自動(dòng)化儀表基礎(chǔ)知識(shí)

1、自動(dòng)化儀表基礎(chǔ)知識(shí),（我廠常用儀表的種類及原理）,2024/3/17,2,儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據(jù)《韓非子·有度》記載，中國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期已有了利用天然磁鐵制成的指南儀器，稱為司南。古代的儀器在很長(zhǎng)的歷史時(shí)期中多屬用以定向、計(jì)時(shí)或供度量衡用的簡(jiǎn)單儀器。 　　　　17～18世紀(jì)，歐洲的一些物理學(xué)家開(kāi)始利用電流與磁場(chǎng)作用力的原理制成簡(jiǎn)單的檢流計(jì)；利用光學(xué)透鏡制成的望遠(yuǎn)鏡，奠定了電學(xué)和光學(xué)儀器的基礎(chǔ)。其它一些用于測(cè)量和觀察的各種儀器

2、也遂逐漸得到了發(fā)展。 　　　　19世紀(jì)到20世紀(jì)，工業(yè)革命和現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)促進(jìn)了新學(xué)科和新技術(shù)的發(fā)展，后來(lái)又出現(xiàn)了電子計(jì)算機(jī)和空間技術(shù)等，儀器儀表因而也得到迅速的發(fā)展?，F(xiàn)代儀器儀表已成為測(cè)量、控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化必不可少的技術(shù)工具。,,儀表的發(fā)展歷史：,2024/3/17,3,工業(yè)自動(dòng)化儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動(dòng)化儀表,管控一體化現(xiàn)場(chǎng)，綜合自動(dòng)化是當(dāng)今生產(chǎn)過(guò)程控制的發(fā)展方向。

3、 總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，引起過(guò)程控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)上的重大變革?，F(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)字化和智能化、網(wǎng)絡(luò)化，從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，形成了真正意義上的全數(shù)字過(guò)程控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。,儀表發(fā)展的趨勢(shì),常規(guī)儀表的分類,一、壓力儀表二、溫度儀表三、流量?jī)x表四、液位儀表五、特殊儀表（振動(dòng)、位移等）六、分析儀表,2024/3/17,4,一次儀表和二次儀表,一次儀表在自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，首先接觸被測(cè)參數(shù)(

4、如壓力、差壓、液位、流最、溫度等)，并將被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成可側(cè)信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后根據(jù)檢測(cè)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求送入有關(guān)單元進(jìn)行顯示或調(diào)節(jié)。一次儀表的類型很多，有壓力變送器、液位變送器、溫度變送器以及靶式流量變送器、遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)、橢圓齒輪流最計(jì)等。近年來(lái)，各種特殊的一次儀表也相繼出現(xiàn)，如霍爾壓力變送器、卡門渦列流量變送器等。 二次表是顯示、報(bào)警、調(diào)節(jié)的儀表。為了區(qū)分一套系統(tǒng)中的儀表，把現(xiàn)場(chǎng)就地安裝的儀表簡(jiǎn)稱一次儀表，將盤裝的顯示儀表簡(jiǎn)

5、稱二次儀表。,常用儀表信號(hào),4—20mADC信號(hào)1—5VDC信號(hào)脈沖信號(hào)RTD（熱電阻）PT100信號(hào)mV信號(hào)(熱電偶),常用儀表信號(hào),常見(jiàn)的調(diào)節(jié)閥氣源信號(hào)：20-100KPa40-200KPa80-240KPa氣缸閥氣源壓力一般不低于450KPa,2024/3/17,7,外供電源,外供電源是指由儀表提供給傳感器、變送器的電源，一般用于給變送器或接近開(kāi)關(guān)等傳感器供電，輸出值與標(biāo)稱值的誤差小于±5%，負(fù)載能力大于

