仪表基础知识培训课件

1、在2020/6/22，1，设计基础知识介绍，2020/6/22，2，设计和自动化的基本知识，训练内容： 1，设计概要2，设计基础知识3，现场设计4，控制设计：1.1目的和意义，2020/6/22，3，化学工业等连续生产设备上，使用几个自动化装置实现化工自动化的目的是： 1、提高生产速度，降低生产成本，提高产品数量和质量。 2、降低劳动强度，改善劳动成本。 3 .确保生产安全。 2020/6/22，4，4，化学工业的仪器和自动化最初出现在四十年代，那时的仪器体积大，精度低。 六十年后半，随着半导体和集成电路的进一步发展，自动仪表向小型、高性能的方向迅速发展，实现了将计算机用于数据处理的各种自动化

2、方案。 70年代以来，仪器和自动化技术迅速发展，新技术、新产品陆续出现，多功能装配式仪器也开始运行，特别是微机的发展对化工自动化技术工具起到了很大的作用。 1975年出现了基于微处理器的流程控制仪表：集中分布式控制系统把自动化技术提高到了更高的水平。 电子技术、计算机技术的发展促进了常规仪器的发展，新型数字仪器、自动仪器、程序控制器、调节器等也不断投入使用。 1.2仪表概要，2020/6/22， 5、工业自动化仪表全面扩大了重点发展基于现场总线技术的主系统装置和智能仪表、特殊和专用自动化仪表的服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化，推动自动仪表从模拟技术向数字技术的转变5年来数字仪

3、表的比例达到60%以上，1.3仪表和自动化的发展趋势，2.1工艺参数检测的基本概念，工艺参数检测-连续生产中的温度、压力、流量、液位和成分等参数的检测。 计测器-计测元件、发射器及显示装置统称为计测器。 一次仪表-一般来说，是用于将测量的东西转换为容易测量的物理量的仪表，是检测元件。 二次仪表-将测量的信号转换为可测量的标准电信号并显示的仪表。 包括发射器和显示装置。 测量2020/6/22、7、7、6、2.2仪表的性能，2020/6/22、7，仪表的性能指标用通常精度、劣化、灵敏度、再现性、稳定性、可靠性记述。 测定过程-利用将已知的单位量(即标准量)与测定的同类量进行比较的过程。 测定误差

4、-在测定中测定结果和测定的真值有一定的差异。 反映了测定结果的可靠性。 2.2用于测量仪器的性能，2020/6/22，8，8，精度也称为精度，指的是仪器测量值和真值接近的精度，与误差相对，通常用相对误差表示。 精度是仪表的重要质量指标，用精度等级进行规范和表示。 精度等级从最大的相对误差中去除符号和，按照国家统一规定划分的等级为0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.25、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4等。 仪表精度等级一般显示在仪表标尺和铭牌上等，数字越小，说明精度越高。 2.2测定仪表的性能，指示2020/6/22、9、2 .劣化是指，仪表的被测定变量(输入信号)

5、多次从不同的方向达到相同的数值的情况下，仪表的指示值间的最大差，或者仪表外部的条件不变化的情况下，被测定参数从小变为大劣化的主要原因是仪表传动机构的间隙、运动部件的摩擦、弹性部件的延迟等，现在随着电子技术的发展，这些原因越来越少，特别是在智能仪表中，劣化作为仪表性能指标成为不重要的对象。2.2仪表的性能，2020/6/22，10，3 .再现性是指，在不同的测量条件下，在不同的方法、不同的观测者、不同的测量环境下测量相同的测量时，获得测量结果的一致度。 相反，随着智能仪表的发展，再现性成为仪表的重要性能指标。 2.2测量仪表的性能，4 .稳定性在规定的工作条件下，仪表的性能不随时间变化的能力没有

6、稳定性。 仪表的稳定性是我们化工仪表中重要关注的指标，由于化工企业环境差，压力、稳定及腐蚀性因素随着仪表零部件应用时间的延长，稳定能力下降，仪表的稳定性也下降。 测量2020/6/22、11、2.2仪表的性能，5 .可靠性仪表的可靠性是化工企业仪表专业重点关注的另一个重要性能指标，仪表的可靠性与仪表的维护量成反比，仪表的可靠性是仪表的维护量通常，用平均故障时间(MTBF )描述仪表的可靠性，MTBF越大仪表的可靠性越高。 测定2020/6/22、12、2.2仪表的性能，2020/6/22、13、6 .灵敏度和反应时间灵敏度：测定的反应时间反应时间：值变化相对于实际值变化的延迟时间。被测定变量、

