化工操作工仪表知识培训

中科惠安仪表培训自动化仪表的目的和分类●什么是自动化仪表●仪表是化工、钢铁等工厂生产过程中进行检测、显示、控制和执行的仪器的总称。是实行生产过程中自动化必不可少的技术工具。●检测仪表：将现场的温度、压力、流量、液位等生产需要监控的生产参数，按照一定的原理转换成标准的电信号，送到中控室进行显示。这类仪表通常也叫现场一次仪表。●显示仪表：将现场一次仪表传送过来的电信号，在中控室呈现给操作人员，使其能够了解现场的实时生产情况，通常也叫二次仪表。目前都是集中显示在DCS的监控屏幕上面。

●控制仪表：操作人员通过监控生产情况，对现场生产进行自动化调整，控制仪表的输出，发出指令控制现场的执行机构，使得现场生产能够稳定运行，这类操作现在也是集中在DCS的屏幕进行。●执行仪表：中控室的自动控制输出，直接作用在现场调节机构、调节阀、切断阀上面，使得操作人员可以远距离控制现场生产情况，减少操作人员的工作强度，而且也可以远离危险场所，确保安全生产。●检测仪表和执行仪表这两大类统称现场仪表；显示仪表和控制仪表这两大类仪表集中在中控室DCS上面显示和操作。

●我公司现在现场仪表包括：检测仪表（压力、液位、温度、流量等）有1000多个点位。执行仪表（调节阀和切断阀）大概200台左右。●我公司使用的是DCS是浙江中控JX-300XP系统，显示仪表和控制仪表集中在中控室DCS上面显示，操作人员主要在DCS的屏幕上面，进行生产状况监视和操作。

传感器基础知识物理量电量

1.定义

传感器（Transducer/Sensor）能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。如下图所示:标准电流或电压信号传感器输出信号输入信号变送器传感元件+电子线路翻译可用的电信号到标准的电信号变送器介绍传感器与变送器的区别：

传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称，通常由敏感元件和转换元件组成。

当传感器的输出为规定的标准信号（4-20mA）时，则称为变送器。流程图仪表标识方法在PID图上面，就地仪表只用圆圈加位号标识；远传仪表用圆圈里面加位号和外边加方框标识。标识方法：P压力T温度L液位F流量现场就地仪表一般用：压力PG.温度TG.液位LG等标识。现场远传仪表：压力PT温度TT或是TE液位LT流量FT等标识。中控室根据被测变量后面跟随相应功能的字母标识，比如：PI压力显示，PIA压力显示报警，PIC压力显示控制，PICA压力显示报警等。PICAS压力显示控制报警联锁。其他以此类推说明。调节阀——PVFVTVLV

切断阀——XVXZV压力仪表的分类我公司使用的压力仪表主要有以下几类：就地显示：●压力表、隔膜压力表、远传仪表：●差压变送器●压力变送器●绝对压力变送器●隔膜密封式压力变送器压力的定义压力的法定单位是帕（Pa），1Kpa=1000pa，1Mpa=1000Kpa1标准大气压=0.1013MPa，约等于100Kpa，约为一公斤压力。绝对压力：是指直接作用于容器或物体表面的压力，即物体承受的实际压力，其零点为绝对真空，符号为（ABS为下标）。大气压：包围在地球表面一层很厚的大气层对地球表面或表面物体所造成的压力称为“大气压”；表压力：以大气压为零点测出来的压力叫“表压力”（又叫相对压力），一般压力表和压力变送器测出来的都是表压力。绝对压力、大气压和表压力三者之间的关系是：绝对压力=大气压+表压力。压力的表示方式有三种，即：绝对压力，表压力，负压或真空度。（1）绝对压力是物体所承受的实际压力，其零点为绝对真空。（2）表压力指高于大气压力时的绝对压力与大气压力之差。（3）真空度（负压）是大气压力与低于大气压力时的绝对压力之差。

普通压力表介绍压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。现场使用：PG-0404、PG-0407、PG-0410等

隔膜压力表、隔膜耐震压力表介绍隔膜压力表采用间接测量结构，隔膜在被测介质压力作用下产生变形，密封液被压，形成一个相当于P的压力，传导至压力仪表，显示被测介质压力值。适用于测量粘度大、易结晶、腐蚀性大、温度较高的液体、气体或颗粒状固体介质的压力。隔离膜片有多种材料，以适应各种不同腐蚀性介质。现场使用：PG-0401A、PG-0402A、PG-0408A等

就地压力表故障判断就地压力表的故障都很直观，一般是有压力不波动，没压力不归零。通过现场加压或泄压来检查，很快可以判断。压力表坏了一般都是更换为主。

差压变送器介绍工作原理：变送器有两个测压装置，分别叫做正压室和负压室，根据工艺要求，从设备的两个不同取压点引到变送器的正负压室，变送器将两个压力的差值变量按比例转换为标准输出信号的仪表。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4~20mADC等），传送到中控室上面进行显示和过程调节。●差压变送器除了可以测量差压之外，还有流量，液位等用途，以后涉及到在介绍。现场使用：PDT-0217、PDT-3901、PDT-3902等

