(2024年)《化工仪表及自动化》课件

《化工仪表及自动化》课件12024/3/26目录课件背景与目标化工仪表基础知识自动化技术在化工领域应用化工过程控制策略与方法仪表选型和安装调试技巧安全生产与环境保护要求实验操作与技能培养课程总结与展望22024/3/2601课件背景与目标Chapter32024/3/26化工仪表的定义与分类01化工仪表是指用于化工生产过程中测量、控制、执行和显示等功能的仪表设备，包括温度仪表、压力仪表、流量仪表、物位仪表等。自动化技术在化工领域的应用02自动化技术广泛应用于化工生产过程的各个环节，如自动化控制系统、智能仪表、过程控制等，提高了生产效率、降低了能耗和排放。化工仪表及自动化的发展趋势03随着科技的不断发展，化工仪表及自动化技术也在不断更新换代，向智能化、网络化、集成化方向发展。化工仪表及自动化概述42024/3/26本课程旨在使学生掌握化工仪表及自动化的基本概念、原理和应用，了解相关技术的发展趋势，培养学生的工程实践能力和创新能力。学生应认真听讲、积极思考、勤于实践，掌握课程的基本知识和技能，能够独立完成课程设计和实验等任务。课程目标学习要求课程目标与学习要求52024/3/26《化工仪表及自动化》（第四版），厉玉鸣主编，化学工业出版社。教材《自动化仪表与过程控制》、《现代化工仪表及自动化技术》、《化工测量及仪表》等相关书籍和期刊。同时，可以参考国内外知名企业的相关产品和技术文档，了解最新的化工仪表及自动化技术应用情况。参考资料教材与参考资料62024/3/2602化工仪表基础知识Chapter72024/3/26接受控制仪表的输出信号，通过调节阀门的开度等方式，改变被控变量的值。将检测仪表的输出信号进行放大、转换，以直观的形式显示出来。用于测量温度、压力、流量、物位等工艺参数。根据设定的工艺参数与实际测量值的偏差，输出控制信号以调节生产过程。显示仪表检测仪表控制仪表执行器仪表分类与功能82024/3/2601020304测量原理介绍各种化工仪表的工作原理，如热电偶、热电阻、压力传感器等。误差分类将误差分为系统误差、随机误差和粗大误差，并分别进行解释和举例说明。误差来源分析仪表测量过程中可能出现的误差来源，如环境干扰、安装不当、零点漂移等。误差处理介绍减小和消除误差的方法，如校准、补偿、滤波等。测量原理及误差分析92024/3/26仪表性能指标与评价方法介绍仪表的主要性能指标，如精度、灵敏度、稳定性、可靠性等。说明如何评价仪表的性能，包括实验室测试、现场测试和长期运行考核等。根据生产过程的工艺要求和控制要求，介绍选择仪表时应遵循的原则。介绍仪表的日常维护和保养方法，以确保其长期稳定运行。性能指标评价方法选型原则维护保养102024/3/2603自动化技术在化工领域应用Chapter112024/3/26介绍自动化技术的起源，以及早期在化工领域的应用情况。自动化技术起源发展历程现状分析阐述自动化技术从简单控制到复杂控制系统的发展历程，包括重要技术突破和里程碑事件。分析当前自动化技术在化工领域的应用现状，包括普及程度、技术水平和市场需求等方面。030201自动化技术发展历程及现状122024/3/26

典型自动化设备与系统介绍自动化设备列举并介绍化工领域中常用的自动化设备，如传感器、执行器、控制器等，以及它们的工作原理和应用场景。自动化系统介绍典型的化工自动化系统，如DCS（分布式控制系统）、PLC（可编程逻辑控制器）等，包括系统架构、功能特点和应用案例。先进控制技术介绍一些先进的控制技术在化工自动化中的应用，如模糊控制、神经网络控制等，以及它们的优势和挑战。132024/3/26自动化技术在生产过程中的作用提高生产效率阐述自动化技术如何通过优化生产流程、减少人工干预等方式提高生产效率。保障生产安全分析自动化技术如何通过实时监测、预警机制等手段保障化工生产的安全稳定运行。降低能耗与排放探讨自动化技术如何通过精确控制、能源管理等方式降低化工生产过程中的能耗和排放，实现绿色可持续发展。提升产品质量说明自动化技术如何通过精确控制生产参数、优化生产工艺等方式提升化工产品的质量稳定性和一致性。142024/3/2604化工过程控制策略与方法Chapter152024/3/2601020304通过测量输出变量并与设定值比较，调整控制器输出以减小偏差。反馈控制根据可测量的扰动量，预先调整控制器输出以补偿扰动对系统的影响。前馈控制控制器输出与输入偏差成比例，用于快速响应系统变化。比例控制控制器输出与输入偏差的积分成比例，用于消除系统稳态误差。积分控制常规控制策略及实施要点162024/3/26基于系统动态模型预测未来输出，优化控制策略以减小预测误差。模型预测控制（MPC）根据系统参数或环境变化自动调整控制器参数，以保持系统性能。自适应控制模拟人类模糊推理过程，处理不确定性和非线性问题。