过程检测与控制仪表培训课件

过程检测与控制仪表知识员工培训教材马仁过程控制与检测仪表课件一、过程控制仪表：1）是实现工业生产过程自动化的重要工具。控制检测仪表可分为八大单元：变动单元、调治单元、计算单元、显示单元、变换单元、给定单元、执行单元和辅助单元。（理论以“够用为度”，实践以“合用为主”）工艺介质阀门控制对象被控变量变送单元执行单元LVLC测量值调治单元操作单元给定单元显示单元控制系统方框图

LT说明：图中控制对象代表生产过程中的某个环节，控制对象输出的是被控变量（如压力、流量、温度、液位等温度变量）。这些工艺变量经变动单元变换成相应的电信号或气压信号后，一方面送显示单元供指示和记录，同时又送到调治单元中与给定单元送来的给定值进行比较，调治单元将比较后的误差值进行必然的运算后，发出控制信号，控制执行单元的动作，将阀门开大或关小。改变控制量（如燃料油、蒸汽等介质流量的多少）直至被控变量与给定值相等为止，此时阀门会平衡在某一地址，使工艺介质达到工艺要求。LT—检测锅炉汽包水位的变化并将汽包水位高低这一物理量变换成仪表间的标准一致信号。LC—接受液位测量变送器的输出标准信号，与工艺控制调治（控制器）器要求的水位信号对照较得出误差信号的大小和方向，并按必然的规律运算后输送一个对应的标准一致信号。LV—接受控制器的输出信号后，依照信号的大小和方向控制阀门的开度，从而改变给水量，经过屡次测量和控制使锅炉汽包水位达到工艺要求。一个控制系统基本由给定单元、控制对象、变送单元、调治（控制）单元、执行单元组成。蒸汽汽包LTLCLV加热室给水锅炉汽包水位控制系统原理图二、检测与过程控制仪表（平时称自动化仪表）分类方法好多，依照不同样原则能够进行相应的分类，如：依照能源（所使用的）：气动仪表、电动仪表、液动仪表。依照可否引入微办理机可分为：智能仪表和非智能仪表。依照信号形式可分为：模拟仪表和数字仪表。检测与过程控制仪表最通用的分类是依照仪表在测量与控制系统中的作用划分的：检测仪表—压力、温度、物位、成分（解析）显示仪表—DCS（模拟和数字）调治（控制仪表）执行器—执行机构—气动、电动、液动。阀：依照结构分—直通单座、直通双座、三通、角行、隔膜、蝶阀、独爱旋转、套筒（笼式）。依照流量特点—直线、对数、抛物线，快开等。气动仪表—就是以压缩空气为能源的仪表，如气动阀。特点：结构简单、价格低价、性能牢固、工作可靠、安全防爆、易于维修，合用于石油、化工等企业。电动仪表—采用220VAC或24VDC供电。特点：能源采用方便、信号传达快，无滞后、传输距离远，是实现远距离集中显示和控制的理想仪表，并易于与计算机等现代技术工具联用，如电动调治阀。液动仪表：液动仪表是对一类仪表的总称，液动仪表的能源是水或油。液动仪表拥有推力大、动作平稳、作用可靠等特点，但附加设备多，目前已不常使用。举例说明气动阀、电动阀、液动阀故障原因。一、气动阀：1、气源2、电磁阀3、阀本体二、电动调治阀：1、电源2、信号（输入、输出）3、参数设置对否4、阀本体方面三、液动阀：1、油压可否正常2、电磁阀可否动作3、阀本体4、油路可否堵漏。三、仪表的主要性能指标1）归纳—在工程上仪表性能指标平时用精确度（精度）、变差、矫捷度来描述。仪表上校验仪表平时也是调校精度、变差和矫捷度三项。2）变差—指仪表被测变量（输入信号）多次从不同样的方向达到同一数值时，仪表指示值之间的最大差值。也许说是仪表在外界条件不变的情况下，被测参数从小到大变化（正向特点）和被测参数由大到小变化（反向特点）不一致的程度，两者之差即为仪表的变差。变差=max（A1A2）10000标尺上限值-标尺下限值上图为仪表变差特点曲线3）变差产生的原因—传动结构缝隙，运动部件的摩擦，弹性元件滞后等。随着仪表的千锤百炼，特别是微电子技术的引入，好多仪表全电子化，无可动部件。因此变差这个指标在智能仪表中显得那么重要和突出了（以前用的II型仪表特别突出，矢量机构）。4）矫捷度—指仪表对被测参数变化的矫捷程度，也许说是对被测量变化的反响能力。是在稳态下，输出变化增量对输入变化增量的比值。（也称放大比）L(输出变化增量)S=X(输入变化增量)也是仪表静态特点曲线上各点的斜率、增大放大倍数能够提高仪表矫捷度，单纯增加矫捷度其实不改变仪表的基本性能，即仪表的精度并没提高，相反有时会出现震荡现象造成输出不牢固，因此矫捷度应调整到一个合适的量，仪表才能牢固。矫捷度调治举例：天津安恒调治阀调治电位器以调整矫捷度；ABB调治阀是智能设定。5）精确度：简称精度，又称正确度。精度和误差能够说是孪生兄弟，由于有误差的存在，才有精确度这个看法。仪表的精确度简言之就是仪表测量值的正确程度，平时用相对百分误差（也称相对拆合误差）表示x(绝对误差)=10000标尺上限值（x1）-标尺下限值（x2）x1-x2=实质（仪表测量范围）是被测参数测量值和被测量参数标准值之差④所谓标准值是精确度比被测仪表高3—5倍的标准表测得的参数值。⑤从式中能够看出，仪表的精确度不但和绝对误差有关而且和仪表的测量范围有关，绝对误差大，相对百分误差就大，精度就低。例。若是绝对误差同样的两台仪表，其测量范围不同样，那么测量范围大的仪表相对百分误差就小，精度就高。精确度是仪表很重要的一个质量指标，常用精度等级来规范和表示。精度等级就是最大相对百分误差去掉正负号和百分号。依照国家一致标准划分的等级有0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4等。精度等级一般都标志在仪表标尺或标牌上，数字越小，精度越高。此表面征仪表性能指标的还有：复现性、牢固性、可靠性。复现性—不同样测量条件下，不同样的察看者，在不同样的检测环境对同一被检测的量进行检测时，其测量的结果不一致的程度。牢固性—在规定工作条件下，仪表某些性能随时间保持不变的能力称为牢固性。仪表牢固性不好的影响经常比仪表精度下降对化工生产的影响还要大（四角风门:重庆）可靠性—可靠性高说明仪表保护量小，反之保护量就大。四、变送器信号与电源传输方式变送器是现场仪表，其供电电源来自控制室，而输出信号又要传达到控制室去，变送器的信号传达和供电方式有两种。1）四线制—电源和输出信号分别用两根线，这种传输方式，由于电源与信号分别传达，因此对电流信号的零点及元器件的功耗无严格要求。2）两线制—控制室与变送器之间仅用两根导线传输，这两根线即是电源线有时信号线。电源装置

