儀表基礎(chǔ)知識課件

1、2024/3/21,1,內(nèi)蒙古磴口,儀表基礎(chǔ)知識介紹,2024/3/21,2,第一章 儀表及自動化的基本知識,1·儀表及自動化的產(chǎn)生和發(fā)展2·儀表的常用信號簡介3·儀表的分類4·儀表的工作原理,,,2024/3/21,3,儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據(jù)《韓非子·有度》記載，中國在戰(zhàn)國時期已有了利用天然磁鐵制成的指南儀器，稱為司南。古代的儀器在很長的歷史時期中多屬用以定向、計時或供度量衡

2、用的簡單儀器。 　　　　17～18世紀(jì)，歐洲的一些物理學(xué)家開始利用電流與磁場作用力的原理制成簡單的檢流計；利用光學(xué)透鏡制成的望遠(yuǎn)鏡，奠定了電學(xué)和光學(xué)儀器的基礎(chǔ)。其它一些用于測量和觀察的各種儀器也遂逐漸得到了發(fā)展。 　　　　19世紀(jì)到20世紀(jì)，工業(yè)革命和現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)促進(jìn)了新學(xué)科和新技術(shù)的發(fā)展，后來又出現(xiàn)了電子計算機和空間技術(shù)等，儀器儀表因而也得到迅速的發(fā)展?，F(xiàn)代儀器儀表已成為測量、控制和實現(xiàn)自動化必不可少的技術(shù)工具。,,儀表的發(fā)展

3、歷史：,2024/3/21,4,工業(yè)自動化儀表重點發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上；,儀表發(fā)展的趨勢,儀表的分類,一、常規(guī)儀表二、主控室DCS及PLC,2024/3/21,5,常用儀表的信號,儀表常用的電信號包括：4—20mADC信號1—5VDC信號脈沖信號

4、RTD（熱電阻）PT100信號mV信號(熱電偶),2024/3/21,6,最常使用的一個工具,2024/3/21,7,萬用表,,萬用表又叫多用表、復(fù)用表。萬用表分為指針式萬用表和數(shù)字萬用表引。是一種多功能、多量程的測量儀表，一般萬用表可測量直流電流、直流電壓、交流電流、交流電壓、電阻等，還可以測交流電流、電容量、電感量。甚至是頻率和三極管的放大倍數(shù)。儀表里常見用來測量4-20mADC電流信號、交流電壓。24VDC電壓信號、回路

5、的通斷等 注意一點就是測量不同的條件要將表筆更換到相應(yīng)的插孔,2024/3/21,8,常用儀表信號,常見的調(diào)節(jié)閥氣源信號：20-100KPa40-200KPa80-240KPa氣缸閥氣源壓力一般不低于450KPa,2024/3/21,9,,儀表的量程：就是測量刻度上限減去刻度的下限，可不是測量能力范圍的上下限。一塊溫度儀表的測量刻度范圍為-20~100度，那么它的量程為120度。,2024/3/21,10,PI圖中常見的儀表

6、字母含義,舉例PDT-2120P—代表壓力D—代表差壓T—代表傳送或變送器,2024/3/21,11,PI圖中常見的儀表字母含義,2024/3/21,12,天然氣門站里早期的一張圖,2024/3/21,13,常規(guī)儀表的分類,一、壓力儀表二、溫度儀表三、流量儀表四、液位儀表五、特殊儀表（振動、位移等）六、分析儀表,2024/3/21,14,2024/3/21,15,壓力儀表,現(xiàn)場壓力表電接點壓力表壓力變送器/差壓變送

7、器壓力開關(guān),2024/3/21,16,壓力儀表,現(xiàn)場壓力表，從表盤直徑看最常見的有60mm,100mm,150mm 三種規(guī)格。從接口看最常見的有M20X1.5, 1/2NPT, 法蘭連接（有法蘭尺寸和耐壓等級要求）,2024/3/21,17,電接點壓力表一般有雙節(jié)點作為報警、或啟泵的條件。,壓力儀表,2024/3/21,18,壓力儀表,壓力變送器 最常見的分為電容式壓力變送器和單晶硅壓力變送器。其它還有擴撒硅壓力變送器。目

