項(xiàng)目五現(xiàn)場儀表及控制系統(tǒng)的認(rèn)識

1、南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 實(shí)訓(xùn)基地實(shí)訓(xùn)基地鄧素萍鄧素萍u1.了解現(xiàn)場檢測儀表的種類及作用了解現(xiàn)場檢測儀表的種類及作用u2.了解現(xiàn)場執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）的種類及作用了解現(xiàn)場執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）的種類及作用u3.理解自動檢測、自動控制、集散控制系統(tǒng)理解自動檢測、自動控制、集散控制系統(tǒng)（DCS）的概念的概念u4.了解集散控制系統(tǒng)組成及作用了解集散控制系統(tǒng)組成及作用 u1.能識別各種檢測儀表及執(zhí)行器的種類能識別各種檢測儀表及執(zhí)行器的種類u2.能夠繪制自動檢測系統(tǒng)組成方框圖能夠繪制自動檢測系統(tǒng)組成方框圖u3.能夠繪制自動控制系統(tǒng)組成方框圖能夠繪制自動控制系統(tǒng)組成方框圖u4.能夠繪制集散控制系統(tǒng)網(wǎng)

2、絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖能夠繪制集散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖 v1. 制作現(xiàn)場儀表種類匯總表制作現(xiàn)場儀表種類匯總表v2. 繪制自動檢測系統(tǒng)組成方框圖繪制自動檢測系統(tǒng)組成方框圖v3. 繪制自動控制系統(tǒng)組成方框圖繪制自動控制系統(tǒng)組成方框圖v4. 繪制集散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖繪制集散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖v5 . 收集國內(nèi)外典型集散控制系統(tǒng)種類收集國內(nèi)外典型集散控制系統(tǒng)種類角色分配：教師教師車間主任 學(xué)生學(xué)生操作員一一 自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識二二 現(xiàn)場檢測儀表的認(rèn)識現(xiàn)場檢測儀表的認(rèn)識三三 執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識五五 DCS系統(tǒng)的發(fā)展概

3、況系統(tǒng)的發(fā)展概況化工自動化的概念化工自動化的概念1自動化系統(tǒng)的組成自動化系統(tǒng)的組成2化工自動化系統(tǒng)的種類化工自動化系統(tǒng)的種類3一一 自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識1.化工自動化的概念化工自動化的概念 自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識一一工業(yè)生產(chǎn)過程顯示儀表數(shù)字調(diào)節(jié)器安全柵1.化工自動化的概念化工自動化的概念 一一自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識集中顯示集中顯示集中操作集中操作集中控制集中控制集中管理集中管理 控制器（站） 工程師站 操作員站工業(yè)生產(chǎn)過程 什么是計算機(jī)控制系統(tǒng)？什么是計算機(jī)控制系統(tǒng)？ 是以計算機(jī)為核心部件的自動控制系統(tǒng)。在工業(yè)控制系統(tǒng)中，計算機(jī)承擔(dān)著數(shù)據(jù)采集與處理數(shù)

4、據(jù)采集與處理、順序控制順序控制與與數(shù)值數(shù)值控制控制、直接數(shù)字控制與監(jiān)督控制直接數(shù)字控制與監(jiān)督控制、最優(yōu)控制與自適應(yīng)控最優(yōu)控制與自適應(yīng)控制制、生產(chǎn)管理與經(jīng)營調(diào)度生產(chǎn)管理與經(jīng)營調(diào)度等任務(wù)。 取代常規(guī)的模擬檢測、取代常規(guī)的模擬檢測、控制、顯示、記錄等控制、顯示、記錄等儀器設(shè)備和大部分操儀器設(shè)備和大部分操作管理的職能。作管理的職能。集中顯示集中顯示集中操作集中操作集中管理集中管理分散控制分散控制分散危險分散危險1.化工自動化的概念化工自動化的概念 一一自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識常規(guī)儀表構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)的示意圖常規(guī)儀表構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)的示意圖計算機(jī)構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)的示意圖計算機(jī)構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)