7、仪表显示值、2.3检查系统的构成图、2020/6/22、14、被测定参数、传感器元件、信号转换、A/D、信号转换、被测定变量。 2.4仪器的分类自动控制仪是简单的仪器显示仪器控制仪器驱动器，2020/6/22、15，检测仪器是流量计压力计液位温度计成分分析仪，2020/6/22、16、2.4.2仪器分类的检测仪器，2.4.2仪器分类的显示仪器显示仪器是指示器6/22，17，2.4.3仪表分类的控制仪表，可编程控制器PLC计算机控制系统分散控制系统DCS总线控制系统，2020/6/22，18，2.4.4仪表分类的致动器，调节阀变频器，2020/6 仪表常用电信号为420mADC信号15VDC信号

8、脉冲信号RTD (测温电阻体) PT100信号mV信号(热电偶)、2020/6/22、20、2.5常用仪表信号(2) 重点常见的调节阀气体源信号： 20-100KPa 40-200KPa 80-240KPa气缸阀的气体源压力一般在450KPa以上，以2020/6/22、21、2.6米的显示方法，在测量控制系统中，构成一个电路的各仪表第一个字符表示被测量变量，下一个字符表示仪表的功能电路号可以用装置或工序(区域)制作，一般可以用三位到五位的数字表示，如下例所示： 2020/6/22，22，2.6 pi图中常见的仪表字符的意思(1)，2020/20 2.6pi图中常见的仪表字符的意思(1)、202

9、0/6/22、24，例如FIC7301中的字符应在以上的表中将仪表测量表示为流量，具有指示、控制功能的LIHH7301是液位的指示，并带有上限联锁控制、警报，2020/6/22，25，2.7 pi图的一部分，2020/6/22，26，3.1压力计，压力的概念单位和换算压力计压力变送器，2020/6/22，27，2020/6/22，28，1，大气压：地球表面的空气柱因重力而产生的压力与海拔、纬度和天气情况有关。 2、差压(差压):两个压力的相对差。 3、绝对压力：介质(液体、气体或蒸汽)所在空间的所有压力。 绝对压力是相对于零压力的压力。 4、表压力(相对压力):如果绝对压力和大气压之差为正值，

10、则该正值为表压力，即表压力=绝对压力-大气压 0。 5、负压(真空表压力) :对应“表压力”，如果绝对压力和大气压的差为负值，则该负值为负压力，即负压力=绝对压力-大气压0。3.1.1压力的几个概念(重点)、2020/6/22、29、3.1.1压力的表现、压力的表现和分类：绝对压力单位面积上受到的力相对压力(表压)绝对压力和大气压的差真空度和绝对压力之差、绝对压力、绝对压力、真空度工学上的“压力”和力学上的“压力”不表示相同的概念。 1mp a=1000 kpa=10.1972 kgf/cm2=10bar=145.038 lb/in2=7500.62 mmhg=10.1972 * 104 mm

11、h2o=9.86927 ATM注： lb/in2 (磅/平方英寸) 从接口上看最常见的是m20x1.5、1/2nppt、法兰连接(有法兰尺寸和耐压等级要求)、2020/6/22、32、电接点压力计一般有两个节点报警或启动泵的条件。 3.1.4压力计、2020/6/22、33、3.1.4压力计，压力变送器中最常见的是静电电容式压力变送器和单晶硅压力变送器。 还有其他硅压力变送器。 目前主流压力变送器的主流几乎采用智能协议。 电容式压力变送器：结构简单、坚固且采用极其稳定的可变电容形式，可变电容由固定在压力室的隔膜和固定在其上的绝缘电极组成，在感受到压力变化时，隔膜会产生微小的翘曲变形，改变两极的