6、50m A，可提供24V DC，12V DC，5V DC等規(guī)格。,幾個(gè)基礎(chǔ)概念,儀表的量程：就是測(cè)量刻度上限減去刻度的下限，可不是測(cè)量能力范圍的上下限。例如一塊溫度儀表的測(cè)量刻度范圍為-20~100度，那么它的量程為120度。 精度：檢測(cè)儀表的精度反映測(cè)量值接近真實(shí)值的準(zhǔn)確程度，一般用一系列誤差來(lái)衡量。 精度等級(jí)：按儀表工業(yè)規(guī)定，去掉最大引用誤差的“±”號(hào)和“%”號(hào)，稱為儀表的精度等級(jí)，目前已系列化。只能從下列數(shù)系中

7、選取最接近的合適數(shù)值作為精度等級(jí)，即0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。,幾個(gè)基礎(chǔ)概念,誤差-------測(cè)量值和真實(shí)值之間的差值 誤差產(chǎn)生的原因：選用的儀表精確度有限，實(shí)驗(yàn)手段不夠完善、環(huán)境中存在各種干擾因素，以及檢測(cè)技術(shù)水平的限制等原因所形成的。 絕對(duì)誤差 絕對(duì)誤差指儀表指示值與被測(cè)參數(shù)真值之間的差值，即 。 △X=X —X t,過(guò)程控制的

8、主要內(nèi)容,自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 利用各種檢測(cè)儀表對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、指示或記錄 如：加熱爐溫度、壓力檢測(cè)；自動(dòng)信號(hào)和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng) 自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)：當(dāng)工藝參數(shù)超出要求范圍，自動(dòng)發(fā) 出聲光信號(hào)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)：達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)，打開(kāi)安全閥或切斷某些通路，必要時(shí)緊急停車。 如：反應(yīng)器溫度、壓力進(jìn)入危險(xiǎn)限時(shí)，加大事故蒸汽量、關(guān)閉進(jìn) 料閥等操作；自動(dòng)控制系統(tǒng)： 利用自動(dòng)控制裝置對(duì)生產(chǎn)中某些關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)

9、行自動(dòng)控制，使他們?cè)谑艿酵饨鐢_動(dòng)的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)的回到規(guī)定范圍。,過(guò)程控制系統(tǒng)的組成（以控制鍋爐水位為例）,眼 檢測(cè)元件（變送器） 要想實(shí)現(xiàn)對(duì)汽包水位的控制，首先應(yīng)隨時(shí)掌握水位的變化情況腦 控制器 控制器將接收到的測(cè)量信號(hào)與預(yù)先規(guī)定的水位高度進(jìn)行比較。如果兩個(gè)信號(hào)不相等，表明實(shí)際水位與規(guī)定水位有偏差，此時(shí)控制器將根據(jù)偏差的大小向執(zhí)行器輸出一

10、個(gè)控制信號(hào)手 執(zhí)行器 執(zhí)行器即可根據(jù)控制信號(hào)來(lái)改變閥門的開(kāi)度，從而使進(jìn)入鍋爐的水量發(fā)生變化，達(dá)到控制鍋爐汽包水位的目的,幾個(gè)常用術(shù)語(yǔ),被控過(guò)程（對(duì)象） 工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備或機(jī)器等。如鍋爐汽包，冷卻器。被控變量 被控對(duì)象中要求保持設(shè)定值的工藝參數(shù)。如汽包水位、冷卻溫度。 操縱變量 受控制器操縱，用以克服擾動(dòng)的影響使被控變量保持設(shè)定值的物料

11、量或能量。如鍋爐給水量和冷卻器冷卻水量。擾動(dòng)量 除操縱變量外，作用于被控對(duì)象并引起被控變量變化的因素。如蒸汽負(fù)荷的變化、冷卻水溫度的變化等。,,設(shè)定值 被控變量的預(yù)定值。偏 差(e) 被控變量的設(shè)定值與實(shí)際值之差。在實(shí)際控制系統(tǒng)中，能夠直接獲取的信息是被控變量的測(cè)量值而不是實(shí)際值，因此，通常把設(shè)定值與測(cè)量值之差作為偏差。,過(guò)程控制系統(tǒng)的主要類型,按系統(tǒng)功能---溫度控制

