儀表自動化專業培訓手冊第一部分 儀表及自動化基礎知識1、輸氣行業中采用的現場儀表設備主要包括哪些？其作用如何？答： 現場顯示儀表：壓力表、溫度表、差壓表等，其主要作用是就地顯示現場工藝參數值。 現場遠傳儀表：壓力變送器、溫度變送器、差壓變送器、熱電阻等。變送器的作用是將現場的物理參數轉換為標準信號進行遠傳，熱電阻的作用是將現場的溫度信號轉化為電阻信號，便于遠傳。 閥門執行機構：電動閥門執行機構（俗稱電動頭）、氣動閥門執行機構、氣液聯動執行機構等。其主要作用是實現閥門的現場自動或遠程自動控制。 各類開關：壓力開關、溫度開關、差壓開關、液位開關、閥位指示開關等。主要做用是提供遠傳信號，作為控制依據。 另外還有組分分析儀、可燃氣體探頭、振動探頭等。2、什么叫儀表的精度等級？答：儀表的精度等級是指該儀表允許的最大絕對誤差的絕對值除以儀表的量程，乘以100%，然后去掉百分號后所得的數值。 即：精度= |最大允許絕對誤差| / 量程 *1003、輸氣行業中常用的溫度表主要有哪幾種類型？答：主要有雙金屬溫度計、壓力式溫度計及玻璃管式溫度計等。4、溫度檢測元件主要有哪兩種？答：溫度檢測元件主要有熱電阻和熱電偶兩種。5、常用的熱電阻主要有哪兩種材料制成？Pt100中的100有什么含義？答：常用的熱電阻材料主要由金屬銅和鉑制成，Pt100中的100是指在攝氏0度時熱電阻的阻值為100歐姆。6、在儀表中，PI、PT、TI、TT分別代表什么含義？符號如何？答：PI、PT、TI、TT分別代表壓力表、壓力變送器、溫度表、溫度變送器，符號分別如下：PI*PT*TI*TT* 7、輸氣行業中常用的壓力表等級有哪幾種？答：主要有0.25級、1.0級、1.5級。8、儀表中所說的標準信號是指什么（三型以上表）？答：儀表中的標準信號是指420mA DC直流電流信號。9、什么叫變送器？答：變送器是能將現場的物理信號經過轉換，轉變成420mA DC的電流信號的設備。例如壓力變送器可將現場的壓力信號轉換成420mA DC的電流信號，以便于遠傳到控制室。10、一般閥門執行機構的信號主要有哪幾種？答：一般閥門執行機構的信號主要有：開閥信號、關閥信號、閥門開到位信號、閥門關到位信號等。11、常用壓力表的連接頭主要有哪幾種形式？有何優缺點？答：目前輸氣管線上的壓力表連接形式主要有兩種，公制M201.5螺紋和1/2 NPT（M）。 公制螺紋與表閥連接時，采用墊片密封（平面密封），一般不需纏繞生料帶（為使儀表安裝牢固，可纏繞少量生料帶）。 此方式的優點是安裝儀表的方向調節方便，但需要附加墊片。 NPT螺紋與表閥連接時，由螺紋進行線密封，一般應纏繞生料帶。此方式的優點是不需另加墊片，密封牢固，但儀表調節方向比較麻煩。12、一般現場顯示儀表指示在儀表量程的什么位置時較為理想？答：一般應在儀表量程的2/3左右處較為理想。13、根據下圖說明壓力表的安裝和拆卸步驟。輸氣管線管墩開表小閥儀表閥放空小閥放空口壓力表答：安裝步驟：確認開表小閥處于關閉狀態，放空閥處于打開狀態。確認壓力表與儀表閥螺紋匹配，將壓力表安裝于儀表閥上。緩慢打開開表小閥，同時關閉放空閥，確認儀表工作正常后安裝結束。 拆卸步驟：關閉開表閥，緩慢打開放空閥放空，確認壓力表指針為零后，用兩把扳手將壓力表卸下，將儀表閥與壓力表接口用塑料膠布包好。14、什么叫表壓？它與絕壓之間的換算如何？答：表壓就是以大氣壓為零點的壓力，一般用字母G表示。與其對應的是絕壓，用字母A表示。它們之間的換算關系為： 絕對壓力=表壓+一個大氣壓15、熱電阻的現場接線有幾種方式，各有何優缺點？答：熱電阻的現場接線主要有兩線接法、三線接法和四線接法。兩線接法的主要優點是電纜敷設量少，接線簡單，但因沒有補償導線，電纜電阻隨溫度的變化對測量精度影響較大；三線、四線連接的優點是存在補償導線，因此測量精度較高，但接線及電纜敷設麻煩。