(2024年)《化工儀表及自動化》課件

《化工儀表及自動化》課件12024/3/26目錄課件背景與目標(biāo)化工儀表基礎(chǔ)知識自動化技術(shù)在化工領(lǐng)域應(yīng)用化工過程控制策略與方法儀表選型和安裝調(diào)試技巧安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)要求實(shí)驗(yàn)操作與技能培養(yǎng)課程總結(jié)與展望22024/3/2601課件背景與目標(biāo)Chapter32024/3/26化工儀表的定義與分類01化工儀表是指用于化工生產(chǎn)過程中測量、控制、執(zhí)行和顯示等功能的儀表設(shè)備，包括溫度儀表、壓力儀表、流量儀表、物位儀表等。自動化技術(shù)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用02自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，如自動化控制系統(tǒng)、智能儀表、過程控制等，提高了生產(chǎn)效率、降低了能耗和排放?；x表及自動化的發(fā)展趨勢03隨著科技的不斷發(fā)展，化工儀表及自動化技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代，向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化方向發(fā)展?；x表及自動化概述42024/3/26本課程旨在使學(xué)生掌握化工儀表及自動化的基本概念、原理和應(yīng)用，了解相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生應(yīng)認(rèn)真聽講、積極思考、勤于實(shí)踐，掌握課程的基本知識和技能，能夠獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)等任務(wù)。課程目標(biāo)學(xué)習(xí)要求課程目標(biāo)與學(xué)習(xí)要求52024/3/26《化工儀表及自動化》（第四版），厲玉鳴主編，化學(xué)工業(yè)出版社。教材《自動化儀表與過程控制》、《現(xiàn)代化工儀表及自動化技術(shù)》、《化工測量及儀表》等相關(guān)書籍和期刊。同時(shí)，可以參考國內(nèi)外知名企業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)文檔，了解最新的化工儀表及自動化技術(shù)應(yīng)用情況。參考資料教材與參考資料62024/3/2602化工儀表基礎(chǔ)知識Chapter72024/3/26接受控制儀表的輸出信號，通過調(diào)節(jié)閥門的開度等方式，改變被控變量的值。將檢測儀表的輸出信號進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)換，以直觀的形式顯示出來。用于測量溫度、壓力、流量、物位等工藝參數(shù)。根據(jù)設(shè)定的工藝參數(shù)與實(shí)際測量值的偏差，輸出控制信號以調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程。顯示儀表檢測儀表控制儀表執(zhí)行器儀表分類與功能82024/3/2601020304測量原理介紹各種化工儀表的工作原理，如熱電偶、熱電阻、壓力傳感器等。誤差分類將誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差，并分別進(jìn)行解釋和舉例說明。誤差來源分析儀表測量過程中可能出現(xiàn)的誤差來源，如環(huán)境干擾、安裝不當(dāng)、零點(diǎn)漂移等。誤差處理介紹減小和消除誤差的方法，如校準(zhǔn)、補(bǔ)償、濾波等。測量原理及誤差分析92024/3/26儀表性能指標(biāo)與評價(jià)方法介紹儀表的主要性能指標(biāo)，如精度、靈敏度、穩(wěn)定性、可靠性等。說明如何評價(jià)儀表的性能，包括實(shí)驗(yàn)室測試、現(xiàn)場測試和長期運(yùn)行考核等。根據(jù)生產(chǎn)過程的工藝要求和控制要求，介紹選擇儀表時(shí)應(yīng)遵循的原則。介紹儀表的日常維護(hù)和保養(yǎng)方法，以確保其長期穩(wěn)定運(yùn)行。性能指標(biāo)評價(jià)方法選型原則維護(hù)保養(yǎng)102024/3/2603自動化技術(shù)在化工領(lǐng)域應(yīng)用Chapter112024/3/26介紹自動化技術(shù)的起源，以及早期在化工領(lǐng)域的應(yīng)用情況。自動化技術(shù)起源發(fā)展歷程現(xiàn)狀分析闡述自動化技術(shù)從簡單控制到復(fù)雜控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程，包括重要技術(shù)突破和里程碑事件。分析當(dāng)前自動化技術(shù)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，包括普及程度、技術(shù)水平和市場需求等方面。030201自動化技術(shù)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀122024/3/26

典型自動化設(shè)備與系統(tǒng)介紹自動化設(shè)備列舉并介紹化工領(lǐng)域中常用的自動化設(shè)備，如傳感器、執(zhí)行器、控制器等，以及它們的工作原理和應(yīng)用場景。自動化系統(tǒng)介紹典型的化工自動化系統(tǒng)，如DCS（分布式控制系統(tǒng)）、PLC（可編程邏輯控制器）等，包括系統(tǒng)架構(gòu)、功能特點(diǎn)和應(yīng)用案例。先進(jìn)控制技術(shù)介紹一些先進(jìn)的控制技術(shù)在化工自動化中的應(yīng)用，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，以及它們的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。132024/3/26自動化技術(shù)在生產(chǎn)過程中的作用提高生產(chǎn)效率闡述自動化技術(shù)如何通過優(yōu)化生產(chǎn)流程、減少人工干預(yù)等方式提高生產(chǎn)效率。保障生產(chǎn)安全分析自動化技術(shù)如何通過實(shí)時(shí)監(jiān)測、預(yù)警機(jī)制等手段保障化工生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。降低能耗與排放探討自動化技術(shù)如何通過精確控制、能源管理等方式降低化工生產(chǎn)過程中的能耗和排放，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。