生产过程自动控制设备的安装课件

迁安职教中心张玉安第8章生产过程自动控制设备的安装8.1现场仪表及变送器的安装

现场仪表指的是安装在现场的仪表的总称，是相对于控制室而言的，除安装在控制室内的仪表外，其他仪表均可认为是现场仪表。它包括一次仪表和二次仪表：一次仪表指的是安装在现场且直接与工艺介质接触的仪表；二次仪表指的是仪表信号不直接来自工艺介质的各类仪表的总称。迁安职教中心张玉安8.1.1压力测量仪表的安装 压力测量仪表种类很多，按照信号传输距离，可分为就地指示压力表和压力变送器。这些压力仪表除满足现场仪表安装时的一般要求外，还应注意以下几方面。（1）压力仪表不宜安装在温度过高的地方，温度过高会影响弹性元件的特性和电气回路的绝缘强度。（2）用于现场压力指示的压力表均采用就地安装方式，（3）信号远传的压力变送器由U形环紧固在垂直安装的管状支架上，管状支架焊接在铁板上，并用膨胀螺栓将铁板固定在地面上。（4）差压变送器用做气体或液体压差的测量时，其仪表本身的安装与压力变送的安装相同，但正、负压侧的管路敷设比较复杂。为了便于安装、操作和检修仪表，差压变送器前的导压管上应采用三阀组的连接方式。迁安职教中心张玉安1.就地压力表的安装方式1—法兰接管2—垫片3、4—螺栓螺母5—取压截止阀6—隔离容器7—压力表直通接头8—垫片2.带插管式隔离器的压力表安装图注：隔离容器需加固定，以免阀门的卡套密封受影响。1—底板2—膨胀螺栓3—支柱3.压力变送器在地上安装图4.压力变送器在保温箱内安装图5.差压变送器三阀组安装示意图1—无缝钢管2—直通穿板接头3—直通终端接头阀门4—弯通接头5—阀门6—短节7—加厚短节6.测量气体压差管路连接图（带三阀组）1—无缝钢管2—直通穿板接头3—直通终端接4—阀门5—弯通接头6—三通接头7—阀门8—短节9—加厚短节7.测量气体压差管路连接图迁安职教中心张玉安8.1.2流量测量仪表的安装1.差压仪表节流装置连接图（五阀组）2.差压仪表流量测量管路连接图（三阀组）1—阀门2—直通终端接头3—隔离容器4—无缝钢管5—直通穿板接头6—填料涵7—三通接头8—阀门9—短节10—无缝钢管3.隔离法测量液体流量管路连接图（差压仪表低于节流装置）1、3、4、11、l2-接头2、9-引压管5-玻璃转子流量计6-三阀组7-排放阀8-吹气装置10-空气过滤减压阀4.冲液体流量和吹气法测量气体流量管路连接图5.靶式流量变送器安装示意图迁安职教中心张玉安8.1.3液位测量仪表的安装1—阀门2—带堵头三通3—无缝钢管4—穿板接头5—终端接头6—填料涵7—短节1.差压式测量常压设备液面管路连接图1—法兰接管2—螺栓3—螺母4—垫片5—取压球阀（PN25时）或取压截止阀（PN64时）6—直通终端接头7—冷凝容器8—无缝钢管9—直通穿板接头10—三阀组附接头11—卡套式取压球阀2.差压式测量有压设备液面管路连接图注：1．适用于气相不冷凝或不需要隔离的情况。2．适用于气相易冷凝的情况，7冷凝容器也是平衡容器。1—被测容器；2—法兰差压液位变送器3.单法兰式差压液位变送器安装图1—法兰接管2—螺母3—螺栓4—垫片5—取源阀门6—法兰隔离膜片7—毛细管8—变送器主机4.双法兰液位变送器安装示意1—接管；2—导向板1—导向管；2—流通孔（5）内浮筒液位计安装图