8、前主流壓力變送器主流幾乎都采用了智能協(xié)議。電容式壓力變送器：采用結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用且極穩(wěn)定的可變電容形式，可變電容由壓力腔上的膜片和固定在其上的絕緣電極所組成，當(dāng)感受到壓力變化時，膜片要產(chǎn)生微微的翹曲變形，從而改變了兩極的間距，采用獨特的檢測電路測電容的微小變化，并進(jìn)行線性處理和溫度補償。傳感器輸出與被測壓力成正比的直流電壓或電流信號。精巧的結(jié)構(gòu)、高性能的材料及先進(jìn)的檢測電路的完美結(jié)合，賦予了電容式 壓力變送器以很高的性能。,202

9、4/3/21,19,單晶硅諧振式傳感器：是一塊單晶硅芯片上采用微電子機械加工技術(shù)，在單晶硅芯片上制成兩個完全一致的H形狀的諧振梁，并以一定的頻率產(chǎn)生振動。其諧振頻率取決于梁的長度和張力，其梁的長度已經(jīng)確定，而張力是隨壓力變化而變化。從而把壓力的變化轉(zhuǎn)換成頻率的變化，對差壓采用頻率差分技術(shù)，并將頻率差信號直接輸出到CPU進(jìn)行運算和A/D轉(zhuǎn)換。,2024/3/21,20,差壓變送器 一般使用來測量阻力、液位或者與流量節(jié)流元件

10、配套使用測量流量儀表。 該類型儀表往往與三閥組或者五閥組配套使用。 目前國內(nèi)應(yīng)用三閥組較為普遍。對于三閥組類型的儀表有一個開關(guān)投用程序。,投用三閥組：開正壓閥，再關(guān)平衡閥，再開負(fù)壓閥；關(guān)閉三閥組：關(guān)負(fù)壓閥，打開平衡閥，關(guān)正壓閥。,2024/3/21,21,最具有代表性的壓力變送器：1、EJA川儀橫河（重慶川儀），通訊時疊加Brain或Hart協(xié)議的數(shù)字信號。2、Rosemount（中國北京遠(yuǎn)東）通訊時疊加Hart

11、協(xié)議的數(shù)字信號。通訊時有專用的手操器，可以在主控室、現(xiàn)場進(jìn)行儀表的組態(tài)。,壓力儀表—壓力變送器,艾默生公司生產(chǎn)的375手操器,2024/3/21,22,壓力儀表—壓力開關(guān),壓力開關(guān)1、壓力開關(guān)是一種簡單的（壓力控制裝置），當(dāng)被測壓力達(dá)到額定值時，壓力開關(guān)可發(fā)出（警報或控制）信號。 2、壓力開關(guān)的工作原理是：當(dāng)被測壓力超過額定值時，彈性元件的自由端（產(chǎn)生位移），直接或經(jīng)過比較后推動（開關(guān)元件），改變（開關(guān)元件）的通斷狀態(tài)，達(dá)到控制被測

12、壓力的目的。 3.壓力開關(guān)采用的彈性元件有（單圈彈簧管）、（膜片）、（膜盒）及（波紋管）等。 開關(guān)元件有（磁性開關(guān)）、（水銀開關(guān)）、（微動開關(guān)）等。 4.壓力開關(guān)的開關(guān)形式有（常開式）和（常閉式）兩種。 5、壓力開關(guān)的調(diào)節(jié)方式有（兩位式）和（三位式）兩種。 6.壓力開關(guān)的參數(shù)可調(diào)，依實際使用壓力范圍調(diào)節(jié),2024/3/21,23,,溫度儀表,玻璃管溫度計 雙金屬溫度計　　壓力式溫度計　　熱電阻 熱電偶

13、 溫度變送器　 溫度開關(guān) 非接觸式溫度計,2024/3/21,24,玻璃管溫度計：這種溫度表非常簡單、普通。目前高精度的往往使用在儀表校驗間實驗室內(nèi)。由于價格便宜，目前工廠內(nèi)還有應(yīng)用。,2024/3/21,25,由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片在溫度改變時，兩面的熱脹冷縮程度不同，因此在不同的溫度下，其彎曲程度發(fā)生改變。利用這一原理，制成溫度計叫雙金屬溫度計。,雙金屬溫度計,2024/3/21,26,