压力变送器介绍工作原理：以大气压为零点，将表压力变量按比例转换为标准输出信号的变送器。压力变送器实际上是差压变送器的一种特例，正压室接测量压力，负压室通大气。所以压力变送器也有差压变送器的形式。现场使用：PT-0604、PT-0607、PT-0621等绝对压力变送器介绍

绝对压力变送器也是是差压变送器的一种特例，正压室接测量压力，负压室抽真空。工作原理：以绝对真空为零点，将绝对压力变量按比例转换为标准输出信号的仪表。。现场使用：PT-0108、PT-0111、PT-0116、PT-0126等隔膜密封式压力变送器介绍

单法兰一般测量压力，双法兰一般测量差压。隔膜的目的避免被测介质直接与变送器隔离膜片接触提供了一种可靠的测量方法，由于隔离膜片大面积接触介质，所以适用于密闭场合；尤其是粘稠或浆状介质和强腐蚀性液体，或富含颗粒类介质的测量。不易堵塞，便于清洗。现场使用：PT-0201、T-0202、PT-0215、PT-0216等

差压（压力）变送器故障判断发现压力显示异常，需要根据压力显示，以及相关的趋势画面，来区分是工艺波动还是仪表故障。压力仪表的异常显示一般分为：无压力显示，误差较大，压力不波动。

1、无压力显示，先检查导压管是否畅通，冬天要检查介质是否冷冻凝固。

2、误差较大原因：导压管不畅通，或是导压管泄露。以及变送器零位漂移加大。3、压力不波动，导压管堵塞或是介质冷冻凝固。确实仪表故障需要让仪表维护人员来处理。液位仪表的分类我公司主要使用以下几种液位仪表：●磁性浮子液位计●法兰液位计（隔膜密封式差压变送器）●高频雷达物位计●导播雷达物位计●伺服物位计●外置式超声波液位计●外置式超声波液位控制器●音叉液位开关下面做分类介绍磁性浮子液位计顾名思义，液位计里面有个磁性浮子，利用连通器原理浮子跟随液位上下移动、然后根据磁耦合原理使得显示面板的磁珠翻转变色显示液位,有侧装和顶装二种安装方式,这类液位计即可以就地显示液位,又可以安装远程模块将液位信号，远传送至中控室监控液位.

又称为磁翻板液位计、远传型磁翻板液位计.磁性浮子液位计介绍现场使用：LG-0102、LG-0124、LT-0131、LT-0132等

磁性浮子液位计故障判断就地磁翻板故障现象：●液位不变化。原因：1、浮子异物卡住。

2、浮子管道变形。

3、耐腐蚀衬四氟材料高温变形。●液位磁珠颜色混乱。原因：1、磁珠磁性变小，浮子动作不及翻转2、浮子偶尔异物卡住，突然恢复，磁珠翻转不及造成。远传磁翻板故障现象：●就地显示正常，远传信号不正常。原因：1、线路故障。

2、远传模块故障。

法兰液位计（隔膜密封式差压变送器）介绍从液体压强公式P=ρρ，，可知压强只与液体的高（深）度和液体的密度有关，而液体的密度基本不发生变化，所以最高液位减最低液位的压力差也是基本不发生变化。只要量程设置准确，用差压变送器来测量液位，非常准确。通常称为双法兰和单法兰液位计。带压力容器液位测量使用双法兰变送器，常压容器测量用单法兰变送器，负压室通大气。现场使用双法兰最多：LT-0101、LT-0103、LT-0106等单法兰比较少，比如：LT-0605、LT-0606等。

法兰液位计故障判断差压变送器故障现象之前在压力仪表里面介绍过，判断方法一样。测量误差变大原因还有：1、膜盒漏油，液位变化没规律。2、下法兰管道堵塞，下法兰介质冷冻凝固。3、安装位置变化，会造成液位零位偏移，要进行调整，有时候调整范围比较大；甚至超过仪表的量程，这类调整成为“迁移”。高频雷达物位计介绍雷达物位计安装在容器的顶部，高频雷达信号从天线发出，在被测量平面反射，回波被天线接收。雷达物位计信号的发出与回波接收的频率差被用于进一步的信号处理，进而换算出测量距离。转换成标准的电信号送到中控室。雷达液位计的精度非常高，可以精确到mm。因为没有物料接触，只要设置正确，几乎不发生故障。现场使用：LT-0104、LT-0105、LT-0105等。导波雷达料位计介绍测量原理导波雷达料位计也是容器顶部安装，依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达料位计，雷达料位计的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播，当遇到被测介质表面时，雷达料位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路经返回到脉冲发射装置，发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，经计算得出液位高度。现场使用：LZT-3301A、LZT-3301B等。

伺服物位计介绍现场使用：LT-3303A、LT-3303B等。一般在容器的顶部安装，外观类似雷达。但是还有浮子，内部原理比较复杂，不多叙述，知道一下伺服物位计优点，测量精确，功能比较多。