（6）外浮筒液位计安装图迁安职教中心张玉安8.1.4变送器的安装 压力变送器和差压变送器的安装一般采取“大分散，小集中，不设变送器小室”的原则，以使其布置地点靠近取源部件。安装地点应避开强烈振动源和电磁场，环境温度应符合制造厂的规定（环境温度对变送器内的半导体元件特性影响较大）。测量蒸汽或液体微工作压力的压力变送器，其安装位置与测点的标高差引起的水柱压力应小于变送器的零点迁移最大值，否则将无法测量。对于有防冻（或防雨）要求的变送器，应安装在保温箱（或保护箱）内；对于无防冻（或防雨）要求的变送器，采取支架安装方式。迁安职教中心张玉安1.6台电容式变送器在保温箱（或保护箱）内的安装2.导管从保温箱（或保护箱）后壁引入箱体的安装示意图3.单台变送器的安装方式4.2～8台DDZ—Ⅲ系列差压变送器在靠椅架上的安装方式1—排污阀2—限位角钢3—三阀组4—靠椅组装件5—管卡1-钢板；2-螺母；3-螺栓；4-膨胀螺栓；5-圆钢筋钩

5.支架在地面或楼板上的安装示意图迁安职教中心张玉安8.2盘装仪表的安装8.2.1盘上仪表的安装固定

仪表附有固定用卡子或托架，一般有下列几种固定方式。（1）仪表外壳两侧各有两个带缺口的凸出部分，在缺口中嵌入附有支撑螺丝的压板，如图所示。安装时，拧紧压板上的螺丝，就能将仪表固定在盘面上。1—仪表的突出部分2—螺丝3—压板4—盘面迁安职教中心张玉安（2）仪表外壳两侧各有两个安装口，如图（a）所示，带有凸销的安装板分别插在仪表两侧的安装口内，用如图（b）所示的方法拧紧螺丝，就可将仪表固定在盘面上。固定后顶视图如图（c）所示。（3）仪表外壳两侧各有一个安装孔，有槽的螺母将带长孔的夹板夹在中间，如图所示。拧紧螺丝，就能将仪表固定在盘面上。

1—盘面；2—仪表；3—卡板；4—螺母；5—螺丝1—仪表2—盘面3—安装板4—螺丝（4）仪表外壳两侧和上方各有一个带丝扣的安装孔，用螺丝将带斜孔的安装板固定在安装孔上，如图所示。将安装板沿着螺母移动，待压紧盘面后将螺丝拧紧，则仪表就固定在盘面上了。（5）仪表外壳下方带有托架，托架插入仪表外壳下方的安装口中，如图所示。拧紧螺丝，就能将仪表固定住。1—仪表；2—盘面；3—托架；4—螺丝（6）对于较重和深度尺寸较大的仪表，除使用安装支架固定外，还应在仪表尾部下侧安装支撑角钢，如图所示。（7）架装仪表用螺栓固定在角钢架上，如图所示，一般采用密集安装方式。迁安职教中心张玉安8.2.2仪表接线端子编号 仪表接线端子与外部线的连接，应按规定的接线图进行，并套标号牌（与电缆接绞相同）。工业自动化仪表与表外连接的接线端子的排列和标志有如下规定。（1）横排的端子板，其端子的编号按从左向右的顺序。 若有两排和两排以上端子时，则编号按先上排后下 排的顺序。（2）竖列的端子板，其端子的编号按从上向下的顺序。 若有两列和两列以上的端子时，则编号按先右列后 左列的顺序。（3）方阵（横排和竖列的端子数相等）的端子板，其端 子编号可按上述两种顺序任选一种。迁安职教中心张玉安8.3分析仪表的安装

分析仪表是工业流程中物料组分的定性和定量完全自动分析与测量的仪器仪表。工业分析仪表是指在线的分析仪表，能直接测量和控制物质的成分及含量，在稳定生产和保证质量方面起重要作用。工业自动分析仪表一般由自动取样装置，预处理系统，传感器，信息处理系统，显示仪表、整机自动控制系统等部分组成。迁安职教中心张玉安