5、的示意圖 取代常規(guī)的模擬檢測、控制、顯示、記錄等儀器設(shè)備和大部分操作管理的職能。1.化工自動化的概念化工自動化的概念 一一自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識工業(yè)生產(chǎn)過程工業(yè)生產(chǎn)過程控制室控制室現(xiàn)場現(xiàn)場1.化工自動化的概念化工自動化的概念 一一自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識.自動化系統(tǒng)的組成自動化系統(tǒng)的組成自自動動化化系系統(tǒng)統(tǒng)生產(chǎn)裝置被測、控對象自動化裝置現(xiàn)場儀表控制器（站）顯示器（操作站）檢測儀表執(zhí)行器一一自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識控制室裝置控制站控制器操作站顯示器. 化工生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)的種類化工生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)的種類一一（1）自動檢測系統(tǒng)）自動檢測系統(tǒng) （2）自動控制

6、系統(tǒng)）自動控制系統(tǒng)（3）自動操縱及開停車系統(tǒng)）自動操縱及開停車系統(tǒng) （4）自動報警及聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)）自動報警及聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)過程的控制要求不同分類根據(jù)生產(chǎn)過程的控制要求不同分類自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識. 化工生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)的種類化工生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)的種類一一（2）自動控制系統(tǒng)）自動控制系統(tǒng)（1）自動檢測（監(jiān)控）系統(tǒng)）自動檢測（監(jiān)控）系統(tǒng) 利用各種檢測儀表（也叫測量儀表），對生產(chǎn)過程中的各種工藝參數(shù)（壓力、物位、流量、溫度等）自動、連續(xù)地進(jìn)行檢測、指示或記錄的系統(tǒng)，稱為自動檢測系統(tǒng)。 采用一些自動控制裝置，對生產(chǎn)過程中的某些關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行自動控制，將因受到外界干擾影響而偏離

7、正常狀態(tài)的工藝變量，自動地調(diào)回到規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)的系統(tǒng)稱為自動控制系統(tǒng)。 自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識電流 I(420mA)開度 0100% (F)T P L FT P L F電流 I(420mA)電流 I(420mA)電流 I(420mA)（4）自動報警及聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)）自動報警及聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)（3）自動操作及開停車）自動操作及開停車(程序控制程序控制)系統(tǒng)系統(tǒng)一一. 化工生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)的種類化工生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)的種類 在事故發(fā)生之前，當(dāng)變量接近臨界數(shù)值時，系統(tǒng)會發(fā)出聲、光等信號，進(jìn)行自動報警，提醒操作人員注意并及時采取相應(yīng)措施。 如果變量進(jìn)一步接近臨界值、工況已達(dá)到危險狀

8、態(tài)時，聯(lián)鎖系統(tǒng)立即自動采取緊急措施，按照預(yù)先設(shè)計好的邏輯關(guān)系自動打開安全閥或切斷某些通路，必要時緊急停車，以防止事故的發(fā)生或擴(kuò)大。 它是生產(chǎn)過程中的一種安全保護(hù)裝置。 利用自動操縱裝置，按預(yù)先規(guī)定的步驟，自動地對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行某種周期性操作的系統(tǒng)。 自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識自動控制系統(tǒng)的認(rèn)識T P L FN個個N個個電流 I(420mA)開關(guān)信號開關(guān)信號啟動信號 自動化儀表的分類自動化儀表的分類1 現(xiàn)場現(xiàn)場溫度溫度檢測儀表檢測儀表2 現(xiàn)場現(xiàn)場壓力壓力檢測儀表檢測儀表3 現(xiàn)場現(xiàn)場物位物位檢測儀表檢測儀表4 現(xiàn)場現(xiàn)場流量流量檢測儀表檢測儀表5二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識 自動化儀表的分類自動化儀表的

9、分類1二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識TPFLADCS系統(tǒng)系統(tǒng) 現(xiàn)場現(xiàn)場溫度溫度檢測儀表檢測儀表2二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識一、一、 溫度溫度檢測儀表的分類檢測儀表的分類 測溫方式傳感器（溫度計）類型測量范圍/接觸式膨脹式溫度計固體膨脹式雙金屬溫度計200600液體膨脹式水銀（有機(jī)液）玻璃溫度計熱電阻（檢測元件）溫度計鉑電阻Pt100200600銅電阻Cu50500100熱電偶（檢測元件）溫度計鉑銠10-鉑S01600鎳鉻-鎳硅 K2001300鎳鉻-銅鎳 E200900非接觸式輻射式高溫計光學(xué)式700以上比色式紅外式（一） 熱電偶的測溫元件熱電偶是基于熱電效應(yīng)而工作的。將溫度的變化

