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儀表基礎知識培訓課件.ppt

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--儀表專業技術培訓《儀表基礎知識》一、生產過程幾大參數 及常用檢測儀表1、溫度及常用檢測儀表 溫度是用來表征工藝介質、工藝設備、管線、容器、爐膛冷熱程度的一大參數。常用單位:℃ KA、熱膨脹式溫度計:玻璃棒(酒精、水銀),直讀式。B、雙金屬溫度計(萬向型):也是膨脹原理,直讀式。C、熱電阻溫度計:常用的有PT100 、 Cu50,遠傳式。. 即0℃時CU的電阻為50歐姆,鉑的電阻為100歐姆。電阻隨溫度的升高而升高,成正比例關系。D、熱電偶:西貝克電動勢,遠傳式,輸出mV信號。 常用:E鎳絡-康銅、K鎳絡-鎳硅、B鉑銠-鉑 原理:兩種不同金屬材質的熱電特性不同,有一 定電勢差,其差值與溫度成正比。雙金屬 溫度計.1.1、雙金屬溫度計 雙金屬溫度計的測溫元件由兩種不同膨脹系數彼此牢固結合的金屬片制成的。它是一種適合中、低溫現場檢測的儀表??芍苯訙y量氣體或液體的溫度。 精度等級較低:1.0、1.5、2.5,主要用于現場指示。 其中電接點雙金屬溫度計是帶有報警輸出的。1.2 鉑電阻溫度計 鉑電阻是鉑絲制成的測溫元件。它是利用鉑金屬的電阻值變化而變化的特性來測量溫度的。常用的分度號為PT100。 PT100即表示熱電阻在0℃時的阻值:R為100Ω PT100的測量范圍及精度 測量范圍:-200--+850℃,適用于500 ℃以內溫度的測量?!【龋?A級 △T=(0.15+2.0*10-2T) B級 △T=(0.3+5.0*10-2T)其中:T為被測量溫度的絕對值℃ 允許通過電流:≤5mA 絕緣電阻:電阻元件與保護管之間的絕緣電阻≮100MΩ 熱電阻按結構可分為:組裝式和鎧裝式1.3 熱電偶 熱電偶是利用兩種不同材料相接觸而產生的熱電勢隨溫度變化的特性來測量溫度的。由于熱電偶具有結構簡單、使用方便、測量范圍寬、便于遠距離傳送和集中檢測等特點,因而在工業生產中得以廣泛使用。熱電偶的熱電特性由電極材料的化學成分和物理性能所決定,熱電勢的大小與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關,與熱電偶的粗細無關。熱電偶的測溫范圍及精度 表中T為被測溫度的絕對值℃,測溫范圍是指熱偶絲,不包括保護套管。絕緣電阻:熱電偶與其保護套管之間的絕緣電阻應不小于5MΩ(100V)在工業生產中利用熱電偶來測量溫度通常要使用到補償導線,各種分度號的熱電偶使用的補償導線是不相同的,根據說明選用。測溫元件在管道上、設備上安裝時,固定方式有兩種:螺紋連接、法蘭連接。熱電偶2、物位及常用檢測儀表 用來表達容器內儲存物質表面高低位置的參數。A、鋼帶液位計:油罐、水塔B、玻璃(管)板液位計:容器液位C、磁浮子液位計:潤滑油箱D、同位素液位計:高壓容器E、浮球液位計:塔底液面F、浮筒液位計:容器液位G、差壓式液位計:量程大于2米的容器H、磁伸縮液位計:容器液位I、超聲波液位計:常溫開口容器J、雷達液位計:精密測量 導波雷達:介電常數大于1.3的液位測量 是替代浮筒液位計的新型儀表K、射頻導納液位計:界面測量L、靜壓式液位計:開口水箱導波雷達和音叉開關3、壓力及常用檢測儀表3.1 壓力表 實驗室所使用的標準壓力表精度較高,而在生產裝置中管道上或容器、機泵進出口等設備上作為現場指示的壓力表精度都比較低,而這類壓力表根據傳統習慣歸工藝管理,它們包括:全不銹鋼壓力表、不銹鋼耐震壓力表、膜片耐震壓力表、隔膜壓力表、化學密封壓力表。對上述所說到的壓力表應進行以下檢查:A、零點示值檢查(I)有零值限止釘的壓力表,其指針應緊靠在限止釘上。(II)無零值限止釘的壓力表,起指針須在零值分度線上。B、示值檢查(I)壓力表指針的移動,在全分度范圍內應平穩,不得有跳動或卡住現象。