外置式超声波液位计介绍现场使用：LT-3302A、LT-3302B等。外置式超声波液位计（简称“外测液位计”）可在罐外连续测量液位，对罐体不开孔、安装可不停产，特别适合老产品的更新换代。同时也特别适合密闭容器内的各种有毒物质、强酸、强碱以及各种纯净液体的液位进行精确测量，仪表采用隔爆设计，可在需要防爆的场合应用。外置式超声波液位计采用了声呐的回波测距原理，克服了储罐壁对超声波信号的影响，采用先进的数字信号处理技术，可真正实现非接触、高精度的测量罐内的液位。液位计可输出4~20mA标准信号

外置式超声波液位控制器介绍现场使用：LZS-3111/3112等。主要特点：罐外安装，不需穿孔，不需动火，不损伤罐体，可以在不停产情况下安装、使用、维护、修理，体积小，安装方便。外贴测量，对罐内液体不产生干扰，无泄漏、无污染、无腐蚀。非插入式测量，与被测介质的压力、温度、密度、有无腐蚀性无关，适应范围广。外置式液位开关，主要联锁用，液位超限之后联锁停泵关阀。

音叉液位开关介绍现场使用：LS-3114、LS-3115、LS-3117等。音叉式液位开关是一种新型的液位开关。音叉由晶体激励产生振动，当音叉被液体浸没时振动频率发生变化，这个频率变化由电子线路检测出来并输出一个开关量。音叉式液位开关又被称作“电气浮子“凡使用浮球液位开关和由于结构、湍流、搅动、气泡、振动等原因导致不能使用浮球液位开关的场合均可使用“电气浮子”。由于音叉液位开关无活动部件，因此无须维护和调整，是浮球液位开关的升级换代产品液位开关，主要联锁用，液位超限之后联锁停泵关阀。是指单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量，又称瞬时流量。当流体量以体积表示时称为体积流量；单位时间内流过某一段管道的流体的体积，称为该横截面的体积流量。简称为流量，用Q来表示。单位：M3/H、L/h等当流体量以质量表示时称为质量流量。体积流量跟介质密度的乘积，就可以换算成质量流量。单位：kg/h。不可压缩的流体通过同一个流管作正常流动时，每一时刻流经管道的各个截面流量相同。流量定义流量仪表的分类流量仪表按照原理有很多种，我公司主要使用以下几种：●金属管转子流量计●涡街流量计●楔型流量计●电磁流量计●质量流量计下面做分类介绍转子流量计由两个部件组成，一个是从下向上逐渐扩大的锥形管；另一个是放在锥形管中且可以沿椎管中心线上下自由移动的转子。当测量流体流过时，被测流体从锥形管下端流入，流体的流动冲击着转子，并对它产生一个作用力（这个力的大小随流量大小而变化）；当流量足够大时，所产生的作用力将转子托起，并使之升高。同时，被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面，这时作用在转子上的力有三个:流体对转子的动压力、转子在流体中的浮力和转子自身的重力。流量计垂直安装时，转子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子上的三个力都沿平行于管轴的方向。当这三个力达到平衡时，转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。金属管转子流量计适用于DN200以内小口径和低流速介质流量测量；工作可靠，维护量小，寿命长；对于直管段要求不高；金属管转子流量计介绍现场使用：FT-0102、FT-0103、FT-0117等操作工如果操作过程中，发现流量显示异常，需要根据流量显示，以及相关的流量趋势画面，来区分是工艺波动还是仪表故障。流量仪表的异常显示一般分为：无流量显示，误差较大，流量不波动。

1、无流量首先判断管道内是介质是否真的在流动，流量是否太小小于最小测量流量，管道是否畅通，排除这几个问题，那就是真的仪表故障，需要让仪表维护人员来处理。

2、流量误差较大原因：（1）安装不符合要求，（2）浮子流量计周围100mm空间不得有铁磁性物体。（3）正常生产当中出现这个现象，有可能液体介质的密度变化较大引起误差较大。由于仪表在标定前，都将介质按用户给出的密度进行换算，换算成标校状态下水的流量进行标定，因此如果介质密度变化较大，会对测量造成很大误差。解决方法可将变化以后的介质密度带入公式，换算成误差修正系数，然后再将流量计测出的流量乘以系数换成真实的流量。需要仪表和工艺共同探讨解决。

3、流量不波动，这个问题常见由于焊渣等异物卡在浮子上面，异物卡的不牢可以用轻轻震动锥形管，或者快速加大流量冲击，使异物脱离转子，仪表可以恢复正常，如果卡死，就要切旁路管线，拆卸仪表清理异物了。

金属管转子流量计故障判断

涡街流量计介绍涡街流量计是根据卡门（Karman）涡街原理研究生产的测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸汽等多种介质。

其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作温度范围内工作。现场使用：FT-0104、FT-0105、FT-0113等流量故障判断方法跟前面转子流量计的判断类似：

