儀表根底知識1主要內(nèi)容一、四大參數(shù)的測量原理及儀表二、調(diào)節(jié)閥三、PLC、DCS系統(tǒng)根底知識2一、四大參數(shù)的測量原理及儀表

現(xiàn)場儀表測量參數(shù)的分類：

現(xiàn)場儀表測量參數(shù)一般分為溫度、壓力、流量、液位四大參數(shù)。下面就著重介紹一下這四大參數(shù)的測量原理，以及測量這四大參數(shù)所運用的儀表。31、溫度的測量一、按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類二、按工作原理可分為膨脹式、電阻式、熱電式、輻射式等；

下表列出了常用測溫儀表的測溫原理、測溫范圍和主要特點，我廠應(yīng)用最多的是雙金屬溫度計、熱電偶和熱電阻溫度計。本節(jié)僅介紹這三種溫度計。451、溫度的測量1.1熱電偶溫度計熱電偶溫度計由熱電偶、顯示儀表及連接導(dǎo)線組成如下圖。由于熱電偶的性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測量范圍廣〔-50~+1600℃〕、有較高的準(zhǔn)確度，因而在石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用極為普遍。6231熱電偶溫度計測量線路1、熱電偶2、連接導(dǎo)線3、顯示儀表t0t0tAB1、溫度的測量7熱電偶工作原理：兩種不同成份的導(dǎo)體〔稱為熱電偶絲材或熱電極，如上圖中的A和B〕兩端接合成回路，當(dāng)接合點的溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的，其中，直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端〔也稱為測量端〕，另一端叫做冷端〔也稱為補償端〕；冷端與顯示儀表或配套儀表連接。熱電偶根據(jù)測溫條件和安裝位置的不同，具有多種結(jié)構(gòu)型式。雖然它們的結(jié)構(gòu)和外形不盡相同，但其根本結(jié)構(gòu)通常均由熱電極、絕緣管、保護套管和接線盒等主要局部組成。1、溫度的測量81、溫度的測量熱電偶的種類：我國從1988年1月1日起,熱電偶全部按IEC國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),S分度(鉑銠10-鉑)；B分度號(鉑銠30-鉑銠6)；K分度號(鎳鉻-鎳硅)；E分度號(鎳鉻-康銅)；T分度號(銅-康銅)；J分度號〔鐵-康銅〕；R分度號(鉑銠13-鉑)。并指定七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶.

我廠主要有K型、E型、S型

91、溫度的測量101、溫度的測量

1.2熱電阻溫度計熱電阻溫度計是測量中、低溫(一般為500℃以下)區(qū)的一種溫度檢測器。熱電阻的測溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體

的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，熱電阻通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它二次儀表上。111、溫度的測量熱電阻的接線：工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對測量結(jié)果會有較大的影響。目前熱電阻的接線有三種

二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來引出電阻信號的方式叫二線制，這種引線方法簡單，適合測量精度較低的場合。三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業(yè)過程控制中的最常用。四線制：在熱電阻的根部兩端各連接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉(zhuǎn)換成電壓信號U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表?？梢娺@種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。121、溫度的測量熱電偶與熱電阻的區(qū)別：熱電阻本身是電阻，溫度的變化，使電阻產(chǎn)生正的或者是負的阻值變化；而熱電偶是產(chǎn)生感應(yīng)電壓的變化，他隨溫度的改變而改變.雖然都是接觸式測溫儀表，但它們的測溫范圍不同，熱電偶使用在溫度較高的環(huán)境，如S型測一20~~1300℃(短期1600),K型測一50~~1000℃，E型一40~~800(900)℃以上的較高溫度，熱電阻測溫范圍為一200~~500℃。131、溫度的測量1.3雙金屬溫度計雙金屬溫度計是一種測量中低溫度的現(xiàn)場檢測儀表。雙金屬溫度計可以直接測量各種生產(chǎn)過程中的-80℃～+500℃范圍內(nèi)液體，蒸汽和氣體介質(zhì)。雙金屬溫度計工作原理：雙金屬溫度計是將繞成螺紋旋形的熱雙金屬片作為感溫器件，并把它裝在保護套管內(nèi)，其中一端固定，稱為固定端，另一端連接在一根細軸上，成為自由端。在自由端線軸上裝有指針。當(dāng)溫度發(fā)生變化時，感溫器件的自由端隨之發(fā)生轉(zhuǎn)動，帶動細軸上的指針產(chǎn)生角度變化，在標(biāo)度盤上指示對應(yīng)的溫度

