1、化工儀表專業培訓培訓內容：1、儀表概述2、儀表基礎知識3、現場儀表4、控制儀表一、概述1、化工儀表維修工工種的定義按照化工儀表維修檢修規程。使用相應的標準計量器具，測試儀器及專用 工具，對化工生產過程中使用的儀表、自動化裝置及附屬設備進行維護檢修。2、主要職責任務負責化工生產過程中在線運行的儀表、自動化裝置及其附屬設備和維修工 用的儀器、儀表的維護保養、定期檢修與故障處理，確保其正常運行；負責儀 表及自動化裝置更新、安裝、調試、檢定、開表、投用等工作。儀表工在生產過程中對檢測與過程儀表進行日常維護和故障處理，涉及知 識面十分廣泛，不但要精通檢測儀表、調節器和執行器等工作原理和結構特點， 而且要

2、有一定的過程控制（自動化）知識。在故障現象中不僅有儀表故障，而 且混雜有工藝和設備故障，儀表工要分析與判斷故障，必須要具有一定的化工 工藝知識和化工設備知識。對化工、石化等行業，易燃、易爆和有毒是行業的 特點，儀表工在處理故障時，對這類問題絕對不能掉以輕心。除日常維護外，企業生產有不少的技改項目，既有儀表專業技改項目，亦 有工藝技改項目，需要儀表配合實施，這些大大小小的項目，需要設計（大項 目可以委托設計）、施工準備、安裝、開車等一系列工作，儀表施工、安裝知識 是和日常維護同樣重要的知識。3、技術等級初級、中級、高級4、儀表發展隨著社會進步和科學技術的發展，自動化裝置在生產過程中得到廣泛的應

3、用。早期的儀表控制是生產裝置的眼睛和耳朵。而對于現代化工廠的自動化裝 置已不僅僅是工廠的眼睛和耳朵，而已成為工廠的大腦、神經和手、腳。隨著 電子技術、計算機技術、控制技術、網絡技術的發展，自控技術得到了長足的 發展，已成為化工企業提高企業效益和工作效益的有效手段，它是經營管理、 企業管理，操作管理、運轉管理、運轉控制等方面的集成，是社會現代化、科 學技術進步的重要標志。從化工裝置的發展過程可以看出自動化裝置的作用。年代自動化程度能耗效率，效益自控系統采用儀表系統備注50很低很高1萬噸/500人差無指示60較低較咼10萬噸/3000人較差50套電動11+氣動單元70稍高稍低48萬噸/3000人稍

4、高90套電動川+氣動單元80高低52萬噸/2000人高160套DCS+PLC90更咼很低52萬噸/800人很高160套DCS+PL（一 體化儀表及自控系統在化工裝置中占有重要而關鍵的地位，工藝介質及裝置設 備的運行狀況如流量、溫度、壓力、轉速、振動等參數都由儀表及自控系統進 行自動檢測、顯示、控制和保護聯鎖。沒有儀表及自控系統，整個裝置將無法 運轉。因此，儀表性能及工作狀況的好壞，直接影響到工藝介質及裝置設備的 運行，以至影響到工藝介質及裝置設備的安全運行和經濟效益。二、儀表基礎知識1、基本概念1.1 過程參數檢測基本概念過程參數檢測-指連續生產過程中的溫度、壓力、流量、液位和成分 等參數的檢

5、測。檢測儀表 將檢測元件、變送器及顯示裝置統稱為檢測儀表。一次儀表-一般為將被測量轉換為便于計量的物理量所使用的儀表， 即為檢測元件。二次儀表-將測得的信號變送轉換為可計量的標準電氣信號并顯示 的儀表。即包括變送器和顯示裝置。1.2 測量過程與測量誤差測量過程-利用一個已知的單位量（即標準量）與被測的同類量進行 比較的過程。測量誤差-在測量過程中測量結果與被測量的真值之間會有一定的 差值。它反映了測量結果的可靠程度。測量誤差的分類：絕對誤差與相對誤差絕對誤差-指測量結果與被測量的真值之差。通常把檢定中高一等級 的計量標準所測得的量值作為真值（實際值）。相對誤差指絕對誤差與真值或測量值之百分比。

6、常見有如下三種表 實際相對誤差-是指絕對誤差與被測量的真值（實際值）之百分比。 標稱相對誤差 是指絕對誤差與儀表示值之百分比。引用相對誤差-是指絕對誤差與儀表的量程之百分比。 系統誤差、隨機誤差和疏忽誤差。系統誤差指測量儀表本身或其他原因（如零點沒有調整好等）引起 的有規律的誤差。隨機誤差-指在測量中所出現的沒有一定規律的誤差。疏忽誤差-指觀察人員誤讀或不正確使用儀器與測試方案等人為因 素所引起的誤差。基本誤差、附加誤差和允許誤差基本誤差 指儀表在規定的正常工作條件下所具有的誤差。附加誤差-指儀表超出規定的正常工作條件時所增加的誤差。允許誤差-指儀表的示值或性能不允許超過某個誤差范圍。1.3