12、系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、位置控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)等；按系統(tǒng)性能--線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)、連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)、定常系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)；按被控變量的數(shù)量---單變量控制系統(tǒng)和多變量控制系統(tǒng)；按采用的控制裝置----常規(guī)儀表控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；按控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)形式-----閉環(huán)控制系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。,常見(jiàn)的儀表字母含義,F—代表流量P—代表壓力T—代表溫度L—代表液位,壓力儀表,現(xiàn)場(chǎng)壓力表電接點(diǎn)壓力表壓力變送器

13、/差壓變送器壓力開(kāi)關(guān),現(xiàn)場(chǎng)壓力表,現(xiàn)場(chǎng)壓力表，從表盤直徑看最常見(jiàn)的有60mm,100mm,150mm 三種規(guī)格。從接口看最常見(jiàn)的有M20X1.5, 1/2NPT, 法蘭連接（有法蘭尺寸和耐壓等級(jí)要求）,電接點(diǎn)壓力表,,電接點(diǎn)壓力表一般有雙節(jié)點(diǎn)作為報(bào)警、或啟泵的條件。,壓力變送器,壓力變送器 最常見(jiàn)的分為電容式壓力變送器和單晶硅壓力變送器。其它還有擴(kuò)撒硅壓力變送器。目前主流壓力變送器主流幾乎都采用了智能協(xié)議。電容式壓力

14、變送器：采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用且極穩(wěn)定的可變電容形式，可變電容由壓力腔上的膜片和固定在其上的絕緣電極所組成，當(dāng)感受到壓力變化時(shí)，膜片要產(chǎn)生微微的翹曲變形，從而改變了兩極的間距，采用獨(dú)特的檢測(cè)電路測(cè)電容的微小變化，并進(jìn)行線性處理和溫度補(bǔ)償。傳感器輸出與被測(cè)壓力成正比的直流電壓或電流信號(hào)。精巧的結(jié)構(gòu)、高性能的材料及先進(jìn)的檢測(cè)電路的完美結(jié)合，賦予了電容式 壓力變送器以很高的性能。,壓力變送器,差壓變送器,一般使用來(lái)測(cè)量阻力、液位或者與流

15、 量節(jié)流元件配套使用測(cè)量流量?jī)x表。該類型儀表往往與三閥組或者五閥組配 套使用。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用三閥組較為普遍。對(duì)于三 閥組類型的儀表有一個(gè)開(kāi)關(guān)投用程序。投用三閥組：開(kāi)正壓閥，再關(guān)平衡閥，再開(kāi)負(fù)壓閥；關(guān)閉三閥組：關(guān)負(fù)壓閥，打開(kāi)平衡閥，關(guān)正壓閥。,溫度儀表,玻璃管溫度計(jì) 雙金屬溫度計(jì)壓力式溫度計(jì)熱電阻熱電偶溫度變送器非接觸式溫度計(jì),玻璃管溫度計(jì),這種溫度表非常簡(jiǎn)單、普通。目前高精度的往往使用在儀表

16、校驗(yàn)間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。由于價(jià)格便宜，目前工廠內(nèi)還有應(yīng)用。,雙金屬溫度計(jì),由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片在溫度改變時(shí)，兩面的熱脹冷縮程度不同，因此在不同的溫度下，其彎曲程度發(fā)生改變。利用這一原理，制成溫度計(jì)叫雙金屬溫度計(jì)。,熱電阻,熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電阻測(cè)溫原理： 熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體

17、的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。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。 我廠采用了大量的PT100型號(hào)的鉑熱電阻體。PT100類型電阻體對(duì)應(yīng) 0℃時(shí)阻值為100Ω。,熱電阻,熱電偶,熱電偶是中高溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)元件。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電偶的工作原理 兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體

