自動化儀表及壓力檢測儀表ppt課件.ppt

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1、自動化儀表與過程控制上篇自動化儀表下篇過程控制系統(tǒng)上篇自動化儀表緒論第一章檢測儀表第二章調(diào)節(jié)儀表第三章執(zhí)行器及防爆柵上篇自動化儀表緒論0-1自動化儀表及發(fā)展概括自動化儀表是工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化的必要手段和技術(shù)工具，任何一個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)都必然應(yīng)用到自動化儀表控制單元，各種控制方案和算法都必須借助自動化工具才能實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)自動化中，特別是連續(xù)生產(chǎn)過程自動化中必需的一類專門的儀器儀表。其中包括對工藝參數(shù)進(jìn)行測量的檢測儀表、根據(jù)測量值對給定值的偏差按一定的調(diào)節(jié)規(guī)律發(fā)出調(diào)節(jié)命令的調(diào)節(jié)儀表以及根據(jù)調(diào)節(jié)儀表的命令對

2、進(jìn)出生產(chǎn)裝置的物料或能量進(jìn)行控制的執(zhí)行器等如圖為一加熱溫度控制系統(tǒng)。原料通過加熱爐內(nèi)爐管加熱，要求其出口溫度保持一定，以滿足生產(chǎn)需要；加熱爐以燃料油作為燃料。圖中溫度變送器、控制器和執(zhí)行器構(gòu)成了一個(gè)單回路控制系統(tǒng)。爐出口溫度經(jīng)測溫元件和溫度變送器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號送到控制器，與給定值SP相比較，控制器按照比較后得到的偏差，以一定的控制規(guī)律發(fā)出控制信號，控制執(zhí)行器的動作，改變?nèi)剂嫌偷牧髁?，從而使出口溫度T保持在于給定值基本相等的數(shù)值上。為了提高控制系統(tǒng)的功能，還可以增加一些儀表，如顯示器、手操器

3、等。而為了改善控制質(zhì)量，還可以采用串級控制等其他更復(fù)雜的控制方案，顯然，這將需要用到更多的儀表。實(shí)際所采用的儀表，可以是電動儀表，氣動儀表等各種系列的儀表，也可以是各種控制裝置，所有這些儀表或裝置都屬于自動化儀表范疇。顯而易見，如果沒有這些儀表或裝置，就不可能實(shí)現(xiàn)自動控制。過程控制系統(tǒng)一般指工業(yè)生產(chǎn)過程中自動控制系統(tǒng)的被控變量是溫度、壓力、流量、液位成份等這樣一些變量的系統(tǒng)。自動化儀表的發(fā)展，大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段儀表化與局部自動化(20世紀(jì)50～60年代)階段綜合自動化(20世紀(jì)60～70年代中期

4、)階段全盤自動化(20世紀(jì)70年代中期至今)階段當(dāng)前，自動化儀表控制已進(jìn)入了計(jì)算機(jī)時(shí)代，進(jìn)入了所謂計(jì)算機(jī)集成過程控制系統(tǒng)(ComputerIntegratedProcessSystem，CIPS)的時(shí)代。CIPS利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對整個(gè)企業(yè)的運(yùn)作過程進(jìn)行綜合管理和控制，包括市場營銷、生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度、原材料選擇、產(chǎn)品分配、成本管理，以及工藝過程的控制、優(yōu)化和管理等全過程。分布式控制系統(tǒng)，先進(jìn)過程控制策略以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等將是實(shí)現(xiàn)CIPS的重要基礎(chǔ)0.2電動單元組合自動化儀表及其控制系統(tǒng)的組成儀表按

5、功能劃分，制成若干種能獨(dú)立完成一定職能的標(biāo)準(zhǔn)單元，各單元之間以規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號相互聯(lián)系，這種積木式的儀表就成為-單元組合自動化儀表。據(jù)能源的種類，可劃分為電動、氣動等儀表。用電動單元組合儀表構(gòu)成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)我國的DDZ—Ⅲ型儀表規(guī)定，現(xiàn)場傳輸信號用DC4mA～20mA，控制室內(nèi)各儀表間的聯(lián)絡(luò)信號用DC1V～5V。這兩種標(biāo)準(zhǔn)都以直流電流作為聯(lián)絡(luò)信號。采用直流信號的優(yōu)點(diǎn)是傳輸過程中易于和交流感應(yīng)干擾相區(qū)別，且不存在相移問題，可不受傳輸線中電感、電容和負(fù)載性質(zhì)的限制采用電流制的優(yōu)點(diǎn)首先可以不受傳輸線及負(fù)載電阻

6、變化的影響，適于信號的遠(yuǎn)距離傳送；其次由于電動單元組合儀表很多是采用力平衡原理構(gòu)成的，使用電流信號可直接與磁場作用產(chǎn)生正比于信號的機(jī)械力電流制的優(yōu)點(diǎn)首先可以不受傳輸線及負(fù)載電阻變化的影響，適于信號的遠(yuǎn)距離傳送。0-3自動化儀表測控系統(tǒng)典型的檢測儀表控制系統(tǒng)，以化學(xué)工業(yè)中用天然氣做原料生產(chǎn)合成氨的控制系統(tǒng)為例，此系統(tǒng)如圖3.1所示為脫硫塔控制流程圖。天然氣在經(jīng)過脫硫塔時(shí)，需要進(jìn)行控制的參數(shù)分別為壓力、液位和流量，這將構(gòu)成PC、LC和FC3個(gè)單參數(shù)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。圖0.3脫硫塔控制流程圖圖0.4天然氣壓力

7、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖0.5脫硫塔流量控制子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖典型工業(yè)檢測儀表控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖一、測量過程與測量誤差1、測量過程參數(shù)檢測就是用專門的技術(shù)工具，依靠能量的變換、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算找到被測量的值。被測變量傳感器參數(shù)檢測的基本過程被測對象變送器顯示裝置傳感器又稱為檢測元件或敏感元件，它直接響應(yīng)被測變量，經(jīng)能量轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)化成一個(gè)與被測變量成對應(yīng)關(guān)系的便于傳送的輸出信號，如mV、V、mA、Ω、Hz、位移、力等等。由于傳感器的輸出信號種類很多，而且信號往往很微弱，一般都需要經(jīng)過變送環(huán)節(jié)的進(jìn)一步處理，把傳感器的輸出轉(zhuǎn)換

8、成如0～10mA、4～20mA等標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的模擬量信號或者滿足特定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字量信號，這種檢測儀表稱為變送器。有些時(shí)候，傳感器可以不經(jīng)過變送環(huán)節(jié)，直接通過顯示裝置把被測量顯示出來。測量儀表基本知識2、測量誤差測量誤差——儀表測得的測量值與被測真值之差由于真值在理論上是無法真正被獲取的，因此，測量誤差就是指檢測儀表（精度較低）和標(biāo)準(zhǔn)表（精度較高）在同一時(shí)刻對同一被測變量進(jìn)行測量所得到的2個(gè)讀數(shù)之差。即：x0——標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)測量誤差的幾種表示形式：絕對誤差實(shí)際相對誤差標(biāo)稱相對誤