涡街流量计只要安装正常，一般很少有故障。通用故障一般有表体进水，接线不良等现象，这个要让仪表维护人员来处理。

●涡街流量计没有可动部件，所以没有卡住的故障

●上下游必须有足够的直管段。

●管道不能产生机械振动。

●因为流量计都有最小流量要求，如果选型量程大的话，对应的可测量的最小流量也大。有可能在流量较小的时候测量不到。

●如果流量介质粘度太大的话，也有测量不到的现象。涡街流量计故障判断楔型流量计介绍楔形流量计是八十年代开始开始逐步走向实用的一种新型流量计，其检测件是一个V字形楔块（又称楔形节流件），它的圆滑顶角朝下，这样有利于含悬浮颗粒的液体或粘稠液体顺利通过，不会在节流件上游侧产生滞流。因此特别适合在石油、化工等行业中用于体积流量和质量流量的测量。流体通过楔形流量计时，由于楔块的节流作用，在其上、下游侧产生了一个与流量值成平方关系的差压，将此差压从楔块两侧取压口引出，送至差压变送器转变为电信号输出。现场使用：FT-0101、FT-0408等。流量故障判断方法跟前面流量计故障的判断类似：

不同之处：

1、一般楔形流量传感器附有前后测量管，可在水平或垂直安装及使用。当传感器在垂直管道上安装时，流体应自下而上流动。测量液体时应注意使差压变送器能方便地排除气泡，以免引起仪表零点漂移；

2、传感器上下游侧应配置直管段，管道内壁应光滑、清洁、无附着物；

3、水平安装时，楔式差压元件应与管道中心线成90度。对于垂直安装，由于取压点之间轻微的静压影响必须注意差压变送器调零。

4、误差也可能会由于导压管不畅或是泄露造成，这类故障需要仪表维护人员处理。楔形流量计故障判断电磁流量计介绍电磁流量计是应用电磁感应原理，根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。故障判断：●核心是介质必须是导电的，介质导电率变化太大，会造成流量误差变大。●空管或是管道介质没有充满，介质气泡较多会造成流量没有规律的乱变。●尽量避开铁磁性物体及具有强电磁场的设备，以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信号。●线路故障或是仪表故障需要找仪表维护人员来处理。管道内部因为没有节流部件。管道几乎也不会有异物停留。很少发生故障。现场使用：FT-0607、FT-0608、FT-0613等。

质量流量计介绍在传感器内部有两根平行的流量管，中部装有驱动线圈，两端装有检测线圈，变送器提供的激励电压加到驱动线圈上时，振动管作往复周期振动，工业过程的流体介质流经传感器的振动管，就会在振管上产生科氏力效应，使两根振管扭转振动，安装在振管两端的检测线圈将产生相位不同的两组信号，这两个信号的相位差与流经传感器的流体质量流量成比例关系。计算机解算出流经振管的质量流量。不同的介质流经传感器时，振管的主振频率不同，据此解算出介质密度。安装在传感器器振管上的铂电阻可间接测量介质的温度。现场使用：FT-0204、FT-0203等。判断方法跟前边的判断方法类似，质量流量计若出现误差偏大，还有其他原因：

硬件问题

a.安装不规范，可直接导致流量计零漂，如质量流量计安装在泵出口处较近，传感器支撑强度不够，连接法兰焊接不当产生应力信号，电缆受电磁干扰。

b.接线问题。

c.工艺介质变化，若测量介质出现夹气，气化或两相流等现象，变送器会出现报警显示，严重时，传感器停止工作。

d.变送器失效。

e.传感器失效。

f.管道吹扫问题。

软件问题

a.零点校准有误。

b.参数设置有误。

c.电源的脉冲波动。

d.一定要注意量程

e.操作有误质量流量计故障判断温度仪表的分类我公司主要使用以下几种：●双金属温度计●铠装铂热电阻●智能一体化温度变送器●热电偶下面做分类介绍双金属温度计把两种线膨胀系数不同的金属组合在一起，一端固定，当温度变化时,两种金属热膨胀不同，带动指针偏转以指示温度，这就是双金属片温度计，如图所示。测温范围为-80~600C,它适用于工业上精度要求不高时的温度测量。