(II)在輕敲表殼后,其指針值變動量不得超過最大允許基本誤差的1/2?,F場指示型壓力表在測量穩定壓力時,可在測量上限值的1/3-2/3范圍內使用,在測量交變壓力表,則應不大于測量上限值的1/2為宜,對于在瞬間的測量時,允許使用在測量上限值的3/4。3.2 壓力表:我們常用的兩種壓力表1)一般壓力表(彈簧管)      一般壓力表適用測量無爆炸,不結晶,不凝固,對銅和銅合金無腐蝕作用的液體、氣體或蒸汽的壓力。2)隔膜壓力表        隔膜壓力表采用間接測量結構,適用于測量粘度大、易結晶、腐蝕性大、溫度較高的液體、氣體或顆粒狀固體介質的壓力。隔離膜片有多種材料,以適應各種不同腐蝕性介質。 3.3 雙波紋管差壓計 常用于氣體流量測量 一般壓力表 隔膜式壓力表3.4 差壓變送器:電容式(艾默生)擴散硅壓阻式單晶硅諧振硅式(橫河)3.5 壓力變送器:可測量表壓、絕壓、真空3.6 壓力變送器工作原理 壓力變送器是利用壓力傳感器將壓力信號轉換為頻率信號,送到脈沖計數器,直接傳遞到CPU(微處理器)進行數據處理,經D/A轉換器轉換為與輸入信號相對應的4-20mADC 的輸出信號,并在模擬信號上疊加一個HART數字信號進行通信的壓力檢測儀表。壓力變送器的工作原理如下:P單晶硅傳感器膜盒組件CPU內置存儲器D/AMODEM手持智能終端4-20MADC及數字信號3.6 壓力開關壓力開關是一種借助彈性元件受壓后產生位移以驅動微動開關工作的壓力控制儀表。通常使用于報警或聯鎖保護系統中。壓力開關的主要技術指標包括以下內容:(1)設定值控制范圍(2)控制精度(3)控制方式:一位式或二位式(4)觸點容量:380VAC\2A或220VAC\3A(6)使用環境:溫度-25-70℃。相對濕度不大于85%。3.7 差壓開關差壓開關是一種差壓控制儀表,與壓力開關類似。差壓開關的主要技術指標:(1)設定值控制范圍(2)控制精度(3)觸點容量(4)使用環境4、流量及檢測儀表流量是表征生產過程中所傳送物料數量的數。一般分為重量流量和體積流量KG/h、M3/hA、孔板:前后差壓與流量成正比B、轉子流量計(變截面積):轉子的高度與流量成正比C、楔形流量計:前后差壓與流量成正比。適用于介質粘度大、易結晶、易結焦、有顆粒的場合。D、靶式流量計:靶受介質沖擊發生位移,其大小與流量成正比。轉子流量計楔形流量計.靶式流量計.E、超聲波流量計:F、質量流量計:克利奧里力原理,測量精度高,用于交接。G、電磁流量計:法拉第電磁感應原理H、阿牛巴流量計:差壓法,主要用于測量蒸汽流量。I、托巴管流量計 :差壓法,主要用于大口徑水、污水、蒸汽的測量電磁流量計特點● 測量管無阻礙流動部件、無壓損、直管段要求較低?!?測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響?!?適用于導電率>5us/cm的流體流量測量● 量程比大,達1:20,滿量程流速范圍可0.5m/s-10m/s范圍自由選定J、旋渦流量計:根據漩渦發生體后產生的漩渦數量,測量流量。K、腰輪流量計:根據腰輪轉動的頻率測量流量。對介質潔凈度要求高。L、刮板流量計:根據刮板轉動的頻率測量流量。M、渦輪流量計:根據渦輪轉動的頻率測量流量。N、螺桿流量計:根據螺桿轉動的頻率測量流量。有單、雙螺桿。5、組分在線分析5.1、氧含量:順磁式氧量分析儀、氧化鋯氧量分析儀;5.2、H2、CO、CO2:紅外分析儀;5.3、烴含量組成:色普儀;5.4、水質分析:PH、電導、溶氧、硅; 5.5、粉塵含量:粉塵檢測儀;5.6、組分軟測量技術:由溫度、壓力反映某種組分的含量。如蒸餾系統?!                                        ?