141、溫度的測量雙金屬溫度計的分類：按雙金屬溫度計指針盤與保護管的連接方向可以把雙金屬溫度計分成軸向型、徑向型和萬向型三種。①軸向型雙金屬溫度計：指針盤與保護管垂直連接。②徑向型雙金屬溫度計：指針盤與保護管平行連接。③萬向型雙金屬溫度計：指針盤與保護管連接角度可任意調(diào)整152、壓力的測量與變送

目前，石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用中廣泛的一種壓力測量儀表是彈性元件。根據(jù)測壓范圍不同，常用的測壓元件有單圈彈簧管、多圈彈簧管、膜片、膜盒、波紋管等。在被測介質(zhì)壓力的作用下，彈性元件發(fā)生彈性變型，而產(chǎn)生相應(yīng)的位移，能過轉(zhuǎn)換位置，可將位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號或氣信號，以遠傳顯示，報警或調(diào)節(jié)用。162、壓力的測量與變送主要壓力檢測儀表：〔1〕彈簧管壓力表彈簧管壓力表是壓力儀表的主要組成部份之一，它有著極為廣泛的應(yīng)用價值，它具有結(jié)構(gòu)簡單，品種規(guī)格齊全、測量范圍廣、便于制造和維修和價格低廉等特點。彈簧管壓力表是單圈彈簧壓力表的簡稱。它主要由彈簧管、齒輪傳動機構(gòu)〔包括拉桿、扇形齒輪、中心齒輪〕、示數(shù)裝置〔指針和分度盤〕以及外殼等幾部份組成，如以下圖所示。彈簧管是一端封閉并彎成270度圓孤形的空心管子。172、壓力的測量與變送

18

彈簧管壓力表1、彈簧管2拉桿3、扇型齒輪3、中心齒輪5、指針6、面板7、游絲8、調(diào)整螺釘9接頭ab2、壓力的測量與變送〔2〕單晶硅諧振式傳感器諧振式傳感器是采用超精細加工工藝在單晶硅材料上制成兩個完全一致的H型諧振梁，并以一定的頻率產(chǎn)生振動。其諧振頻率取決于梁的長度及張力，而張力隨壓力的變化而變化，實現(xiàn)了壓力變化轉(zhuǎn)換成頻率信號的變化，并采用了頻率差分技術(shù)，將兩個頻率信號直接輸出到脈沖計數(shù)器。從而使傳感器具有誤差小，重復(fù)性好、分解能力和反響靈敏度高、直接輸出數(shù)字信號等特點。由于傳感器良好的特性，可使變送器幾乎不受靜壓和溫度的影響，而且具有優(yōu)良的過壓性能和范圍較寬的量程。192、壓力的測量與變送