10、轉(zhuǎn)換為電動勢的變化，用儀表測量出電動勢的數(shù)值變化，從而得到與電動勢值對應(yīng)的溫度值。（二）熱電阻測溫元件在500以下測溫，工業(yè)上常用熱電阻測溫元件。熱電阻測溫原理：熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變的性質(zhì)來工作的。將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，用儀表測量出電阻的阻值變化，從而得到與電阻值對應(yīng)的溫度值。 現(xiàn)場現(xiàn)場溫度溫度檢測儀表檢測儀表2二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識二、常用二、常用測溫測溫元件元件圖5- 9 常用熱電偶、熱電阻結(jié)構(gòu)示意圖T E(mV)T R() 現(xiàn)場現(xiàn)場溫度溫度檢測儀表檢測儀表2二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識三、溫度變送器圖5- 9 常用熱電偶、熱電阻結(jié)構(gòu)示意圖溫度

11、變送器與測溫元件配合使用將溫度信號轉(zhuǎn)換成為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號420mADC或15VDC，以實(shí)現(xiàn)對溫度的自動檢測或自動控制。其主流產(chǎn)品有DDZ-溫度變送器和一體化熱電偶溫度變送器。T R()電流 I(420mA)E(mV)溫度變送器熱電偶測溫元件熱電阻測溫元件送至控制室精餾塔再沸器tF蒸汽精餾塔溫度自動控制系統(tǒng)精餾塔溫度自動控制系統(tǒng)熱電阻測溫元件熱電阻測溫元件R ()熱電勢溫度溫度變送器溫度變送器進(jìn)料進(jìn)料DCS系統(tǒng)控制室控制站操作站交換機(jī)控制運(yùn)算顯示、記錄、報警、操作 現(xiàn)場現(xiàn)場溫度溫度檢測儀表檢測儀表2二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識I0420 mAI0420 mA 現(xiàn)場現(xiàn)場壓力壓力檢測儀表檢測儀表

12、3二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識（1）液柱測壓法（2）彈性測壓法（3）電氣測壓法一、測壓方法二、彈簧管壓力表彈簧管壓力表結(jié)構(gòu)示意圖 將被測壓力轉(zhuǎn)換為指針的刻度值顯示出壓力的大小三、擴(kuò)散硅式壓力變送器P(MPa)電流 I(420mA)壓力變送器送至控制室擴(kuò)散硅式壓力變送器 現(xiàn)場現(xiàn)場壓力壓力檢測儀表檢測儀表3二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識1.工作原理 擴(kuò)散硅式壓力變送器選用進(jìn)口壓力芯片，敏感元件采用擴(kuò)散或離子注入等工藝形成電阻并連接成惠斯通電橋，用微機(jī)械加工技術(shù)在電橋下形成壓力敏感膜片。 被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷)，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的

13、電阻值發(fā)生變化，利用電子線路檢測這一變化產(chǎn)生一個直流電壓信號的輸出。經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換線路，轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)4-20mA直流電流信號，實(shí)現(xiàn)兩線制4-20mA輸出。 PADCS系統(tǒng)控制室控制站操作站交換機(jī)交換機(jī)三、擴(kuò)散硅式壓力變送器P(MPa)電流 I(420mA)壓力變送器送至控制室P(MPa)壓力變送器壓力變送器電流 I(420mA) 現(xiàn)場現(xiàn)場壓力壓力檢測儀表檢測儀表3二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識四、差壓變送器P (P1-P2) (MPa)電流 I(420mA)差壓變送器送至控制室I0PB+-PALP1P2Pi420 mADCS系統(tǒng)控制室控制站操作站交換機(jī)交換機(jī)差壓變送器 現(xiàn)

