现代化工仪表及自动化概述

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,#,化 工 仪 表 及 自 动 化,绪 论,1,人工控,制,制与自,动,动控制,：,：水箱,水,水位控,制,制问题,水位测量与变送,执行器,控制器,给定,眼,手,脑,举个小,例,例子,人工控,制,制的步,骤,骤：,1.看（眼,）,）,测,测量,2.,判,判断、,思,思考（,脑,脑）,控制,器,器,3.执行（,手,手）,调,节,节阀,以上的,动,动作用,仪,仪器仪,表,表来完,成,成自动化,2,一、化,工,工自动,化,化意义,及,及目的,1.意,义,义,仪表：指用于,对,对生产,过,过程进,行,行自动,控,控制的,自,自动化,装,装置。,化工生,产,产过程,自,自动化,：,：在化工,设,设备、,装,装置及,管,管道上,，,，配置,一,一些自,动,动化装,置,置，替,代,代操作,工,工人的,部,部分或,全,全部的,确,确直接,劳,劳动，,使,使生产,在,在不同,程,程度上,自,自动地,进,进行。,这,这种部,分,分地或,全,全部地,用,用自动,化,化装置,来,来管理,化,化工生,产,产过程,的,的办法,，,，称为,化,化工生,产,产过程,自,自动化,，,，简称,为,为化工,自,自动化,。,。,3,2.目,的,的,（1）,加,加快生,产,产速度,、,、降低,生,生产成,本,本、提,高,高产品,产,产量和,质,质量。,（2）,减,减轻劳,动,动强度,、,、改善,劳,劳动条,件,件。,（3）,保,保证生,产,产、人,生,生安全,，,，防止,事,事故发,生,生或扩,大,大，延,长,长设备,使,使用寿,命,命、提,高,高设备,利,利用率,。,。,（4）,改,改变劳,动,动方式,，,，提高,工,工人文,化,化技术,水,水平，,适,适应当,代,代信息,技,技术革,命,命和信,息,息产业,革,革命需,要,要。,4,1.初级阶,段,段：,应用一,些,些自动,检,检测仪,表,表监视,生,生产，,利,利用手工操,作,作，工人,根,根据反,映,映主要,工,工艺参,数,数的仪,表,表指示,情,情况人,工,工地改,变,变操作,条,条件，,生,生产过,程,程单凭,经,经验进,行,行。对,于,于连续,生,生产的,化,化工厂,，,，在进,出,出物料,彼,彼此联,系,系中装,设,设了大,的,的贮槽,，,，可以,克,克服干,扰,扰影响,及,及稳定,生,生产，,但,但是生,产,产效率,低,低，设,备,备投资,大,大。,二、化,工,工自动,化,化的发,展,展概况,5,2.5060年,代,代：,开发化,工,工生产,各,各个操,作,作单元,，,，向着,大,大规模,、,、高效,率,率、连,续,续生产,、,、综合,利,利用方,向,向发展,。,。实际,生,生产中,应,应用的,自,自动控,制,制系统,主,主要是,压,压力、,流,流量、,液,液位和,温,温度四,大,大参数,的,的简单,控,控制。,串,串级、,比,比值、,多,多冲量,等,等复杂,控,控制系,统,统也得,到,到一定,程,程度发,展,展。自,动,动化技,术,术工具,主,主要是,基,基地式,电,电动、,气,气动仪,表,表及膜,片,片式的,单,单元组,合,合仪表,。,。此时,期,期由于,对,对化工,对,对象动,态,态特性,了,了解不,够,够深入,，,，因此,，,，半经,验,验、半,理,理论的,设,设计准,则,则和整,定,定公式,，,，在自,动,动控制,系,系统设,计,计和参,数,数整定,中,中起相,当,当重要,作,作用。