20基礎(chǔ)振子引伸張力硅膜片過程壓力變送器工作原理圖2、壓力的測量與變送〔3〕電容式傳感器21ΔSS0S0S2S1圖2-19膜片位移原理圖4~20 mA放大電路原理：△P變化△C電流的變化2、壓力的測量與變送壓力表的選用應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對壓力測量的要求，被測介質(zhì)的性質(zhì)，現(xiàn)場環(huán)境條件等來考慮儀表的類型、量程和精度等級。并確定是否需要帶有遠傳、報警等附加裝置。這樣才能到達經(jīng)濟、合理和有效的目的。1．類型的選用儀表類型的選用必須滿足工蘭生產(chǎn)的要求。例如是否需要遠傳變送、自動記錄或報警；被測介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)(如腐蝕性、溫度上下、粘度大小、臟污程度、易燃易爆等)是否對儀表提出特殊要求；現(xiàn)場環(huán)境條件(如高溫、電磁場、振動等)對儀表有否特殊要求等。普通壓力表的彈簧管材料多采用銅合金，高壓的也有采用碳鋼，而氨用壓力表的彈簧管材料都采用碳鋼，不允許采用銅合金。因為氨氣對銅的腐蝕極強，所以普通壓力表用于氨氣壓力測量很快就要損壞。氧氣壓力表與普通壓力表在結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上完全相同，只是氧用壓力表禁油。因為油進入氧氣系統(tǒng)會引起爆炸。如果必須采用現(xiàn)有的帶油污的壓力表測量氧氣壓力時，使用前必須用四氯化碳反復(fù)清洗，認真檢查直到無油污為止。222、壓力的測量與變送2．測量范圍確實定儀表的測量范圍是根據(jù)被測壓力的大小來確定的。對于彈性式壓力表，為保證彈性元件能在彈性變形的完全范圍內(nèi)可靠地工作，量程的上限值應(yīng)高于工藝生產(chǎn)中可能的最大壓力值。根據(jù)"化工自控設(shè)計技術(shù)規(guī)定"，在測量穩(wěn)定壓力時，最大工作壓力不應(yīng)超過量程的2/3；測量脈動壓力時，最大工作壓力不超過量程的1/2；測量高壓壓力時，最大工作壓力不應(yīng)超過量程的3/5。為了保證測量的準(zhǔn)確度，所測的壓力值不能太接近于儀表的下限值，亦即儀表的量程不能選得太大，一般被測壓力的最小值應(yīng)不低于量程的1/3。按上述要求算出后，實取稍大的相鄰系列值，一般可在相應(yīng)的產(chǎn)品目錄申查到。3．精度級的選取儀表的精度主妥是根據(jù)生產(chǎn)上允許的最大測量誤差來確定的。此外，在滿足工藝要求的前提下，還要考慮經(jīng)濟性，即盡可能選用精度較低、價廉耐用的儀表。233、流量的測量與變送在化工生產(chǎn)過程中，為了有效地進行生產(chǎn)操作和控制，經(jīng)常需要測量生產(chǎn)過程中各種介質(zhì)(如液體、氣體和蒸汽等)的流量，以便為生產(chǎn)操作和控制提供依據(jù)。同時，為了進行經(jīng)濟核算，也需要知道在一般時間(如一班、一天等)內(nèi)流過的介質(zhì)總量。所以，對管道內(nèi)介質(zhì)流量的測量和變送是實現(xiàn)生產(chǎn)過程的控制以及進行經(jīng)濟核算所必需的。在工程上，流量是指單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體的體積或質(zhì)量，即瞬時流量。流量的計量單位如下:表示體積流量的單位常用立方米每小時(m3/h)、升每分(I/min)、升每秒(l/s)等；表示質(zhì)量流量的單位常用噸每小時(t/h)、千克每小時(kg/h)、千克每秒(kg/s)等。假設(shè)流體的密度是ρ，那么體積流量Q與質(zhì)量流量M的關(guān)系是:M=Qρ或Q=M/ρ243、流量的測量與變送

應(yīng)當(dāng)指出，流體的密度是隨工況參數(shù)而變化的。對于液體，由于壓力變化對密度的影響很小，一般可以忽略不計；但因溫度變化所產(chǎn)生的影響，那么應(yīng)引起注意。不過一般溫度每變化10℃時，液體的密度變化約在1%以內(nèi)。所以，除溫度變化較大，測量準(zhǔn)確度要求較高的場合外，往往也可以忽略不計。對于氣體，由于密度受溫度、壓力變化影響較大，例如，在常溫附近，溫度每變化10℃，密度變化約為3%。在常壓附近，壓力每變10kPa，密度也約變化3%。因此，在測量氣體體積流量時，必須同時測量氣體的溫度和壓力，并將工作狀態(tài)下的體積流量換算成標(biāo)準(zhǔn)體積流量。所謂標(biāo)準(zhǔn)體積流量，在工業(yè)上是指20℃、0.10133MPa(稱標(biāo)定狀態(tài))或0℃、0.10133MPa(稱標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))條件下的體積流量。在儀表計量上多數(shù)以標(biāo)定狀態(tài)條件下的體積流量為標(biāo)準(zhǔn)體積流量。流量測量的方法和儀表種類繁多，其測量原理和儀表的結(jié)構(gòu)形式各不相同。針對石油化工生產(chǎn)過程的不同要求，采用不同的流量儀表。下面主要介紹流量測量的根本知識和常用的流量檢測儀表。253、流量的測量與變送3.1差壓式流量計根本原理當(dāng)充滿圓管的流體流經(jīng)在管道內(nèi)部安裝的節(jié)流裝置時，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮，使流速增大，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后產(chǎn)生壓力差．該壓力差通過差壓計檢出．流體的體積流量或質(zhì)量流量與差壓計所測得的差壓值有確定的數(shù)值關(guān)系。差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉(zhuǎn)換和流量顯示儀表)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類,如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等263、流量的測量與變送節(jié)流裝置組成