14、場現(xiàn)場物位物位檢測儀表檢測儀表4二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識一、液位檢測儀表的分類一、液位檢測儀表的分類檢測物位的儀表有很多種，按其工作原理可分為以下幾種類型：1、直讀式液位計 2、浮力式液位計3、差壓式液位計4、電氣式液位計5、非接觸式液位計 現(xiàn)場現(xiàn)場物位物位檢測儀表檢測儀表4二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識1.作用磁翻板液位計由本體、翻板箱（由紅、白雙色磁性小翻板組成）、浮子、法蘭蓋等組成，用于各類液體容器的液位測量。2.工作原理 磁翻板液位計主體外的翻板箱受主體內(nèi)浮子（具有定向磁性源，按不同介質(zhì)和壓力針對研制）的作用促其翻板翻動并顯示紅白顏色，并隨浮子的移動指示不同的液面高度。在

15、指示器左側(cè)配有醒目的刻度標(biāo)尺，從而使液位的指示顯得更加清晰。圖5-13 磁翻板液位計結(jié)構(gòu)示意圖二、磁翻板（浮子）液位計二、磁翻板（浮子）液位計 現(xiàn)場物位檢測儀表現(xiàn)場物位檢測儀表4二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識三、雷達(dá)液位計三、雷達(dá)液位計I0PBPAL420 mA雷達(dá)液位變送器DCS系統(tǒng)控制室控制站操作站交換機(jī)交換機(jī)控制運(yùn)算顯示、記錄、報警、操作 現(xiàn)場現(xiàn)場物位物位檢測儀表檢測儀表4二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識 導(dǎo)波導(dǎo)波雷達(dá)液位計是依據(jù)時域反射原理(TDR)為基礎(chǔ)的雷達(dá)液位計，雷達(dá)液位計的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播， 當(dāng)遇到被測介質(zhì)表面時，雷達(dá)液位計的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路

16、徑返回到脈沖發(fā)射裝置，發(fā)射裝置與被測介質(zhì)表面的距離同脈沖在其間的傳播時間成正比，經(jīng)計算得出液位高度。 三、雷達(dá)液位計三、雷達(dá)液位計流量檢測儀表種類流量檢測儀表種類就地指示式就地指示式遠(yuǎn)傳式遠(yuǎn)傳式水表水表: 顯示顯示 M總總 T 瞬時流量 F=8m3/h顯示:總流量 F總=540 m3二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識 現(xiàn)場現(xiàn)場流量流量檢測儀表檢測儀表5差壓式流量變送器差壓式流量變送器電磁流量變送器電磁流量變送器轉(zhuǎn)子流量變送器轉(zhuǎn)子流量變送器 渦街流量變送器渦街流量變送器 微動質(zhì)量流量變送器微動質(zhì)量流量變送器常用流量檢測儀表常用流量檢測儀表FF 現(xiàn)場流量檢測儀表現(xiàn)場流量檢測儀表5一一 現(xiàn)場儀表的認(rèn)

17、識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識 差壓式流量計又稱節(jié)流式流量計，它是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差來實(shí)現(xiàn)流量F測量的。 差壓式流量計由能將被測流量F轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置、能將此壓差轉(zhuǎn)換成電流I（420mA）信號輸出至控制室。 節(jié)流裝置（孔板）傳感器 差壓變送器一、差壓式一、差壓式流量變送器流量變送器二、電磁式二、電磁式流量變送器流量變送器 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測量管軸線運(yùn)動時，導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢，此感應(yīng)電勢由兩個檢測電極檢出，數(shù)值大小與流量成比例，其值為： 式中：E=KBVD 傳感器將感應(yīng)電勢E

18、作為流量信號，傳送到轉(zhuǎn)換器，經(jīng)放大，變換濾波及一系列的數(shù)字處理后，用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有420mA輸出，報警輸出及頻率輸出，并設(shè)有RS-485等通訊接口。 FF差壓式流量變送器電磁流量變送器420 mA010 m3/h010 m3/hDCS系統(tǒng)控制室控制站操作站交換機(jī)交換機(jī)控制運(yùn)算顯示、記錄、報警、操作IO420 mAIO二二 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識 現(xiàn)場流量檢測儀表現(xiàn)場流量檢測儀表5一、差壓式一、差壓式流量變送器流量變送器二、電磁式二、電磁式流量變送器流量變送器 現(xiàn)場流量檢測儀表現(xiàn)場流量檢測儀表5一一 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識 差壓式流量計又稱節(jié)流式流

