化学反应参数检测与控制

釜式反应器操作参数的检测与控制搅拌釜式反应器主要适用常压或低压、以液相为主的反应。釜式反应器操作参数：如温度、浓度、反应时间等。温度的检测与控制是保证产品质量、降低成本、确保安全生产的重要手段。问题1：检测仪表有哪些分类方法？问题2：检测仪表的精确度和灵敏度分别代表了什么？问题3：检测仪表的构成有哪几部分？CompanyLogo1/常见温度检测仪表种类及应用2/自动控制系统组成3/控制器及控制规律4/执行器5/温度自动控制方案CompanyLogo1常见温度检测仪表种类及应用问题：测温仪表的分类有哪些？液体膨胀式温度计

酒精式水银式

CompanyLogo液体膨胀式温度计的工作液

工作介质膨胀系数C-1测温范围0C水银0.00018-30—550乙醇0.00105-46—150甘油0.000520—175煤油

-30---150CompanyLogo光学高温计高温物体表面3000℃温度计CompanyLogo双金属温度计CompanyLogo双金属温度计ABABt0t>t0CompanyLogo压力式温度计CompanyLogo参数特性气体压力式温度计蒸气压力式温度计液体压力式温度计工作介质氢气、氮气等丙酮、乙醚、氯甲烷等水银、甲苯、甲醇、甘油等测温范围-100~+500℃-20~+500℃-50~+500℃CompanyLogoCompanyLogo热电偶测量温度计CompanyLogo普通热电偶的结构接线盒保护管冷端绝缘子电极（热端）CompanyLogo常用热电偶及主要性能

CompanyLogo热电偶使用补偿导线图接线tt01mV+-t01t0t0镍铬-镍硅铜-康铜CompanyLogo补偿导线CompanyLogoCompanyLogo热电偶的测温场合与特点高温测量，用于温度较高的场合测量的误差较多，需要经常校验安装时需要补偿导线，较为复杂。CompanyLogo

热电阻在低温区使用热电偶电势小，又不易得到完全补偿，可使用热电阻。工业常用热电阻：铜电阻，测温范围-50～150℃。铂电阻，测温范围-200～650℃

CompanyLogo各种带有变送器的热电阻CompanyLogo热电阻的结构与形状铜电阻铂电阻铂丝银导线铆钉弹簧夹骨架、云母片绝缘骨架绝缘片铜导线CompanyLogo工业常用热电阻性能比较

CompanyLogo常用温度检测仪表CompanyLogo温度变送器变送器：以24VDC为能源，以4～20mADC为统一标准信号，其作用是将来自热电偶或热电阻或者其它仪表的热电势、热电阻阻值或直流毫伏信号，对应的转换成4～20mADC电流（或1～5VDC电压）。再送给其它单元进行指示、记录或控制，以实现对温度（温差）变量的显示、记录或自动控制。温度变送器的种类很多，变送器通常与热电偶、热电阻组合在一起。CompanyLogo常用温度显示仪表显示仪表直接接受检测仪表、变送器或传感器送来的信号，经测量电路和显示装置，对被测变量予以指示、记录，以字、符、数、图象显示。显示仪表可分为模拟式、数字式和图象式三大类。CompanyLogoCompanyLogo数字式智能显示CompanyLogo图示仪2003。9。2009：25：18OC3MH315.005.0m0追忆功能翻页时标CompanyLogo测温仪表的选择要求：1、工艺要求，被测介质的温度是否需要指示、记录和自动控制；2、仪表的测温范围、精度、稳定性、变差及灵敏度；3、仪表的防腐蚀性、防爆性及连续使用的期限；4、测温元件的体积大小及互换性；5、被测介质和环境条件对测温元件是否有损害；6、仪表的反应时间；7、仪表使用是否方便、安装维护是否容易。CompanyLogo思考：测温仪表的安装要求有哪些？CompanyLogo