1、節(jié)流件：標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴、1／4圓孔板、雙重孔板、偏心孔板、圓缺孔板、錐形入口孔板等

2、取壓裝置：環(huán)室、取壓法蘭、夾持環(huán)、導(dǎo)壓管等

3、連接法蘭〔國家標(biāo)準(zhǔn)、各種標(biāo)準(zhǔn)及其它設(shè)計部門的法蘭〕、緊固件。

4、測量管273、流量的測量與變送3.2電磁流量計：電磁流量計測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律：導(dǎo)電液體在磁場中作切割磁力線運動時，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其感應(yīng)電勢E為：E=KBVD

式中：K－－－－儀表常數(shù)

B－－－－磁感應(yīng)強度V－－－－測量管道截面內(nèi)的平均流速

D－－－－測量管道截面的內(nèi)徑

測量流量時，導(dǎo)電性液體以速度V流過垂直于流動方向的磁場，導(dǎo)電性液體的流動感應(yīng)出一個與平均流速成正比的電壓，其感應(yīng)電壓信號通過二個或二個以上與液體直接接觸的電極撿出，并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器通過智能化處理，然后LCD顯示或轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號4～20ma283、流量的測量與變送

29一體式電磁流量計3、流量的測量與變送3.3、超聲波流量計：

超聲波脈沖在上下游兩側(cè)傳感器間來回傳播，由于上下游傳播速度不同，產(chǎn)生時間差，根據(jù)時差大小測出流量。傳播時間技術(shù)是用一對傳感器，每個傳感器都發(fā)送和接受超聲波信號并穿過流體。當(dāng)流體流動時,向下游方向信號傳播時間比向上游方向的傳播時間短。時差與流體速度成正比，測出時差即測出流量和方向。303、流量的測量與變送超聲測量儀表的流量測量準(zhǔn)確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響。超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三局部組成。安裝方式：Z法(透過法)、V法(反射法)等。

314、液位的測量與變送在石油化工生產(chǎn)中，常遇到測量容器中介質(zhì)的液位和界面的位置問題，液位測量是這個問題的一個方面。一般液位測量有兩種目的：一種是通過液位測量來確定容器里的原料或產(chǎn)品的數(shù)量，以保證生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)得到預(yù)先方案好的原料用量或進行經(jīng)濟核算；另一種是通過液位測量，了解液位是否在規(guī)定范圍內(nèi)，以便及時監(jiān)視或控制容器液位，保證平安生產(chǎn)以及產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。由于各種被測介質(zhì)的性質(zhì)不同，各種生產(chǎn)設(shè)備的操作條件也不同，所以需要各種各樣的液位測量儀表，以滿足生產(chǎn)的不同需要，下面簡單介紹幾種液位測量儀表的主要特點和應(yīng)用場合。324、液位的測量與變送4.1磁翻板液位計磁翻板液位計〔也可稱為磁性浮子液位計〕根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當(dāng)被測容器中的液位升降時，液位計本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅(qū)動紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180°，當(dāng)液位上升時翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，當(dāng)液位下降時翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實際高度，從而實現(xiàn)液位清晰的指示334、液位的測量與變送磁翻板液位計位計可直接用來觀察各種容器內(nèi)介質(zhì)的液位高度。它適用于石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域的液位指示，該液位計結(jié)構(gòu)簡單，觀察直觀、清晰，不堵塞、不滲漏，安裝方便，維修簡單。玻璃板液位計上、下端安裝法蘭與容器相連接構(gòu)成連通器，透過玻璃板可直接觀察到容器內(nèi)液位的實際高度。344、液位的測量與變送4.2、浮標(biāo)液位計工作原理及結(jié)構(gòu)浮標(biāo)液位計是根據(jù)力平衡原理設(shè)計的，當(dāng)罐內(nèi)液位處于某一位置時浮標(biāo)重量W，重錘指針重量W1和浮標(biāo)浸在液體中所受浮力F，整個系統(tǒng)中摩擦力f，四力處于平衡狀態(tài)〔即W-F-W1-f=0〕。當(dāng)液位上升時，由于牽引索吊著浮子沿導(dǎo)向索被浮起，液體浮力，F(xiàn)增大，使原平衡系統(tǒng)地四力失去平衡，在重力的作用下，重錘指針〔8〕向下滑行，同時也連續(xù)地在標(biāo)尺上指示液位的上升高度。同理，可說明液位下降時，浮子浮力F減少，使?fàn)恳髋c液體同步下降，由于浮子的重量大于重錘指針的重量，使指針向上運動，同樣在液位連續(xù)下降變化時，重錘指針能隨之連續(xù)地指示液位的下降情況，從而到達準(zhǔn)確測量液位變化的目的。354、液位的測量與變送

