自動化儀表培訓課件

培訓內(nèi)容：對各種儀表按照測量對象的不同，進行分類介紹，并就各類儀表的構成和工作原理作深入簡出的講解。各類測量儀表依次為：一、溫度檢測儀表二、壓力檢測儀表三、液位檢測儀表四、流量檢測儀表五、分析儀表六、全線緊急停車按鈕（ESD）的控制培訓內(nèi)容：將各類儀表按照現(xiàn)場儀表和遠傳儀表這兩大類，就儀表的工作原、內(nèi)部組成、結構特點、在使用中的注意事項等幾方面，進行逐一地論述。溫度檢測中的現(xiàn)場儀表：

1、萬向型雙金屬溫度計

遠傳儀表：1、防爆型鉑電阻2、平均溫度計壓力檢測中的現(xiàn)場儀表：1、全不銹鋼壓力表2、全不銹鋼耐震壓力表

遠傳儀表：1、智能型防爆壓力變送器2、智能型防爆差壓變送器3、壓力開關液位檢測中的遠傳理儀表：1、雷達液位計2、磁致伸縮液位計3、音叉式液位開關流量檢測中的遠儀表的安全管理傳儀表：1、超聲波流量計2、流量開關分析儀表：1、密度分析撬座（密度計、光學界面檢測儀）溫度檢測儀表現(xiàn)場儀表——雙金屬溫度計（一）結構特點：雙金屬溫度計是工業(yè)上測量溫度常用的現(xiàn)場一次表，具有適應范圍廣、結構簡單、安裝方便等特點。由指針、刻度盤、表殼、指針軸、感溫元件、保護管組成?？煞譃?.0、1.5、2.0、2.5、4.0五個精度等級。站上使用的雙金屬溫度計主要為1.0級、1.5級兩種，安裝在密度計撬座、儲油罐、進出站管線、部分閥門后等位置，用于測量相應位置的油品溫度。（二）原理：雙金屬溫度計用膨脹系數(shù)不同的兩種金屬片牢固結合在一起組成感溫元件,一般繞制成螺旋形,其一端固定,另一端裝有指針.但溫度變化時,感溫元件曲率發(fā)生變化，自由端旋轉，帶動指針在刻度盤上指示溫度數(shù)值。溫度檢測中的遠傳儀表——1、溫度變送器（防爆型鉑電阻）2、平均溫度計（一）概述各站選用的是美國羅斯蒙特公司生產(chǎn)的智能型溫度變送器。主要安裝在部分閥門后、進出站等工藝管線上，用以測量油品溫度值，溫度變送器一般都是垂直安裝在輸油管線上。此外，在現(xiàn)場還安裝一個溫變用于測量站內(nèi)地溫。相關性能參數(shù)：型號：SQ-PT-Z-80E-0205精度：±0.1％量程±0.1℃量程：0----50℃；-10---30℃環(huán)境溫度：-40—85℃輸出：4—20mA和HART信號電源：12—42.4Vdc傳感器：PT100，A級，四線制（二）組成及接線：

溫度變送器由變送模板、檢測模板以及模擬量輸出模板等組成，通過后面的接線板將4—20毫安的模擬量信號接到PLC機柜上，再通過轉換在站控機上顯示各個被測的溫度參數(shù)值

接線如圖所示：（三）校驗及量程修改：50電阻

溫變安全柵Pt24VDCS500

溫變FLUKS7441、校驗:

將溫度變送器從安裝管線上拆下來，按上圖將FLUKE與溫變連接好。打開FLUKE電源→按MEAS/SOURCE鍵，選擇“SOURCE”→按TC/RTD鍵兩次→按▽鍵，選擇“Pt100(385)”→按SETUP鍵→按ENTER鍵→按▽鍵，選擇“24VDC”→按ENTER鍵→按DONE鍵→按MEAS/SOURCE鍵，選擇“MEAS”→按mA鍵→按MEAS/SOURCE鍵，這FLUKE屏幕顯示→輸入溫度值將溫變顯示與FLUKE對比，進行溫度變送器校驗。2、溫變量程修改:按HART鍵→SET鍵，選擇“basic”→按ENTER，選擇“下限”或“上限”輸入要更該的數(shù)值，按ENTER鍵→按SEND鍵→按DONE鍵退出，更改完成。（四）日常應用1、正常時溫變就地顯示溫度和電流兩種參數(shù)，現(xiàn)場顯示的溫度值和站控室顯示溫度值一致。2、當溫變出現(xiàn)就地和遠傳都沒有顯示故障時，是由以下幾種原因造成的：溫變損壞、保險熔斷、安全柵損壞、接線松動。3、當溫變出現(xiàn)遠傳值不準故障時，是由以下幾種原因造成的量程設置不對、接線端子出現(xiàn)輕微漏電。4、溫變要定期校驗，安裝套管內(nèi)要填加變壓器油.MEASUES。。。。。...mASOURCE。。。。。?！妫ㄈ┦褂弥凶⒁馐马?、在測量范圍內(nèi),示值誤差,不應大于允許誤差,（允許誤差=±精度×量程％）。2、在測量范圍內(nèi)，回程誤差應不大于允許誤差絕對值。3、輕敲位移，輕敲表殼后,指針示值變動量應不大允許誤差絕對值的1/2。4、外觀：（1）壓力表的零部件裝配應牢固,無松動現(xiàn)象。（2）壓力表安全孔上應有防塵裝置，當發(fā)現(xiàn)防塵橡膠蓋脫落時要重新安好。（3）壓力表按其所測量介質(zhì)不同,在壓力表上應有下表中規(guī)定的色標,并注名特殊介質(zhì)的名稱.氧氣表還必須標有紅色“禁油”字樣.（4）玻璃應無色透明,不應有妨礙讀數(shù)的缺陷和損傷。（5）分度盤應平整光潔,各標志應清晰可辨。（6）巡檢中發(fā)現(xiàn)壓力表有滲漏情況，應關閉壓力表根部閥，匯報處理。壓力檢測中的遠傳儀表——壓力變送器差壓變送器（一）安裝位置和作用各站選用的是羅斯蒙特公司生產(chǎn)的智能型防暴壓力變送器。主要安裝在進出站管線、主泵和給油泵進出口、調(diào)節(jié)閥組前管線上、計量撬出口管線上。用于檢測被測管線內(nèi)壓力，將測得的值進行遠傳及現(xiàn)場顯示，遠傳壓力信號用于站控機顯示及參與工藝控制和控制保護。（二）性能參數(shù)型號：3051TG4A2B21AE5M5T1Q4精確度等級:+/-0.075﹪量程：0.6MPa，1.6MPa，2.5MPa，6MPa，10MPa，16MPa等輸出信號:4-20mADC線性電源電壓:24VDC被測介質(zhì):汽油,柴油帶雷電保護器（三）結構原理

1，結構

壓變主要有傳感器、信號放大器、模-數(shù)轉換器、微處理器、數(shù)-模轉換器、操作鍵、顯示屏等幾部分組成。（五）日常維護

1、巡檢時要注意檢查壓變引壓管有無滲漏情況；現(xiàn)場指示值與站控機上的顯示值是否一致。

2、當發(fā)現(xiàn)壓變引壓管出現(xiàn)輕度滲漏時，關閉壓變根部閥前要和調(diào)度聯(lián)系，采取相應保護措施，因為有些壓變的測量值參與了工藝調(diào)節(jié)控制，在受控設備運行時，關閉些壓變的根部閥會引起誤動作，引起事故。

3、當發(fā)現(xiàn)壓變測量值不準，很有可能是引壓管內(nèi)有空氣或根部閥沒有打開。

4、當發(fā)現(xiàn)壓變就地值和遠傳值都沒有顯示時，很有可能是防雷擊端子損壞或接線松動。

液位檢測儀表——雷達液位計1、測量原理（如圖所示）t=2d/Cd=Ct/2H=L－d=L－Ct/2只要測得微波的往返時間t，即可計算得到液位的高度H。探測器對時間測量有兩種方式，即微波脈沖法及連續(xù)波調(diào)頻法。微波脈沖法：脈沖頻率大多為5～6GHz微波脈沖法的原理圖如下：

LHtd由發(fā)送器將脈沖發(fā)生器生成的一串脈沖信號通過天線發(fā)出，經(jīng)液面反射后由接收器接收，再將信號傳給計時器，從計時器得到脈沖的往返間t。