14、壓力式溫度計,壓力表式溫度計的測量原理 壓力表式溫度計是根據(jù)在封閉容器中的液體、氣體或低沸點液體和飽和蒸汽，受熱后體積膨脹或壓力變化這一原理而制作的，并用壓力來測量這種變化，從而測得溫度。 壓力表式溫度計主要由以下三部分組成： 1.溫包——溫包是直接與被測介質(zhì)相接觸來感受溫度變化的元件，因此要求它具有高的強度，小的膨脹系數(shù)，高的導(dǎo)熱率以及抗腐蝕等性質(zhì)，根據(jù)所充工作介質(zhì)和被測介質(zhì)的不同，溫包可用銅合金，鋼或不銹鋼來制造。 2.毛細(xì)管——它

15、是用銅或鋼等材料冷拉成的無縫圓管，用來傳遞壓力的變化。 3.彈簧管——它就是一般壓力表用的彈性元件。,2024/3/21,27,熱電阻,熱電阻是中低溫區(qū)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(wěn)定。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。,熱電阻測溫原理： 熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和

16、銅。 我們這套液化天然氣項目中采用了大量的PT100型號的鉑熱電阻體。又分為單支、雙支。PT100類型電阻體對應(yīng) 0℃時阻值為100Ω。標(biāo)準(zhǔn)的熱電阻回路國內(nèi)一般采用三線制，采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測量誤差。這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其連接導(dǎo)線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測量誤差。采用三線制，將導(dǎo)線一根接到電橋

17、的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測量誤差。熱電阻將鉑熱電阻體的電阻信號直接轉(zhuǎn)換為4~20mADC的標(biāo)準(zhǔn)信號一體化儀表就是溫度變送器中比較常見的一種。,2024/3/21,28,熱電阻接線方式。,2024/3/21,29,熱電偶,熱電偶是中高溫區(qū)最常用的一種溫度檢測元件。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電偶的工作原理

18、 兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。熱電偶按材料分最常用的為K型（4.096mV）K 鎳鉻--鎳硅 -200-+1000℃ ,E型(6.319mV),鎳鉻 銅鎳 -200-+700 ℃。,2024/3/21,30,如圖所示，兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B

19、焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。置于被測溫度為 t 的介質(zhì) 中，稱為工作段，另一端為自由端，放在溫度為t0的恒定溫度下，當(dāng)工作段的被測介質(zhì)溫度發(fā)生變化時，熱電勢也隨溫度發(fā)生一定規(guī)律的變化。,熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢，其大小只與電極材料與兩端的溫差有關(guān)，而與熱電極的長度和直徑的粗細(xì)無關(guān)。采用熱電偶為測量元件的變送器稱之為熱電偶溫度變送器。從外觀上看，熱電阻和熱電偶溫度變送器沒有太大的區(qū)別。,2024/3/21,31,熱電偶產(chǎn)生熱電勢的條件是

20、兩熱電極材料相異、兩接點溫度相異。,2024/3/21,32,溫度變送器的作用:有人說是測量溫度的，這是不對的。其作用是將檢測的熱電偶或則熱電阻等溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的儀表信號如4-20mADC,或者1-5VDC.,2024/3/21,33,溫度開關(guān),溫度開關(guān)傳統(tǒng)的溫度開關(guān)多為機械式，其分為：蒸氣壓力式溫控器、液體膨脹式溫控器、氣體吸附式溫控器、金屬膨脹式溫控器。目前我廠沒有使用該產(chǎn)品,2024/3/21,34,非接觸式溫度計,