36

浮標(biāo)液位計結(jié)構(gòu)示意圖

4、液位的測量與變送4.3差壓式液位計差壓式液位計是應(yīng)用差壓計或差壓變送器來測量變送器液位的，是目前應(yīng)用得最廣泛的一種液位測量儀表。差壓式液位汁是利用容器內(nèi)液位改變時，由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理而工作的，如下圖。37+-HP氣

P液

Q入

P出排污當(dāng)差壓變送器的一端接液相，另一端接氣相時根據(jù)流體靜力學(xué)原理，我們知道，變送器正壓室受到的壓力為：Pl=P氣十Hρg式中H液位高度;ρ介質(zhì)密度;g重力加速度;P氣氣相壓力。圖4-3差壓變送器測量液位示意圖4、液位的測量與變送差壓變送器負壓室壓力P2=P氣，那么正負壓室的差壓為：ΔP=P1-P2通常，被測介質(zhì)的密度是的。因此，測得差壓值就能知道液位高度。假設(shè)被測容器是敞口的，氣相壓力為大氣壓力，那么差壓變送器的負壓室通大氣就可以了，這時也可用壓力變送器或壓力計來直接測量液位的上下。圖示容器是受壓的，那么將負壓室與容器氣相相連接，以平衡氣相壓力的靜壓作用。384、液位的測量與變送為了解決測量具有腐蝕性或含有結(jié)晶顆粒以及粘度大，易疑固等液體液位及引壓管線被腐蝕、被堵的問題，而專門生產(chǎn)了法蘭式差壓變送器。變送器的法蘭直接與容器上的法蘭相連接，如下圖。作為敏感元件的測量頭(金屬膜盒)，經(jīng)毛細管與變送器的測量室相通。在膜盒、毛細管和測量室所組成的封閉系統(tǒng)內(nèi)充有硅油，作為傳壓介質(zhì)，并使被測介質(zhì)不進入毛細管與變送器。39二、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)原理調(diào)節(jié)閥=執(zhí)行機構(gòu)+閥體部件40三、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)：調(diào)節(jié)閥的推動裝置，它按信號壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)推力，使閥桿相應(yīng)的位移、閥芯動作。41序

號零

件

名

稱序

號零

件

名

稱1吊

環(huán)

螺

母10下

膜

蓋2上

膜

蓋11六

角

螺

栓

3膜

片12推

桿4托

盤13支

架5限

位

件14導(dǎo)

向

套6行

程

檔

塊15指

針7六

角

螺

母16標(biāo)

尺8彈

簧17閥

桿

連

接

部

件9防

雨

帽18銘

牌二、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥解體圖閥體部件：調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)局部，它直接與介質(zhì)接觸，由閥芯的動作，改變調(diào)節(jié)閥節(jié)流面積，到達調(diào)節(jié)的目的。42二、調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)：分氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)、氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)和長執(zhí)行機構(gòu)。氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)：分正、反兩種形式。當(dāng)信號壓力增加時，閥桿向下動作的叫正作用執(zhí)行機構(gòu)。反之，信號增加閥桿向上的叫反作用執(zhí)行機構(gòu)。通常接受20~100KPa的標(biāo)準(zhǔn)信號壓力，帶定位器時，最高壓力為250KPa，其行程規(guī)格有10、16、25、40、60、100mm六種。氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)：比上述更強力的輸出機構(gòu)，其壓力可達500KPa，而且無彈簧抵消推力，輸出力大，適用于大口徑、高靜壓、高壓差閥和蝶閥。氣動長行程執(zhí)行機構(gòu)：具有行程長、轉(zhuǎn)矩大的特點，它將信號氣壓轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的轉(zhuǎn)角〔0~900〕或位移〔200~400mm〕，適合于角行程調(diào)節(jié)閥的需要，多用于大轉(zhuǎn)矩的蝶閥、閘閥、風(fēng)門等。43二、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥的流量特性：快開、線性、等百分比、拋物線調(diào)節(jié)閥的流開、流閉調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)

