過(guò)程儀表培訓(xùn)教程

1、過(guò)程控制儀表培訓(xùn)過(guò)程控制儀表培訓(xùn)過(guò)程控制定義過(guò)程控制定義m過(guò)程控制過(guò)程控制 工業(yè)中的過(guò)程控制過(guò)程控制是指以溫度溫度、壓力壓力、流量流量、液位液位和成分濃度(含量分析)等工藝參數(shù)作為被控變量的自動(dòng)控制。 以表征生產(chǎn)過(guò)程的參量參量為被控制量使之接近接近 給定值或保持在給定范圍保持在給定范圍內(nèi)內(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。(鍋爐蒸汽) 這里“過(guò)程過(guò)程”是指在生產(chǎn)裝置或設(shè)備中進(jìn)行的物質(zhì)和能量的相互作用和轉(zhuǎn)換過(guò)程（物理變化或者化學(xué)反應(yīng)）（物理變化或者化學(xué)反應(yīng)） 過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng) 過(guò)程控制中最常見(jiàn)參數(shù)儀表有以下三種過(guò)程控制中最常見(jiàn)參數(shù)儀表有以下三種m一、溫度測(cè)量?jī)x表m二、壓力測(cè)量?jī)x表m三、流量測(cè)量?jī)x表常用的過(guò)

2、程儀表常用的過(guò)程儀表一、溫度測(cè)量及常用溫度儀表一、溫度測(cè)量及常用溫度儀表 溫度是用來(lái)表征工藝介質(zhì)、工藝設(shè)備、管線、容器、爐膛冷熱程度的一大參數(shù)。常用單位： K(K=t+273.15)A、熱膨脹式溫度計(jì)：玻璃棒（酒精、水銀），直讀。B、雙金屬溫度計(jì)（萬(wàn)向型）：也是膨脹原理，直讀式C C、熱電阻：常用的有、熱電阻：常用的有PT100 PT100 、 Cu50Cu50，遠(yuǎn)傳式，遠(yuǎn)傳式D D、熱電偶：西貝克電動(dòng)勢(shì)，遠(yuǎn)傳式，輸出、熱電偶：西貝克電動(dòng)勢(shì)，遠(yuǎn)傳式，輸出mVmV信號(hào)。信號(hào)。1 1、熱電阻、熱電阻 RTD(Resistance Temperature Detector)m 構(gòu)成：熱電阻大都由純金

3、屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，最常用的 PT100，用云母、陶瓷等于鉑絲做成的專用電阻m 原理：熱電阻測(cè)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(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。mPT100即表示溫度在0時(shí)電阻值是100（見(jiàn)分度表） PT100PT100熱電阻分度表熱電阻分度表熱電阻特點(diǎn)與接線方式熱電阻特點(diǎn)與接線方式m1、測(cè)量精度高； (0.15+0.002|t|) m2、測(cè)量范圍大（200800，常用在200500）； m3、接線方式有兩線制、三線制、四線制 （最常用的是三線制，為了消除導(dǎo)線電阻的影響） 熱電阻熱電偶外觀與接線盒圖片熱電阻熱電偶外觀與接線盒圖片接線盒接線盒2 2、熱電偶、熱電

4、偶 TCTC（Thermo Couple）m工作原理：工作原理：由兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為T0 ，稱為自由端（也稱參考端）或冷端，回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”，兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”，根據(jù)不同材質(zhì)與測(cè)量范圍指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為中國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶 SS S分度號(hào)熱電偶分度表分度號(hào)熱電偶分度表3 3、雙金屬溫度計(jì)與玻璃管溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)與玻璃管溫度計(jì) 雙金屬溫度計(jì)：雙金屬溫度計(jì)：主

5、要的元件是一個(gè)用兩種或多種金屬片疊壓在一起組成的多層金屬片，利用兩種不同金屬在溫度改變時(shí)膨脹程度不同的原理工作 玻璃管溫度計(jì)：是一種膨脹式溫度計(jì)玻璃管溫度計(jì)：是一種膨脹式溫度計(jì). .是根據(jù)是根據(jù)物質(zhì)的熱脹冷縮原理制造的。物質(zhì)的熱脹冷縮原理制造的。 二二 壓力測(cè)量壓力測(cè)量1、基本概念、基本概念 在物理概念中，壓力是垂直作用在單位面積上的力。是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一，在壓力測(cè)量中，常有絕對(duì)壓力、表壓力、負(fù)壓力和真空度之分。所謂絕對(duì)壓力是指被測(cè)介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力，用符號(hào)Pj表示。地面上的空氣柱所產(chǎn)生的平均壓力稱為大氣壓力，用Pq來(lái)表示。絕對(duì)壓力與大氣壓力之差，稱為表壓力，有Pb來(lái)表

6、示。即Pb=Pj-Pq。當(dāng)絕對(duì)壓力值小于大氣壓力值時(shí)，表壓力為負(fù)值（即負(fù)壓力），此負(fù)壓力值的絕對(duì)值，稱為真空度，用Pz來(lái)表示P表P真P絕P絕絕對(duì)壓力的零線大氣壓力線絕對(duì)壓力、表壓、（真空度）的關(guān)系壓力儀表種類壓力儀表種類m現(xiàn)場(chǎng)壓力表m電接點(diǎn)壓力表m壓力開(kāi)關(guān)m壓力變送器壓力變送器/ /差壓變送器差壓變送器壓力儀表壓力儀表m現(xiàn)場(chǎng)壓力表現(xiàn)場(chǎng)壓力表，從表盤直徑看最常見(jiàn)的有 60mm、100mm、150mm 三種規(guī)格。從接口看最常見(jiàn)的有M20X1.5, 1/2NPT, 法蘭連接（有法蘭尺寸和耐壓等級(jí)要求）壓力儀表壓力儀表m電接點(diǎn)壓力表電接點(diǎn)壓力表一般有雙節(jié)點(diǎn)在一個(gè)量程范圍內(nèi)，上下限作為報(bào)警、或啟泵的條件