21、溫度儀表,非接觸式溫度計是靠紅外輻射,亮度,色差等方法感應(yīng)、比較，得出被測物件溫度。好處是可遙測，量程大，可測極高溫物件。如紅外測溫計、亮度測溫計等。缺點是一般精度不高。 但是作為工廠輔助測溫元件是不可缺少的。,2024/3/21,35,渦輪流量計孔板流量計（含一體化孔板流量計）質(zhì)量流量計轉(zhuǎn)子流量計渦街流量計超聲波流量計電磁流量計明渠流量計,流量儀表,楔形流量計靶式流量計,2024/3/21,36,在天然氣國際計量協(xié)會和

22、中國的標(biāo)準(zhǔn)里目前得到認(rèn)可的流量計只有三種：1、渦輪流量計： GB/T 21391-2008“用渦輪流量計測量天然氣流量”，主要參考標(biāo)準(zhǔn)是EN12261、AGA7號報告和ISO標(biāo)準(zhǔn)9952:1993 2、孔板流量計： GB/T 21446-2008“用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計測量天然氣流量”，主要參考標(biāo)準(zhǔn)是AGA3號報告和ISO5167:2003。3、超聲波流量計：GB/T 18604-2001“用超聲流量計測量天然氣流量”，主要參考標(biāo)

23、準(zhǔn)是AGA9號報告和ISO技 術(shù)報告12765。,天然氣計量,2024/3/21,37,流量計,渦輪流量計：當(dāng)被測流體流過渦輪流量計傳感器時，在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。 qv=f/K (7.1)  qm=qvρ (7.2)式中 qv,qm－分別為

24、體積流量，m3/s，質(zhì)量流量，kg/s；f－流量計輸出信號的頻率，Hz；K－流量計的儀表系數(shù)，P/m3。,2024/3/21,38,孔板流量計：充滿管道的流體，當(dāng)它們流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時，流束將在節(jié)流裝置的節(jié)流件處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓力降，即壓差，介質(zhì)流動的流量越大，在節(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大，所以孔板流量計可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。這種測量方法是以能量守衡定律和流動連

25、續(xù)性定律為基準(zhǔn)的。,流量計,2024/3/21,39,儀表里標(biāo)準(zhǔn)的三種節(jié)流元件：a: 孔板b: 噴嘴c: 文丘里管,對于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件，流體的流量與其差壓成（方根）關(guān)系Q=K*SQRT(P)其中為差壓，想一想，如果取壓段有一段堵了，會是什么情況？,2024/3/21,40,孔板的取壓口方向,1、節(jié)流裝置安裝在垂直管道上時，取壓口的位置在取壓裝置的平面上可任意選擇；2、節(jié)流裝置安裝在水平管道或傾斜管道上時，取壓口的位置選擇取決于

26、被測介質(zhì)的特性，見下圖：,問題：如果孔板裝反了會有什情況發(fā)生？,2024/3/21,41,2、安裝基本要求①垂直度節(jié)流件上游端面與管道軸線的垂直度不大于1°。②不同軸度節(jié)流件應(yīng)與管道同軸。③直管段長度節(jié)流裝置應(yīng)安裝在兩段有恒定橫截面積的圓筒形直管段之間，最短直管段長度隨節(jié)流件形式、阻流件形式和直徑比而異。關(guān)于直管段的問題：下面給出了一個表格。2003年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織公布了ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)，對直管段做了新的

27、要求。但國標(biāo)的改變壓力很大，一直沒有出來。,2024/3/21,42,2024/3/21,43,質(zhì)量流量計,質(zhì)量流量計,流體在旋轉(zhuǎn)的管內(nèi)流動時會對管壁產(chǎn)生一個力，它是科里奧利在1832年研究水輪機時發(fā)現(xiàn)的，簡稱科氏力。質(zhì)量流量計以科氏力為基礎(chǔ)，在傳感器內(nèi)部有兩根平行的T型振管，中部裝有驅(qū)動線圈，兩端裝有拾振線圈，變送器提供的激勵電壓加到驅(qū)動線圈上時，振動管作往復(fù)周在振管周期振動，工業(yè)過程的流體介質(zhì)流經(jīng)傳感器的振動管，就會上

