣體發(fā)生器、反應(yīng)器的冷卻水泵、聚合反應(yīng)器阻聚劑輸送設(shè)備、大型壓縮機的潤滑油泵等通常是一級一類負荷。與之相對應(yīng)的計算機系統(tǒng)、檢測儀表和報警聯(lián)鎖系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)以及緊急操作系統(tǒng)也是一級一類負荷。一、儀表供電要求

這一類負荷必須由保安電源（緊急電源）供電。保安電源（緊急電源）需要由兩個相互獨立電源提供電力。

兩個電源中一個為工作電源，一個為后備電源。當(dāng)工作電源發(fā)生故障時應(yīng)當(dāng)能夠及時切換到后備電源供電。相互獨立是指當(dāng)一個電源發(fā)生故障時不至于影響另一個電源供電。

后備電源通常有三種，即蓄電池、柴油發(fā)電機組和滿足相對獨立要求的其他電源。其中蓄電池可提供直流后備電源，也可通過逆變器提供交流電源；柴油發(fā)電機組可提供交流后備電源，也可通過整流設(shè)備提供直流后備電源；滿足相對獨立要求的其他電源通常是電網(wǎng)中通過備用配電裝置供電的電源。

注意：因為市電是一個供電電網(wǎng)，電源的獨立性只是相對的、對于特別重要的工序或設(shè)備，通常采用幾種備用電源以增加安全保護性能。這一類負荷必須由保安電源（緊急電（2）一級二類負荷（重要負荷）。當(dāng)企業(yè)工作電源突然中斷時，將使企業(yè)的產(chǎn)品及原料大量報廢，恢復(fù)供電之后，又需要很長時間才能恢復(fù)生產(chǎn)，可造成重大經(jīng)濟損失的負荷，以及從保安負荷中挑選剩下的重要負荷。與這類生產(chǎn)單元相對應(yīng)的測量與控制系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、報警聯(lián)鎖系統(tǒng)，其供電級別與工藝單元供電級別相同。一級二類負荷應(yīng)當(dāng)由兩個相互之間無聯(lián)系的電源供電。如果兩個電源間有聯(lián)系，在發(fā)生任何一種電氣故障時，兩個電源的任何部分不應(yīng)同時受到損壞。（3）二級負荷（次要負荷）。當(dāng)企業(yè)工作電源突然中斷時，企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂，大量產(chǎn)品報廢，生產(chǎn)過程需要較長時間才能恢復(fù)，可造成較大經(jīng)濟損失的負荷。連續(xù)生產(chǎn)過程中的大部分負荷都可劃分在這一級中。（2）一級二類負荷（重要負荷）。

與這類生產(chǎn)單元相對應(yīng)的測量與控制系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、報警聯(lián)鎖系統(tǒng)，其供電級別與工藝單元供電級別相同。應(yīng)當(dāng)保證當(dāng)電力變壓器或電力線路發(fā)生常見故障時不致中斷供電。如果負荷較小或地區(qū)供電困難時，也可以采取一路供電。（4）三級負荷（一般負荷）。不屬于一級、二級負荷的用電負荷。例如允許停電幾個小時而不會造成生產(chǎn)損失的用電負荷、機修等輔助車間、生產(chǎn)主線之外的輔助工序等，這類用電負荷對供電無特殊要求，采用一路供電即可。與這類生產(chǎn)單元相對應(yīng)的測

2．對供電交變類型和電壓等級的要求

供電交變類型是指所使用的電源是交流電源還是直流電源。電壓級別是指電源電壓的大小。

選擇什么樣的交變類型電源由所使用的儀表所決定。如果所使用儀表的電源為交流電則應(yīng)當(dāng)選擇交流電源，如果所使用儀表的電源為直流電則應(yīng)當(dāng)選擇直流電源。電壓等級要求同樣根據(jù)儀表要求選擇。一般交流電源儀表的電壓為220V，直流電源儀表的電壓為24V或48V。工程實踐中，常常是這兩種供電要求的儀表共同存在，這時就需要提供兩種電源，即220V交流電源和24V直流電源。有些系列儀表本身就有兩種供電型號可選，所以自動化工程當(dāng)中通常都需要提供這兩種電源。