7、。壓力儀表壓力儀表m壓力開(kāi)關(guān)壓力開(kāi)關(guān) 壓力開(kāi)關(guān)是一種簡(jiǎn)單的（壓力控制裝置），當(dāng)被測(cè)壓力達(dá)到額定值時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)可發(fā)出（警報(bào)或控制）信號(hào)。 2、壓力開(kāi)關(guān)的工作原理是：當(dāng)被測(cè)壓力超過(guò)額定值時(shí)，彈性元件的自由端（產(chǎn)生位移），直接或經(jīng)過(guò)比較后推動(dòng)（開(kāi)關(guān)元件），改變（開(kāi)關(guān)元件）的通斷狀態(tài)，達(dá)到控制被測(cè)壓力的目的。 3.壓力開(kāi)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(kāi)關(guān)元件有（磁性開(kāi)關(guān)）、（水銀開(kāi)關(guān)）、（微動(dòng)開(kāi)關(guān)）等。 4.壓力開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)形式有（常開(kāi)式）和（常閉式）兩種。 5、壓力開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)方式有（兩位式）和（三位式）兩種。 6.壓力開(kāi)關(guān)的參數(shù)可調(diào)，依實(shí)際使用壓力范圍調(diào)節(jié) 壓力

8、儀表壓力儀表m壓力變送器（壓力變送器（pressure transmitterpressure transmitter） 是指以輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的壓力傳感器，是一種接受壓力變量按比例轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的儀表。它能將測(cè)壓元件傳感器感受到的氣體、液體等 物 理 壓 力 參 數(shù) 轉(zhuǎn) 變 成 標(biāo) 準(zhǔn) 的 電 信 號(hào) （ 如420mADC等），以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測(cè)量、指示和過(guò)程調(diào)節(jié)。壓力儀表壓力儀表m差壓變送器差壓變送器 一般使用來(lái)測(cè)量阻力、液位或者與流量節(jié)流元件配套使用測(cè)量流量流量?jī)x表。壓力儀表壓力儀表壓力變送器的特點(diǎn)m精度高 （0.065%）m輸出信號(hào) 4-20mA 供電電

9、壓 24VDCm量程、零點(diǎn)量程、零點(diǎn)外部連續(xù)可調(diào) （手操器）m通訊協(xié)議 （HART 協(xié)議） 通過(guò)在420mA電流上疊加頻率信號(hào)實(shí)現(xiàn) 數(shù)字通訊 （信號(hào)可以雙向傳輸）壓力儀表壓力儀表常用的變送器品牌m1、Honeywell變送器m2、Rosemount 變送器m3、EJA 變送器三、流量 測(cè)量流量計(jì)流量計(jì)：流量是表征生產(chǎn)過(guò)程中所傳送物料數(shù)量的數(shù)。一般分為重量流量和體積流量KG/h、M3/h，常用的有以下幾種類型A、孔板：前后差壓與流量的平方成正比孔板：前后差壓與流量的平方成正比B、轉(zhuǎn)子流量計(jì)（變截面積）：轉(zhuǎn)子的高度與流量成正比C、楔形流量計(jì)：前后差壓與流量平方成正比。適用于介質(zhì)粘度大、易結(jié)晶、易結(jié)

10、焦、有顆粒的場(chǎng)合。D、靶式流量計(jì)：靶受介質(zhì)沖擊發(fā)生位移，其大小與流量成正比。E、超聲波流量計(jì)：通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲束(或超聲脈沖)的作用以測(cè)量流量的儀表F、質(zhì)量流量計(jì)：克利奧里力原理，測(cè)量精度高，用于交接。G、電磁流量計(jì)：法拉第電磁感應(yīng)原理。H、渦輪流量計(jì)：根據(jù)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率測(cè)量流量。流量計(jì) 孔板流量計(jì)孔板流量計(jì) 工作原理：采用介質(zhì)流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差與流量之間存在一定關(guān)系的進(jìn)行測(cè)定的， Q=Ksqur（ P） Q 流量、 K、常數(shù)、 P 差壓 適用介質(zhì)：測(cè)量氣體、蒸汽、液體及引的流量，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過(guò)程控制和測(cè)量 流量計(jì)流量計(jì) 孔板截面圖與現(xiàn)

11、場(chǎng)安裝圖孔板截面圖與現(xiàn)場(chǎng)安裝圖流量計(jì)（孔板）流量計(jì)（孔板）流量計(jì)溫度壓力補(bǔ)償安裝圖例流量計(jì)溫度壓力補(bǔ)償安裝圖例流量計(jì)（孔板）流量計(jì)（孔板）流量公式：F=P3*SQRT(C1/(273+P2)*(P1+101)/C 2) C1：設(shè)計(jì)溫度（K） C2：設(shè)計(jì)壓力（KPa） P1：實(shí)際壓力（Kpa） P2：實(shí)際溫度 （） P3：未補(bǔ)償前流量金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)浮子在測(cè)量管中，隨著流量的變化，將浮子向上移動(dòng)，在某一位置浮子所受的浮力與浮子重力達(dá)到平衡適于高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)；可用于易燃、易爆危險(xiǎn)場(chǎng)合電磁流量計(jì)原理特點(diǎn)根據(jù)導(dǎo)電流體通過(guò)外加磁場(chǎng)時(shí)感生的電動(dòng)勢(shì)來(lái)測(cè)量導(dǎo)電流體流量的一種儀器。 測(cè)量不受流體密度、