18、A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。熱電偶按材料分最常用的為K型（4.096mV）K 鎳鉻--鎳硅 -200-+1000℃ ,E型(6.319mV),鎳鉻 銅鎳 -200-+700 ℃。,熱電偶,如圖所示，兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。置于被測(cè)溫度為 t 的介質(zhì) 中，稱為工作段，另一端為自由端，放

19、在溫度為t0的恒定溫度下，當(dāng)工作段的被測(cè)介質(zhì)溫度發(fā)生變化時(shí)，熱電勢(shì)也隨溫度發(fā)生一定規(guī)律的變化。,熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)，其大小只與電極材料與兩端的溫差有關(guān)，而與熱電極的長(zhǎng)度和直徑的粗細(xì)無(wú)關(guān)。采用熱電偶為測(cè)量元件的變送器稱之為熱電偶溫度變送器。從外觀上看，熱電阻和熱電偶溫度變送器沒(méi)有太大的區(qū)別。,溫度變送器,溫度變送器的作用:是將檢測(cè)的熱電偶或則熱電阻等溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的儀表信號(hào)如4-20mADC,或者1-5VDC。,非接觸式溫度計(jì),

20、非接觸式溫度計(jì)是靠紅外輻射,亮度,色差等方法感應(yīng)、比較，得出被測(cè)物件溫度。好處是可遙測(cè)，量程大，可測(cè)極高溫物件。如紅外測(cè)溫計(jì)、亮度測(cè)溫計(jì)等。缺點(diǎn)是一般精度不高。 但是作為工廠輔助測(cè)溫元件是不可缺少的。,流量?jī)x表,腰輪流量計(jì)孔板流量計(jì)（含一體化孔板流量計(jì)）質(zhì)量流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)渦街流量計(jì)超聲波流量計(jì)電磁流量計(jì)計(jì)楔形流量計(jì)靶式流量計(jì),腰輪流量計(jì),腰輪流量計(jì)又叫羅茨流量計(jì)，其結(jié)構(gòu)特征為:在流量計(jì)的殼體內(nèi)有一個(gè)計(jì)量室，計(jì)量室內(nèi)有一

21、對(duì)或兩對(duì)可以相切旋轉(zhuǎn)的腰輪。在流量計(jì)殼體外面與兩個(gè)搜輪同軸安裝了一對(duì)傳動(dòng)齒輪，它們相互嚙合使兩個(gè)腰輪可以相互聯(lián)動(dòng)。,腰輪流量計(jì)工作原理,孔板流量計(jì),孔板流量計(jì)：充滿管道的流體，當(dāng)它們流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時(shí)，流束將在節(jié)流裝置的節(jié)流件處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓力降，即壓差，介質(zhì)流動(dòng)的流量越大，在節(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大，所以孔板流量計(jì)可以通過(guò)測(cè)量壓差來(lái)衡量流體流量的大小。這種測(cè)量方法是以能量守衡定

22、律和流動(dòng)連續(xù)性定律為基準(zhǔn)的。,孔板流量計(jì),質(zhì)量流量計(jì),流體在旋轉(zhuǎn)的管內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生一個(gè)力，它是科里奧利在1832年研究水輪機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，簡(jiǎn)稱科氏力。質(zhì)量流量計(jì)以科氏力為基礎(chǔ)，在傳感器內(nèi)部有兩根平行的T型振管，中部裝有驅(qū)動(dòng)線圈，兩端裝有拾振線圈，變送器提供的激勵(lì)電壓加到驅(qū)動(dòng)線圈上時(shí)，振動(dòng)管作往復(fù)周在振管周期振動(dòng)，工業(yè)過(guò)程的流體介質(zhì)流經(jīng)傳感器的振動(dòng)管，就會(huì)上產(chǎn)生科氏力效應(yīng)，使兩根振管扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，安裝在振管兩端的拾振線圈將產(chǎn)生相位不同的兩組