一般采用三線制接法較多。16、什么是PLC？它在控制系統中起什么作用？答：PLC就是可編程序控制器的縮寫。它是由中央處理器CPU、存儲器、輸入輸出 接口等組成，因此它實質上也是一臺計算機。它采用模塊式結構，抗干擾能力較強，適合與工業控制現場。早期PLC的主要作用繼電器的替代品，現代PLC不僅能實現繼電器的全部功能，而且還具備計算機的很多功能，如算術運算、邏輯運算、數據傳送、網絡等功能。在輸氣工藝中PLC一般作為過程控制單元。17、SCADA系統是什么含義？答：SCADA就是監督控制與數據采集的縮寫。18、我站機組控制的PLC型號是什么，每臺機組有幾臺PLC，采用何種控制方式？答：機組PLC型號為：GE Fanuc series 90-70，每臺機組由兩臺PLC控制，采用雙機熱備的控制方式。19、站控PLC的作用是什么，有幾臺PLC，采用何種控制方式？答：站控PLC作為過程控制單元實現對清管站、壓氣站工藝參數的數據采集、閥門的開關及連鎖控制、火災報警、緊急停機及緊急關站等。采用兩臺PLC雙機熱備的控制方式。20、站控室站控計算機采用何種操作系統及工控軟件，在站控計算機上可實現哪些操作？答：站控室站控計算機操作系統為WINDOWS NT4.0 WORKSTATION，工控軟件為INTELLUTION FIX7.0軟件。站控計算機上可實現的操作有：各種工藝流程的切換、對閥門實現開關及聯鎖控制、啟停機組、報警報表打印及趨勢瀏覽、監視全站工藝參數等。21、如何登錄WINDOWS NT系統，如何登錄站控系統？答：登錄WINDOWS NT系統需同時按Ctr+Alt+Del鍵，在出現的對話框中輸入用戶名及密碼后確定即可。 如何登錄站控系統需在FIX軟件及應縣站主畫面啟動后，通過按“登錄”按鈕，輸入用戶名和密碼進行登錄。22、我站機組振動監視器廠商及型號是什么？主要監視哪些部位的振動？答：振動監視器生產廠家為美國BENTLY NEVADA公司3300系列。 主要監視部位為：電機的徑向振動，齒輪箱的徑向、軸向合箱體振動，壓縮機的徑向合軸向振動。23、簡述出站威力巴所用3095變送器功能及特點，與其他變送器有何不同？答：3095變送器是ROSEMOUNT 生產的多參數變送器，它可以同時傳遞壓力、溫度、差壓三個信號。它支持HART協議，可通過相應軟件對其進行組態，計算流量。支持多參數和軟件組態（不是手操器）是它區別于其它變送器如3051的主要區別。24、應縣站站控系統采用了何種網絡？答：站控系統采用MB+網絡，雙網；另外還有以太網絡輔助。25、SCP、UCP是什么含義？答：SCP含義為站控制盤，UCP為機組控制盤。 當將模式轉換開關至于SCP時，由站控系統起停壓縮機組；當模式轉換開關至于UCP時，由機組控制盤上起停壓縮機組。第二部分 提高部分1、簡述壓力變送器的結構及原理。取壓部件放大及調整A/D、D/A電路輸出電路壓力信號P電容變化C4-20mA DC答：壓力變送器基本結構如圖所示，主要由取壓部件、放大調整A/D、D/A轉換電路、輸出電路等組成。取壓部件的外殼由高強度金屬制成，殼內澆注玻璃絕緣體，其兩側鍍一層金屬膜作為電容的固定電極，中間放置壓感膜片，膜片兩側空腔內充以硅油。當外界壓力變化時，取壓部件電容隨之變化，這一變化被電路拾取，經電路處理，最后由輸出電路轉化為4-20mA直流電流輸出。2、以簡圖的形式說明PLC的基本結構。輸入處理器內存單元供電單元輸出M答：可編程控制器（PLC）結構如圖，主要由處理器、內存單元、供電單元、輸入/輸出接口組成。CPU是整個可編程控制器大腦，它在系統程序的控制下，通過讀輸入狀態、執行用戶程序并使內部繼電器得電或失電、更新輸出這個過程完成過程控制。