2．對供電交變類型和電壓等級的要求3．對供電質(zhì)量的要求供電質(zhì)量要求是指對電源的電壓、頻率、電源電壓降低、瞬間中斷時間、負載能力、紋波系數(shù)、波動峰值、電源噪聲等多方面的要求。電動儀表是以電力為動力工作的儀表，電源質(zhì)量的好壞直接影響儀表的工作質(zhì)量。例如電源質(zhì)量下降可能會造成儀表的精度和靈敏度下降，嚴(yán)重時可能會造成儀表損害，使控制與測量失靈。自動化工程對電源的要求可以歸納為以下幾點。

（1）電源電壓允許偏差。交流電源：220V±10%

直流電源：24V(－5％~+10％)48V±10%

對于電源電壓要求較高的自控設(shè)備可以采用穩(wěn)壓電源供電。

（2）電源頻率：50Hz±1Hz。3．對供電質(zhì)量的要求（3）電源電壓降低及線路電壓降在允許范圍內(nèi)。電源電壓降低，主要是電網(wǎng)電壓瞬間波動所致，特別是短時電壓降低，有可能導(dǎo)致系統(tǒng)誤控制動作。線路電壓降，主要是供電線路較遠時，當(dāng)線徑選擇不當(dāng)，由線路損失所致。

一般用途的指示記錄儀表，電源電壓降低或線路電壓降應(yīng)不大于額定電壓的25％。對于重要的記錄調(diào)節(jié)儀表及信號報警、聯(lián)鎖系統(tǒng)的電源允許的電壓降的數(shù)值尚沒有統(tǒng)一的規(guī)定。設(shè)計時可視具體儀表的電氣特性及其所處系統(tǒng)的重要程度，提出相應(yīng)的壓降限制要求。（4）電源瞬間中斷時間要求。電源中斷將會使自動化儀表指示失靈和系統(tǒng)失控，將會給生產(chǎn)帶來損失，甚至?xí)斐蓢?yán)重事故。因此，在設(shè)計自動控制系統(tǒng)和信號報警、聯(lián)鎖系統(tǒng)時應(yīng)當(dāng)注意有關(guān)儀表、設(shè)備所允許的最小瞬間中斷供電時間。（3）電源電壓降低及線路電壓降在允許范圍內(nèi)。

儀表的電源瞬間中斷供電時間可參照儀表備用電源的切換時間值進行選取。

日本石油協(xié)會規(guī)定：電動回路儀表的允許瞬時中斷供電時間一般取5ms，繼電器一般取0.5~5ms。（5）特殊要求。某些儀表對交流電源的諧波含量，直流電源電壓的紋波有特殊要求，一般規(guī)定為交流電源的諧波含量小于5％，直流電源的紋波電壓小于1％。儀表的電源瞬間中斷供電時間可參照儀4．儀表的耗電量

儀表的耗電量一般按各類儀表用電總和的1.2倍計算。當(dāng)考慮備用電源時，可按1.5倍計算。對于不間斷供電裝置、蓄電池組的負荷，可按上述耗電量的100％考慮。在工作電源中斷而備用的保安電源尚未接替上之間，為了使采用保安電源供電的儀表不間斷地獲得電力供應(yīng)，對于起臨時保安電源作用的靜止型不間斷供電裝置或蓄電池組所應(yīng)當(dāng)維持的工作時間，應(yīng)當(dāng)滿足下列要求：（1）與快速自啟動保安電源發(fā)電設(shè)備配合使用時，工作時間應(yīng)當(dāng)不小于10min；（2）與無保安電源發(fā)電設(shè)備或手動啟動的保安電源發(fā)電設(shè)備配合使用時，工作時間按1小時考慮。

4．儀表的耗電量二、儀表供電配電設(shè)計

1．供電回路分組

1）按用電負荷的類型、電壓等級、用電對象及場所分布進行分組供電。例如：按儀表及自動化系統(tǒng)、報警與聯(lián)鎖系統(tǒng)、電伴熱保溫系統(tǒng)等分別設(shè)置供電回路。

2）還可按“保安負荷”用電和一般工作電源用電分別設(shè)置供電回路。

3）也可按電壓等級、交流或直流分組供電。注意：

一般不允許一類類型用電負荷接入到另一類用電負荷供電回路中。二、儀表供電配電設(shè)計分組供電的好處：（1）可保證安全可靠的供電；（2）各供電回路簡單明了，回路電壓單一專用，可以避免誤操作；（3）重要（保安負荷）回路與一般回路，本安回路、聯(lián)鎖回路與一般回路的各用戶主次分明，重點突出。2．配電方式根據(jù)用電儀表分布情況與用電負荷的大小，儀表供電可分為三級供電、二級供電和一級供電三種供電方式。