7、檢測儀表分類檢測與過程控制儀表最通用的分類，是按儀表在測量與控制系統中的作用進行劃分，一般分為 檢測儀表、顯示儀表、調節（控制）儀表和執行器4大類。按功能按被測變量按工作原理或結構形式按組合形式按能源其他壓力液柱式、彈性式、電氣式、沽塞式單兀組合電、氣智能溫度膨脹式、熱電偶、熱電阻、光學、輻射單元組合智能檢測流量節流式、轉子式、容積式、速度式、耙式、電磁、單元組合電、氣智能儀表旋渦物位直讀、浮力、靜壓、電學、聲波、輻射、光學單元組合電、氣智能成分PH值、氧分析、色譜、紅外、紫外實驗室和流程顯示儀表模擬和數字指示和記錄動圈、自動平衡電橋、電位差計電、氣單點、多點、打印、筆錄調節（控制）儀表自力式

8、組裝式可編程基地式單元組合氣動電動執行器執行機構薄膜、活塞、長行程、其他執行機構和閥可以進行各種電、氣、液閥直通單座、直通雙座、套筒（球閥）、蝶閥、隔膜閥、偏心旋轉、角形、三通、閥體分離組合直線、對數、拋物線、快開2、儀表主要性能指標在工程上儀表性能指標通常用精確度（又稱精度）、變差、靈敏度來描述 2.1儀表精確度簡稱精度，簡言之就是儀表測量值接近真值的準確程度，通 常用相對百分誤差表示。6= xlOOGi柝尺上阻標尺F限式中：3檢測過程中相對百分誤差（標尺上限-標尺下限）-儀表測量范圍 X絕對誤差，是被測參數測量值x1和被測參數標準值 x0之差2.2變差是指儀表被測變量多次從不同方向達到同一

9、數值時，儀表指示值之間的最大差值。變差大小取最大絕對誤差與儀表標尺范圍之比的百分比：-蟲皿弐0 二揺尺上懶-標靈下阻2.3靈敏度是指儀表對被測參數變化的靈敏程度，或者說是對被測的量變化 的反映能力，是在穩態下，輸出變化增量對輸入變化增量的比值。式中：玄一佼表靈橄度也L儀表輸出變化増量也兀一仗證入變化増量3、儀表的常用術語3.1 自動化儀表 automation instrumentation對被測變量和被控變量進行測量和控制的儀表裝置和儀表系統的總稱3.2 測量 measureme nt以確定量值為目的的一組操作。3.3 控制 control為達到規定的目標，在系統上或系統內的有目的的活動。3

10、.4 現場 site工程項目施工的場所。3.5 就地儀表 local instrument安裝在現場控制室外的儀表，一般在被測對象和被控對象附近。3.6 檢測儀表 detecting and measuring instrument用以確定被測變量的量值或量的特性、狀態的儀表。3.7 傳感器 transducer接受輸入變量的信息，并按一定規律將其轉換為同種或別種性質輸出變量的 裝置。3.8 轉換器 converter接受一種形式的信號并按一定規律轉換為另一種信號形式輸出的裝置。3.9變送器transmitter輸出為標準化信號的傳感器。3.10 顯示儀表 display instrument

11、顯示被測量值的儀表。3.11 控制儀表 control instrument用以對被控變量進行控制的儀表。3.12 執行器 actuator在控制系統中通過其機構動作直接改變被控變量的裝置。3.13 檢測元件sensor 傳感元件sensor測量鏈中的一次元件，它將輸入變量轉換成宜于測量的信號。3.14取源部件tap在被測對象上為安裝連接檢測元件所設置的專用管件、引出口和連接閥門等 元件。3.15 檢測點 measuring point對被測變量進行檢測的具體位置，即檢測元件和取源部件的現場安裝位置。3. 16 測溫點 temperature measuri ng point溫度檢測點。3.1

12、7 取壓點 pressure measuring point壓力檢測點。3.18 系統 system由若干相互聯系和相互作用的要素組成的具有特定功能的整體。3.19 控制系統 control system通過精密制導或操縱若干變量以達到既定狀態的系統。儀表控制系統由儀表 設備裝置、儀表管線、儀表動力和輔助設施等硬件，以及相關的軟件所構成。3.20 綜合控制系統 comprehensive control system采用數字技術、計算機技術和網絡通信技術，具有綜合控制功能的儀表控制 系統。3.21 管道 pipi ng用于輸送、分配、混合、分離、排放、計量、控制或截止流體的管子、管件、 法蘭、

13、緊固件、墊片、閥門和其他組成件及支承件的總成。3.22 儀表管道 instrumentation piping儀表測量管道、氣動和液動信號管道、氣源管道和液壓管道的總稱。3.23 測量管道 measuring piping從檢測點向儀表傳送被測介質的管道。3.24 信號管道 signa1 piping用于傳送氣動或液動控制信號的管道。3.25 氣源管道 air piping為氣動儀表提供氣源的管道。3.26 儀表線路 instrumentation line儀表電線、電纜、補償導線、光纜和電纜槽、保護管等附件的總稱。3.27 電纜槽 cable tray敷設和保護電線電纜的槽形制成品，包括槽體

