儀表自動(dòng)化培訓(xùn)課件1CATALOGUE目錄儀表自動(dòng)化概述傳感器與執(zhí)行器技術(shù)控制閥與調(diào)節(jié)閥技術(shù)過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐先進(jìn)過程控制方法介紹儀表自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)與故障排除總結(jié)與展望2CHAPTER儀表自動(dòng)化概述013定義儀表自動(dòng)化是指利用先進(jìn)的測(cè)量、控制技術(shù)和自動(dòng)化設(shè)備，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量、調(diào)節(jié)和控制，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化、智能化和高效化。發(fā)展歷程隨著科技的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的日益復(fù)雜，儀表自動(dòng)化經(jīng)歷了從機(jī)械化、電氣化到數(shù)字化、智能化的發(fā)展歷程，不斷推動(dòng)著工業(yè)生產(chǎn)的變革和升級(jí)。定義與發(fā)展歷程4提高生產(chǎn)效率保證產(chǎn)品質(zhì)量節(jié)約能源和資源提高安全性儀表自動(dòng)化在工業(yè)生產(chǎn)中作用通過自動(dòng)化的測(cè)量和控制，可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程中的參數(shù)，提高生產(chǎn)線的穩(wěn)定性和效率。通過優(yōu)化控制策略，可以實(shí)現(xiàn)能源和資源的合理利用，降低生產(chǎn)成本。精確的測(cè)量和控制可以確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，減少次品率。自動(dòng)化的監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，保障生產(chǎn)安全。5儀表自動(dòng)化系統(tǒng)通常由傳感器、變送器、控制器、執(zhí)行器等組成，它們各司其職，共同完成測(cè)量和控制任務(wù)。系統(tǒng)組成傳感器負(fù)責(zé)將被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，變送器將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合傳輸?shù)男盘?hào)，控制器根據(jù)設(shè)定值和實(shí)際值的比較結(jié)果輸出控制信號(hào)，執(zhí)行器接收控制信號(hào)并執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。整個(gè)系統(tǒng)通過閉環(huán)控制的方式，不斷調(diào)節(jié)被控參數(shù)，使其保持穩(wěn)定或達(dá)到設(shè)定值。工作原理儀表自動(dòng)化系統(tǒng)組成及原理6CHAPTER傳感器與執(zhí)行器技術(shù)027溫度傳感器壓力傳感器流量傳感器物位傳感器傳感器類型及工作原理01020304利用物質(zhì)熱脹冷縮、熱電效應(yīng)等原理，將溫度變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。通過壓電效應(yīng)、應(yīng)變片等原理，將壓力變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。采用節(jié)流裝置、渦輪等原理，測(cè)量流體流量并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。利用浮力、靜壓等原理，檢測(cè)液體或固體物料的高度或位置。8

執(zhí)行器類型及工作原理電動(dòng)執(zhí)行器通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閥門的開關(guān)或調(diào)節(jié)動(dòng)作。氣動(dòng)執(zhí)行器以壓縮空氣為動(dòng)力，推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)動(dòng)作。液動(dòng)執(zhí)行器利用液壓傳動(dòng)原理，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作。9根據(jù)測(cè)量需求、精度要求、環(huán)境條件等因素選擇合適的傳感器和執(zhí)行器類型。選型原則安裝要求調(diào)試與校準(zhǔn)確保安裝位置合適、避免干擾因素、便于維護(hù)和操作等。在安裝完成后進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn)，確保傳感器和執(zhí)行器的準(zhǔn)確性和可靠性。030201傳感器與執(zhí)行器選型與安裝10CHAPTER控制閥與調(diào)節(jié)閥技術(shù)0311包括截止閥、節(jié)流閥、排污閥、減壓閥等，每種閥門都有其特定的使用場(chǎng)合和控制功能?？刂崎y類型控制閥通過改變閥芯與閥座之間的間隙，從而改變流體的流通面積，實(shí)現(xiàn)對(duì)流體流量、壓力、溫度等參數(shù)的調(diào)節(jié)。工作原理控制閥類型及工作原理12主要有氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、液動(dòng)調(diào)節(jié)閥等，根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同可分為手動(dòng)、自動(dòng)兩大類。