難點：必須精確地測量時間t。

解決方法：變脈沖雷達波為合成脈沖雷達波，通過測量發(fā)射波與反射波的頻率差，間接地求往返時間，計算出雷達波的傳播距離。

液面到天線距離d的計算公式如下:d=（C/2）·Δt=（C/2）·(Δf/S)S=Δf0/Δt0式中：Δf──測量量，它關系到d的精度；S──跳頻斜率，Hz。說明：該測量方法中發(fā)射頻率不是固定的，而是等幅可調(diào)頻率（FMCW）。

d──液位計測出的空罐高度

∴LR0=Lu（L0－L1）

說明：雷達液位計在技術上允許Lp0=Lu±1m，這樣就降低了液位計的安裝要求。

向雷達液位計輸入LR0，并取：

Lp=LR0+d

以Lp代替Lp0，則雷達液位計測得的液位為：

LR=Lp－d

由此可見：Lp的產(chǎn)生，使測量與機械安裝無關；使測量值與真實值有了同一個標準的起點，因而提高了測量精度。3、雷達液位計的應用問題1）被測介質(zhì)特性①相對介電常數(shù)一般在1.5～2左右②湍動和氣泡2）溫度通常在-40℃～+150℃之間3）操作壓力如:瑞典SAAB公司：RTG2960為4MPa；4、雷達液位計的基本設置①基本設定②安全設置③輸出④顯示5、雷達液位計的特點①測量部分無位移、無傳動部件。②與介質(zhì)不直接接觸。③測量不受溫度、壓力、蒸汽、煙霧、粉塵的限制，適用于粘度大、有毒、有腐蝕性介質(zhì)的液位測量。④使用、維護費用低。⑤精度高計量級：±1mm，±0.5mm，特殊的可達±0.1mm罐區(qū)管理級：±3mm一般控制級：±5mm，±10mm⑥分辯率高計量級：1mm，0.1mm工業(yè)級：10～20mm說明：目前雷達液位計的測量范圍為：0～20m，0～35m（E+H），0～40m四、音叉液位開關

1、工作原理：音叉由晶體激勵產(chǎn)生振動（按某一頻率），當音叉被液體浸沒時振動頻率發(fā)生變化，該頻率變化由電子線路檢測出來并輸出一個開關量。

2、特點：適應性強：介質(zhì)的電參數(shù)、密度對測量不產(chǎn)生影響。結垢、攪動、湍流、氣泡、振動、中等粘度、高溫、高壓等惡劣條件對檢測無影響；免于維護；不需調(diào)校。說明：音叉開關可用于液位的上下限位報警或控制（上/下限位檢測由一選擇開關確定）∴聲波順流時的傳播時間：T1=t1+τ聲波逆流時的傳播時間：T2=t2+τ時差法流量方程的另外一種形式：∵VP=V·cosθ=V·X／L