28、產(chǎn)生科氏力效應(yīng)，使兩根振管扭轉(zhuǎn)振動，安裝在振管兩端的拾振線圈將產(chǎn)生相位不同的兩組信號，這兩個信號差與流經(jīng)傳感器的流體質(zhì)量流量成比例關(guān)系。計算機解算出流經(jīng)振管的質(zhì)量流量。不同的介質(zhì)流經(jīng)傳感器時，振管的主振頻率不同，據(jù)此解算出介質(zhì)密度。安裝在傳感器器振管上的鉑電阻可間接測量介質(zhì)的溫度。,2024/3/21,44,2024/3/21,45,轉(zhuǎn)子流量計,轉(zhuǎn)子流量計,浮子流量計,又稱轉(zhuǎn)子流量計,是變面積式流量計的一種 , 在一根由下向

29、上擴大的垂直錐管中 , 圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的 , 浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下運動，與浮子重量平衡后，通過磁耦合傳到與刻度盤指示流量。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計。金屬轉(zhuǎn)子流量計是工業(yè)上最常用的，對于小管徑腐蝕性介質(zhì)通常用玻璃材質(zhì)，由于玻璃材質(zhì)的本身易碎性，關(guān)鍵的控制點也有用全鈦材等貴重金屬為材質(zhì)的轉(zhuǎn)子流量計,2024/3/21,46,渦街流量計,渦街流量計,在流體中安放一個非流線型旋渦發(fā)

30、生體，使流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離，釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的旋渦，且在一定范圍內(nèi)旋渦分離頻率與流量成正比的流量計。,2024/3/21,47,超聲波流量計,超聲波流量計依據(jù)測量原理常見的有兩類： 時間差計量（傳播速度差法） 多普勒原理計量 右圖為丹尼爾超聲波流量計在中國非常具有代表性。,2024/3/21,48,2024/3/21,49,2024/3/21,50,2024/3/21,51,多普勒超聲波流量計為利用多普勒

31、效應(yīng)工作。如附圖所示其通過對流體中顆粒與氣泡的反射，使得傳輸頻率被線性改變。其最終結(jié)果是發(fā)射器與接收器頻率之間的轉(zhuǎn)換，該值與流速存在直接關(guān)系。,超聲波流量計,,2024/3/21,52,電磁波流量計,,電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第實驗中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不

32、導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。,2024/3/21,53,差壓液位變送器雙（法蘭液位計）電浮筒式液位磁翻板液位計玻璃板液位計鋼帶式液位計雷達(dá)液位計超聲波液位計深度液位計核輻射料位計,液位料位儀表,2024/3/21,54,差壓液位變送器雙（法蘭液位計）,利用對測量介質(zhì)的兩點之間由于存在液位高度所產(chǎn)生的壓差進(jìn)行測量的變送器儀表。和測量阻力表幾乎一樣，只不過壓差范圍要小。雙法蘭屬于一種特殊

33、的差壓變送器。,2024/3/21,55,電浮筒液位計,電浮筒是根據(jù)阿基米德原理工作的，當(dāng)液位變化時，浮筒（寬度是沉筒）所受浮力變化，通過支點，使扭力管受力作用后產(chǎn)生扭變，檢測元件檢測出后，變送器功能模塊電路將測量信號經(jīng)緩沖、放大和電壓/電流變換后，輸出4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，此時與作用在浮筒上的浮力成正比例變化。,2024/3/21,56,磁翻板液位計,磁翻板式液位變送器是以浮子內(nèi)磁鋼驅(qū)動雙色薄片的翻轉(zhuǎn)來指示液位的一種新型儀表。主體

34、內(nèi)磁浮子隨液位的升降而上下運動，同時驅(qū)使主體外指示器內(nèi)的雙色薄片翻轉(zhuǎn)，有液位時轉(zhuǎn)示紅色、無液位時轉(zhuǎn)示白色。,2024/3/21,57,玻璃板液位計,根據(jù)連通器原理，將容器內(nèi)介質(zhì)液體引至外部玻璃板液位計內(nèi)，通過透明玻璃直接顯示容器內(nèi)液位實際高度。,2024/3/21,58,鋼帶式液位計,鋼帶浮子式液位計罐內(nèi)有浮子，有導(dǎo)向繩外壁常見的有兩種液位指示一種為帶磁性的擺錘。帶磁翻板指示。還一種是能夠直接顯示高度的帶數(shù)字的鋼