調(diào)節(jié)閥通過接收控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變閥芯位置，從而改變流體的流通面積，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥類型及工作原理工作原理調(diào)節(jié)閥類型13選型原則根據(jù)工藝要求、流體性質(zhì)、管道布局、操作條件等因素，選擇合適的閥門類型、材質(zhì)、公稱通徑、壓力等級(jí)等。應(yīng)用場(chǎng)合控制閥和調(diào)節(jié)閥廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、輕工等行業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要設(shè)備之一?？刂崎y與調(diào)節(jié)閥選型和應(yīng)用14CHAPTER過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐0415過程控制系統(tǒng)基本概念和組成過程控制系統(tǒng)是一種利用自動(dòng)化儀表和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化的系統(tǒng)。過程控制系統(tǒng)的定義過程控制系統(tǒng)通常由傳感器、變送器、控制器、執(zhí)行器等組成，其中傳感器用于檢測(cè)被控變量的值，變送器將傳感器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，控制器根據(jù)被控變量的值與設(shè)定值的偏差進(jìn)行運(yùn)算并輸出控制信號(hào)，執(zhí)行器根據(jù)控制信號(hào)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行調(diào)節(jié)。過程控制系統(tǒng)的組成16過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法包括經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、解析設(shè)計(jì)法和最優(yōu)設(shè)計(jì)法等。其中經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法主要依賴于工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，解析設(shè)計(jì)法通過數(shù)學(xué)模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，最優(yōu)設(shè)計(jì)法則是基于優(yōu)化理論和方法進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟通常包括確定被控對(duì)象、選擇控制方案、設(shè)計(jì)控制器、選擇測(cè)量元件和執(zhí)行器、進(jìn)行系統(tǒng)仿真和調(diào)試等。過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和步驟17過程控制系統(tǒng)實(shí)施技巧在實(shí)施過程控制系統(tǒng)時(shí)，需要注意選擇合適的自動(dòng)化儀表和計(jì)算機(jī)技術(shù)，根據(jù)被控對(duì)象的特性和要求進(jìn)行系統(tǒng)配置和參數(shù)設(shè)置，同時(shí)還需要注意系統(tǒng)的可靠性和安全性。過程控制系統(tǒng)調(diào)試技巧在調(diào)試過程控制系統(tǒng)時(shí)，需要按照設(shè)計(jì)要求和步驟進(jìn)行逐步調(diào)試，注意檢查各環(huán)節(jié)的信號(hào)傳輸和處理是否正常，觀察系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)精度是否滿足要求，及時(shí)調(diào)整控制器參數(shù)以優(yōu)化系統(tǒng)性能。同時(shí)還需要注意記錄和保存調(diào)試過程中的數(shù)據(jù)和結(jié)果，以便后續(xù)分析和改進(jìn)。過程控制系統(tǒng)實(shí)施和調(diào)試技巧18CHAPTER先進(jìn)過程控制方法介紹0519通過建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，利用歷史數(shù)據(jù)和未來輸入預(yù)測(cè)系統(tǒng)輸出，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制?；谀Ｐ偷念A(yù)測(cè)在每個(gè)采樣時(shí)刻，根據(jù)最新的測(cè)量信息和預(yù)測(cè)模型，在線求解有限時(shí)域的優(yōu)化問題，得到當(dāng)前時(shí)刻的最優(yōu)控制序列。滾動(dòng)優(yōu)化利用實(shí)際輸出與預(yù)測(cè)輸出之間的誤差進(jìn)行反饋校正，提高模型的預(yù)測(cè)精度和控制性能。反饋校正預(yù)測(cè)控制方法20根據(jù)控制目標(biāo)和約束條件，定義合適的目標(biāo)函數(shù)，如最小方差、最小能量等。目標(biāo)函數(shù)定義采用合適的優(yōu)化算法求解目標(biāo)函數(shù)，如梯度下降法、牛頓法等。優(yōu)化算法選擇考慮被控對(duì)象的物理限制和操作約束，將約束條件轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題的約束條件。