19、量計，它是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差來實(shí)現(xiàn)流量F測量的。 差壓式流量計由能將被測流量F轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置、能將此壓差轉(zhuǎn)換成電流I（420mA）信號輸出至控制室。 節(jié)流裝置（孔板）傳感器 差壓變送器一、差壓式一、差壓式流量變送器流量變送器二、電磁式二、電磁式流量變送器流量變送器 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極，當(dāng)導(dǎo)電液體沿測量管軸線運(yùn)動時，導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢，此感應(yīng)電勢由兩個檢測電極檢出，數(shù)值大小與流量成比例，其值為： 式中：E=KBVD 傳感器將感應(yīng)電勢E作為流量信號，傳送到轉(zhuǎn)換器，經(jīng)放大，變換濾

20、波及一系列的數(shù)字處理后，用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有420mA輸出，報警輸出及頻率輸出，并設(shè)有RS-485等通訊接口。 現(xiàn)場檢測儀表現(xiàn)場檢測儀表T: 1 溫度檢測元件+溫度變送器F: 2 渦街流量變送器 3 電磁流量變送器 4 質(zhì)量流量變送器 5 轉(zhuǎn)子流量變送器 6 超聲波流量變送器P: 7差壓變送器 8 壓力測量變送器 9數(shù)字壓力傳感器L: 10雙法蘭液位測量變送器 11磁翻板（光柱）液位計 12雷達(dá)液位計 13雙法蘭式液位變送器執(zhí)行器: 14閥門定位器 15氣動調(diào)節(jié)閥 16電動調(diào)節(jié)閥一一 現(xiàn)場儀表的認(rèn)識現(xiàn)場儀表的認(rèn)識 氣動薄膜調(diào)節(jié)閥氣動薄膜調(diào)節(jié)閥 1 電電/氣閥門定

21、位器氣閥門定位器 2三三 執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識三三 執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識執(zhí)行器種類執(zhí)行器種類電動執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）電動執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）氣動執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）氣動執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）電動執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）氣動執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）電流I (4. 020 mA. DC)空氣壓力P (0.021.0 MPa)開度% (F)電流 I(420mA)開度% (F)開度 0100% (F)空氣壓力 P (0.021.0 MPa)開度 0100% (F) 氣動薄膜調(diào)節(jié)閥氣動薄膜調(diào)節(jié)閥 1三三 執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識圖5-18 氣動薄膜控制閥（一）氣動薄膜調(diào)

22、節(jié)閥的結(jié)構(gòu)原理（一）氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)原理氣動薄膜調(diào)節(jié)閥是一種典型的氣動執(zhí)行器。它是由氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥兩部分組成。 氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受控制器（或轉(zhuǎn)換器）的輸出氣壓信號（0.020.1MPa），按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成推力，去推動調(diào)節(jié)閥。 調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥為執(zhí)行器的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)部分，它與被調(diào)節(jié)介質(zhì)直接接觸，在氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的推動下，使閥門產(chǎn)生一定的位移，用改變閥芯與閥座間的流通面積，來控制被調(diào)介質(zhì)的流量。DCS系統(tǒng)控制室控制站操作站交換機(jī)交換機(jī)控制運(yùn)算顯示、記錄、報警、操作Po (1.4 MPa）P入（0.02-1.0 MPa）電流 I(420mA) 氣動薄膜調(diào)節(jié)閥氣動薄膜調(diào)節(jié)

23、閥 1三三 執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識（一）氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)原理（一）氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)原理它是由氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥兩部分組成。22311-控制閥3-旁路閥2-切斷閥 氣動薄膜調(diào)節(jié)閥氣動薄膜調(diào)節(jié)閥 1三三 執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識（一）氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)原理（一）氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)原理當(dāng)輸入信號增大時，執(zhí)行器的開度減小，即流過執(zhí)行器的流量減小-這種氣動調(diào)節(jié)閥通常稱為氣關(guān)閥 （C）當(dāng)輸入信號增大時，執(zhí)行器的開度增大，即流過執(zhí)行器的流量增大- 這種氣動調(diào)節(jié)閥通常稱為氣開閥（O）執(zhí)行器正、反作用概念 用于將4-20mADC標(biāo)準(zhǔn)電流信