●看表盘跟压力表很相似，重要区别是压力表一般有取压阀门。温度计没阀门。

双金属温度计介绍现场使用：TG-0101、TG-0108、TG-0110等

铠装铂热电阻介绍现场使用：TE-0103、TE-0138、TE-0149等

铠装热电阻是一种温度传感器，利用物质在温度变化时，其电阻也随着发生变化的特征来测量温度的。当阻值变化时，工作仪表便显示出阻值所对应的温度值。它比装配式铂电阻直径小，易弯曲，适宜安装在管道狭窄和要求快速反应、微型化等特殊场合。一般用在温度低于300℃的场合。电阻信号一般直接接线到中控室。现场绝大部分远传温度都是热电阻温度计。智能一体化温度变送器介绍智能一体化温度变送器是温度传感器与变送器的完美结合，热电阻的温度信号通过变送单元转换为4~20mADC的标准电流信号传输中控室的DCS等，并且可以加上现场显示单元，在现场可以观测温度。现场使用：TT-3951A\B\C、TT-3954A\B\C等。热电偶介绍当有两种不同的导体组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，热端和冷端，回路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两种导体组成的回路称为“热电偶”。材质不同，温度的分度号不同，常见使用的是K分度号的热电偶。热电偶和热电阻外观看不出来，一般是测量温度低于300度用热电阻，高温场合用热电偶。我公司主要使用在网带窑。自动控制阀的分类我公司主要使用以下几种：●气动调节阀●气动切断阀●自力式调节阀下面做分类介绍调节阀又名控制阀，在工业自动化过程控制领域中，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。一般由执行机构和阀门组成。如果按行程特点，调节阀可分为直行程和角行程；按其所配执行机构使用的动力，可以分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三种；按其功能和特性分为线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。调节阀适用于空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品等介质调节阀介绍气开阀：给仪表气时控制阀打开气闭阀：给仪表气时控制阀关闭事故开：仪表气突停时控制阀回到自然状态即全开状态，也就是气关阀。看气源管一般在调节阀膜头上面进气。事故关：仪表气突停时控制阀回到自然状态即全关状态，也就是气开阀。看气源管一般在调节阀膜头下面进气。事故保持：仪表气突停时控制阀最后的开度状态，一般都是事故开的调节阀气路中间加了一个保位阀。保持最后阀位状态的压力不变。看气源管一般在调节阀膜头上面进气。调节阀按气源故障时的状态分类我公司的调节阀，当气源故障时，有三种状态：故障关闭：PID图用FC表示，现场大部分调节阀都是这一类。FV-0102、FV-0103、FV-0116、FV-0118、FV-0120、FV-0121、FV-0123、FV-0303、FV-0305、FV-0306、FV-0307、FV-0314、FV-0613、FV-3030、FV-3068、FV-3301、LV-0105、LV-0108、LV-0111、LV-0114、LV-0117、LV-0120、LV-0125、LV-0127、LV-0129、LV-0133、LV-0137、LV-0139、LV-0143、LV-0145、LV-0149、LV-0204、LV-0205、LV-0301、LV-0305、LV-0307、LV-0309、LV-0311、LV-0313、LV-0315、LV-0317、LV-0319、LV-0321、LV-0323、LV-0325、LV-0327、LV-0329、LV-0402、LV-0407、LV-0409、LV-0410、LV-0414、LV-0418、LV-0604、LV-0608、LV-0610、LV-0611、LV-3951、PV-0314A、PV-0314B、PV-0412、PV-0607、PV-0618、PV-0621、TV-0104、TV-0105、TV-0106、TV-0111、TV-0116、TV-0117、TV-0122、TV-0127、TV-0128、TV-0133、TV-0139、TV-0140、TV-0142、TV-0144、TV-0146、TV-0152、TV-0162E、TV-0172、TV-0219C、TV-0303D、TV-0319E、TV-0322、TV-0325B、TV-0327C、TV-0331D、TV-0337E、TV-0403A、TV-0403B、TV-0407D、TV-0414E、TV-0422D、TV-0430D、TV-0436D、TV-0608、TV-0613A、TV-0613B、TV-3107、TV-3112、TV-3201、TV-3202、TV-3203、TV-3204。调节阀按气源故障时的状态分类

故障打开：PID图用FO表示。FV-0202、FV-0204、FV-0205、FV-0206、FV-0207、FV-0208、FV-0209、FV-0401、FV-0402、FV-0403、FV-0405、FV-0410、FV-0411、FV-0412、LV-0107、LV-0110、LV-0113、LV-0116、LV-0119、LV-0122、LV-0404、LV-0405、LV-0408、PV-0109、PV-0112、PV-0116、PV-0119、PV-0210、PV-0216、TV-0201、TV-0207。故障保持：PID图用FL表示。FV-0201、FV-0211、LV-0207、LV-0211、FV-0308、FV-0312、FV-0317、FV-0322、FV-0325、FV-0328、FV-0406、FV-0407、FV-0408、LV-0406、LV-0415、LV-0416、LV-0417。气动切断阀介绍气动切断阀：是自动化系统中执行机构的一种，由多弹簧气动薄膜执行机构或浮动式活塞执行机构与调节阀组成，接收中控室DCS控制信号，控制工艺管道内流体的切断、接通或切换。具有结构简单，反应灵敏，动作可靠等特点。可广泛地应用在石油、化工、冶金等工业生产部门。气动切断阀的气源要求经过滤的压缩空气，流经阀体内的介质应该是无杂质和无颗粒的液体和气体。自力式调节阀介绍自力式调节阀又称自力式控制阀，是一种依靠流经阀内介质自身的压力、温度作为能源驱动阀门自动工作，不需要外接电源和二次仪表的调节阀。调节阀故障现象：常见故障原因不动作没有气源或气源压力低气路故障，或是气缸损坏阀门内部异物卡死电气线路故障动作不到位气源压力波动气路堵塞，气源含水（冬天冻住）气路泄露，气缸漏气电气阀门转换器故障。阀座内部有异物阀门外泄漏填料函、法兰处外部泄漏阀门内漏阀门零位调整不合适阀芯磨损阀座有异物调节阀故障可以参考右侧原因，如果现场不能简单排除，需要找仪表维护人员来检查协助排除。可燃有毒气体检测仪是对单一或多种可燃气体浓度响应的探测器。可燃气体探测器有催化型、红外光学型两种类型。