1）三級供電方式：由總供電箱（柜、盤）向各分供電箱（柜、盤）供電，再由各分供電箱（柜、盤），向設(shè)置在最底層的各供電箱供電。

應(yīng)用場合：三級供電系統(tǒng)一般用于車間多且分散、儀表用電量大（大于10kVA）的大型工程。分組供電的好處：2）二級供電方式：由總供電箱（柜、盤）直接向設(shè)置在最底層的各供電箱供電。應(yīng)用場合：二級供電系統(tǒng)一般用于中、小工程，這種工程儀表用電量不是很大（一般在1~10kVA之間）且儀表分布相對比較集中。

3）所謂一級供電：就是不設(shè)置總供電箱（柜、盤），而是由電源直接向設(shè)置在最底層的各供電箱供電。圖10－1是各種供電方式的示意圖。各級供電箱（柜、盤）和供電回路均應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置相應(yīng)的開關(guān)和保險。其特性和容量應(yīng)當(dāng)符合低壓電器配電系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)定。供電系統(tǒng)配線應(yīng)按HG20512—92《儀表配管、配線設(shè)計規(guī)定》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。供電系統(tǒng)接地應(yīng)當(dāng)符合HG20513—92《儀表系統(tǒng)接地設(shè)計規(guī)定》的設(shè)計要求。2）二級供電方式：

配電方式可以分為單回路供電、環(huán)形回路供電和多回路供電三種，如圖10—2所示。圖10－1供電方式示意圖配電方式可以分為單回路供電、環(huán)形回路供電和

上述三種配電方式中：

1）單回路供電方式屬于并聯(lián)供電，各分供電箱（柜、盤）可以單獨設(shè)置電源開關(guān)，并且某個分供電箱（柜、盤）電源開關(guān)的閉合與斷開不會影響到其他分供電箱（柜、盤）的工作狀態(tài)。

2）環(huán)形回路供電方式屬于串聯(lián)供電，各分供電箱（柜、盤）不可單獨設(shè)置電源開關(guān)，如果設(shè)置電源開關(guān)，如果某個分供電箱（柜、盤）電源開關(guān)斷開，整個電源回路就會斷開，則其他分供電箱（柜、盤）將不能正常供電。圖10－2配電方式示意圖上述三種配電方式中：圖10－2配電方式示意

無論單回路供電方式還是環(huán)形回路供電方式，各分供電箱（柜、盤）的電力負荷都集中在總供電箱（柜、盤）的一對（兩個）端子上，如果這對端子出現(xiàn)問題則下面的各個分供電箱（柜、盤）都不能工作。這兩種供電方式在進行電力負荷分配時也不夠靈活。

3）多回路供電方式：是將各個分供電箱（柜、盤）分別接到總供電箱（柜、盤）上的各組端子上，這樣既可進行多回路供電，靈活的進行用電負荷的分配，也可以將端子故障（如接觸不良、端子損壞等）的影響分散開來。

所以上述三種配電方式中采用最多的為多回路供電方式。無論單回路供電方式還是環(huán)形回路

三、儀表供電系統(tǒng)的工程表達

1．供電箱接線圖自動化工程中供電系統(tǒng)的工程表達以供電箱接線圖為主要表達方式。該圖要表達出的內(nèi)容為：①供電箱各端子的編號；②連接電纜的型號和規(guī)格；