24、號轉(zhuǎn)換成20-100kPa的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號，用以驅(qū)動氣動執(zhí)行器, 以便氣動執(zhí)行器能接受電動調(diào)節(jié)器（計算機(jī)）送來的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)電流信號Ii（4-20mA）P入（20-100kPa） P入（0.2-1.0 MPa）Ii420 mA 電電/氣閥門定位器氣閥門定位器 2三三 執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識P0（250 kPa）P0（250 kPa）DCS系統(tǒng)控制室控制站操作站交換機(jī)交換機(jī)控制運(yùn)算顯示、記錄、報警、操作分類：分類：電/氣閥門定位器氣動閥門定位器智能式閥門定位器 P入（20-100kPa）P0（140kPa）Ii420 mA將Ii (420mADC)用于轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)氣信 號（ 20

25、100kPa），用以控制氣動調(diào)節(jié)閥。將閥桿的位移L作為其反饋信號，與輸入信號Ii相比較，使Ii與閥門的開度之間Q 有良好的線性關(guān)系。 (準(zhǔn)確定位) 電電/氣閥門定位器氣閥門定位器 2三三 執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識分類：分類：電/氣閥門定位器氣動閥門定位器智能式閥門定位器 電電/氣閥門定位器氣閥門定位器 2三三 執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識執(zhí)行器及輔助儀表的認(rèn)識DCS系統(tǒng)控制室控制站操作站交換機(jī)交換機(jī)控制運(yùn)算顯示、記錄、報警、操作P入（20-100kPa）P0（140kPa）Ii420 mA裝置序號位號 位號描述 設(shè)備類型要求軟水罐裝置1PI803軟水泵出口壓力指示擴(kuò)散硅EJA智能

26、壓力變送器2TI804軟水罐內(nèi)溫度指示變送器熱電阻+智能溫度變送器3LICA802軟水罐液位指示、控制、報警智能導(dǎo)波雷達(dá)液位計4FIQ804軟水泵出口流量指示、積算電磁流量傳感器+流量變送器5LV802軟水罐液位控制閥氣動調(diào)節(jié)閥+智能閥門定位器水洗塔裝置6PI802水洗泵出口壓力指示3051智能壓力變送器7TI803水洗塔進(jìn)水溫度指示熱電阻+智能溫度變送器(STT)8LIA801水洗塔底液位指示、報警ST3000雙法蘭式液位變送器9FIQ802水洗塔尾氣進(jìn)料流量指示、積算阿牛巴流量傳感器+差壓量變送器10FICQ803水洗泵出口水流量指示、控制、積算智能渦街流量計11FV803水洗泵出口流量調(diào)

27、節(jié)閥氣動調(diào)節(jié)閥+智能閥門定位器現(xiàn)場檢測儀表及執(zhí)行器現(xiàn)場檢測儀表及執(zhí)行器 計算機(jī)控制系統(tǒng)計算機(jī)控制系統(tǒng)1 集散控制系統(tǒng)及組成集散控制系統(tǒng)及組成2 工藝流程圖的識讀工藝流程圖的識讀3 Delta V控制系統(tǒng)認(rèn)識控制系統(tǒng)認(rèn)識4 DCS系統(tǒng)的發(fā)展概況系統(tǒng)的發(fā)展概況5四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識計算機(jī)系統(tǒng)計算機(jī)系統(tǒng)420 mA 計算機(jī)控制系統(tǒng)計算機(jī)控制系統(tǒng)1四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識 集散控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)（Distributed Control System）是以微處理器為基礎(chǔ)的對生）是以微處理器為基礎(chǔ)的對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視