,6,自动化,技,技术工,具,具方面,，,，气动2型和,电,电动2,型,型单元,组,组合式,仪,仪表刚,投,投入生,产,产不久,，,，气动3型和,电,电动3,型,型单元,组,组合式,仪,仪表相,继,继问世,，,，进一,步,步发展,到,到具有,多,多功能,的,的组装,仪,仪表、,智,智能式,仪,仪表，,为,为实现,各,各种特,殊,殊控制,规,规律提,供,供了条,件,件。新,型,型智能,传,传感器,和,和控制,仪,仪表的,问,问世使,仪,仪表与,计,计算机,之,之间的,直,直接联,系,系极为,方,方便。,而,而且，,电,电子计,算,算机的,作,作用也,越,越来越,大,大。,3.70年,代,代：,7,化工生,产,产过程,自,自动化,是,是一门,综,综合性,技,技术学,科,科，利,用,用自动,控,控制学,科,科、仪,器,器仪表,学,学科几,计,计算机,学,学科的,理,理论与,技,技术服,务,务于化,学,学工程,学,学科。,随,随着现,代,代科学,技,技术的,进,进步，,本,本学科,将,将不断,发,发展并,日,日益被,人,人们所,重,重视。,在,在化工,生,生产过,程,程中，,由,由于实,现,现了自,动,动化，,人,人们通,过,过自动,化,化装置,来,来管理,生,生产，,自,自动化,装,装置与,工,工艺及,设,设备已,结,结合成,为,为有机,的,的整体,。,。因此,，,，越来,越,越多的,工,工艺技,术,术人员,认,认识到,：,：学习,仪,仪表及,自,自动化,方,方面的,知,知识，,对,对于管,理,理与开,发,发现代,化,化化工,生,生产过,程,程是十,分,分必要,的,的,8,化工生,产,产过程,中,中需要,测,测量和,控,控制的,参,参数是,多,多种多,样,样的，,主,主要的,有,有热工量,（,（压力,、,、流量,、,、液位,、,、温度,等,等）和,成,成分（,或,或物性,）,）量。所以化,工,工自动,化,化仪表,按,按功能,不,不同，,大,大致分,为,为四类：,检测仪,表,表（各种,参,参数的,测,测量和,变,变送）,；,；,显示仪,表,表（模拟,量,量显示,和,和数字,量,量显示,）,）；,控制仪,表,表（气动,、,、电动,控,控制仪,表,表及数,字,字式控,制,制器）,；,；,执行器（气动,、,、电动,、,、液动,等,等执行,器,器）。,利用上,述,述各类,仪,仪表，,可,可以构,成,成自动检,测,测、自动操,纵,纵、自,动,动保护,和,和自动,控,控制这样四,种,种自动,化,化系统,，,，他们,的,的作用,如,如下：,三、自,动,动化系,统,统及仪,表,表的分,类,类,9,1.自,动,动检测,系,系统,利用各,种,种仪表,对,对生产,过,过程中,主,主要工,艺,艺参数,进,进行测,量,量、指,示,示或记,录,录的，,称,称为自,动,动检测,系,系统。它代替,了,了操作,人,人员对,工,工艺参,数,数的不,断,断观察,与,与记录,，,，因此,起,起到对,过,过程信,息,息的获,取,取与记,录,录作用,。,。这在,生,生产过,程,程自动,化,化中是,最,最基本,的,的也是,十,十分重,要,要的内,容,容。,自动检,测,测系统,中,中主要,的,的自动,化,化装置,是,是敏感元,件,件、传,感,感器和,显,显示仪,表,表。,敏感元,件,件也称检,测,测元件,，,，作用,是,是对被,测,测变量,作,作出响,应,应，把,它,它转换,成,成适合,测,测量的,物,物理量,。,。,传感器可以对,检,检测元,件,件输出,的,的物理,量,量信号,作,作进一,步,步信号,转,转换，,当,当转换,后,后的信,号,号为标,准,准的统,一,一信号,（,（如0,10mA、420mA,、,、0.020.1Mpa,等,等）时,，,，此时,的,的传感,器,器一般,成,成为变,送,送器。