35、帶。,2024/3/21,59,特殊儀表,振動監(jiān)視儀表振動軸位移檢測,2024/3/21,60,2024/3/21,61,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。而根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱為電渦流式傳感器。,當(dāng)被測金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時，探頭中線圈的阻值也發(fā)生變化，阻值的變化引起振蕩電壓幅度的變化，而這個隨距離

36、變化的振蕩電壓經(jīng)過檢波、濾波、線性補償、放大歸一處理轉(zhuǎn)化成電壓（電流）變化，最終完成機械位移(間隙)轉(zhuǎn)換成電壓（電流）。由上所述，電渦流傳感器工作系統(tǒng)中被測體可看作傳感器系統(tǒng)的一半，即一個電渦流位移傳感器的性能與被測體有關(guān)。,2024/3/21,62,分析儀表,可燃?xì)怏w檢測儀在線分析儀表. 在線色譜分析. 在線露點分析. 在線CO2分析,2024/3/21,63,可燃?xì)怏w檢測器，是可燃?xì)怏w檢測儀是對單一或多種可燃?xì)怏w濃度響應(yīng)的探

37、測器?？扇?xì)怏w檢測儀有催化型、紅外光學(xué)型兩種類型。催化型可燃?xì)怏w檢測器是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來測定可燃?xì)怏w濃度。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入探測器時，在鉑絲表面引起氧化反應(yīng)（無焰燃燒），其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化。,2024/3/21,64,紅外線氣體檢測器原理是：紅外線被可燃?xì)怏w吸收，對面的接收檢測器就接收到減弱的紅外線，同不被通過的參比紅外線接收器比較，就可以測量實際的濃度。,可燃?xì)怏w檢測器之紅外,20

38、24/3/21,65,根據(jù)國際電工委員會（IEC）對調(diào)節(jié)閥的定義（control valve，又名控制閥）。調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機構(gòu)和閥體部件兩部分組成。其中執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動裝置，它按信號 壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力。是推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移。 閥體是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，它直接與介質(zhì)接觸，由于調(diào)節(jié)閥的閥芯作用，改變調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積，達(dá)到調(diào)節(jié)目的。,調(diào)節(jié)閥,2024/3/21,66,調(diào)節(jié)閥,按執(zhí)行機構(gòu)劃分 ：氣動執(zhí)行機構(gòu) 電動執(zhí)行機

39、構(gòu)液動執(zhí)行機構(gòu). 氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu) 氣動活塞執(zhí)行機構(gòu),2024/3/21,67,執(zhí)行機構(gòu)的組成有那幾部分組成？,2024/3/21,68,調(diào)節(jié)閥閥體一般情況下介質(zhì)流動方向是下進(jìn)上出。,調(diào)節(jié)閥閥體的結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)閥閥體的構(gòu)成,2024/3/21,69,常用的閥體種類有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉(zhuǎn)、蝶形、套筒式、球形等,2024/3/21,70,調(diào)節(jié)閥的作用方式選擇 　　調(diào)節(jié)閥的作用方式只是

40、在選用氣動執(zhí)行機構(gòu)時才有，其作用方式通過執(zhí)行機構(gòu)正反作用和閥門的正反作用組合形成。組合形式有4種即正正(氣關(guān)型)、正反(氣開型)、反正(氣開型)、反反(氣關(guān)型)，通過這四種組合形成的調(diào)節(jié)閥作用方式有氣開和氣關(guān)兩種。對于調(diào)節(jié)閥作用方式的選擇，主要從三方面考慮: 　　a)工藝生產(chǎn)安全; 　　b)介質(zhì)的特性; 　　c)保證產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)濟損失最小,2024/3/21,71,執(zhí)行機構(gòu)的正反作用執(zhí)行機構(gòu)的正反作用是指：當(dāng)氣信號增加時閥桿向