③連接對象位號；④連接對象的型號和規(guī)格；⑤所需容量；⑥熔斷器容量；⑦從何處接入或接到何處；⑧接入電源的交變類型和電壓等級；⑨列出供電系統(tǒng)所用設(shè)備（在其他圖紙中已經(jīng)統(tǒng)計過的設(shè)備不再列入其中）。三、儀表供電系統(tǒng)的工程表達供電箱接線圖的繪制方法（以兩級供電為例）如下：（1）在圖紙的左面適當(dāng)位置繪制總供電箱（OSB）的各個端子并按順序編號；（2）在圖紙的右面適當(dāng)位置繪制各供電回路用電情況表，每行為一個回路，按列從左至右分別為對象位號、名稱或型號、需要容量(W)、熔斷器容量（A）、引向；（3）用直線將總供電箱端子與下級供電箱或用電設(shè)備所對應(yīng)的用電情況表某行相連，在總供電箱一側(cè)分為兩根線接到相應(yīng)的端子上。在連接線上標(biāo)明電纜編號、電纜型號、線芯數(shù)量和截面積（注意：在儀表盤背面電、氣接線圖中所出現(xiàn)的電纜編號與此處的電纜編號不得重號）；（4）在供電回路用電情況表中對應(yīng)行上填寫上相應(yīng)內(nèi)容；（5）列出供電系統(tǒng)設(shè)備表（在其他圖紙中已經(jīng)統(tǒng)計過的設(shè)備不再列入其中）。供電箱接線圖的繪制方法（以兩級供電為例）如下：

圖10－3是一個總供電箱的接線圖。從總供電箱共引出六路電源，分別是給分析器AT-301和AT-302供電、給流量記錄累積儀表FRQ-902和FRQ-903供電、給供電箱101SB和l02SB供電?？偣╇娤涞碾娫从呻姎鈱I(yè)的1＃配電室內(nèi)2P提供。供電系統(tǒng)的完整表達還包括供電箱101SB和102SB的接線圖，供電箱的接線圖與總供電箱接線圖相似。如果采用三級供電系統(tǒng)，則還應(yīng)當(dāng)包括分供電箱的接線圖。

圖10－3是一個總供電箱的接線圖圖10－3總供電箱的接線圖火線零線圖10－3總供電箱的接線圖火線零線

圖中左面是總供電箱OSB，其中K0-K8為供電箱內(nèi)的開關(guān)，每個開關(guān)對應(yīng)著有兩個接線端子，分別接入電纜的兩個線芯。

K0是總供電箱的電源開關(guān)，分別連接上電氣專業(yè)來的電纜芯，其中N表示為零線，L表示火線。圖中K0上面接零線，下面接火線，則總供電路OSB中K0-K8的上面都是零線，下面都是火線。工程設(shè)計中，除了供電容量要留有一定的余量之外，通常供電路數(shù)也要留有一定的余量。圖中留有兩路后備供電回路。圖中左面是總供電箱OSB，其中K0-K8為供

老體制《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》(HG20506-92)標(biāo)準(zhǔn)和國際通用設(shè)計體制《自控專業(yè)工程設(shè)計文件深度的規(guī)定》(HG/T20638—1998)標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定供電系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)出具各個“供電箱的接線圖”。同時，在《自控專業(yè)工程設(shè)計文件深度的規(guī)定》(HG/T20638—1998)標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定供電系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)出具“供電系統(tǒng)圖”。

2．供電系統(tǒng)圖

供電系統(tǒng)圖所表達的是供電系統(tǒng)的層次及相互之間的連接關(guān)系，具體的接線連接由各個“供電箱接線圖”表達。

圖10-4是某個自動化工程中的“供電系統(tǒng)圖”示例。圖中繪制出各個總供電箱、電源箱和供電箱，標(biāo)名其代號、電源交變類型、型號（供電箱或電源箱）、容量和安裝位置等內(nèi)容。用直線代表電纜，表明相互之間連接關(guān)系。電纜上注明電源電壓等級和交變類型。此外在該圖紙標(biāo)題欄上方的設(shè)備表中列出所使用電氣設(shè)備的名稱、型號或規(guī)格、容量等內(nèi)容。老體制《自控專業(yè)施工圖設(shè)計內(nèi)容深度圖10－4供電系統(tǒng)圖IR—儀表盤后框架圖10－4供電系統(tǒng)圖IR—儀表盤后框架

四、工程中自動化與電氣專業(yè)的設(shè)計分界

《自控專業(yè)工程設(shè)計文件深度的規(guī)定》（HG/T20636.4-1998）規(guī)定：

（1）儀表用380/220和110V交流電源，由電氣專業(yè)設(shè)計，自控專業(yè)提出設(shè)計條件。電氣專業(yè)負責(zé)將電源電纜送至儀表供電箱（柜）的接線端子，包括控制室、分析器室、就地儀表盤或雙方商定的地方。低于110V的交流電源出自控專業(yè)設(shè)計。