2自动控制系统组成以大家熟悉的液位控制说明自动控制过程可见，自动控制系统与人工控制的对应关系：

眼大脑手↓↓↓检测、变送器控制器执行器（阀）CompanyLogo自动调节系统的组成控制器执行器被控对象

+检测仪表或变送器zxe=x-z-pqy扰动设定值控制器输出操纵变量被控变量偏差测量值f自动化系统工艺对象CompanyLogo被控变量y——指需要控制的工艺变量。设定值x——工艺上被调参数的期望值。偏差e——被控变量的测量值与给定值之差。干扰f——引起被调参数偏离给定值的一切因素。操纵变量q——用来克服扰动对被控变量的影响，实现控制作用的参数。CompanyLogo被控对象：指需要控制的设备或装置。检测元件和变送器：将被测变量转换成规定信号送给控制器（或远传显示仪表（或计算机系统）进行显示）处理。输出信号为国际统一标准信号4～20mADC电流(或20～100kPa气压)。比较机构：是将设定值与测量值进行比较并产生偏差。控制器：依据偏差、按预定的控制规律实施控制。有内-外设定；正反作用之分。执行器：也叫操纵器，执行控制器的信号、相应调节操纵变量。CompanyLogo

3控制器及控制规律

控制器：检测变送仪表将被控变量转换成测量信号后，除了送至显示仪表进行指示和记录以外，更重要的是要送至控制器，在控制器内与设定值进行比较后得出偏差，然后由控制器按照预定的控制规律对偏差进行运算，输出控制信号，操纵执行机构动作，使被控变量达到预期要求，最终实现生产过程的自动化。经常使用电动控制器、数字控制器控制规律控制规律：是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律。被控变量能否回到设定值位置，以何种途径、经多长时间回到设定值位置，很大程度上取决于控制器的控制规律。基本控制规律有四种，即双位控制规律、比例（P）控制规律、积分（I）控制规律和微分（D）控制规律。基本控制规律有的可以单独使用，有的需要组合使用。如：双位控制、比例控制、比例－积分（PI）控制、比例－微分（PD）控制、比例－积分－微分（PID）控制。CompanyLogo双位控制规律的特点？比例控制规律的特点？比例积分控制规律的特点？比例微分控制规律的特点？比例积分微分控制规律的特点？CompanyLogo名称控制的依据关系规律的作用比例P偏差的大小迅速、及时克服偏差，粗调；有余差存在。积分I偏差对时间的累积精调，消除余差。但有一个累积过程，响应较缓慢。微分D偏差变化的速度、趋势。超前调节，克服滞后；与偏差无关，响应快速，易引起振荡。对固定偏差无动作，不能单独使用比例、积分、微分三作用小结表控制规律选择