41、下移動，則為正作用。反之為反作用。上進(jìn)氣為正作用下進(jìn)氣為反作用,執(zhí)行機構(gòu)的正反作用,2024/3/21,72,上閥蓋常見類型,2024/3/21,73,調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線,調(diào)節(jié)閥的閥芯不一樣，其流量特性曲線，依據(jù)閥芯大致分為四種情況：快開直線等百分比拋物線,2024/3/21,74,直行程常見閥芯：a 平板型，雙導(dǎo)向，用于兩位閥b 柱塞型， 雙導(dǎo)向，用于直通單座c 柱塞型， 雙導(dǎo)向，用于直通雙座d

42、 柱塞型， 用于角形閥。e 柱塞型， 用于高壓閥。f\g\h 柱塞型，用于小流量閥 f為針型閥，g為球形，h為圓柱開槽形。i 窗口型，用于三通合流。J 為窗口型，用于三通分流。K 多級閥芯，用于高壓差閥I 套筒閥閥芯， 用于套筒閥,直行程的閥芯,2024/3/21,75,氣開和氣關(guān)是針對整個執(zhí)行器所說的，就是執(zhí)行機構(gòu)＋調(diào)節(jié)閥的這個系統(tǒng)。氣動信號增加，執(zhí)行器流通量口徑增加為氣開。反之，為氣關(guān)。,調(diào)節(jié)閥

43、氣開與氣關(guān),氣關(guān) 氣開 氣開 氣關(guān),2024/3/21,76,流開、流閉是對介質(zhì)流動方向而言，其定義為： 在節(jié)流口，介質(zhì)的流動方向向著閥打開方向流動（即與閥開方向相同）時，叫流開； 反之，向著閥關(guān)閉方向流動（即與閥關(guān)方向相同）時，叫流閉。 如簡圖為流開閥，流向反則為流閉閥。,流開、流閉,2024/3/21,77,故障

44、開故障關(guān)FO/FC,知道了調(diào)節(jié)閥的氣開與氣關(guān)，那么故障開與故障關(guān)就迎刃而解。當(dāng)調(diào)節(jié)閥失氣后閥位處在開位置就為氣開閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥失氣后閥位處在關(guān)位就為氣關(guān)閥,2024/3/21,78,在調(diào)節(jié)閥的本體上經(jīng)?？吹较旅嬉恍┓朌N 公稱通徑 單位 mmdN 閥座直徑 單位 mmPN 工稱壓力 單位MPa,2024/3/21,79,學(xué)習(xí)了調(diào)節(jié)閥后，再看以前曾經(jīng)學(xué)過孔板，那么孔板測量流量與調(diào)節(jié)閥在施

45、工過程中怎么安裝呢？孔板應(yīng)裝在調(diào)節(jié)閥1）閥前　　　2）閥后　　3）任意位置看看流程圖大家就明白了。,2024/3/21,80,開關(guān)閥,開關(guān)閥的種類很多，按閥體分最常見的有蝶閥、球閥按執(zhí)行機構(gòu)分：氣動、電動汽缸閥球閥彈簧復(fù)位氣缸球閥雙作用氣缸球閥蝶閥普通蝶閥偏心蝶閥,2024/3/21,81,這是一個氣動雙作用汽缸閥從結(jié)構(gòu)上看兩個進(jìn)氣排氣孔。一個閥位指示。其附件最重要有：電磁閥（這種類型一般配兩位五通電磁閥）

46、反饋開關(guān)（狀態(tài)開關(guān)）過濾減壓器,2024/3/21,82,2024/3/21,83,角行程雙氣缸球閥這種不同的是帶手輪,2024/3/21,84,2024/3/21,85,角行程閥芯a 偏心旋轉(zhuǎn)閥芯b 蝶形閥c 球形閥芯 用于O形閥d 球形閥芯 用于V形閥,2024/3/21,86,三偏心蝶閥,2024/3/21,87,三偏心蝶閥,2024/3/21,88,V形球閥,2024/3/21,89,2024/3/21