23、信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)差與流經(jīng)傳感器的流體質(zhì)量流量成比例關(guān)系。計(jì)算機(jī)解算出流經(jīng)振管的質(zhì)量流量。不同的介質(zhì)流經(jīng)傳感器時(shí)，振管的主振頻率不同，據(jù)此解算出介質(zhì)密度。安裝在傳感器器振管上的鉑電阻可間接測(cè)量介質(zhì)的溫度。,質(zhì)量流量計(jì),質(zhì)量流量計(jì),,轉(zhuǎn)子流量計(jì),浮子流量計(jì),又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì),是變面積式流量計(jì)的一種 , 在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中 , 圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的 , 浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下運(yùn)動(dòng)

24、，與浮子重量平衡后，通過(guò)磁耦合傳到與刻度盤指示流量。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)。金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)是工業(yè)上最常用的，對(duì)于小管徑腐蝕性介質(zhì)通常用玻璃材質(zhì)，由于玻璃材質(zhì)的本身易碎性，關(guān)鍵的控制點(diǎn)也有用全鈦材等貴重金屬為材質(zhì)的轉(zhuǎn)子流量計(jì),2024/3/17,41,渦街流量計(jì),渦街流量計(jì),在流體中安放一個(gè)非流線型旋渦發(fā)生體，使流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離，釋放出兩串規(guī)則地交錯(cuò)排列的旋渦，且在一定范圍內(nèi)旋渦分離頻率與流量成正比的流量計(jì)。,2024/3

25、/17,42,超聲波流量計(jì),超聲波流量計(jì)依據(jù)測(cè)量原理常見(jiàn)的有兩類： 時(shí)間差計(jì)量（傳播速度差法） 多普勒原理計(jì)量 右圖為丹尼爾超聲波流量計(jì)在中國(guó)非常具有代表性。,2024/3/17,43,電磁波流量計(jì),,電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計(jì)中，測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第實(shí)驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過(guò)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓

26、。測(cè)量管道通過(guò)不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離。,靶式流量計(jì),當(dāng)介質(zhì)在測(cè)量管中流動(dòng)時(shí)，因其自身的動(dòng)能與靶板產(chǎn)生壓差，而產(chǎn)生對(duì)靶板的作用力，使靶板產(chǎn)生微量的位移，其作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比，靶板所受的作用力經(jīng)靶桿傳遞，使傳感器的彈性體產(chǎn)生微量變化，從而打破貼片電容組成的電橋平衡。產(chǎn)生與流量在靶板上作用力對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)：由流體流量特征的影響，流量與電橋產(chǎn)生的電壓的平方成正比。,靶式流量計(jì),液位儀表,差壓

27、液位變送器雙（法蘭液位計(jì)）浮球式液位計(jì)磁翻板液位計(jì)玻璃板液位計(jì)鋼帶式液位計(jì)雷達(dá)液位計(jì)超聲波液位計(jì),2024/3/17,47,差壓液位變送器雙（法蘭液位計(jì)）,利用對(duì)測(cè)量介質(zhì)的兩點(diǎn)之間由于存在液位高度所產(chǎn)生的壓差進(jìn)行測(cè)量的變送器儀表。和測(cè)量阻力表幾乎一樣，只不過(guò)壓差范圍要小。雙法蘭屬于一種特殊的差壓變送器。,2024/3/17,48,磁翻板液位計(jì),磁翻板式液位變送器是以浮子內(nèi)磁鋼驅(qū)動(dòng)雙色薄片的翻轉(zhuǎn)來(lái)指示液位的一種新型儀表。