电源装置B接受B仪表接DCS受现场现场仪控制室表控制室四线制两线制采用两线制的优点：不但可节约大量电缆线和安装花销，而且有利于安全防爆（包含矢量机构式、电容式、电感式、扩散硅式、振弦式都属此类）要实现两线制传输，必定采用活零点的电流信号，由于两线制其电源线与信号线公用，电源供给变送器的功率信号电流供给的，在变送器输出电流下限值时，应保证它的内部元器件能正常工作。其输出4mA—20mA的标准信号。五、测量的看法1）测量—就是借助于专用的技术工具，将研究对象的被测变量与同性质的标准量进行比较，并确定出测量结果正确程度的过程。简单的说就是用实验的方法求出某个量的大小。比方用精度为0.5级，量程为0—500mm的直尺测量容器中的液位。2）测量的方法按测量敏感元件可否与介质接触：接触式测量和非接触式测量按比较方式：直接测量和间接测量①直接测量—是指用早先标好的测量仪表对某被测量直接进行比较，从而获取测量结果，如上例中容器液位的测量。②间接测量—是指各个仪表组成的一个测量系统，它包括被测量变量的测量，变换、传输、显示、记录和数据办理等过程。举例：动力站给煤皮带称。C按测量原理：误差法、零位法、微差法。3）测量误差及办理测量的目的—是希望能正确地反响客观实质，也就是要测量参数的真实值，但是无论怎样努力，测量值与真实值之间向来存在必然的差值，这个值就是误差。误差的分类：A按表示形式：绝对误差、相对误差、引用误差1绝对误差—测量值与真实值之差即=X—T真实值绝对误差测量值相对误差—测量的绝对误差与真实值（或测量值）之比即=10000T引用误差—绝对误差与量程比值的百分数即引=m10000标尺上限值-标尺下限值按测量出现的规律:系统误差、粗心误差（粗大误差）、随机误差（有时误差）系统误差—即大小和方向（符号）均不改变的误差粗大误差（粗大误差）随机误差（有时误差）—在同样的测量条件下屡次多次测量，各测量结果均不能够重复的误差按误差测试条件分—基本误差、附加误差基本误差—在规定的工作条件下（如温度、湿度等）仪表自己拥有的误差附加误差—当仪表的工作条件偏离正常范围时所引起的误差习题一、选择题1、我们无法控制的误差是（A）A随机误差B粗心误差C渐变误差D系统误差2、0.5级仪表的精度等级表示错误的选项是(D)A0.5级B0.5C0.5D0.53牢固性是现代仪表的重要性能指标之一，平时用仪表（B）来衡量仪表的稳定性。A零点误差B零点漂移C仪表变差D仪表精度牢固性是现代仪表的重要性能指标之一，在（A）工作条件下，仪表某些性能随时间保持不变的能力。A规定B标准C实质D任何5可靠性是现代仪表的重要性能指标之一，若是仪表发生故障越少，故障发生时间越短，表示该仪表（D）产生误差小B矫捷度低C仪表精度高D可靠性越高（越好）线性度是数字式仪表的重要性能指标之一。线性度是表征线性刻度仪表的（C）实质校准曲线与理论直线的切合程度。A输出量B输入量C输出量与输入量D输入量与输出量二、判断题1矫捷度数值越大，则仪表越矫捷（√）2矫捷限数值越大，则仪表越矫捷。（×）3仪表的精度级别指的是仪表的误差数值（×）4测量精度一般用（D）表示A仪表精度B基