12、间距，以独特的检测传感器输出与被测定压力成比例的直流电压或电流信号。 精巧的结构、高性能材料与先进检测电路的完美结合，给电容式压力变送器带来了高性能。 2020/6/22，34，单晶硅谐振式传感器：在单晶硅芯片上采用微电子机械加工技术，在单晶硅芯片上形成完全一致的h形谐振光束，以一定的频率产生振动。 其共振频率取决于梁的长度和张力，梁的长度是决定的，但张力会随着压力的变化而变化。 把压力的变化变换为频率的变化，差压采用频率差分技术，将频率差信号直接输出到CPU，进行运算和A/D变换。 2020/6/22，35，差压变送器一般测量电阻、液位，并与流量节流元件结合使用流量计。 这种类型的仪表经常与

13、三阀组或五阀组组合使用。 现在，国内普及了三瓣群。 三阀组型仪表有开关给药程序。 施用三阀组：打开正压阀，关闭平衡阀，打开负压阀，关闭三阀组：关闭负压阀，打开平衡阀，关闭正压阀。 2020/6/22，36，最具代表性的压力振荡器： 1，EJA川仪横河(重庆川仪)，在通信时叠加Brain或Hart协议的数字信号。 2、Rosemount (中国北京远东)通信时叠加Hart协议的数字信号。 通信时有专用的手操作器，可以在控制台室和现场配置仪表。 3.1.4压力表-压力变送器，爱马生公司制375手操作器，2020/6/22，37，3.1.4压力计-压力开关，压力开关1，压力开关很简单(压力控制装置)

14、，测量的压力达到额定值时，压力开关(报警) 2 .压力开关的工作原理，达到在被测量压力超过额定值的情况下，弹性元件的自由端(发生位移)直接或比较地按下(开关元件)使接通断开状态变化，控制被测量压力的目的。 3 .压力开关中采用的弹性元件有(单簧管)、(隔膜)、(膜盒)和(波纹管)等。 开关元件有(磁性开关)、(水银开关)、(微型开关)等。 4 .压力开关的开关形式分为(常闭)和(常闭)两种。 5、压力开关的调节方式有(两位式)和(三位式)两种。6 .压力开关参数可调，根据实际使用压力范围进行调节，2020/6/22、38、3.2温度计，玻璃管温度计双金属温度计压力式温度热电偶温度振荡器温度开关

15、非接触式温度计，2020/6/22、39，温度是表示物体冷热程度的物理量温度只能根据随温度变化的物体特性间接地测量，测量物体温度值的尺度称为温度尺度。 规定温度的读取开始点(零点)和测量温度的基本单位。 现在国际上常用的温度坐标是华氏、摄氏、热力学的温度坐标。 3.2.1温度概念，2020/6/22，40，华氏温度坐标(f )，在标准大气压下，冰的熔点分为32度，水的沸点为212度，中间分为180等分，第一次规定为摄氏一度，符号为f。 摄氏温度()规定为标准大气压下，冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间分为100等分，第1分钟为新闻氏1度，符号为。 摄氏温度值t和华氏温度值tF有以下的关系

16、：3.2.2温度坐标的换算(1)，2020/6/22，41，热力学温度坐标也称为开尔文温度坐标，也称为绝对温度坐标，分子运动停止时的温度为绝对零度，符号标记为k。 3.2.2温度坐标的换算(2)，2020/6/22，42，玻璃管温度计：这个温度计非常简单普通。 现在，高精度的东西多用于仪表检查间的实验室。 因为价格便宜，现在工厂还有应用。 3.2.3温度计-玻璃管温度计，2020/6/22、43，由于两种金属的热膨胀系数不同，双金属的温度变化时，两面的热膨胀收缩程度不同，因此，根据温度，其弯曲程度不同。 利用这个原理，制作温度计称为双金属温度计。 双金属温度计、3.2.3温度计-双金属温度计、2020/6/22、44、压力式温度计、压力式温度计的测定原理压力计式温度计是基于密闭容器中的液体、气体或低沸点液体和饱和蒸汽、受热后体积膨胀或压力变化的原理而制作的，通过在压力下测定该变化3.2.3温度计-压力式温度计，2020/6/22，45，热电阻是中低温区最常用的温度检测器。 其主要特征是测量精度高，性能稳定。 其中，铂测温电阻体的测定精度最高，不仅在工业测温中，还广泛应用于标准标准仪器中。 测温电阻体的原理：测温电阻体根据金属导体的电阻值随温度的增加而增加的特性进行温度测量。 热电阻几乎是由纯