控制规律选择参考表变量流量压力液位温度控制规律PIPIP、PIPIDCompanyLogo4执行器作用：用来执行控制器下达命令的仪表，以改变操纵变量实现对工艺变量的控制作用。执行器按其使用的能源，可以分为气动执行器、电动执行器和液动执行器三大类。应用最多的是气动执行器。气动执行器习惯上称为气动调节阀，它以纯净的压缩空气作为动力，具有结构简单、动作平稳可靠、输出推力较大、维修方便、防火防爆等特点，广泛应用于石油、化工等工业生产的过程控制中。气动执行器由执行机构和调节机构两部分组成。执行机构是执行器的推动装置，它根据控制信号的大小产生相应的推力，推动调节机构动作。调节机构是执行器的调节部分，它直接与被控介质接触，以控制介质的流量。CompanyLogo调节阀的类型类型特点适用直通单座阀结构简单，价格低廉，全关时的泄漏量小。但因为阀座前后有压力差的作用，使得阀芯不易平衡，尤其是高压差大口径时的阀芯稳定性很差适用于低差压的场合直通双座阀不平衡力小，阀芯的稳定性好，动作较灵敏，阀的口径可以做得较大，但由于加工装配等原因，很难使两个阀芯同时关闭，因此全关时的泄漏量较大。应用很普遍角型阀流路简单，阻力小，易于清洗，阀体内不易积存污物特别适合于高粘度以及含有悬浮颗粒介质的控制三通阀三个出入口与管道相连，分为分流式和合流式两种一般用于代替两个直通阀，对热交换器等装置的旁路进行控制。CompanyLogo蝶形阀适用于低压差，大流量的气体控制；也可用于含少量悬浮物及纤维或粘度不高的液体控制，但泄漏量大。隔膜阀流路简单，几乎无泄漏适合于腐蚀性介质的控制，也可用于控制有毒介质、易燃易爆介质、贵重介质以及真空场合等。笼式阀笼式阀的可调比（调节阀所能控制的最大流量与最小流量之比）大，不平衡力小，振动小，结构简单，套筒的互换性好，更换不同的套筒即可得到不同的流量特性，部件所受的汽蚀也小，是一种性能优良的调节阀，特别适用于差压较大以及需要降低噪音的场合。但使用中要求流体洁净，不能含有固体颗粒。凸轮挠曲阀可调比大（可达50比1或100比1），使用温度范围宽（－195～＋400℃），对流体的阻力小，密封性能好，体积小，重量轻，价格低。适用于粘度大的介质及一般场合。球阀“O”形阀芯的球阀，它一般用于双位式控制的切断场合；“V”形阀芯的球阀一般用于流量特性近似等百分比的控制系统。CompanyLogo结构型式的选择首先要考虑工艺条件，如介质的压力、温度、流量等；其次考虑介质的性质，如粘度、腐蚀性、毒性、状态、洁净程度；还要考虑系统的要求，如可调比、噪声、泄漏量等。例如：当阀前后压差较小，要求泄漏量小时，可选用直通单座阀；当阀前后压差大，且允许有较大的泄漏量时，宜选用直通双座阀；对于高粘度、含有悬浮物或压力较高的介质，最好选用角型阀；腐蚀性强的介质要用隔膜阀；要求低噪声时应选笼式阀；对于低压大流量大口径管道可用蝶形阀等等。一般情况下优先选用直通单座阀、直通双座阀和笼式阀。CompanyLogo电动控制阀CompanyLogo三通阀蝶阀CompanyLogo气动蝶阀CompanyLogo调节阀的工作方式1、气开式：有气则开，无气（≤20kPa）则关2、气关式：有气则关，无气（≤20kPa）则开CompanyLogo正作用式气动薄膜调节阀外形正作用气关式CompanyLogo反作用式气动薄膜调节阀结构原理反作用气开式O型环CompanyLogo四种组合

正作用反作用反作用气关式气关式气开式气开式反作用正作用正作用CompanyLogo气开/气关型式的选择主要是考虑生产的安全。当信号压力中断时，应避免损坏设备和伤害人员。例如：控制加热炉的燃气流量时，一般应选用气开式。当控制器出现故障或执行器供气中断时，气开式的阀门会全关，停止燃气供应，可避免炉温继续升高而导致事故。再如：对于易结晶的流体介质，应选用气关式，当出现意外时，气关式的阀门全开；若选用气开式，则阀门全关，就会使得管道内的介质结晶，导致不良后果。CompanyLogo调节阀的流量特性

类型特点适用快开型阀芯行程达到阀座口径的四分之一时，流量就已经达到最大，再开也不会改变流量了多用于双位控制或程序控制等直线型相对流量与相对开度成直线关系小开度时控制作用太强，容易引起振荡；在大开度时控制作用太弱，调节缓慢，不够及时不利于负荷变化大的对象控制等百分比型（对数型）在行程变化相同的数值情况下，流量小时，流量变化量小，调节平稳缓和；流量大时，调节灵敏有效。一般选择等百分比（对数）型调节阀比较有把