3、如何理解PLC中掃描的概念？答：可編程控制器從現場輸入設備讀取數據，執行根據工藝邏輯編制的控制程序，驅動現場輸出設備實現開關控制。實質上，這最后一個過程是分兩部分進行的。當處理器執行內部編程邏輯時，它使每一個內部線圈得電或失電，這些內部線圈的得電或失電在此刻不會影響輸出設備的狀態。當處理器執行完整個邏輯控制程序，使全部內部線圈得電或失電后，才實現輸出接口模件的數據更新，從而驅動連接到每個接口模件端子上的現場設備。從讀取輸入，執行程序到更新輸出的過程叫掃描。完成一次掃描的時間叫掃描周期。掃描周期是程序掃描時間與I/O更新時間之和。如圖讀輸入狀態執行控制程序并使內部繼電器得電或失電更新輸出4、說明機組控制系統PLC主框架由哪些模板組成？各模板的作用是什么？答：機組控制系統PLC主框架由PS-401（PS-402）、CPU-401（CPU-402）、GBC-401（GBC-404）、GBC-402（GBC-405）、 CCM-401（CCM-402）、ETH-401（ETH-402）、PCM-401（PCM-4012）、GBC-403（GBC-406）、AI-401（AI-402）組成。PS-401（PS-402）為電源模板，為主備PLC提供電源。CPU-401（CPU-402）為主備PLC的處理器模板。GBC-401（GBC-404）、GBC-402（GBC-405）、GBC-403（GBC-406）是GENUS總線控制模板，其作用一是與從PLCGENUS總線控制模板通信，另一作用是連接GENUS的I/O模塊。CCM-401（CCM-402）是通信模板，與站控系統通信。ETH-401（ETH-402）是以太網接口模板，與集線器連接，和人機界面計算機組成以太網。PCM-401（PCM-4012）為可編程協處理器模板，分別與本特例振動監視器和LINK-401連接，實現與其通信。AI-401（AI-402）是模擬量輸入模板，實現機組部分模擬量輸入功能。5、說明X-LINK設備的功能及作用。答：X-LINK 是通信協議轉換設備，可實現MODBUS到PROFIBUS之間的協議轉換。在機組控制中完成與變頻器的通信。6、由機組控制的閥門有哪些？主要作用是什么？答：機組控制閥門有進口閥、出口閥、加載閥、防喘閥（循環閥）、機組放空閥。 進口閥、出口閥為電控氣動常關閥，在機組運行中實現氣流的進出。 加載閥為電控電動閥門，在機組啟動過程中實現吹掃及加載作用。防喘閥（循環閥）為電控氣動常開閥門，通過程序控制其開度來達到喘振控制的目的。放空閥為電控氣動常開閥門，實現機組放空。7、應縣站控制系統中常用英文縮寫序號英文縮寫中文描述1MCC馬達控制中心2RSP遠程設定點3SP設定點4PV過程值（實際值）5SCP站控儀表盤6UCP機組控制盤7HUB集線器8ESD緊急停機9MB+增強型MB總線10VFD變頻設備（變頻器）11RTD電阻溫度檢測12SPD浪泳保護設備13DE驅動端14NDE非驅動端15LAN局域網16SS選擇開關17SD停機8、機組可編程控制器的收操器（HAND MONITOR）有何用途？答：手操器可直接插入I/O接口模板，對I/O模板進行配置，強制開關量和模擬量輸入輸出模板。9、簡述機組啟動過程中，潤滑油泵的測試過程。答：潤滑油泵的測試過程為：應急潤滑油泵、備用潤滑油泵、主潤滑油泵。10、本特例振動監視系統由哪些部分組成？答：本特例振動監視系統由現場振動探頭、8mm近程變換器及控制室監視器模板組成。11、本特例振動監視系統中，控制室的監視器由哪些模板組成，其作用如何？答：本特例振動監視系統中，控制室的監視器由電源模板POWER SUPPLY 3300/12、系統監視器SYSTEM MONITOR 3300/03、雙路徑向振動監視模板DUAL VIBRATION MONITOR 3300/16、雙路軸向振動監視模板DUAL THRUST MONITOR 3300/20、雙路加速度振動監視模板DUAL ACCECEROMETER MONITOR 3300/25組成。