28、主體內(nèi)磁浮子隨液位的升降而上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)驅(qū)使主體外指示器內(nèi)的雙色薄片翻轉(zhuǎn)，有液位時(shí)轉(zhuǎn)示紅色、無(wú)液位時(shí)轉(zhuǎn)示白色。,2024/3/17,49,玻璃板液位計(jì),根據(jù)連通器原理，將容器內(nèi)介質(zhì)液體引至外部玻璃板液位計(jì)內(nèi)，通過(guò)透明玻璃直接顯示容器內(nèi)液位實(shí)際高度。,2024/3/17,50,鋼帶式液位計(jì),鋼帶浮子式液位計(jì)罐內(nèi)有浮子，有導(dǎo)向繩外壁常見(jiàn)的有兩種液位指示一種為帶磁性的擺錘。帶磁翻板指示。還一種是能夠直接顯示高度的帶數(shù)字

29、的鋼帶。,浮球液位計(jì),浮球液位變送器的測(cè)量部分由浮球與平衡桿和平衡錘組成力矩平衡機(jī)構(gòu)，因此浮球可以自由地隨液位的變化而升降。當(dāng)液位改變時(shí)，浮球的位置發(fā)生相應(yīng)的變化，通過(guò)球桿帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，控制器內(nèi)的角位移傳感器與主軸通過(guò)齒輪嚙合，將液位的變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，再由控制器內(nèi)部的電子電路將此信號(hào)轉(zhuǎn)換為與液面變化成正比的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。,浮球液位計(jì),,2024/3/17,53,可燃?xì)怏w檢測(cè)器，是可燃?xì)怏w檢測(cè)儀是對(duì)單一或多種可燃?xì)怏w濃度響應(yīng)的探測(cè)

30、器?？扇?xì)怏w檢測(cè)儀有催化型、紅外光學(xué)型兩種類型。催化型可燃?xì)怏w檢測(cè)器是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來(lái)測(cè)定可燃?xì)怏w濃度。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入探測(cè)器時(shí)，在鉑絲表面引起氧化反應(yīng)（無(wú)焰燃燒），其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化。,2024/3/17,54,根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)調(diào)節(jié)閥的定義（control valve，又名控制閥）。調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體部件兩部分組成。其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動(dòng)裝置，它按信號(hào)

31、壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力。是推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移。 閥體是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，它直接與介質(zhì)接觸，由于調(diào)節(jié)閥的閥芯作用，改變調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積，達(dá)到調(diào)節(jié)目的。,調(diào)節(jié)閥,2024/3/17,55,調(diào)節(jié)閥,按執(zhí)行機(jī)構(gòu)劃分 ：氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu). 氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu) 氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu),2024/3/17,56,常用的閥體種類有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉(zhuǎn)、蝶形、套筒式、球

32、形等,2024/3/17,57,調(diào)節(jié)閥的作用方式選擇 　　調(diào)節(jié)閥的作用方式只是在選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)才有，其作用方式通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)正反作用和閥門的正反作用組合形成。組合形式有4種即正正(氣關(guān)型)、正反(氣開(kāi)型)、反正(氣開(kāi)型)、反反(氣關(guān)型)，通過(guò)這四種組合形成的調(diào)節(jié)閥作用方式有氣開(kāi)和氣關(guān)兩種。對(duì)于調(diào)節(jié)閥作用方式的選擇，主要從三方面考慮: 　　a)工藝生產(chǎn)安全; 　　b)介質(zhì)的特性; 　　c)保證產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)損失最小,2024/3

33、/17,58,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用是指：當(dāng)氣信號(hào)增加時(shí)閥桿向下移動(dòng)，則為正作用。反之為反作用。上進(jìn)氣為正作用下進(jìn)氣為反作用,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用,2024/3/17,59,調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線,調(diào)節(jié)閥的閥芯不一樣，其流量特性曲線，依據(jù)閥芯大致分為四種情況：快開(kāi)直線等百分比拋物線,2024/3/17,60,氣開(kāi)和氣關(guān)是針對(duì)整個(gè)執(zhí)行器所說(shuō)的，就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)＋調(diào)節(jié)閥的這個(gè)系統(tǒng)。氣動(dòng)信號(hào)增加，執(zhí)行器流通量口