可燃/有毒气体探测器对传感器上的电信号进行采样,经内部数据处理后，输出和周围环境气体浓度相对应的4～20mA电流信号或Modbus总线信号另外，通过继电器开关量输出，可与消防监控主机相连，直接接入火灾监控系统。

可燃气体报警器可检测天然气、液化石油气、酒精、汽油等可燃气体或蒸气其中的一种或多种气体，比如如氢气（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、丁烯（C4H8）、乙炔（C2H2）、丙炔（C3H4）、丁炔（C4H6）、硫化氢（H2S）、磷化氢（PH3）等。咱们现场主要测甲醇和dmc这两种物料气体。

看完它们可探测的气体和它们的工作原理，我们可以知道有毒气体探测器是可以探测有毒并可燃的气体比如H2S、CO、SO2、C2H2、PH3等

空气中可燃气体浓度达到其爆炸下限值时，我们称这个场所可燃气环境爆炸危险度为百分之百，即100%LEL。如果可燃气体含量只达到其爆炸下限的百分之十，我们称这个场所此时的可燃气环境爆炸危险度为10%LEL；对环境空气中可燃气的监测，常常直接给出可燃气环境危险度，即该可燃气在空气中的含量与其爆炸下限的百分比来表示：[%LEL]；

咱们现场预报警25%LEL高高报警50%LEL有毒气体探测器：可燃气体报警器

有毒气探测器－用于检测周围大气中的毒气(ppm)。即可检测一氧化碳，硫化氢和氢气等气体。

气体探测器由一个带气体传感器的变送器构成，可对气体进行检测，隔爆加本安复合型防爆产品。

有毒气体探测器广泛应用到各类石油、石化、化工生产装置区；市政、消防、燃气、电信、煤炭、冶金、电力、医药、食品加工等其它存在有毒有害气体的场所比如H2S、CO、SO2、O2、O3、C2H2、C2H3O、C3H3N、CL2、CLO2、HCL、HCN、NO、NO2、H2、NH3、Br2、HBr、HCL、HCN、HF、CH3OH、CH3SH、COCL2、PH3、SIH4、C4H6O2、C2H3CL、C2H5OHC2H5SH等六十多种对有毒气体。

咱们单位主要测试有毒气体是氨气，量程是0～130ppm，预报警20ppm高报警40ppm有毒气体探测器：

简单控制系统只有一个被控变量和一个操作变量，虽然其结构简单，但它能满足石油化工生产中大多数情况前控制需要。但简单控制系统有一定局限性，不能解决纯滞后较大，时间常数较大，干扰多而强烈的变量的控制问题，为了解决这些问题，在这个基础上发展出了众多的复杂控制系统。

串级控制系统1、串级控制系统

串级控制系统单回路管式加热炉出口温度控制系统TT：温度检测变送设备TC；

温度控制器TV：控制阀

TV影响加热炉出口温度的干扰因素：

(1)、原料气的流量和温度

(2)、原料气的压力和成分

(3)、烟囱的抽力（炉膛负压的控制）采用单回路控制系统的控制作用不及时，致使最大偏差大，过渡时间长，抗扰动能力差，控制精度低，难以满足工艺要求，需要寻求别的控制方案。

串级控制系统

所谓“复杂”控制系统，是相对于“简单”控制系统而言。通常指由两个或两个以上测量变送器（或控制器、控制阀）组成的控制系统都可称为复杂控制系统。目前常用的常规复杂控制控制常使用的有串级、均匀、比值、前馈、分程、选择性控制系统等。这些系统有的是已他们的结构命名，有的以其工作原理命名，而且他们还可以相互结合在一起使用。串级控制系统在石油化工生产中，一些对象的滞后和时间常数较大，工艺上却要求将变量控制在较高的精度上。这是，可以考虑采用串级控制系统。把两个各自具有测量输入的控制器串联起来，其中具有独立给定值的控制器成为主控制，它的输出可给被称为副控制器的另一的控制器的给定值，而副控制器的输出可给调节阀执行控制动作，这种结构的控制系统叫做串级控制系统。串级控制系统我们拿加热炉出口温度控制系统来说明，加热炉的被控变量是炉出口温度，用燃料气作为操作变量。可以组成右图的所示的简单控制系统。如果燃料气上游压力发生波动，即使燃料气阀门开度不变，也会影响燃料气流量，从而逐渐影响出口温度。串级控制系统由于加热炉炉管热熔较大，从操作变量到被控变量时间常数较大，温度控制器发现偏差后再进行控制，显然不够及时，必然引起炉出口温度差生较大的动态偏差。如果改用下图的所示的流量控制系统，虽然可以迅速的克服阀前压力等扰动，但对温度来说是开环的，所以对进料负荷、燃料气热值变化等扰动就完全无能为力。串级控制系统串级控制系统根据操作原理，当温度高时，应该把燃料气流量控制器设定值减少一些，当温度偏低的时候，则应将燃料气流量控制器的设定值增加一些。据此将两个控制器串联起来，流量控制器的设定值由温度控制器的输出值来决定，即流量控制器的设定值不是固定的，这样既能迅速克服影响流量的的扰动作用，又能使温度在其他扰动作用的情况下保持在设定值，这种系统就是串级控制系统。串级控制系统串级控制系统串级控制系统的构成及方块图：串级控制系统是由两个检测变送器、两个调节器、一个调节阀组成。两个调节器是串联工作的，其中主调节器可以独立给定设定值，输出作为副调节器的设定值，副调节器输出控制调节阀执行控制动作。这种结构的控制系统叫做串级控制系统。