隨信號增大，閥門開度增大的叫氣開 選擇調(diào)節(jié)閥的氣開/關(guān)型式，應(yīng)從裝置和設(shè)備的平安性來考慮執(zhí)行機構(gòu)閥體部件調(diào)節(jié)閥正正氣關(guān)正反氣開反正氣開反反氣關(guān)44流開狀態(tài)流閉狀態(tài)正裝反裝正裝反裝二、調(diào)節(jié)閥為了調(diào)節(jié)閥的快速響應(yīng)和定位精定，使用中的調(diào)節(jié)閥一般均配有定位器目前我廠用的定位器種類非常多，從純氣動型到智能型都有，就原理而言，只 有兩種：長排氣式和 節(jié)能式〔西門子〕調(diào)節(jié)閥的流通能力 (c值)：閥前后壓差為 0.1MPa，介質(zhì)密度為 1g/cm3時，每小時通 過閥門的流量(t/h)45三、PLC、DCS根底知識自動控制的概念自動控制：沒有人直接參與的條件下，利用控制器使被控對象〔如機器、設(shè)備和生產(chǎn)過程〕的某些物理量或工作狀態(tài)能自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行或變化。從形式角度：代替人的體力勞動；代替或輔助人的腦力勞動；人機及整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化從范圍角度：制造自動化不僅涉及到具體生產(chǎn)制造過程，而是涉及產(chǎn)品生命周期所有過程。從應(yīng)用角度：過程自動化、機械制造自動化、管理自動化、實驗室自動化、家庭自動化等46一、自動控制相關(guān)信息三、PLC、DCS根底知識生產(chǎn)過程自動化的組成自動檢測：對反映生產(chǎn)過程運行狀態(tài)的物理量、化學(xué)量以及表征設(shè)備工作狀況的參數(shù)自動地檢查、測量和監(jiān)視。自動調(diào)節(jié)：為了保證設(shè)備平安經(jīng)濟運行，必須要求某些表征設(shè)備正常工作的物理量始終維持在某一規(guī)定值或預(yù)定范圍內(nèi)、按預(yù)定的規(guī)律來變化，但生產(chǎn)過程中經(jīng)常受到各種外界或內(nèi)部因素的干擾，使被調(diào)量發(fā)生偏離規(guī)定值的傾向時，就需要進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，使之保持或恢復(fù)到規(guī)定的范圍內(nèi)，保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定。自動調(diào)節(jié)就是依靠自動調(diào)節(jié)設(shè)備來實現(xiàn)這種調(diào)節(jié)作用的，所以自動調(diào)節(jié)設(shè)備必須具備檢測、定值、運算、執(zhí)行等功能。自動保護：設(shè)備發(fā)生異常，導(dǎo)致工藝參數(shù)超過允許范圍，甚至發(fā)生事故時，為確保生產(chǎn)的平安，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，需要對某些關(guān)鍵性參數(shù)設(shè)置信號、聯(lián)鎖裝置，事故發(fā)生前，信號系統(tǒng)能發(fā)出聲、光信號，提醒操作人員采取措施。假設(shè)工礦已近危險狀態(tài)時，聯(lián)鎖系統(tǒng)采取緊急措施，以防事故發(fā)生或進一步擴大，或保證設(shè)備不受損壞，是一種平安裝置。自動操作：根據(jù)預(yù)先規(guī)定的程序或條件自動地對生產(chǎn)設(shè)備進行某種周期性操作，把操作人員從重復(fù)性勞動中解放出來