約束條件處理優(yōu)化控制方法21神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制通過訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近被控對(duì)象的非線性特性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自適應(yīng)控制和優(yōu)化。模糊控制利用模糊數(shù)學(xué)理論，將人的控制經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)轉(zhuǎn)化為模糊控制規(guī)則，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的有效控制。學(xué)習(xí)控制利用機(jī)器學(xué)習(xí)等方法，從大量數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)被控對(duì)象的特性和控制策略，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自主控制和優(yōu)化。智能控制方法22CHAPTER儀表自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)與故障排除0623定期對(duì)儀表自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行全面的檢查，包括外觀、接線、傳感器等部分，確保設(shè)備處于良好狀態(tài)。定期檢查清潔保養(yǎng)校準(zhǔn)調(diào)試更換易損件保持設(shè)備清潔，定期清理灰塵、油污等雜質(zhì)，防止對(duì)設(shè)備性能造成影響。定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)試，確保測(cè)量準(zhǔn)確性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。根據(jù)設(shè)備使用情況和維護(hù)手冊(cè)要求，及時(shí)更換易損件，保證設(shè)備正常運(yùn)行。設(shè)備日常維護(hù)與保養(yǎng)措施24設(shè)備顯示屏出現(xiàn)亂碼、不亮或顯示不準(zhǔn)確等現(xiàn)象，可能是電源故障、顯示屏損壞或信號(hào)處理模塊故障等原因?qū)е?。顯示異常設(shè)備測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值存在較大誤差，可能是傳感器故障、信號(hào)處理模塊故障或校準(zhǔn)不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е?。測(cè)量誤差設(shè)備無法與其他系統(tǒng)或設(shè)備進(jìn)行正常通信，可能是通信接口損壞、通信協(xié)議不匹配或通信線路故障等原因?qū)е?。通信故障設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作異?；驘o法動(dòng)作，可能是執(zhí)行機(jī)構(gòu)損壞、控制信號(hào)異?；螂娫垂收系仍?qū)е?。?dòng)作異常常見故障現(xiàn)象及原因分析25故障排除方法和技巧分享測(cè)量法使用萬用表等測(cè)量工具對(duì)設(shè)備關(guān)鍵點(diǎn)的電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，與正常值進(jìn)行比較分析，找出故障原因。替換法使用備用模塊或元件替換疑似故障部分，逐步縮小故障范圍，最終確定故障點(diǎn)。觀察法通過觀察設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和指示燈等信息，判斷故障可能發(fā)生的部位和原因。重啟法對(duì)于軟件故障或系統(tǒng)崩潰等問題，可以嘗試重啟設(shè)備或卸載最近安裝的應(yīng)用程序等方法進(jìn)行恢復(fù)。尋求幫助如果以上方法均無法解決問題，可以聯(lián)系設(shè)備廠家或技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)尋求幫助。26CHAPTER總結(jié)與展望0727儀表自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用介紹了自動(dòng)化儀表在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，如溫度、壓力、流量等測(cè)量?jī)x表的選型、安裝和調(diào)試等。儀表自動(dòng)化維護(hù)與故障排除介紹了儀表自動(dòng)化系統(tǒng)的日常維護(hù)和常見故障排除方法，提高了學(xué)員的實(shí)際操作能力。儀表自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)詳細(xì)講解了儀表自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)過程，包括系統(tǒng)架構(gòu)、硬件選型、軟件編程等方面。儀表自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)包括自動(dòng)化儀表的概念、分類、工作原理等。本次培訓(xùn)內(nèi)容回顧與總結(jié)28隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，未來的儀表將更加注重智能化，實(shí)現(xiàn)自主感知、自主學(xué)習(xí)和自主決策等功能。智能化發(fā)展環(huán)保意識(shí)