化工儀表及自動(dòng)化教案第12章

化工儀表及自動(dòng)化教案第12章CONTENTS章節(jié)概述與目標(biāo)化工儀表基礎(chǔ)知識(shí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述化工儀表在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行化工儀表及自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)章節(jié)概述與目標(biāo)01本章主要介紹了化工儀表及自動(dòng)化的基本概念、原理和應(yīng)用。首先闡述了化工儀表的分類(lèi)、功能及特點(diǎn)，然后深入探討了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成、工作原理和設(shè)計(jì)方法。此外，還介紹了常見(jiàn)的化工儀表和自動(dòng)化控制策略，以及它們?cè)诨どa(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例。章節(jié)內(nèi)容簡(jiǎn)述010302能夠分析和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，了解常見(jiàn)的控制策略和算法。掌握化工儀表的分類(lèi)、功能及特點(diǎn)，理解自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理。04培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和解決問(wèn)題的能力。熟悉常見(jiàn)的化工儀表和自動(dòng)化控制設(shè)備，了解它們?cè)诨どa(chǎn)中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求化工儀表的分類(lèi)、功能及特點(diǎn)；自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成、工作原理和設(shè)計(jì)方法；常見(jiàn)的控制策略和算法。重點(diǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)；復(fù)雜控制策略和算法的理解和應(yīng)用；化工儀表和自動(dòng)化控制設(shè)備的選型和應(yīng)用。難點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn)化工儀表基礎(chǔ)知識(shí)02分類(lèi)按測(cè)量原理可分為機(jī)械式、電子式、智能式等；按被測(cè)參數(shù)可分為溫度、壓力、流量、液位等儀表。功能化工儀表是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程中各種物理量、化學(xué)量的測(cè)量、顯示、記錄和控制的重要工具，對(duì)于保障生產(chǎn)安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量具有重要意義?；x表的分類(lèi)與功能測(cè)量原理不同類(lèi)型的化工儀表采用不同的測(cè)量原理，如溫度儀表采用熱電偶、熱電阻等原理，壓力儀表采用彈性元件變形等原理。誤差分析化工儀表在測(cè)量過(guò)程中會(huì)受到多種因素的影響而產(chǎn)生誤差，包括系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差等。為了減小誤差，需要采取合理的測(cè)量方法和數(shù)據(jù)處理技術(shù)。測(cè)量原理及誤差分析在選擇化工儀表時(shí)，需要根據(jù)生產(chǎn)需求、測(cè)量范圍、精度要求、環(huán)境條件等因素進(jìn)行綜合考慮，選擇適合的儀表型號(hào)和規(guī)格。選型化工儀表的安裝位置和方式對(duì)其測(cè)量精度和使用壽命有很大影響。在安裝時(shí)需要遵循相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保儀表安裝牢固、接線正確、調(diào)試方便。同時(shí)，還需要注意防護(hù)措施，如防震、防潮、防腐等。安裝儀表的選型與安裝自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述03VS自動(dòng)控制系統(tǒng)通常由控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象和測(cè)量變送器等基本環(huán)節(jié)組成。分類(lèi)根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制原理的不同，自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)兩大類(lèi)。其中，閉環(huán)控制系統(tǒng)又可細(xì)分為單回路控制系統(tǒng)、多回路控制系統(tǒng)和串級(jí)控制系統(tǒng)等。組成自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成與分類(lèi)系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，能夠恢復(fù)到原來(lái)平衡狀態(tài)的能力。穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)最重要的性能指標(biāo)之一。系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，過(guò)渡到新的平衡狀態(tài)所需時(shí)間的多少?？焖傩院玫南到y(tǒng)能夠迅速響應(yīng)輸入信號(hào)的變化。系統(tǒng)輸出量與給定輸入量之間的一致程度。準(zhǔn)確性高的系統(tǒng)能夠減小穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度。穩(wěn)定性快速性準(zhǔn)確性控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)明確控制要求、選擇控制方案、設(shè)計(jì)控制器、選擇執(zhí)行器和測(cè)量變送器等。設(shè)計(jì)步驟控制器設(shè)計(jì)執(zhí)行器和測(cè)量變送器選擇系統(tǒng)調(diào)試與投運(yùn)根據(jù)被控對(duì)象的特性和控制要求，選擇合適的控制規(guī)律，設(shè)計(jì)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。根據(jù)控制要求和現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇合適的執(zhí)行器和測(cè)量變送器，并進(jìn)行相應(yīng)的安裝和調(diào)試。完成控制系統(tǒng)的安裝和接線后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和投運(yùn)，確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行并滿(mǎn)足控制要求?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施化工儀表在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用04