28、、操作、管理和分散控制的綜合性綜合性計算機(jī)控制系統(tǒng)，簡計算機(jī)控制系統(tǒng)，簡稱集散控制系統(tǒng)稱集散控制系統(tǒng)-DCS系統(tǒng)。系統(tǒng)。 什么叫集散控制系統(tǒng)？什么叫集散控制系統(tǒng)？分散控制部分集中監(jiān)視管理部分網(wǎng)絡(luò)通信部分集散控制系統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成 集散控制系統(tǒng)及組成集散控制系統(tǒng)及組成2四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識工程師站n控制站1現(xiàn)場檢測單元均酐裝置工藝生產(chǎn)過程原料產(chǎn)品現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥操作員站1 操作員站n（1）集中顯示、操作、）集中顯示、操作、管理部分管理部分（3）分散控制部分）分散控制部分（2）通信網(wǎng)絡(luò)部分）通信網(wǎng)絡(luò)部分（4）現(xiàn)場檢測及執(zhí)）現(xiàn)場檢測及執(zhí)行部分行部分控制站2控制站n現(xiàn)

29、場檢測單元現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥均四均四均酐均酐氧化工段 水解工段精制工段干燥工段交換機(jī) 集散控制系統(tǒng)及組成集散控制系統(tǒng)及組成2四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成輸入設(shè)備（儲槽）前處理過程化學(xué)反應(yīng)過程后處理過程輸出設(shè)備（儲槽）公用工程原料成品（1）工藝流程）工藝流程 工藝流程圖的識讀工藝流程圖的識讀3四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識（2）工藝工藝流程流程監(jiān)控監(jiān)控畫面畫面 集散控制系統(tǒng)及組成集散控制系統(tǒng)及組成2四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識T RC- 1 31順序號（一般用兩位數(shù)字，也可用三位數(shù)字）工序號（一般用一位數(shù)字，也可用兩位數(shù)字）功能字母代號（記錄

30、、控制）被測變量字母代號（溫度變量）PIJ102就地安裝壓力檢測顯示測量點(diǎn)(a)水平管道FIA106測量點(diǎn)(b)垂直管道集中盤面安裝流量指示報警(b)設(shè)備集中控制室（3） 儀表位號識讀儀表位號識讀 工藝流程圖的識讀工藝流程圖的識讀3四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識 工藝流程圖的識讀工藝流程圖的識讀3四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識（1）被測變量字母代號）被測變量字母代號F-流量 m3/h T/hL-液位 m cmT溫度 P壓力 MPa kPa E檢測元件（傳感器）T轉(zhuǎn)換器（變送器）C控制器R記錄儀I 顯示（指示）Y 輔助儀表（閥門定位器）V執(zhí)行器（氣動薄膜調(diào)節(jié)閥）（2）儀表

31、功能代號）儀表功能代號流量檢測元件流量檢測元件-傳感器（孔板）傳感器（孔板）流量變送器流量變送器流量記錄控制器流量記錄控制器電氣閥門定位器電氣閥門定位器流量調(diào)節(jié)閥流量調(diào)節(jié)閥該調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖表示的是一個流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)該調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖表示的是一個流量調(diào)節(jié)系統(tǒng): :系統(tǒng)總位號為系統(tǒng)總位號為: : FRC-121;FRC-121; 用孔板測量，經(jīng)流量變送器用孔板測量，經(jīng)流量變送器FT121輸出電信號，送至輸出電信號，送至DCSDCS集中記錄調(diào)集中記錄調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)器節(jié)，調(diào)節(jié)器FRC121FRC121其輸出信號也是電信號送入盤后安裝的電氣閥門其輸出信號也是電信號送入盤后安裝的電氣閥門定位器定位器FY121FY121轉(zhuǎn)

32、換為氣動信號，最后送到氣動薄膜調(diào)節(jié)閥轉(zhuǎn)換為氣動信號，最后送到氣動薄膜調(diào)節(jié)閥FV121FV121 工藝流程圖的識讀工藝流程圖的識讀3四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識工藝管道工藝管道FT121FV121FRC121FY121FE121I/P一個或多個DeltaV工作站（Workstation）：為過程控制提供圖形用戶界面，僅能含一個Plus工作站。系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)之間通信的控制網(wǎng)絡(luò)（選擇性冗余）：提供系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)之間的通信。 一個或多個DeltaV控制器（選擇性冗余）：執(zhí)行本地控制，管理數(shù)據(jù)，在I/O系統(tǒng)和控制網(wǎng)絡(luò)間通信。 每一個控制器至少有一個I/O子系統(tǒng)：處理從現(xiàn)場設(shè)備來的信息。5 電源（選擇性