系統監視器SYSTEM MONITOR 3300/03模板主要作用是調整各振動模板的報警和停機值、系統復位、于PLC通信等。雙路徑向振動監視模板DUAL VIBRATION MONITOR 3300/16主要是監視壓縮機、西門子電機、齒輪箱的徑向振動。雙路軸向振動監視模板DUAL THRUST MONITOR 3300/20的作用是監視齒輪箱及壓縮機的軸向位移振動。雙路加速度振動監視模板DUAL ACCECEROMETER MONITOR 3300/25作用是監視齒輪箱箱體的振動。12、怎樣通過系統監視器調整其它振動監視模板的報警和停機的設定點？答：首先關掉振動監視器電源，將要調整設定值的模板取下，將相應跳線跳到使能位置，安裝好模板后重新上電。按住振動監視模板上DANGER或ALERT按鈕，同時按系統監視器上的增加或減少按鈕即可改變相應的設定值。13、怎樣對3300/16模板進行通道及危險旁路？答：為了旁路通道A或B，設置開關BA（旁路通道A）或開關BB（旁路通道B）到左邊（ON）。旁路指示燈變亮，OK指示燈熄滅，振動信號下降到零位。危險旁路：將危險旁路跳線（W13E）安裝。設置DB到左邊（ON）。兩個旁路指示燈亮。危險報警器LED指示燈亮，當超過危險值時，危險繼電器驅動失效。14、FLUKE 744儀表有何主要功能？答：FLUKE 744表是一種過程測量及校驗儀表，它的主要有MEASURE（測量）、SOURCE（源）、HART等模式。在MEASURE模式下可以對交直流電壓、電流、電阻、頻率、熱電阻、熱電偶等進行測量。在SOURCE模式下，可以作為信號源對回路進行校驗和測試。信號源類型主要有電壓信號、電流信號、熱電阻、熱電偶等。在HART模式下，可與支持HART協議的設備進行通信。如可通過744表與智能壓力變送器連接和通信。另外，FLUKE 744還可與壓力模塊配合對壓力設備如變送器進行校驗。15、壓力模塊與FLUKE744表如何連接？壓力模塊744儀表壓力信號輸入答：壓力模塊的輸入信號位壓力信號，輸出信號為電信號，其輸出線與FLUKE744表連接，如圖即可對儀表進行校驗。16、機組控制系統上位機MMI上的機組允許啟動項目有哪些？答：主要有以下幾部分：NON-VENTED SHUTDOWNS CLEAREDVENTED SHUTDOWNS CLEAREDVALVES IN PROPER SHUTDOEN POSITIONLUBE OIL RESERVOIR LEVEL OKLUBE OIL RESERVOIR TEMPERATURE OKVIBRATION MONITOR FAULTS CLEAREDUPS FAULTS CLEAREDVFD FAULTS CLEAREDVFD TRANSFORMER GAS ACCUM。/OIL LOSSUNIT NOT STARTING OR RUNNINGPERMISSIVE TO START FROM VFD CONTROLLERNORMAL STOP SEQUENCE INACTIVEUNIT READY TO START17、機組上位機正常運行時，由哪些軟件運行，作用是什么？答：正常運行的軟件有：DR TCP/IP Driver、RSCHED：DRS4W Report Seheduler V。3.13、MMI Runtime V。3.20、Trends四各程序。DR TCP/IP Driver是上位機與PLC通信程序，負責建立與下位機通信。RSCHED：DRS4W Report Seheduler V。