14、、蓋板和各種組成件。3.28 保護管 protective tube敷設和保護電線電纜的管子及其連接件。3.29 回路 loop在控制系統中，一個或多個相關儀表與功能的組合。3.30 伴熱 heat tracing為使生產裝置和儀表設備、管道中的物料保持規定的溫度，在設備、管道旁 敷設加熱源，進行跟蹤加熱的措施。3.31 脫脂 degreas ing除去物體表面油污等有機物的作業。3.32檢驗inspection對產品或過程等實體，進行度量、測量、檢查或試驗并將結果與規定要求進行比較以確定每項特性合格情況所進行的活動。3.33 試驗 testing對產品或過程等實體的額定值（或極限值）或特性、

15、指標、質量進行驗證。3.34 檢定 verification由法制計量部門或法定授權組織按照檢定規程，通過試驗，提供證明來確認 測量器具的示值誤差滿足規定要求的活動。3.35 校準 calibration在規定條件下，為確定測量儀器儀表或測量系統的示值、實物量具或標準物 質所代表的值與相對應的由參考標準確定的量值之間關系的一組操作。3.36 調整 adjustment為使測量器具達到性能正常、偏差符合規定值而適于使用的狀態所進行的操 作。3.37 防爆電氣設備 explosion-protected electrical appatatus在規定條件下不會引起周圍爆炸性環境點燃的電氣設備。3.

16、38 爆炸性環境 explosive atmosphere在大氣條件下，氣體、蒸汽、薄霧、粉塵或纖維狀的可燃物質與空氣形成混 合物，點燃后，燃燒傳至全部未燃混合物的環境。3. 39 危險區域 hazardous area爆炸性環境大量出現或預期可能大量出現，以致要求對電氣設備的結構、安 裝和使用采取專門措施的區域。3.40 本質安全電路 intrinsically-safe circuit在規定的試驗條件下，正常工作或規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應 均不能點燃規定的爆炸性氣體或蒸汽的電路。3.41 本質安全型設備 intrinsically-safe apparatus全部電路均為本質安

17、全電路的電氣設備。3.42 關聯設備 associated apparatus設備內的電路或部分電路并非全是本質安全電路，但有可能影響本質安全電 路安全性能的電氣設備。4、儀表位號的表示方法4.1儀表位號的組成在測量、控制系統中，構成一個回路的每一個儀表都有自己的儀表位號， 儀表位號由字母代號和回路編號兩部分組成。第一個字母表示被測變量，后 繼字母表示儀表的功能；回路編號可以按裝置或工段（區域）進行編制，一 般用三至五位數字表示，如下例所示：T RC-1 01T T 序號一般甲二信數字，也可瑪三便斂字） 工尊戒車問代號（可以用1位期二位） 功能宇母代號被測變童宇母代號4.2被測變量和儀表功能的

18、字母代號字母第一位字母后繼字母被測變量修飾詞讀出功能輸出功能修飾詞A分析報警B燒嘴、火焰供選用供選用供選用C電導率控制D密度差E電壓（電動勢）檢測元件F流量比（分數）G供選用視鏡、觀察H手動高I電流批示J功率掃描K時間、時間程序變化速率操作器L物位燈低M水分或濕度瞬動中、中間N供選用供選用供選用供選用O供選用節流孔P壓力、真空連接點、測試點Q數量積算、累計R核輻射記錄S速度、頻率安全開關、聯鎖T溫度傳送U多變量多功能多功能多功能V振動、機械監視閥、閥門、百葉窗W重量、力X未分類X軸未分類未分類未分類Y事件、狀態Y軸繼動哭、計算器、轉換器Z位置、尺寸Z軸驅動器、執行機構未分類的最終執行元件三、現

19、場儀表介紹1、在化工生產過程中，控制的主要工藝參數有溫度、壓力、流量、物位、 成份等。1.1液位的單回路控制的例子1.2X給定測量、變送環節這一部份在現場，由各種變送器組成。根據被測參數的不同，一般分為下列幾類：A.溫度傳感器、變送器 B、壓力/壓差變送器C流量變送器D、液位變送器E、分析儀表-女口：可燃性氣體檢測探頭、氧量分析儀、濁度儀、PH計執行機構這一部分也在現場，常見的執行機構是調節閥，還有變頻器（如恒壓供水）、交、直流調速電機，等等顯示、運算、控制、管理顯示、運算、控制、管理是核心，功能最多、技術性最強、技術進步最快的部分，DC番口 PLC就是這一部分。2、常規儀表2.1 溫度儀表基

20、本概念溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特 性來間接測量，而用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數 起點（零點）和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標有華氏溫標、 攝氏溫標、熱力學溫標和國際實用溫標。華氏溫標（o F）規定：在標準大氣壓下，冰的熔點為32度，水的沸點為212 度，中間劃分180等分，每第分為報氏1度，符號為o F。攝氏溫度C）規定：在標準大氣壓下，冰的熔點為0度，水的沸點為100度，中間劃分100等分，每第分為報氏1度，符號為C。攝氏溫度值t和華低溫度值tF有如下關系：5 t （tF -32） C9熱力學溫標又稱開爾文溫標，或