分析仪表安装时要注意以下事项。（1）安装地点的环境温度一般要求不低于0℃，不高于45℃，相对湿度不高于85%。（2）仪表避免安装在振动大的地方，周围避免强电磁场的干扰。（3）安装地点应没有严重的尘埃污染，没有腐蚀性气体的侵蚀。（4）仪表安装位置应便于观察、调校和维护检修，仪表周围应留有一定空间。（5）仪表与预处理系统尽量靠近，取样点与预处理系统距离尽量短，以便减少分析滞后时间。（6）采样管路气密性要好，不得漏气。电气线路绝缘性要好，要有可靠的接地。迁安职教中心张玉安8.4执行器的安装 执行器又叫控制阀，从结构来说，执行器一般由执行机构和调节机构组成。根据执行机构使用的能源不同，执行器可分为气动、电动、液动三种。其中气动执行器具有结构简单，动作可靠，本质安全防爆，价格低廉，维护方便等优点，因而在工业控制中应用最广泛。气动执行器按执行结构形式分气动薄膜式控制阀、气动活塞式控制阀和气动长行程控制阀。8.4.1气动执行器安装的一般要求1.执行器安装位置应方便操作和维修，必要时应设置平台2.执行器应垂直、正立安装在水平管道上。3.一些重要场合，如执行器检修时不允许工艺停车时，应安装切断阀和旁路阀。迁安职教中心张玉安4.阀的工作环境温度一般不高于60℃，不低于－30℃，相对湿度不大于95%。5.应远离振动的设备，必要时采取防振措施。6.用于高黏度、易结晶、易气化及低温介质，应采取保温和防冻措施。7.执行器的口径与工艺管道不同时，应采用异径管。8.用于浆料和高黏度流体时，应配冲洗管线。9.凡未装阀门定位器的执行器，膜头上应安装控制信号的小型压力表。10.执行器在安装前应彻底清除管道内的异物，11.执行器使用的气源及气路要进行净化处理，空气管路为f8×1和f6×1的铜管，管路连接要保证气密性。迁安职教中心张玉安控制阀组合形式如图所示:其中图（a）推荐选用，阀组排列紧凑，控制阀维修方便，系统容易放空；图（b）推荐选用，控制阀维修比较方便；图（c）经常用于角形控制阀，控制阀可以自动排放，用于高压降时，流向应沿阀芯底进侧出；图（d）推荐选用，控制阀比较容易维修，旁路能自动排放；图（e）阀组排列紧凑，但控制阀维修不便，用于高压降时，流向应沿阀芯底进侧出；图（f）推荐选用，旁路能自动排放，但占地空间大。迁安职教中心张玉安下一张迁安职教中心张玉安8.4.2气动执行器结构与安装1．控制阀的安装 控制阀分为气开和气关两种，气开阀即有气便开，无气关闭。2．气缸式气动执行器的安装 气缸式气动执行器多用在双位控制中，或作为紧急切断阀，放在需要放空或排放、泄压的关键管道上。3．电磁阀的安装 电磁阀是自动化控制装置中常用的执行器，或者作为直接的执行阀使用。4．阀门定位器的结构与安装 阀门定位器是气动调节阀的主要附件，与气动执行机构配套使用，其功能结构图如图所示：迁安职教中心张玉安