（2）儀表用100V及以上的直流電源由自控專業(yè)提出設(shè)計條件，電氣專業(yè)負責(zé)設(shè)計。低于100V的直流電源由自控專業(yè)設(shè)計。

（3）儀表用不中斷電源（UPS），可由電氣專業(yè)設(shè)計，自控專業(yè)提出設(shè)計條件。由儀表系統(tǒng)成套帶來的UPS，由自控專業(yè)設(shè)計。四、工程中自動化與電氣專業(yè)的設(shè)計分界

五、電器選擇

自控工程設(shè)計中，供電系統(tǒng)設(shè)計主要進行的是配電設(shè)計。如果需要自控專業(yè)設(shè)計某些電源系統(tǒng)時，電器選擇也是一項重要的工作。電器選擇應(yīng)當(dāng)遵循“低壓電器設(shè)備選擇”的相關(guān)規(guī)定進行，其一般原則是：（1）按正常工作條件選擇電器設(shè)備的額定電壓、額定電流；（2）按電器所處的工作場所選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式（隔爆型、濕熱型、密封型、防濺型或普通型）；（3）電器設(shè)備的選擇還應(yīng)當(dāng)考慮質(zhì)量價格和供貨情況。

自控設(shè)計中常用電器有電源變壓器、整流器；開關(guān)、按鈕及熔斷器；供電箱（盤、柜）等。電源變壓器、整流器負荷容量按儀表總耗電量的1.2~1.5倍計算，額定電壓應(yīng)當(dāng)大于或等于線路的額定電壓，額定電流應(yīng)當(dāng)大于或等于線路的額定電流。五、電器選擇

一般開關(guān)、按鈕可按設(shè)計要求選用，自動開關(guān)的額定電壓和額定電流應(yīng)當(dāng)大于或等于線路的額定電壓和額定電流。熔斷器的額定電壓應(yīng)當(dāng)大于或等于線路的額定電壓，額定電流應(yīng)當(dāng)大于或等于線路的額定電流，但要小于該回路電源開關(guān)的額定電流。供電箱按其安裝的場所進行選擇。它有帶進線電源總開關(guān)和不帶電源總開關(guān)（單相或三相）兩種，供電箱有防爆型、密閉型和普通型不同形式，可根據(jù)具體情況進行選擇。儀表供電供氣系統(tǒng)設(shè)計課件§10-2儀表供氣系統(tǒng)的設(shè)計

在自控工程中，出于某些特殊的需要，有時需要采用氣動儀表進行生產(chǎn)過程變量的測量與控制，即便是采用電動儀表或其他DCS、FCS自動化工具的自控工程，也不可避免的要使用各種執(zhí)行器，而生產(chǎn)過程控制中使用最多的是氣動薄膜控制閥。顧名思義，氣動儀表是一種以壓縮空氣為工作能源的儀表，這種為驅(qū)動儀表工作而提供的壓縮空氣稱為儀表的氣源，這種氣源系統(tǒng)稱為儀表的供氣系統(tǒng)。不言而喻，壓縮空氣的質(zhì)量好壞；供氣系統(tǒng)供氣性能如何將直接影響儀表的工作，如果儀表不能正常工作則生產(chǎn)過程也不能進行正常生產(chǎn)，甚至出現(xiàn)事故。所以自控工程中儀表供氣系統(tǒng)的設(shè)計是一項重要的工作，必須引起足夠的重視?！?0-2儀表供氣系統(tǒng)的設(shè)計在

一、儀表供氣系統(tǒng)的要求氣動儀表對供氣系統(tǒng)的要求可以分為兩類，對空氣品質(zhì)方面的要求和對供氣系統(tǒng)性能方面的要求，大致可有下面一些內(nèi)容：

①氣源空氣中含水量；

②氣源空氣中含油量；③氣源空氣中含塵量；④氣源空氣中含塵顆粒度；⑤氣源空氣中含碳氫化合物和有毒氣體量；⑥供氣系統(tǒng)的壓力；⑦供氣系統(tǒng)的容量；⑧備用氣源。一、儀表供氣系統(tǒng)的要求

1.氣源空氣含濕量周圍的空氣中總是含有水分的，即大氣是由水氣和干空氣組成的?？諝庵械乃謱τ趦x表來說是非常有害的，如果空氣中含水量過多，空氣進入到儀表表體內(nèi)部之后，水會腐蝕儀表中的金屬部件產(chǎn)