21、稱絕對溫標，它規定分子運動停止時的溫度 為絕對零度，記符號為K。t/ C =T/K -273.15國際實用溫標是一個國際協議性溫標，它與熱力學溫標相接近，而且復現精 度高，使用方便。目前國際通用的溫標是1975年第15屆國際權度大會通過的1968年國際實用溫標一1975年修訂版，記為：IPTS 68 （Re 75）。但由 于IPTS 68溫示存在一定的不足，國際計量委員會在 18屆國際計量大會第七 號決議授權予1989年會議通過了 1990年國際溫標ITS 90, ITS 90溫標替代 IPTS 68。我國自1994年1月1日起全面實施ITS90國際溫標。溫度檢測儀表的分類：溫度測量儀表按測溫

22、方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來說接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質 需要進行充分的熱交換，故需要一定的時間才能達到熱平衡，所以存在測溫的 延遲現象，同時受耐高溫材料的限制，不能應用于很高的溫度測量。非接觸式 儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件不需與被測介質接觸，測 溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場，反應速度一 般也比較快；但受到物體的發射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響， 其測量誤差較大。測溫方式溫度計種類常用測溫范圍，C優點缺點非接觸式 測溫 儀表輻射式輻射式4002000測溫時，不破壞被測溫度場低

23、溫段測量不準，環境條件會影響測溫準確度光學式7003200比色式9001700紅外線熱敏探測-503200測溫時，不能破壞被測溫 度場，響應快，測溫范圍 大，適于測溫度分布易受外界干擾，標定困難光電探測03500熱電探測2002000接觸式測 溫儀 表膨脹式玻璃液體-50600結構簡單，使用方便，測量準確，價格低廉測量上限和精度受玻璃質 量的限制，易碎，不能記 錄和遠傳雙金屬-80600結構緊湊，牢固可靠精度低，量程和使用范圍有限壓力式液體-30600耐震，堅固，防爆，價格低廉精度低，測溫距離短，滯后大氣體-20350蒸汽0250熱八、電偶鉑銠-鉑01600測溫范圍廣，精度高，便 于遠距離、多

24、點、集中測 量和自動控制需冷端溫度補償，在低溫段測量精度較低鎳鉻-鎳鋁0900鎳鉻-考銅0600熱八、電阻鉑-200500測溫精度高，便于遠距離、 多點、集中測量和自動控 制不能測咼溫，須注意環境溫度的影響銅-50150熱敏-50300工業上常用的溫度測量熱電偶熱電偶是工業上最常用的溫度檢測元件之一。其優點是: 測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。 測量范圍廣。常用的熱電偶從-50+1600C均可連續測量，某些特殊熱電偶最 低可測到-269 C （如金鐵鎳鉻），最高可達+2800C（如鎢-錸）。 構造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大 小和開

25、頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。.熱電偶測溫基本原理將兩種不同材料的導體或半導體 A和B焊接起來，構成 一個閉合回路，如圖2-1-1所示。當導體A和B的兩個 執著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產生電動勢， 因而在回路中形成一定大小的電流，這種現象稱為熱電 效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。如圖2-1-1所示，熱電偶的一端將 A、B兩種導體焊在一起，置于溫度為t的被測介中稱為自由端，放在溫度為to的恒定溫度下。當工作端的被測介質溫度發 生變化時，熱電勢隨之發生變化，將熱電勢送入顯示儀表進行指示或記錄，或 送入微機進行處理，即可獲得溫度值。(2-1-3 )熱電偶兩端的熱電勢差可以用

26、下式表示:Et - eAB t - eAB to式中：Et 熱電偶的熱電勢；eAB（t）溫度為t時工作端的熱電勢；eAB（t o）溫度為t o時自由端的熱電勢當自由端溫度to恒定時，熱電勢只與工作端的溫度有關，即Ei=f（t）注意：1。不同型號的熱電偶配相應的補償導線。熱電阻熱電阻是中低溫區最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高， 性能穩定。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業測溫, 而且被制成標準的基準儀。熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行 溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應用最多的是鉑和銅壓力是工業生產中的重要參數之一，

27、為了保證生產正常運行，必須對壓力進 行監測和控制，但需說明的是，這里所說的壓力，實際上是物理概念中的壓強， 即垂直作用在單位面積上的力。法定計量單位是帕斯卡（簡稱帕），符號為Pa.在壓力測量中，常用絕對壓力、表壓力、負壓力或真空度之分。所謂絕對壓力是指被測介質作用在容器單位面積上的全部壓力，用符號Pj表示。用來測量絕對壓力的儀表稱為絕對壓力表。地面上的空氣柱所產生的平均壓力稱為大氣 壓力，用符號Pq表示。用來測量大氣氣壓力的儀表叫氣壓表。絕對壓力與大氣壓力之差。稱為表壓力，用符號Pb表示。即Pb二卩巾4。當絕對壓力值小于大氣壓力 值時，表壓力為負值（即負壓力），此負壓力值的絕對值，稱為真空度，