、其它測量6.1、轉速、振動、位移傳感器:6.2、可燃氣體報警:6.3、重量、火焰、厚度檢測6.4、電量變送器:電壓、電流、功率等6.5、火災報警:二、自動化儀表的信號制1、氣動儀表 A、氣源壓力:0.14MP B、輸出:0.02---0.10MP2、氣動薄膜調節閥 A、氣源壓力: 0.14MP、 0.25MP B、輸入信號:4---20mA DC3、電動儀表A、電源:----220V AC 、24VDCB、輸入:△P 、P 、mV 、mA 、歐姆C、輸出:0---10mADC、 4---20mADC、 1---5VDC三、自動化儀表的兩大基本結構1、噴嘴擋板機構及氣動放大器P0為氣動放大器的輸入壓力(0.14MPa)P1為氣動放大器的背壓p0節流孔p1噴嘴擋板 在氣動放大器中背壓P1的大小決定了膜片對針型閥作用力的大小,從而決定了閥的開度,而使輸出的氣動信號發生變化。 由圖中可以看到,當檔板逐漸靠近蓋住噴嘴時背壓逐漸接近并達到氣源壓力P0。但由于檔板和噴嘴都是金屬材料,所以實際上不可能完全蓋住,也就是說P1只可能接近氣源壓力P0。 當檔板遠離噴嘴時,P1為大氣壓力。但噴嘴有一定的阻力,所以實際上是P1接近于大氣壓力。檔板與噴嘴之間的距離在實際工作中一般很微小,只有零點零幾毫米。 噴嘴—檔板機構在目前的儀表系統中主要用于電—氣閥門定位器中。2、電—磁平衡機構四、執行機構1、調節閥: 按動力可分為: 氣動、電動、自力式 按閥體結構可分為: 單座閥、雙座閥、籠式閥、球形閥、碟 閥、角形閥、三通閥、隔膜閥、偏心閥。1.1單座閥1.2雙座閥1.3套筒閥1.4角形閥1.5三通閥1.6碟閥1.7隔膜閥2、擋板機構:煙道氣調節3、變頻器:取代調節閥,如液位調節。4、氣缸:大口徑閥門或動作要求快。5、油缸:汽輪機轉速調節 調節閥閥芯閥座 籠式調節閥 單座調節閥 五、典型控制1、單回路控制:增加實例2、串級控制:如精餾塔塔頂溫度調節3、比例控制:如水碳比調節4、三沖量控制: 鍋爐汽包液位、給水流量、排汽流量5、邏輯控制:如大于、小于、三取二等等6、先進控制:多變量輸入,多變量輸出。PID的參數的整定:對于簡單的單回路控制系統,根據在工程中得到的實際經驗,一般設定如下:液位調節系統,P=20%~80%, I=1~5,D=0。流量調節系統,P=40%~100%, I=1~5,D=0。溫度調節系統:P=20%~60%,I=5~10, D=5~20。壓力調節系統:P=30%~70%,I=1~5,D=0。六、DCS控制系統1、DCS是分散控制系統(Distributed Control System)的簡稱,國內一般習慣稱為集散控制系統。它是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統,綜合了計算機(Computer) 通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術,其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便。 2、控制系統由以下硬件組成:控制站、操作站、工程師站和過程控制網絡2.1 控制站是系統的核心部件,它負責直接處理現場的I/O信號、信息交換、控制算法、邏輯控制,以及實現工業過程的實時控制功能??刂普救我唤M成部分都能根據用戶的要求實現冗余配置。2.2 操作站是一套由PC機、CRT顯示器、鍵盤、鼠標、打印機等組成的人機界面。它使得操作者能夠完成對生產過程的監控和管理。高性能的工業PC、友好的工藝畫面、多窗口圖形顯示,更好的實現控制過程的集中顯示、操作和管理。2.3 工程師站是專門為專業工程師設計的,安裝了組態軟件和系統維護工具,對系統進行組態和維護。2.4 過程控制網是實現工程師站、控制站、操作站的連接,完成信息、控制指令的傳輸,可采用雙重化冗余化配置,使得信息傳輸更加安全、高速。3.系統結構圖4.主要DCS品牌4.1國際品牌美國Honeywell、ABB、日本Yokogawa、日本YAMATAKE、美國FOXBORO 、德國Siemens等。4.2國內品牌浙大中空SUPCON、北京和利時、上海新華
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