34、徑增加為氣開(kāi)。反之，為氣關(guān)。,調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)與氣關(guān),氣關(guān) 氣開(kāi) 氣開(kāi) 氣關(guān),2024/3/17,61,流開(kāi)、流閉是對(duì)介質(zhì)流動(dòng)方向而言，其定義為： 在節(jié)流口，介質(zhì)的流動(dòng)方向向著閥打開(kāi)方向流動(dòng)（即與閥開(kāi)方向相同）時(shí)，叫流開(kāi)； 反之，向著閥關(guān)閉方向流動(dòng)（即與閥關(guān)方向相同）時(shí)，叫流閉。 如簡(jiǎn)圖為流開(kāi)閥，流向反則為流閉閥。,流開(kāi)、

35、流閉,2024/3/17,62,故障開(kāi)故障關(guān)FO/FC,知道了調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)與氣關(guān)，那么故障開(kāi)與故障關(guān)就迎刃而解。當(dāng)調(diào)節(jié)閥失氣后閥位處在開(kāi)位置就為氣開(kāi)閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥失氣后閥位處在關(guān)位就為氣關(guān)閥,2024/3/17,63,在調(diào)節(jié)閥的本體上經(jīng)?？吹较旅嬉恍┓?hào)DN 公稱通徑 單位 mmdN 閥座直徑 單位 mmPN 工稱壓力 單位MPa,2024/3/17,64,這是一個(gè)氣動(dòng)雙作用汽缸閥從結(jié)

36、構(gòu)上看兩個(gè)進(jìn)氣排氣孔。一個(gè)閥位指示。其附件最重要有：電磁閥（這種類型一般配兩位五通電磁閥）反饋開(kāi)關(guān)（狀態(tài)開(kāi)關(guān)）過(guò)濾減壓器,2024/3/17,65,V形球閥,2024/3/17,66,常用控制基礎(chǔ)知識(shí),2024/3/17,67,簡(jiǎn)單控制什么是簡(jiǎn)單控制呢？,2024/3/17,68,2024/3/17,69,閉環(huán)回路：閉環(huán)回路是指既有輸出控制，又有反饋信號(hào)的回路。 系統(tǒng)被控對(duì)象的輸出(被控制量)會(huì)反送回來(lái)影

37、響控制器的輸出，形成一個(gè)或 多個(gè)閉環(huán)。開(kāi)環(huán)回路：開(kāi)環(huán)回路是指只有輸出控制，沒(méi)有反饋信號(hào)的回路。,2024/3/17,70,DCS,DCS簡(jiǎn)介,2024/3/17,71,DCS具有以下特點(diǎn)：,(1)高可靠性 由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，因此某一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對(duì)需要實(shí)現(xiàn)的功能采用具有特定

38、結(jié)構(gòu)和軟件的專用計(jì)算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的可靠性也得到提高。 　　(2)開(kāi)放性 DCS采用開(kāi)放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實(shí)現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時(shí)，可將新增計(jì)算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計(jì)算機(jī)的工作。 　　(3)靈活性 通過(guò)組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測(cè)量與控制信號(hào)及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫(kù)選擇適用的控制規(guī)律以及

39、從圖形庫(kù)調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報(bào)警畫(huà)面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。 　　(4)易于維護(hù) 功能單一的小型或微型專用計(jì)算機(jī)，具有維護(hù)簡(jiǎn)單、方便的特點(diǎn)，當(dāng)某一局部或某個(gè)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以在不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線更換，迅速排除故障。 　　(5)協(xié)調(diào)性 各工作站之間通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。 　　(6)控制功能齊全 控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和

40、批處理控制于一體，可實(shí)現(xiàn)串級(jí)、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS的構(gòu)成方式十分靈活，可由專用的管理計(jì)算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場(chǎng)控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。 處于底層的過(guò)程控制級(jí)一般由分散的現(xiàn)場(chǎng)控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)計(jì)算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)對(duì)來(lái)自過(guò)程控制級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作管理