28、用符號 Pz表示。用來測量真空度的儀表稱為真空表。既能測量壓力值又能測量真空度的 儀表叫壓力真空表。222單位轉換1mmH2O=9.81Pa1kgf/cm2=0.981 x 105Pa1mmHg=133.2Pa1 bar=105Pa1atm=101325Pa1psi=6.895kpa壓力檢測方法與測壓儀表?按信號原理不同分四類：?液柱式壓力計?彈性式壓力計?電氣式壓力計：霍爾壓力變速器?活塞式壓力計壓力表的選擇?應根據被測壓力的種類（正壓、負壓或壓差）、被測介質的物理、化學性質（腐蝕等）和用途（是否遠傳）以及生產過程所提的技術要求，本著既要滿足 測量準確度，又經濟的原則，合理地選擇壓力表的型號

29、、量程和精度等級。?為了保護壓力表，一般在被測壓力較穩定的情況下，其最高壓力值不應超過 儀表量程的2/3 ;若被測壓力波動較大，其最高壓力值應低于儀表量程的1/2。1/3?為了保證實際測量的精度，被測壓力的最小值不應儀表量程的?對某些特殊的介質，如氧氣、氨氣等有專用的壓力表。?在測量一般介質時，壓力在-40 040kPa時，宜選用膜盒式壓力表；40kPa 以上，宜選用彈簧管壓力表或波紋管壓力表；-1MPa 02.4MPa時，宜選用壓力真空表。壓力表的安裝?取壓管口應與工質流動方向垂直。測點要選在其前后有足夠長直管段的地方， 以保證儀表所測的是介質的靜壓。?防止儀表傳感器與高溫或有害的被測介質直

30、接接觸。如：測量高溫蒸汽時， 應加裝冷凝盤管；測量含塵氣體時，應裝設灰塵捕集器；對于有腐蝕性的介質， 應加裝充有中性介質的隔離容器；對于測量溫度高于60C的介質，一般要加環形圈（冷凝）。?取壓口的位置，對于測量氣體介質的，一般位于工藝管道的上部；測量蒸汽 的，應位于工藝管道的兩側偏上。（這樣可以防止工藝管道底部的固體介質進 入測量管道和儀表。）?對于測量液體的，取壓口應位于工藝管道的下部，這樣可以讓液體內析出的 少量氣體不進入測量管和儀表。?取壓口與壓力表間應裝隔離閥，檢修用。?對于水平敷設的壓力信號導管應有3%勺坡度，以便排除導管內積水或積汽。 壓力表的檢驗?常用標準儀器是活塞式壓力表。51

31、】作液；血被咬壓力表；7手輪：K絲樸;9F搖聚活塞：10油杯;J1-進油閥F輪;12托盤：13標準壓力蕃：門一門弩叼；d詞2.3物位儀表在化工工業生產過程中，常遇到大量的液體物料和固體物料，它們占有一 定的體積，堆成一定的高度，把生產過程中罐、塔、槽等容器中存放的液體表 面位置稱為液位；把料斗、堆場倉庫等儲存的固體塊，顆粒、粉粒等的堆積高 度和表面位置稱為料位；兩種互不相溶的物質的蚧面位置叫作蚧位。液位、料 位以及相界面總稱為物位。對物位進行測量的儀表被稱為物位檢測儀表。物位測量的主要目的有兩個；一是通過物位測量來確定容器中的原料，產 品或半成品的數量，以保證連續供應生產中各個五一節所需的物料

32、或進行經濟 核算；另一個是通過物位測量，了解物位是否在規定的范圍內，以便使生產過 程政黨進行，保證產品的質量、產量和生產安全。物位測量儀表的種類很多，如果按液位、料位、界面可分為： 測量液位的儀表：玻璃管（板）式、稱重式、浮力式（浮筒、浮球、浮 標）、靜壓式（壓力式、差壓式）電容式、電阻式、超聲波式、放射性式、激光 式及微波式等 測量界面的儀表：浮力式、差壓式、電極式和超聲波式等；測量料位的儀表：重錘探測式、音叉式、超聲波式、激光式、放射 性式等。表中所列為常用的連續測量型的物位儀表類型基本原理代表產品特點浮力式液位計應用浮力原理測量液位浮球式液位計浮筒式液位計以機械結構為主，體積笨重， 但維

33、護簡單。測量的量程有限適合于粘度小、無結晶、無腐 蝕的介質。靜壓式液位計液柱的高度與液柱產生的靜壓成正比差壓變送器單/雙法蘭式差壓變送器投入式液位變送器使用最廣泛安裝方便適合于腐蝕性介質價格適中超聲波式用壓電晶體作探頭 發射聲波，聲波遇到 兩相界面被反射回 來又被探頭所吸收， 根據聲波來回時間 而測出物體高度。超聲波物位計非接觸式測量測量范圍寬，液體、粉末、塊 體的物位均可。受被測介質溫度、壓力、密度 變化的影響。價格較咼微波式物位計天線發射微波，微波 遇到物料界面被反 射，雷達系統接收反 射信號，根據微波的 行程時間而測出物雷達物位計非接觸式測量測量范圍寬，液體、粉末、塊 體的物位均可。不受