47三、PLC、DCS根底知識人工控制和自動控制人工控制：在人的直接參與下，使被控量等于給定值。特點：反響不及時，可以處理復(fù)雜問題。自動控制：在沒有人的直接參與下，利用控制裝置操縱受控對象，使被控量等于 給定值特點：反響快，按設(shè)定的程序控制，必須有模型(或算法)例如：水箱水位的控制人工控制人在完成水箱水位的控制任務(wù)所經(jīng)歷的過程眼睛→觀察

大腦→分析決策、預(yù)期目標(biāo)手→調(diào)節(jié)閥→執(zhí)行

水箱→受控對象自動控制控制裝置在完成水箱水位的控制任務(wù)所經(jīng)歷的過程測量變送單元→觀察

調(diào)節(jié)器→分析決策、給定值調(diào)節(jié)器給出的指令→調(diào)節(jié)閥→執(zhí)行

水箱→受控對象48三、PLC、DCS根底知識

49觀察實際液面的高度h1——用眼

h1與希望高度h0相比較——用腦

根據(jù)比較的結(jié)果開關(guān)閥門——用手水箱水位的控制三、PLC、DCS根底知識50調(diào)節(jié)器執(zhí)行器被控對象測量變送測定值/過程值設(shè)定值水箱調(diào)節(jié)閥PID調(diào)節(jié)器變送器被控對象(過程):工藝生產(chǎn)設(shè)備(如反釜，換熱器，汽包、水箱等)，從傳感器(測量變送單元)到執(zhí)行器之間。被控量：表征被控對象工作狀態(tài)的物理量，如液位，溫度，壓力等。測量變送:對被控量進行測量(轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號)的裝置。調(diào)節(jié)器：把測定值和設(shè)定值進行比較的裝置。執(zhí)行器(調(diào)節(jié)閥):把調(diào)節(jié)器的指令成比例地轉(zhuǎn)換為直線或角位移地裝置。51三、PLC、DCS根底知識DCS即集散型控制系統(tǒng)，又稱分布式控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem)特點：分散控制、集中管理二、DCS的概念主要應(yīng)用技術(shù)說明網(wǎng)絡(luò)技術(shù)令牌總線網(wǎng)（DNT）全面冗余技術(shù)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、電源、模塊熱插拔技術(shù)控制器、模塊、網(wǎng)絡(luò)部件自診斷技術(shù)通道、部件、站級、系統(tǒng)低功耗設(shè)計技術(shù)控制器、模塊無風(fēng)扇設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)散熱、防塵、模塊化制造技術(shù)SMT表面貼生產(chǎn)技術(shù)52三、PLC、DCS根底知識DCS主要特點集成化和信息化〔Integration&Information〕開放性＋標(biāo)準(zhǔn)化＋模塊化＝可集成信息管理與過程控制一體化分布和分散〔Distributed&Decentralized〕分布〔Distributed〕：控制運算邏輯分布，減小風(fēng)險。分散〔Decentralized〕：物理安裝地域分散，節(jié)省本錢智能化和小型化〔Smarter&Smaller〕智能模塊，并且支持現(xiàn)場總線。超低功耗，小模塊結(jié)構(gòu)體積更小，集成度更高，功耗更低，極大的節(jié)省空間53三、PLC、DCS根底知識DCS概念圖DCS俗稱為“工業(yè)大腦〞54三、PLC、DCS根底知識我們可以把上述過程引申如下55三、PLC、DCS根底知識HOLLiAS—MACS系統(tǒng)的硬件體系結(jié)構(gòu)56三、PLC、DCS根底知識HOLLiAS-MACS系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)HOLLiAS—MACS系統(tǒng)的軟件分為：工程師站離線組態(tài)軟件操作員站運行軟件數(shù)據(jù)站運行軟件現(xiàn)場控制站運行軟件工程師站離線組態(tài)軟件控制算法文件圖形、報表文件下裝主控單元運行軟件操作員站運行軟件運算數(shù)據(jù)監(jiān)視和修改數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)站算法和數(shù)據(jù)庫文件下裝數(shù)據(jù)站運行軟件保存數(shù)據(jù)下裝57三、PLC、DCS根底知識三、PLC的定義及分類通用叫法：可編程序控制器〔ProgrammableController，PC〕，是一臺專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計制造的計算機。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅(qū)動能力。但由于PC容易和個人計算機〔PersonalComputer〕混淆，所以人們還沿用PLC作為可編程控制器的英文縮寫。國際電工委員會〔IEC〕對可編程控制器的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