流量方程：式中：K───流速分布修正系數(shù)，K=V／V0V───線平均流速V0───面平均流速（二）、超聲波流量計的組成及分類1、組成超聲換能器（或由換能器和測量管組成的超聲流量傳感器轉換器（電子數(shù)據(jù)處理單元）二者之間用專用信號傳輸電纜連接。2、分類①按聲道數(shù)分類說明：四聲道及以上的多聲道配置對提高測量精度起很大作用。②按被測介質(zhì)分類氣體用、液體用（三）、超聲波流量計的特點1、應用范圍廣2、適用介質(zhì)多3、原理上不受管徑限制，適用于圓形、矩形管道4、可實現(xiàn)非接觸測量，了進行移動性測量5、無壓力損失，操作費用低6、測量精度不夠理想7、介質(zhì)溫度不能太高（受換能器耐溫限制），一般≤200℃8、技術復雜，價格較高9、傳播時間法超聲波流量計只能用于清潔液體和氣體（四）、超聲波流量計的使用1、對被測流體的要求(清潔、滿管、單相，所含懸浮顆粒不能超過允許值)2、夾裝式換能器的安裝①要知道確切的管道外徑、壁厚、材質(zhì)及襯里情況，管道內(nèi)壁不應銹蝕、結垢、凹凸不平。②安裝換能器時，管道外壁表面應去保溫層、去漆，銹跡應砂平，涂勻耦合劑，不能有空隙。③換能器安裝處和管壁反射處必須避開接口和焊縫。KROHNE超聲波流量計用途：配合壓力、溫度和密度檢測儀表，為管道泄漏檢測軟件提供基礎數(shù)據(jù)，完成管道泄漏報警及泄漏點定位功能。同時，還完成管道運行流量監(jiān)測和生產(chǎn)計量任務。本工程采用的是德國科隆公司UFM3030K型超聲波流量計。結構：超聲波流量計按照傳感器是否接觸流體，可分為外夾式和濕式。KROHNE超聲波流量計為濕式超聲波流量計，其流量傳感器UFS3000K和信號轉換器UFC030K采用一體化結構方式。傳感器為三聲道專利技術設計，采用管道對射式安裝和弦狀通道布置，可以檢測到不同層面的流速，較好地測量非軸向?qū)ΨQ的流體形態(tài)。工作原理科隆公司UFM3030K超聲波流量計采用基本的聲波傳播時間法，兩個傳感器發(fā)射和接收具有時間標志的聲波脈沖。零流量時，聲波在兩個傳感器之間往返的時間是完全相同的。流體開始流動時，順流方向的傳播時間較短，而逆流方向的傳播時間較長。通過測量上述順流和逆流的時間差，來確定管道內(nèi)流體的流量。性能：科隆公司UFM3030K型超聲波流量計，具有動態(tài)增益補償功能，能實現(xiàn)全雷諾數(shù)范圍的動態(tài)流態(tài)補償，能補償如介質(zhì)溫度、密度、粘度等變化引起的誤差，能克服如固體顆粒、氣泡、旋渦、結垢、結蠟等引起的干擾，從而保證流量測量的高精度、高穩(wěn)定性和高重復性。主要技術性能指標：測量精度：+/-0.3%（流速＞0.5m/s），<+/-0.5%（0.3m/s<流速<0.5m/s），重復性：+/-0.2%，探頭數(shù)量：3組探頭，測量范圍：0～20m/s，功能：瞬時流量、累積流量、質(zhì)量流量、流速、聲速、流向、信號強度測量及自診斷，防爆等級：EExd（ib）IICT3～T6，GB3836.1～3836.4.2000，ATEX94/9/EC，防護等級：IP67，IEC60529/EN60529，測量管：碳鋼，探頭：SS316L，法蘭：碳鋼，傳感器罩：碳鋼，變送器：鋁，介質(zhì)溫度：-25℃～+140℃，環(huán)境溫度：-40℃～+65℃，供電電源：24VDC，電氣接口：2×1/2’’NPT，安裝要求：直管段前10D、后5D。撬裝分析系統(tǒng)

1、用途本工程采用分析系統(tǒng)橇座。安裝在各工藝站場進出站處，用于連續(xù)測量成品油密度，檢測0#柴油、-10#柴油、90#汽油、93#汽油以及相互之間的油品界面。本工程撬裝分析系統(tǒng)選用的是英國輸力強公司的產(chǎn)品結構撬裝分析系統(tǒng)包括以下主要設備：分析系統(tǒng)，主要設備的安裝支架，油品循環(huán)取樣泵，整個分析系統(tǒng)的附件和材料，分析小屋。分析系統(tǒng)所有儀表和介質(zhì)接觸的連接管路部分采用不銹鋼材質(zhì)，安全泄放管和排污管公用一個收集器，所有排污管線均通過管線接往污油罐。分析系統(tǒng)橇座預留光學界面檢測儀的安裝位置，配置手動采樣接口。溫度影響小于±0.05kg/m3/℃壓力影響小于±0.003kg/m3/100kPa供電電源：24VDC溫度測量：Pt100（四線制），密度計輸出：頻率信號，防護等級:IP65，接觸介質(zhì)部件：Ni-Span-C，外殼：316不銹鋼，法蘭材料：316L不銹鋼。外型、結構及原理圖：光學界面檢測儀用途用于檢測0#柴油、-10#柴油、90#汽油、93#汽油以及相互之間的油品界面。KAM-OID-SR-1″flange-900型光學界面檢測儀安裝在各工藝站場進站處，KAM-OID-SR-2/18”flange-600/900型光學界面檢測儀安裝在分輸閥室進口管道干線上。本工程采用美國KAM-OID-SR型光學界面檢測儀。結構KAM光學界面檢測儀為智能型一體式結構設計，探頭、信號傳輸光纖、控制器集成為一體，可直接現(xiàn)場使用；每臺光學界面檢測儀帶有獨立的控制器，運行無干擾；光學界面檢測儀的控制器及附件均可室外安裝，不受環(huán)境影響。工作原理KAM光學界面檢測儀利用光電學原理，采用專門開發(fā)的LED（發(fā)光二極管）光源，發(fā)射特定波長的可見光光束，可同時檢測多種光學特征，從而檢測出0#柴油、-10#柴油、90#汽油、93#汽油以及柴油和汽油的油品界面(包括同密度不同油品的界面)。性能