模糊控制利用神经网络学习和逼近非线性函数的能力，实现复杂系统的控制。神经网络控制先进控制技术应用案例分享172024/3/26遗传算法粒子群优化算法模拟退火算法蚁群算法优化算法在过程控制中的应用通过模拟生物进化过程搜索最优解，适用于多参数、非线性优化问题。模拟物理退火过程，以一定概率接受劣解，避免陷入局部最优。模拟鸟群觅食行为，通过个体间的信息共享寻找最优解。模拟蚂蚁觅食行为，通过信息素更新和路径选择寻找最优路径。182024/3/2605仪表选型和安装调试技巧Chapter192024/3/26选型原则和注意事项选型原则根据工艺要求、介质特性、环境条件等选择适合的仪表类型、量程、精度和材质。注意事项考虑仪表的可靠性、稳定性、维修性和经济性，以及供应商的信誉和售后服务。202024/3/26安装步骤按照工艺要求和安装图纸进行仪表安装，确保安装位置正确、固定牢固、密封可靠。安装前准备熟悉仪表结构、性能和使用说明书，检查仪表及附件是否齐全、完好。调试方法先进行单体调试，检查仪表的显示、输出等功能是否正常；再进行系统调试，检查仪表与控制系统、执行器等设备的联动是否协调、准确。安装调试流程和方法212024/3/26ABCD常见问题排查和解决方案仪表无显示检查电源、保险丝、连接线等是否正常，如有问题及时修复或更换。仪表漏液、漏气检查密封件、连接管等是否松动或损坏，及时紧固或更换。仪表误差大检查传感器、转换器、放大器等部件是否损坏或老化，如有需要可进行校准或更换。控制系统失灵检查控制系统硬件、软件是否正常，如有需要可进行重启、复位或升级等操作。222024/3/2606安全生产与环境保护要求Chapter232024/3/2603《安全生产标准化》通过制定安全生产标准，推动企业建立安全生产管理体系，提高安全生产水平。01《中华人民共和国安全生产法》强调企业安全生产主体责任，明确政府监管职责，加强安全生产监督管理。02《危险化学品安全管理条例》针对危险化学品的生产、储存、使用、经营和运输等环节，制定严格的安全管理规定。安全生产法规和标准解读242024/3/26通过对生产过程中涉及的设备、物质、环境等因素进行分析，识别出可能导致事故的危险源。危险源辨识对辨识出的危险源进行定量或定性评估，确定其可能导致的危害程度和发生概率，为制定风险控制措施提供依据。风险评估根据风险评估结果，制定相应的风险控制措施，如加强设备维护、改善作业环境、配备安全设施等。风险控制措施危险源辨识和风险评估方法252024/3/26遵守国家和地方环境保护法规，确保企业生产活动符合环保要求。环境保护法规废水处理技术废气治理技术固废处理与资源化利用采用物理、化学或生物方法处理废水，去除其中的有害物质，达到排放标准。针对生产过程中产生的废气，采用吸附、吸收、氧化等方法进行治理，减少大气污染物排放。对生产过程中产生的固体废弃物进行分类处理，采取填埋、焚烧、资源化利用等方式进行处理。环境保护措施及污染治理技术262024/3/2607实验操作与技能培养Chapter272024/3/2601掌握化工仪表的基本原理和操作方法。020304了解自动化技术在化工生产中的应用。培养学生的实验操作技能、数据处理能力和分析解决问题的能力。要求学生能够独立完成实验，并准确记录实验数据和现象。实验目的和要求282024/3/26包括化工仪表、传感器、执行器、控制系统等。学生需了解实验设备的结构和工作原理，熟悉实验操作流程，按照实验步骤进行正确操作。同时，需要注意实验安全，遵守实验室规章制度。实验设备和操作方法操作方法实验设备292024/3/26数据处理学生需要对实验数据进行整理、计算和分析，得出实验结果。结果分析学生应根据实验结果分析化工仪表及自动化系统的性能和特点，评估其在化工生产中的应用效果。同时，需要比较不同实验条件下的结果差异，分析原因并得出结论。数据处理和结果分析302024/3/2608课程总结与展望Chapter312024/3/26自动化控制系统详细介绍了自动化控制系统的组成、原理和应用，包括DCS、PLC等控制系统。维护与故障处理介绍了化工仪表的日常维护、定期检修以及常见故障的诊断和处理方法。化工仪表选型与安装针对化工生产过程中的实际需求，讲解了仪表的选型原则、安装方法和注意事项。化工仪表基本原理包括测量原理、仪表结构和分类等，为理解和应用化工仪表打下基础。知识点回顾与总结322024/3/26学员A通过学习，我对化工仪表及自动化有了更深入的了解，掌握了仪表的选型、安装和维护技能，对今后的工作有很大帮助。学员B课程中的实际案例让我印象深刻，通过分析和解决实际问题，我提高了自己的工程实践能力。学员C老师的讲解生动有趣，让我对枯燥的理论知识产生了兴趣，激发了我对化工仪表及自动化的热爱。学员心得体会分享332024