串级控制系统

串级控制系统方块图：

串级控制系统从上图可以看出，在这个控制系统中有两个控制器，温度控制器和流量控制器，分别接收两个来自对象不同部位的测量信号炉出口温度和燃料气流量。其中温度控制器的输出作为流量控制器的给定值，而流量控制器的输出去控制执行器，以改变操作变量。串级控制系统中常用的的一下几个名词。主变量：是工艺控制指标，在串级控制系统中起到主导作用的被控变量，如上例中加热炉出口温度。副变量：串级控制系统中为了稳定主变量或因某种需要而引入的辅助变量，如上例中的燃料气流量。主对象：为主变量表征器特性的生产设备，反映了主变量与副变量之间的关系。如上例中从燃料气流量检测点到炉出口温度测点间的工艺生产设备，只要指燃料气烧嘴和炉内物料受热管道，图中标为温度对象。串级控制系统副对象：为副变量表征特性的工艺生产设备，如上上图中执行器至燃料气流量监测点间的工艺生产设备，主要指燃料气管线部分，图标为流量对象。主控制器：按主变量测量值与给定值的偏差进行工作的控制器，其输出信号为副变量给定值，如上例中的温度控制器。副控制器：按副变量的测量值与给定值的偏差进行工作的控制器，其给定值来自主控制器的输出，如上例的中流量控制器。串级控制系统副回路：由副变量的测量变送装置，副控制器，执行器和副对象所构成的闭环回路，也称为内回路、内环或副环。主回路：由主变量的测量变送装置，主控制器副回路和主对象构成的闭环回路，也称为外回路、外环或主环。串级控制系统串级控制系统从总体上来看，仍然是一个定值控制系统，但是控制系统在系统的结构上增加了一个随动的副回路，因此与单回路控制系统相比具有下列特点：1、由于副回路的作用，使系统具有较强的克服干扰的能力。串级控制系统对于副回路进入系统的干扰比主回路进入系统的干扰有较强的抵抗能力。干扰经过副对象进入副回路，在它影响主变量之前，付控制器就开始动作客服干扰，因而削弱了这一干扰对主变量的影响，提高控制质量。串级控制系统2.由于副回路的引入,改善了对象特性。串级控制系统可以把副回路看作主回路的一个环节，或把副回路称为等效对象。由于副回路的作用，等效对象的时间常数减小了，因而改善了这部分对象的动态特性，使系统的反应速度加快，控制更为及时。如果是单回路控制系统，对象包括主对象和副对象两部分，因此整个对象容量大

反应慢使得控制不及时。串级控制系统3.由于增加了副回路,系统具有了一定的自适应能力。对于一个控制系统来说,控制例中的器参数是在一定的负荷,一定的操作条件下,按一定的质量指标整定得到的。因此,一组控制器参数只能适应一定的负荷和操作条件。如果对象具有非线性,随着负荷和操作条件的改变,原先整定好的控制器参数就不再适用了,需要重新整定。如果仍用原先的参数,控制质量就会下降。这一问题,在单回路控制系统中是难于解决的。在串级控制系统中,主回路是个定值系统,副回路却是一个随动系统。主控制器能够按照负荷或操作条件的变化而变化,从而不断改变副控制器的给定值,使副控制器的给定值能随负荷及操作条件的变化而变化,这就使串级控制系统对负荷的变化和操作条件的改变具有一定的自适应能力。串级控制系统由于串级控制系统具有上述特点,使得它在实际生产中解决了许多简单控制系统所不能解决的控制问题。在工艺要求高、对象的滞后和时间常数大、干扰作用强而频繁、负荷变化大的场合,简单控制系统满足不了控制质量的要求时,可以采用串级控制系统,尤其当主要干扰来自调节阀方面时,应用串级控制是很适宜的。串级控制系统串级控制系统

加热炉出口温度与燃料流量串级控制系统流量作为副回路控制器为反作用，出口物料温度作为主回路控制器为反作用当副回路调节流量测量值上升时，副回路控制器作出调节，OP输出阀门关小，流量下降，主回路出口物料温度上升时,主控制器输出变小，主控制器输出作为副控制SP值变小输出PV-SP变小，反作用输出变小，阀门开度变小，物料出口温度下降。2.5分程控制系统1分程控制系统的基本概念2分程控制系统的方案实施3阀位控制系统2.5分程控制系统

2.5.1分程控制系统的基本概念1．分程调节系统一般来说，一台调节器的输出仅操纵一只调节阀，若一只调节器去控制两个以上的阀并且是按输出信号的不同区间去操作不同的阀门，这种控制方式习惯上称为分程控制。图2.5-1表示了分程控制系统的简图。