KAM光學界面檢測儀技術先進、性能可靠，不受溫度影響，無需預校正；光學界面檢測儀與油品接觸的鏡面帶有納米材料涂層，是免清洗的，不受油品的性質(zhì)和油品中的雜質(zhì)的影響；光學界面檢測儀的防爆等級為ExdIIBT6，環(huán)境溫度為-40～80℃，適用于油氣場合和惡劣環(huán)境。外型、結構及原理圖流量開關用途本工程采用美國SORT21-DF6D-CS-RRX/EAC-1E-CS-10-CB型流量開關，用于監(jiān)測各工藝站場進、出站泄壓管線中的流量及完成低流量越限報警。結構SOR流量開關為自行加熱的傳感器設計，采用法蘭連接方式，無任何可能粘住或出故障的可移動部件；其電氣觸點為機械氣密式，觸點類型為DPDT。工作原理SOR流量開關采用溫差技術原理，根據(jù)在流體中，不同流速傳熱不同的特性來測量液體流量。性能

SOR流量開關操作簡單，動作準確快速，在±27.7℃的溫度范圍內(nèi)，精度為開關點流速的±0.5%，響應時間為：0.5~10秒。并且在參考的校準范圍內(nèi)能任意調(diào)節(jié)設定值。供電電源：24VDC輸出：5A設定點范圍：0.904～452m3/h元件插入長度：10″過程溫度范圍：-70～200℃過程壓力范圍：真空～3000psig防爆等級：CSAClassI,GroupsB,C,D防護等級：NEMA4接液材質(zhì)：316SS過程連接：1″600#法蘭電氣連接：3/4″NPT(F)全線緊急停車按鈕（ESD）控制一、ESD的組成和用途ESD緊急停車：在管線運行時，當一些難以預料的緊急情況出現(xiàn)時，如果不及時停車，很可能會造成生產(chǎn)事故或財產(chǎn)損失，以及危及人身安全，在這種情況下采取的一種緊急停車保護措施。西部管道成品油管線ESD停車保護，對確保安全生產(chǎn)，防止輸油設備和輸油管線損壞，保證財產(chǎn)及人身安全起著重要作用。二、西部管道成品油管線ESD命令有四種1、中控ESD命令——調(diào)度人在緊急情況發(fā)出的全線緊急停輸命令。2、站控ESD命令——站控人員在緊急情況下發(fā)出的全站緊急停輸命令，輸油泵站和減壓站執(zhí)行全站緊急停輸時，會引起全線ESD保護動作，造成全線緊急停輸。3、設備保護觸發(fā)ESD命令——工藝運行參數(shù)達到設定保護值、運行泵機組狀況

達到機泵保護參數(shù)值，觸發(fā)ESD執(zhí)行部分機組停車或全線停輸。4、意外故障引起的ESD命令——如電網(wǎng)停電，設備閥門誤動作等觸發(fā)的ESD命令。三、全站緊急停車按鈕站控ESD命令

全站緊急停車按鈕（ESD），為紅色按鈕，外面有透明保護罩，該按鈕通過導線直接連到PLC的DI模板上，按鈕向上拔出后觸發(fā)全站ESD。四、ESD操作方法與注意事項1、當緊急事件發(fā)生后，站控人員打開保護蓋，快速向上拉起紅色的ESD緊急停車鈕，即可執(zhí)行全站ESD。2、當ESD命令執(zhí)行完成后，站控機上應該顯示ESD成