34、被測介質溫度、壓力、密 度變化的影響。位高度。測里精度咼，價格咼昂2.4流量儀表工業生產過程中另一個重要參數就是流量。 流量就是單位時間內流經某一截 面的流體數量。流量可用體積流量和質量流量來表示。其單位分別用mVh、L/h和kg/h等。流量計是指測量流體流量的儀表，它能指示和記錄某瞬時流體的流量值；計 量表（總量表）是指測量流體總量的儀表，它能累計某段時間間隔內流體的總 量，即各瞬時流量的累加和，如水表、煤氣表等等。工業上常用的流量儀表可分為兩大類。（1）速度式流量計 以測量流全在管道中的流速作為測量依據來計算流量 的儀表。如差壓式流量計、變面積流量計、電磁流量計、漩渦流量計、沖量式 流量計

35、、激光流量計、堰式流量計和葉輪水表等。（2）容積式流量計 它以單位時間內所排出的流體固定容積的數目作為測 量依據，如橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、喬板式流量計和活塞式流量計等等。流量測量以孔板測量為主，還有文丘里、噴咀、皮托管、電磁流量計、渦 輪流量計、質量流量計、轉子流量計等流量儀表。2.5分析儀表分析儀表是檢測化工生產中化學成分不可缺少的工具，隨著電子技術發展 和生產要求，分析儀表的作用越來越明顯。在線分析儀表在一期裝置中得到廣 泛的使用，有氧分析儀、硫分析儀、工業色譜儀、紅外線儀、PH儀、電導儀等40多臺套。合成氨和氨加工生產中，采用氣相色譜儀等分析儀器分析原料氣、 轉化氣、合成氣的各種組

36、分含量，控制氫氮比、水碳比、氨碳比，把設定值保 持在最佳值上，達到增產、節能、環保要求。2.6調節閥簡介261基本概念調節閥在調節系統是必不可少的，它是組成化工自動化系統的重要環節， 被稱為生產過程自動化的“手腳”。調節閥是直接安裝在工藝管道上，使用條件惡劣，如高溫高壓、深冷、有 毒、易燃、易爆、易結晶、易腐蝕等，它的好壞直接影響到系統的品質。如果 使用不當或維修不善，就會發生問題，影響生產的正常運行。國際電工委員會IEC對調節閥（國外稱控制閥CONTROVALVE的定義為“工 業控制系統中由動力操作的裝置形成的終端元件，電腦包括一個閥體部件，內 部有一個改變過程流體流率的組件，閥體部件又與一

37、個或多個執行機構相連。 執行機構用來響應控制元件送來的信號。”可見，調節閥由執行機構和閥體部件 兩部分組成。分類調節閥按其驅動方式可分為氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥調節閥按其行程可分為直行程、角行程兩大類263氣動調節閥附件定位器、過濾減壓閥、閥位開關、保位閥、電磁閥、手輪機構等四、控制儀表4.1、DCS空制系統DCS是分布式控制系統的英文縮寫（Distributed Co ntrol System），在國內自控行業又稱之為集散控制系統。DCS是計算機技術、控制技術和網絡技術高度結合的產物。DCS®常采用若 干個控制器（過程站）對一個生產過程中的眾多控制點進行控制，各控制器間

38、通過網絡連接并可進行數據交換。操作采用計算機操作站，通過網絡與控制器 連接，收集生產數據，傳達操作指令。因此，DCS勺主要特點歸結為一句話就是： 分散控制集中管理。DC大致經歷了四個發展階段，相應地有四代的基本結構.第一階段（初創期），1975年一 1980年圖1第一代DCS結構第二階段成熟期），1980年一 1985年ffi 2第二代&CS的基衣結構第三階段（擴展期），1985年一2000年DC向計算機網絡控制擴展，將過程控制、監督控制和管理調度進一步結合 起來，并且加強斷續系統功能，采用專家系統，制造自動化協議MAP（Manufacture Automation Protocol）

39、 標準，以及硬件上諸多新技術。這一代的典型產品中， 有的是在原有基礎上擴展，如美國 Honeywell公司擴展后的TDCS 300Q橫河電 機的CENTUM-）和UX,美國西屋公司的WDPF II等，也有的是新發展的系統，女口 Foxboro公司的I/A Series等。這一代產品的進一步發展就是計算機集成制造 （生 產）系統CIM（Computer In tegrated Ma nu facturi ng），即將企業行政事務信息與工廠控制系統集成為一體的計算機系統。這一代產品結構層次有了進一步發展，它自下而上一般可分為過程控制級, 控制管理級，生產管理級和經營管理級這四個層次，第四階段：第四