2.5分程控制系统

图2.5-1分程控制系统示意图2.5分程控制系统

图中表示一台调节器去操纵两只调节阀，实施（动作过程）是借助调节阀上的阀门定位器对信号的转换功能。例如图中的A、B两阀，要求A阀在调节器输出0--50%变化时，作阀的全行程动作，则要求附在A阀上的阀门定位器，对输入信号0--50%时，相应输出为0--100%，而B阀上的阀门定位器，应调整成在输入信号为50%--100%时，相应输出为0--100%。按照这些条件，当调节器输出信号小于50%时A阀动作，B阀不动；当输出信号大于50%时，而B阀动作，A阀已动至极限；由此实现分程控制过程。2.5分程控制系统调节阀分程动作（同向）

图2.5-2调节阀分程动作（同向）

2.5分程控制系统

图2.5-3调节阀分程动作（异向）

（a）气关-气开型

（b）气开-气关型调节阀分程动作（异向）

一、自动控制系统的组成

由调节对象和自动调节装置组成,自动调节装置由测量元件变送器，调节器，执行器组成。干扰作用自动调节器气动薄膜调节阀调节对象测量元件变送器给定值偏差测量值调节器输出调节作用被调参数自动控制系统方框图自动控制系统原理和应用调节对象：需要实现控制的设备、生产过程，如加热炉、常压塔、压缩机。被调参数：对象内要求控制保持设定值的物理量，如加热炉出口温度、压缩机入口流量。控制参数：受控制器控制，用以使被控变量保持设定值的物料量，如反应器进料流量。设定值（给定值）：被控变量的目标值（预定值）偏差：给出值与测量值之差。干扰（扰动）：除控制变量以外，作用于对象并能引起被控变量变化的因素。正作用式给定值不变，随着测量值的增加，调节器的输出也增加两种类型调节器反作用式给定值不变，随着测量值的增加，调节器的输出减小仪表面板样式显示仪表控制仪表开环控制系统：控制系统的输出信号不反馈到系统的输入端。闭环控制系统：控制系统的输出信号反馈到系统的输入端，与给定值相比较，以偏差的形式进入调节器，对系统起控制作用。1、定值控制系统：给定值恒定不变，绝大部分属于此类控制系统。2、随动控制系统（自动跟踪系统）：给定值是变化的，被控变量要跟随给定值变化，如比值控制系统。3、程序控制系统：给定值按一定的时间程序变化，如自动升温控制、机组自动升速控制。二、自动控制系统的分类：1、单回路调节:装置中绝大多数控制回路是单回路调节(T温度、F流量、L液位、P压力)给定调节器1测量偏差变送器1对象1变送器2执行机构对象2调节器22、串级调节：如：四工段的PG精馏塔T-401塔顶温度显示调节，串级控制TIC-0407A/FIC0406(流程图号：0406）。变送器执行机构对象调节器给定测量偏差

三、复杂控制系统3、比值调节回路：如:三工段的反应塔进料甲醇、甲醇钠、碳酸丙烯酯比控制FFIC0307/FFIC0306和FIC0307/FIC0303(图号301、图号0302）。

流量1执行机构调节器比值器

流量2对象执行机构调节器1选择器调节器24、选择性调节回路：PC缓冲罐液位显示调节报警LICA0135选择性调节系统。----HS0135----A/B路(图号0110）调节阀1调节阀2调节器5、分程调节回路：用于调节不同的介质和不同的负荷的控制要求对象对象图0305v-0305压力显示调节报警PICA-0314,控制两个调节阀，PV314A/B

以阶跃干扰作用作为干扰的代表，在阶跃干扰作用下调节系统的过渡过程有以下几种：1、非振荡衰减过程被调参数在给定值一侧作缓慢变化，没有波动，最后回到给定值。2、衰减振荡过程被调参数在给定值附近上下波动，但幅度逐渐减小，最后稳定在某一数值上。3、等幅振荡过程被调参数在给定值附近来回波动，幅度不变。4、发散振荡过程被调参数来回波动，幅度逐渐增大，偏离给定值越来越大。四、自动控制系统的过渡过程四种振荡过程ytytytyt等幅振荡过程振荡衰减过程非振荡衰减过程发散振荡过程

系统对各指标的要求：希望余差尽量小，最大偏差小一些，过渡时间短一些，衰减比要适当。ytABB’C五、自动控制系统的品质指标衰减比：前后两个相邻峰值之比。一般希望在4：1到10：1之间。余差：被控变量在干扰结束后的稳态值和给定值之差，要满足工艺生产要求。最大偏差：被控变量偏离给定值的最大程度。过渡时间：从干扰产生到建立新的平衡状态之间的时间，过渡时间越短越好。振荡周期：被控变量两个相邻波峰之间的时间，时间越短越好。六、PID调节规律对过渡过程的影响比例调节规律比例作用的输出与偏差值成比例。即比例似一个放大器，偏差来，放大送出。比例度（P）是放大倍数（KC）的倒数。比例度越大，则系统越易稳定，但此时余差越大。比例度越大，过渡过程曲线越平稳。反之比例度越小，过渡过程曲线越振荡。积分作用积分作用的输出变化速度与偏差成正比积分作用用来消除偏差。只要偏差存在，作用不停止。积分时间T