47、,90,常用控制基礎(chǔ)知識,2024/3/21,91,簡單控制什么是簡單控制呢？,2024/3/21,92,2024/3/21,93,閉環(huán)回路：閉環(huán)回路是指既有輸出控制，又有反饋信號的回路。 系統(tǒng)被控對象的輸出(被控制量)會反送回來影響控制器的輸出，形成一個或 多個閉環(huán)。開環(huán)回路：開環(huán)回路是指只有輸出控制，沒有反饋信號的回路。,2024/3/21,94,2024/3/21,95,PLC的原理

48、,,2024/3/21,96,可編程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡稱PC）。與個人計算機的PC相區(qū)別，用PLC表示。 PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會（IEC）頒布了對PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)

49、境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。 PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。目前：在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用非常普及。,2024/3/21,97,隨著計算

50、機技術(shù)的發(fā)展，今后PLC將會朝著以下兩個方向發(fā)展。 1．靈活和小型化 ;2．高功能和大型化 .,PLC的發(fā)展動向,2024/3/21,PLC的分類及功能PLC的分類按結(jié)構(gòu)形式分類整體式模塊式,按I／O點數(shù)和程序容量分類,2024/3/21,99,梯形圖語言 梯形圖是在原繼電器—接觸器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來的一種圖形語言。它是一種圖形語言，它將PLC內(nèi)部的各種編程元件和各種具有特

51、定功能的命令用專用圖形符號定義，并按控制要求將有關(guān)圖形符號按一定規(guī)律連接起來，構(gòu)成描述輸入、輸出之間控制關(guān)系的一種圖形。 目前用得最多的PLC編程語言。,,2024/3/21,100,PLC梯形圖與繼電器接觸器線路圖區(qū)別,,,繼電器觸接器線路圖中的電氣符號代表的是一個實際的物理器件，如繼電器、接觸器的線圈或觸點等，連線是“硬接線”，線路圖兩端有外接電源，連線中有真實的物理電流 PLC梯形圖表示的并不是一個

52、實際電路，而是一個控制程序。圖中的繼電器線圈以及觸點實際是存儲器中的一位，因此稱為“軟繼電器”。相應(yīng)位狀態(tài)為“1”，帶動自己的觸點動作,常開觸點閉合,常閉觸點斷開。相應(yīng)位狀態(tài)為“０”，表示該繼電器線圈斷電，其常開、常閉觸點保持原狀態(tài)。PLC梯形圖兩端沒有電源，連線上并沒有真實電流流過，僅是“概念”電流,2024/3/21,101,邏輯功能圖 “與”、“或”、“非”是邏輯函數(shù)的最基本的表達(dá)形式。用邏輯符號描述的PLC梯形圖為

53、邏輯功能圖.,,,2024/3/21,102,DCS,DCS簡介,2024/3/21,103,DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（Distributed Control System），在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。 　　即所謂的分布式控制系統(tǒng)，或在有些資料中稱之為集散系統(tǒng)，是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計算機控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級

54、計算機系統(tǒng)，綜合了計算機，通信、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。在系統(tǒng)功能方面，DCS和集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別不大，但在系統(tǒng)功能的實現(xiàn)方法上卻完全不同。,2024/3/21,104,DCS具有以下特點：,(1)高可靠性 由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機上實現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計，因此某一臺計算機出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺計算機所承擔(dān)的任務(wù)比較單

55、一，可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機，從而使系統(tǒng)中每臺計算機的可靠性也得到提高。 　　(2)開放性 DCS采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計，系統(tǒng)中各臺計算機采用局域網(wǎng)方式通信，實現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴充系統(tǒng)功能時，可將新增計算機方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機的工作。 　　(3)靈活性 通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相互間連接關(guān)

56、系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。 　　(4)易于維護 功能單一的小型或微型專用計算機，具有維護簡單、方便的特點，當(dāng)某一局部或某個計算機出現(xiàn)故障時，可以在不影響整個系統(tǒng)運行的情況下在線更換，迅速排除故障。 　　(5)協(xié)調(diào)性 各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。 　　(6)控制功能齊全

57、 控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，可實現(xiàn)串級、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測控制等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS的構(gòu)成方式十分靈活，可由專用的管理計算機站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計算機和可編程控制器構(gòu)成。 處于底層的過程控制級一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級計算機。生產(chǎn)監(jiān)控級