40、代DC系統，2000年以后第四代DCS勺體系結構主要分為四層結構：現場儀表層、控制裝置單元層、 工廠（車間）層和企業管理層。一般DC廠商主要提供除企業管理層之外的三層 功能，而企業管理層則通過提供開放的數據庫接口，連接第三方的管理軟件平 臺（ERP, CRM, SCM等）。所以說，當今DC主要提供工廠（車間）級的所有控制和 管理功能，并集成全企業的信息管理功能。例如以Hon eywell公司最新推出的Experion PKS（過程知識系統）、Emerson公司的 P1antWeb （Emerson Process Management）, Foxboro公司A2、橫河公司的R3 （PRM-_-

41、CT資源管理系統）和ABB 公司的In dustrial IT 系統。第四代DCS勺特點主要體現在以下三個方面：1）DCS充分體現信息化和集成化。信息和集成基木描述了當今DC系統正在發生的變化。用戶已經可以采集整個工廠車間和過程的信息數據，但是用戶希 望這些大量的數據能夠以合適的方式體現，并幫助決策過程，讓用戶以其他明 白的方式，在方便的地方得到真正需要的數據。信息化體現在各DC系統已經不是一個以控制功能為主的控制系統，而是一個充 分發揮信息管理功能的綜合平臺系統。DC提供了從現場到設備，從設備到車 間，從車間到工廠，從土廠到企業集團整個信息通道。這些信息充分體現了全 面性、準確性、實時性和系

42、統性。大部分DC提供了過去常規DC助能、SCADA監控和數據采集）功能以及MES （制造執行系統）的大部分功能。與ER不同，ME匯集了車間中用以管理和優化、 從下訂單到產成品的生產活動全過程的相關硬件或軟件組件，它控制和利用實 時準確的制造信息來指導、傳授、響應并報告車間發生的各項活動，同時向企 業決策支持過程提供有關生產活動的任務評價信息。ME的功能包括車間的資源分配、過程管理、質量控制、維護管理、數據采集、性能分析和物料管理等功 能模型，與DCS目關的各功能模塊有資源配置與狀態（Resource Allocation and Status ）、派遣生產單元（Dispatching Prod

43、uction Units）、文檔控制（DocumentControl）、數據收集 / 獲取（Data Collection/Acquisition）、勞工管理（LaborManagement、質量管理（QualityManagement）、維護管理（Maintenance Man ageme nt、產品跟蹤（Product Track in g）, 性能分析（Performa nee An alysis）DCS勺集成性則體現在兩個方面：功能的集成和產品的集成。過去的DC廠 商基本土是以自主開發為主，提供的系統也是自己的系統。當今的DC廠商更強調的系統集成性和方案能力，DC中除保留傳統DC所實現

44、的過程控制功能之外， 還集成了 PLC可編程邏輯控制器）、RTU采集發送器）、FCS各種多回路調節 器、各種智能采集或控制單元等。此外，各 DC廠商不再把開發組態軟件或制造 各種硬件單元視為核心技術，而是紛紛把DCS勺各個組成部分采用第三方集成方 式或OEI方式。例如，多數DC曠商自己不再開發組態軟件平臺，而轉入采用兄 弟公司（如Foxbor。用Wonderware軟件為基礎）的通用組態軟件平臺的軟件平臺 （Emerson用Intellution的軟件平臺做基礎）。此外，或其它公司提供許多DCS!I/O組件也采用OEI方式（Foxboro采用Eurothem的I/O模塊，橫河的一家甚R睬用 富

45、士電機的Process IO作為I/。單元基礎，Honeywell公司的PKS系統則采用 Rockwell公司的PLC單元作為現場控制站。2）DCS變成真正的混合控制系統。過去 DC和PLC主要通過被控對象的特點（過 程控制和邏輯控制）來進行劃分。但是，第四代的DC己經將這種劃分模糊化了。 幾乎所有的第四代DC都包容了過程控制、邏輯控制和批處理控制，實現混合控 制。這也是為了適應用戶的真正控制需求。因為多數的工業企業絕不能簡單地 劃分為單一的過程控制和邏輯控制需求，而是由過程控制為主或邏輯控制為主 的分過程組成的。我們要實現整個生產過程的優化，提高整個工廠的效率，就 必須把整個生產過程納入統一

46、的分布式集成信息系統。例如，典型的造紙過程、 冶金系統、水泥生產過程、制藥生產過程和食品加工過程、發電過程，大部分 的化工生產過程都是由部分的連續調節控制和部分的邏輯連鎖控制構成。第四代的DC系統幾乎全部采用工EC61131-3標準進行組態軟件設計。該標 準原為PLC語言設計提供的標準。同時一些 DCS如 Honeywell公司的PKS還直接 采用成熟的PLC乍為控制站。多數的第四代DC都可以集成中小型PLC乍為底層 控制單元。今天的小型和微型PL（不僅具備了過去大型PLC勺所有基本邏輯運算 功能，而且高級運算、通信以及運動控制也能實現。3）DCS包含FC助能并進一步分散化。過去一段時間，一些