溫度測(cè)量?jī)x表的應(yīng)用熱電偶溫度計(jì)利用熱電效應(yīng)測(cè)量溫度，具有測(cè)量范圍廣、精度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，在化工生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于高溫測(cè)量。熱電阻溫度計(jì)利用金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性來(lái)測(cè)量溫度，適用于中低溫測(cè)量，具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。紅外測(cè)溫儀通過(guò)測(cè)量物體輻射的紅外能量來(lái)計(jì)算溫度，適用于遠(yuǎn)距離、非接觸式測(cè)溫，具有響應(yīng)速度快、測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。利用彈性元件（如彈簧管、膜片等）在壓力作用下產(chǎn)生變形來(lái)測(cè)量壓力，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但精度較低。彈性式壓力表將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，如壓電式、壓阻式等，具有高精度、高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，但價(jià)格較高。電氣式壓力表利用液體傳遞壓力的原理進(jìn)行測(cè)量，具有測(cè)量范圍寬、精度高等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)困難。液壓式壓力表壓力測(cè)量?jī)x表的應(yīng)用速度式流量計(jì)根據(jù)流體速度來(lái)測(cè)量流量，如渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)等，具有高精度、高可靠性等特點(diǎn)，但價(jià)格較高。差壓式流量計(jì)利用流體流過(guò)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的差壓來(lái)測(cè)量流量，如孔板流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)等，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但精度較低。容積式流量計(jì)通過(guò)測(cè)量流體體積來(lái)計(jì)算流量，如橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)等，具有高精度、寬測(cè)量范圍等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)困難。流量測(cè)量?jī)x表的應(yīng)用利用液柱或物料堆高度產(chǎn)生的靜壓力來(lái)測(cè)量物位，如壓力式液位計(jì)、差壓式液位計(jì)等，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但精度較低。靜壓式物位計(jì)根據(jù)浮子或浮筒在液體中的浮力變化來(lái)測(cè)量物位，如浮球液位計(jì)、浮筒液位計(jì)等，具有高精度、高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，但價(jià)格較高。浮力式物位計(jì)利用物料與電極間電容的變化來(lái)測(cè)量物位，適用于固體物料和液體的測(cè)量，具有高精度、非接觸式測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。電容式物位計(jì)物位測(cè)量?jī)x表的應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行05熟悉控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理和設(shè)計(jì)要求，準(zhǔn)備調(diào)試工具和測(cè)試設(shè)備。調(diào)試前的準(zhǔn)備工作調(diào)試步驟調(diào)試方法按照先局部后整體、先硬件后軟件的原則進(jìn)行調(diào)試，包括電源檢查、信號(hào)測(cè)試、控制邏輯驗(yàn)證等。采用模擬測(cè)試、實(shí)際運(yùn)行測(cè)試和故障模擬測(cè)試等方法，確保控制系統(tǒng)功能正常、性能穩(wěn)定。030201控制系統(tǒng)的調(diào)試步驟與方法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，包括電源、信號(hào)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等是否正常。定期對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，包括清潔設(shè)備、緊固接線、更換易損件等。發(fā)現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行處理，包括故障診斷、原因分析、修復(fù)措施等。運(yùn)行監(jiān)控日常維護(hù)故障處理控制系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)檢查電源線路、開(kāi)關(guān)和保險(xiǎn)絲等，確保電源供應(yīng)穩(wěn)定可靠。檢查信號(hào)線路、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，確保信號(hào)傳輸準(zhǔn)確可靠。檢查控制程序、邏輯關(guān)系和參數(shù)設(shè)置等，確保控制邏輯正確無(wú)誤。根據(jù)具體情況進(jìn)行分析和處理，如機(jī)械故障、環(huán)境干擾等。電源故障信號(hào)故障控制邏輯故障其他故障常見(jiàn)故障分析與處理化工儀表及自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)06隨著人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，化工儀表將越來(lái)越智能化，能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和自?xún)?yōu)化等功能。智能化化工生產(chǎn)對(duì)儀表的測(cè)量精度要求越來(lái)越高，未來(lái)化工儀表將向更高精度、更穩(wěn)定可靠的方向發(fā)展。高精度化無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展為化工儀表的無(wú)線化提供了可能，未來(lái)化工儀表將實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸和遠(yuǎn)程控制等功能。無(wú)線化隨著微電子技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展，化工儀表將實(shí)現(xiàn)更高程度的集成化和小型化。集成化化工儀表的發(fā)展趨勢(shì)智能化控制網(wǎng)絡(luò)化控制多變量控制預(yù)測(cè)性維護(hù)自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)未來(lái)自動(dòng)化控制技術(shù)將越來(lái)越智能化，能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)控制、智能優(yōu)化控制等功能?；どa(chǎn)過(guò)程中的變量越來(lái)越多，未來(lái)自動(dòng)化控制技術(shù)將實(shí)現(xiàn)多變量協(xié)同控制和優(yōu)化控制等功能。隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)將實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通和遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。通過(guò)數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)技術(shù)，自動(dòng)化控制技術(shù)將實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)和健康管理等功能。技術(shù)挑戰(zhàn)：化工儀表和自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展面臨著技術(shù)瓶頸和創(chuàng)新挑戰(zhàn)，需要不斷推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)。安全挑戰(zhàn)：化工生產(chǎn)過(guò)程中存在著各種安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)，需要加強(qiáng)安全管理和防范