它接受控制器的输出信号，然后成比例地将输出信号送至气动执行机构，使阀杆产生位移，阀杆的位移量通过机械装置反馈到阀门定位器，当位移反馈信号与输入的控制信号相平衡时，阀杆停止动作，调节阀的开度与控制信号相对应。迁安职教中心张玉安8.4.3电动执行机构底座制作与安装1．电动执行机构安装注意事项（1）执行机构一般安装在调节机构的附近，不得有碍通 行和调节机构的检修，并应便于操作和维护。（2）执行机构和调节机构连杆不宜过长，否则应加大连 杆连接管的直径。（3）执行机构和调节机构的转臂应在同一平面内动作 （否则应加装中间装置或换向接头）。一般在1/2开 度时，转臂应与连杆近似垂直。（4）执行机构与调节机构用连杆连接后，应使执行机构 的操作手轮顺时针转动时调节机构关小，逆时针转 动时调节机构开大。如与此不符，应在执行机构上 标明开关的手轮方向。迁安职教中心张玉安（5）当调节机构随主设备产生热态位移时，执行机构的安装应保证其和调节机构的相对位置不变，如二次风调节闸其执行机构可固定在二次风筒上，以便随调节机构一起移动。否则，可能在执行机构未操作时，其转臂随着锅炉热膨胀而自行动作，甚至发生碰坏拉杆等现象。在热管道上有热位移的调节阀，安装角行程执行机构时，亦需采取类似措施。2．固定底坐 执行机构的底座应安装牢固、端正。迁安职教中心张玉安8.5DCS系统的安装8.5.1DCS系统概述

DCS是分散控制系统(DistributedControlSystem)的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通信(Commu-nication)、显示（CRT）和控制（Control）4C技术，其基本思想是分散控制，集中操作，分级管理，配置灵活，组态方便。

DCS系统具有以下特点：（1）高可靠性。（2）开放性。（3）灵活性。（4）易于维护。（5）协调性。（6）控制功能齐全。迁安职教中心张玉安 DCS应由两部分组成。第一部分是中心控制室内的集散控制系统软、硬件设备，电源部分和内部电缆，这一部分通常称为集散控制系统；第二部分是现场仪表，只有现场仪表与作为控制的集散控制系统紧密配合，DCS才能真正发挥作用。DCS系统硬件结构图迁安职教中心张玉安8.5.2DCS系统的安装

DCS系统本体由硬件和软件组成。DCS系统的硬件安装包括盘、柜、机的安装和它们之间的连线，系统工作接地，电源及基本控制器，多功能控制器的安装，安全接地与隔离。1．DCS系统安装的外部条件

DCS系统安装的外部条件就是控制室和操作室具备使用的条件。2．DCS系统的机、柜、盘及操作台安装3．接地及接地系统的安装

DCS系统对接地的要求要远高于常规仪表。它分为本质安全接地、系统直流工作接地、交流电源的保护接地和安全保护接地等。各类接地系统、各接地母线之间彼此绝缘。迁安职教中心张玉安8.5.3DCS系统的接线

DCS系统的接线主要有两大部分：第一部分是硬件设备之间的连接，第二部分是集散系统和在线仪表包括执行器的连接。1．硬件设备之间的连接2．集散系统和在线仪表的连接3．基本控制器、多功能控制器的安全接地与隔离4．DCS系统配置的内容迁安职教中心张玉安8.6现场总线系统8.6.1现场总线系统概述 由现场总线组成的网络集成式全分布控制系统，称为现场总线控制系统（FCS）。这是继基地式仪表控制系统、单元组合式模拟仪表控制系统、数字仪表控制系统、DCS系统后的新一代控制系统。1．现场总线实现了彻底的分散控制2．现场总线简化了系统结构迁安职教中心张玉安8.6.2现场总线系统安装1.现场总线网段的基本构成迁安职教中心张玉安2.现场总线的本安网段3.具有代表性的现场总线控制系统的布线有两种：总线型和树型。（1）总线型布线。（2）树型布线。迁安职教中心张玉安(1)总线型布线图(2)树型布线图迁安职教中心张玉安8.6.3现场总线系统供电 在网络上如果有双线制的总线供电现场设备，应该确保有足够的电压可以驱动它，每个设备至少需要9V。为了确保这一点，在配置现场总线网段时，需要知道以下情况：1.每个设备的功耗情况；2.设备在网络中的位置；3.电源在网络中的位置；4.