,显示仪,表,表的作用是,将,将检测,结,结果以,指,指针位,移,移、数,字,字、图,象,象等形,式,式准确,地,地指示,、,、记录,或,或储存,，,，使操,作,作人员,能,能正确,了,了解工,艺,艺操作,情,情况和,状,状态。,10,2.自,动,动信号,和,和联锁,保,保护系,统,统,生产过,程,程中有,时,时由于,一,一些偶,然,然因素,的,的影响,导,导致工,艺,艺参数,超,超出允,许,许的变,化,化范围,而,而出现,不,不正常,情,情况时,就,就有可,能,能引起,事,事故。,为,为此，,长,长对某,些,些关键,性,性参数,设,设有自,动,动信号,联,联锁保,护,护装置,。,。当工,艺,艺参数,超,超过了,允,允许范,围,围，在,事,事故即,将,将发生,以,以前，,信,信号系,统,统就自,动,动地发,出,出声光,信,信号警,报,报，告,戒,戒操作,人,人员注,意,意，并,及,及时采,取,取措施,。,。,自动信,号,号联锁,保,保护电,路,路按其,主,主要构,成,成元件,的,的不同,，,，可分,为,为有触点,式,式和无,触,触点式两类（,有,有时可,采,采用混,合,合式）,。,。,有触点,式,式电路是由各,种,种继电,器,器、按,钮,钮、开,关,关等电,器,器组成,的,的继电,线,线路，,依,依靠各,种,种电器,的,的触点,开,开合完,成,成电路,的,的通断,和,和切换,。,。,无触点,式,式电路利用由,二,二极管,、,、晶体,管,管及集,成,成电路,等,等电子,器,器件构,成,成具有,一,一定功,能,能的电,子,子线路,，,，利用,电,电子器,件,件的导,通,通或阻,断,断特性,来,来实现,自,自动信,号,号的报,警,警和联,锁,锁保护,作,作用。,11,3.自,动,动操纵,及,及自动,开,开停车,系,系统,自动操,纵,纵系统可以根,据,据预先,规,规定的,步,步骤自,动,动地对,生,生产设,备,备进行,某,某种周,期,期性操,作,作。,自动开,停,停车系,统,统可以按,照,照预先,规,规定好,的,的步骤,，,，将生,产,产过程,自,自动地,投,投入运,行,行或自,动,动停车,。,。,4.自动控,制,制系统,生产过,程,程中各,种,种工艺,条,条件不,可,可能一,成,成不变,，,，特别,是,是化工,生,生产，,大,大多数,是,是连续,生,生产，,各,各设备,相,相互关,联,联，当,其,其中某,一,一设备,工,工艺条,件,件发生,变,变化时,，,，都可,能,能引起,其,其他设,备,备中某,些,些参数,的,的波动,，,，偏离,正,正常工,艺,艺条件,。,。为此,，,，需要用自动,控,控制装,置,置对生,产,产中某,些,些关键,性,性参数,进,进行自,动,动控制,，,，使它,们,们在受,到,到外界,干,干扰的,影,影响而,偏,偏离正,常,常状态,时,时，能,自,自动地,调,调回到,规,规定的,数,数值范,围,围内。,12,13,之间的,关,关系,自动检,测,测系统只能完,成,成“了,解,解”生,产,产过程,进,进行情,况,况的任,务,务；,自动信,号,号联锁,保,保护系,统,统只能在,工,工艺条,件,件进入,某,某种极,限,限状态,时,时采取,安,安全措,施,施以免,发,发生生,产,产事故,；,；,自动操,纵,纵系统只能按,照,照预先,规,规定好,的,的步骤,进,进行某,种,种周期,性,性操作,；,；,只有自动控,制,制系统才能自,动,动地排,除,除各种,干,干扰因,素,素对工,艺,艺参数,的,的影响,，,，使它,们,们始终,保,保持在,预,预先规,定,定的数,值,值上，,保,保证生,产,产维持,在,在正常,或,或最佳,的,的工艺,操,操作状,态,态。所以，,自动控,制,制系统,是,是自动,化,化生产,中,中的核,心,心部分,。,。,14,