47、學者和廠商把DCSOFCS寸立起來。其實，真正推動FCS進步的仍然是世界主要幾家。CST商。所以， DC不會被FCS所弋替，而是DC會包容FCS實現真正的DCS如今，這一預測正 在被現實所驗證。所有的第四代DC都包含了各種形式的現場總線接口，可以支 持多種標準的現場總線儀表、執行機構等。此外，各DC還改變了原來機柜架式安裝1/0模件、相對集中的控制站結構，取而代之的是進一步分散的1/0模塊（導軌安裝），或小型化的1/0組件（可以現場安裝）或中小型的PLC.分布式控制的一個重要優點是邏輯分割，1:程師可以方便地把不同設備的控 制功能按設備分配到不同的合適控制單元上，這樣操作工可以根據需要對單個

48、控制單元進行模塊化的功能修改、下裝和調試。另一個優點是，各個控制單元 分布安裝在被控設備附近，既節省電纜，又可以提高該設備的控制速度。一些 DC還包括分布式HM就地操作站，人和機器將有機地融合在一起，共同完成一 個智能化工廠的各種操作。例如 Emersor的DeltaV, Foxboro的A2中的小模塊結 構、Ovation的分散模塊結構等。可以說，現在的 DC廠商己經越過炒作概念的 誤區，而是突出實用性。DC可以適應多種現場安裝模式：或用現場總線智能儀 表，或采用現場1/0智能模塊就地安裝（既節省信號電纜，又不用昂貴的智能儀 表），或采用柜式集中安裝（特別適合改造現場）。一切由用戶的現場條件

49、決定， 充分體現為用戶設想這個理念。4.2 可編程控制器 PLC （Programmable Logic Controller ）一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對箱體式PLC有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，當然按CPU性能分成若干型號，并按I/O點數又有若干規格。對模塊式 PLC有CPU模塊、I/O模 塊、內存、電源模塊、底板或機架。無任哪種結構類型的PLC都屬于總線式開放型結構，其I/O能力可按用戶需要進行擴展與組合。PLC的基本結構框圖如下:接受輸中央處理單元接驅動現場信號入CPU板口受控元件接部口件部輸件1出電源部件W1）、CPU勺構成P

50、LC中的CPU是 PLC的核心，起神經中樞的作用，每臺PLC至少有一個CPU 它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據，用掃描的方式采 集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，并存入規定的寄存器中，同時，診斷電 源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用 戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規定的任務產生相應的控制 信號，去指揮有關的控制電路，與通用計算機一樣，主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的 數據、控制及狀態總線構成，還有外圍芯片、總線接口及有關電路。它確定了 進行控制的規模、工作速度、內存容量等。內存主要用于存儲程序及數據，是 P

51、LC不可缺少的組成單元。CPU勺控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作 節奏由震蕩信號控制。CPU的運算器用于進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。CPU的寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工 作。CPU雖然劃分為以上幾個部分，但 PLC中的CPU芯片實際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對CPU內部的詳細分析已無必要，我們只要弄清它在PLC中的功能與性能，能正確地使用它就夠了。CPU模塊的外部表現就是它的工作狀態的種種顯示、種種接口及設定或控制 開關。一般講，CPU模塊總要有相應的狀態指示燈，如電源顯示、運行顯示、故 障顯示等。箱體式PLC

52、的主箱體也有這些顯示。它的總線接口，用于接 I/O模 板或底板，有內存接口，用于安裝內存，有外設口，用于接外部設備，有的還 有通訊口，用于進行通訊。CPU模塊上還有許多設定開關，用以對 PLC作設定， 如設定起始工作方式、內存區等。2）、I/O 模塊：PLC的對外功能，主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯系的，按I/O點數 確定模塊規格及數量，I/O模塊可多可少，但其最大數受CPL所能管理的基本配 置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。I/O模塊集成了 PLC的I/O電路， 其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。3）、電源模塊：有些PLC中的電源，是與CPL模塊合二為一的，

53、有些是分開的，其主要用 途是為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流220VAC或 110VAC直流電源，加的為直流電壓，常用的為 24V。4）、底板或機架：大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的 聯系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各 模塊構成一個整體。5）、PLC的外部設備外部設備是PLC系統不可分割的一部分，它有四大類1. 編程設備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統作一些設定、監控PLC及 PLC所控制的系統的工作狀況。編程器是 PL

54、C開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件，但它不直接參與現場控制運行2. 監控設備：有數據監視器和圖形監視器。直接監視數據或通過畫面監視數據。3. 存儲設備：有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器，用于永久性地存儲用戶數據，使用戶程序不丟失，如 EPROMEEPRO寫入器等。4. 輸入輸出設備：用于接收信號或輸出信號，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器，打印機等。6）、PLC的通信聯網PLC具有通信聯網的功能，它使PLC與 PLC之間、PLC與上位計算機以及其 他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。現 在幾乎所有的PLC新產品都有通信聯網功能，它和計算機一樣具有RS-232接口， 通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公