33、冗余）：供電。（1）DeltaV系統(tǒng)硬件基本組成系統(tǒng)硬件基本組成 Delta V控制系統(tǒng)認(rèn)識控制系統(tǒng)認(rèn)識4四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識Control LANControllerControllerWorkstation (PLUS)Workstation (PRO)Opation stationl/ol/oI/O SubsystemI/O Subsystem（工藝）操作員站（自動化）工程師站控制站現(xiàn)場儀表1. Delta V控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識四四（1）DeltaV系統(tǒng)硬件基本組成系統(tǒng)硬件基本組成 控制器采用VE3006型號的MD+控制器，

34、冗余結(jié)構(gòu)。 * 配置了AI、AO、DI、DO共32塊卡件。* 電源采用VE5009型號的24/12 VDC系統(tǒng)電源，冗余結(jié)構(gòu)。* 為了保證通信的可靠性，DeltaV控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計了冗余。（2） Delta V系統(tǒng)控制器與系統(tǒng)控制器與IO卡件卡件 Delta V控制系統(tǒng)認(rèn)識控制系統(tǒng)認(rèn)識4四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識應(yīng)用DeltaV Explorer（即DeltaV瀏覽器），可以進(jìn)行DCS系統(tǒng)的配置，操作，歸檔和最優(yōu)化控制過程。主要用于定義系統(tǒng)特征、查看總體結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)硬件和組態(tài)和管理數(shù)據(jù)庫。（3） DeltaV Explorer管理系統(tǒng)管理系統(tǒng) Delta V控制系統(tǒng)認(rèn)識控制系統(tǒng)認(rèn)識4

35、四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識標(biāo)準(zhǔn)DeltaV 操作員桌面是特地為使用DeltaV 過程系統(tǒng)而設(shè)計的，它由三部分組成：工具欄窗口主窗口報警欄窗口。（4） DeltaV系統(tǒng)操作與圖形組態(tài)系統(tǒng)操作與圖形組態(tài) Delta V控制系統(tǒng)認(rèn)識控制系統(tǒng)認(rèn)識4四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識控制室控制室現(xiàn)場（5） 教學(xué)工廠教學(xué)工廠Delta V控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) Delta V控制系統(tǒng)認(rèn)識控制系統(tǒng)認(rèn)識4四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識化工企業(yè)常用的典型化工企業(yè)常用的典型DCSDCS產(chǎn)品產(chǎn)品1自動化技術(shù)學(xué)習(xí)參考網(wǎng)站自動化技術(shù)學(xué)習(xí)參考網(wǎng)站2五五 DCSDCS系統(tǒng)的發(fā)展概況系統(tǒng)

36、的發(fā)展概況1975年Honeywell推出了第一個DCS產(chǎn)品 美國霍尼韋爾公司 Honeywell ： TDC3000系統(tǒng)、TPS、PKS系統(tǒng)日本橫河電機(jī)公司 Yokogawa ： CS-1000 、CS-3000系統(tǒng)美國福克斯波羅公司Foxboro： I/A series系統(tǒng)美國艾默生公司Emerson： Delta V系統(tǒng)德國西門子公司SIMENS ： PCS7系統(tǒng)化工企業(yè)常用的典型化工企業(yè)常用的典型DCS產(chǎn)品產(chǎn)品（1）國際著名廠商及典型產(chǎn)品：）國際著名廠商及典型產(chǎn)品： DCS系統(tǒng)的發(fā)展概況系統(tǒng)的發(fā)展概況5四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識 浙江中控技術(shù)有限公司：JX-300XP、ECS-100 杭州和利時自動化有限公司：MACS（2）國內(nèi)著名廠商及典型產(chǎn)品：）國內(nèi)著名廠商及典型產(chǎn)品： DCS系統(tǒng)的發(fā)展概況系統(tǒng)的發(fā)展概況5四四 集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識集散控制系統(tǒng)的認(rèn)識化工企業(yè)常用的典型化工企業(yè)常用的典型DCS產(chǎn)品產(chǎn)品浙江中控技術(shù)股份有限公司 http:/ http:/ http:/ http:/ http:/