3.13，該軟件負責設定報警、事件及參數的存儲及打印。MMI Runtime V。3.20是人機界面軟件，顯示正常運行時的各屏幕。Trends負責設置、存儲、顯示各參數的歷史趨勢。18、站控系統中使用了幾臺BM85，各起什么作用？答：一共使用了三臺BM85，第一臺BM85負責站控系統與A、B機組及配電系統通信，第二臺BM85負責站控系統與空壓機系統通信，第三臺BM85負責站控系統與北京調度中心通信及備用路由。19、機組MMI上正常停機順序包括哪幾部分？答；包括NORMAL STOP SEQUENCE INITATEDUNIT RAMPING DOWN TO MINIMUM SPEEDSURGE CONTROL DISABLEDSTOP COMMAND （OFF2）ISSUED TO VFDVFD RAMPING TO ZERO RPMVALVES IN NON-VENTED SD POSITIONNORMAL STOP SEQUENCE COMPLETED20、簡述主密封系統的工作過程。答：主密封氣通過過濾器FL-600流向差壓控制閥PCV-650，差壓指示器PDIC-605控制該差壓控制閥的動作，將孔板FO-605兩端的差壓控制在69kPa，密封氣的設計流量為102Nm3/hr，最大流量為150Nm3/hr。主密封氣以2.54Nm3/hr的流量通過孔板FE-611和FE-621，在每條放空管線上都安裝了爆破片以防止過壓和密封氣倒流，放空管線上還安裝了壓力開關以監視主密封氣放空壓力，當出現超壓時控制系統將產生報警乃至過壓停機信號。21、簡述工藝氣冷卻風扇的控制邏輯。答：每臺機組的工藝氣冷卻風扇分上下兩臺，一主一備，當主風扇發生故障時，備用風扇可自動投入工作。控制設定點為：當壓縮機出口溫度高于48度時風扇啟動，當溫度降低倒40度后風扇停止。22、 簡述潤滑油冷卻風扇電機的控制方式？答：潤滑油冷卻風扇為上下兩臺，一主一備，當主風扇發生故障時，備用風扇可自動投入工作。其電機的轉速根據設定點溫度采用變頻調速，PID控制，由機組PLC輸出4-20mA的電流信號進行控制。23、如某壓縮機單級壓比為1.8，總共3級，當壓縮機進口壓力Ps為2.0MPa時，計算其出口壓力。答：出口壓力=Ps*1.8*1.8*1.8=11.664MPa。24、3095多參數變送器的溫度采集方式有哪兩種？答：一種為正常方式，既采集現場熱電阻的實際值，第二種方式為固定溫度值方式，即可通過軟件將其配置為某一常數值，這樣參加流量計算時就使用此溫度值，而不采用現場實際值，這種方式適合對現場熱電阻進行維護時使用。25、Model 3095 MV Engineering Assistant（EA）Software軟件可在哪些操作系統上運行？HART MODEM有什么作用？答：Model 3095 MV Engineering Assistant（EA）Software軟件可在MS DOS 3.1或更高、MICROSOFT WINDOWS 3.1 、WINDOWS FOR WORKGROUPS 3.11或WINDOWS 95系統上運行，但此軟件不可在WINDOWS NT下運行。HART MODEM的作用是實現RS-232接口及協議到HART協議之間的轉換。第三部分 實際問題的解決1、當控制系統中某一檢測元件如溫度損壞，機組無法啟動時，可通過什么方法啟動機組？答：在確信該點實際溫度無異常的情況下，可通過手操器將該點強制為一個正常的溫度值，這樣機組就可正常啟動了。2、當防喘閥位誤差超過允許值使機組無法啟動時，如何處理？答：到現場打開防喘閥閥位反饋接線箱，調整反饋齒輪，同時通過對講機和控制室進行聯系，看閥位是否正常，當調節正常后，將其固定。在UCP盤上按確認、復位按鈕即可消