提升產(chǎn)品質(zhì)量說明自動化技術(shù)如何通過精確控制生產(chǎn)參數(shù)、優(yōu)化生產(chǎn)工藝等方式提升化工產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性。142024/3/2604化工過程控制策略與方法Chapter152024/3/2601020304通過測量輸出變量并與設(shè)定值比較，調(diào)整控制器輸出以減小偏差。反饋控制根據(jù)可測量的擾動量，預(yù)先調(diào)整控制器輸出以補(bǔ)償擾動對系統(tǒng)的影響。前饋控制控制器輸出與輸入偏差成比例，用于快速響應(yīng)系統(tǒng)變化。比例控制控制器輸出與輸入偏差的積分成比例，用于消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差。積分控制常規(guī)控制策略及實(shí)施要點(diǎn)162024/3/26基于系統(tǒng)動態(tài)模型預(yù)測未來輸出，優(yōu)化控制策略以減小預(yù)測誤差。模型預(yù)測控制（MPC）根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)或環(huán)境變化自動調(diào)整控制器參數(shù)，以保持系統(tǒng)性能。自適應(yīng)控制模擬人類模糊推理過程，處理不確定性和非線性問題。模糊控制利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和逼近非線性函數(shù)的能力，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制先進(jìn)控制技術(shù)應(yīng)用案例分享172024/3/26遺傳算法粒子群優(yōu)化算法模擬退火算法蟻群算法優(yōu)化算法在過程控制中的應(yīng)用通過模擬生物進(jìn)化過程搜索最優(yōu)解，適用于多參數(shù)、非線性優(yōu)化問題。模擬物理退火過程，以一定概率接受劣解，避免陷入局部最優(yōu)。模擬鳥群覓食行為，通過個(gè)體間的信息共享尋找最優(yōu)解。模擬螞蟻覓食行為，通過信息素更新和路徑選擇尋找最優(yōu)路徑。182024/3/2605儀表選型和安裝調(diào)試技巧Chapter192024/3/26選型原則和注意事項(xiàng)選型原則根據(jù)工藝要求、介質(zhì)特性、環(huán)境條件等選擇適合的儀表類型、量程、精度和材質(zhì)。注意事項(xiàng)考慮儀表的可靠性、穩(wěn)定性、維修性和經(jīng)濟(jì)性，以及供應(yīng)商的信譽(yù)和售后服務(wù)。202024/3/26安裝步驟按照工藝要求和安裝圖紙進(jìn)行儀表安裝，確保安裝位置正確、固定牢固、密封可靠。安裝前準(zhǔn)備熟悉儀表結(jié)構(gòu)、性能和使用說明書，檢查儀表及附件是否齊全、完好。調(diào)試方法先進(jìn)行單體調(diào)試，檢查儀表的顯示、輸出等功能是否正常；再進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，檢查儀表與控制系統(tǒng)、執(zhí)行器等設(shè)備的聯(lián)動是否協(xié)調(diào)、準(zhǔn)確。安裝調(diào)試流程和方法212024/3/26ABCD常見問題排查和解決方案儀表無顯示檢查電源、保險(xiǎn)絲、連接線等是否正常，如有問題及時(shí)修復(fù)或更換。儀表漏液、漏氣檢查密封件、連接管等是否松動或損壞，及時(shí)緊固或更換。儀表誤差大檢查傳感器、轉(zhuǎn)換器、放大器等部件是否損壞或老化，如有需要可進(jìn)行校準(zhǔn)或更換?？刂葡到y(tǒng)失靈檢查控制系統(tǒng)硬件、軟件是否正常，如有需要可進(jìn)行重啟、復(fù)位或升級等操作。222024/3/2606安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)要求Chapter232024/3/2603《安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化》通過制定安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，推動企業(yè)建立安全生產(chǎn)管理體系，提高安全生產(chǎn)水平。01《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》強(qiáng)調(diào)企業(yè)安全生產(chǎn)主體責(zé)任，明確政府監(jiān)管職責(zé)，加強(qiáng)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理。02《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》針對危險(xiǎn)化學(xué)品的生產(chǎn)、儲存、使用、經(jīng)營和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，制定嚴(yán)格的安全管理規(guī)定。安全生產(chǎn)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)解讀242024/3/26通過對生產(chǎn)過程中涉及的設(shè)備、物質(zhì)、環(huán)境等因素進(jìn)行分析，識別出可能導(dǎo)致事故的危險(xiǎn)源。危險(xiǎn)源辨識對辨識出的危險(xiǎn)源進(jìn)行定量或定性評估，確定其可能導(dǎo)致的危害程度和發(fā)生概率，為制定風(fēng)險(xiǎn)控制措施提供依據(jù)。風(fēng)險(xiǎn)評估根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果，制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，如加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)、改善作業(yè)環(huán)境、配備安全設(shè)施等。風(fēng)險(xiǎn)控制措施危險(xiǎn)源辨識和風(fēng)險(xiǎn)評估方法252024/3/26遵守國家和地方環(huán)境保護(hù)法規(guī)，確保企業(yè)生產(chǎn)活動符合環(huán)保要求。環(huán)境保護(hù)法規(guī)廢水處理技術(shù)廢氣治理技術(shù)固廢處理與資源化利用采用物理、化學(xué)或生物方法處理廢水，去除其中的有害物質(zhì)，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。針對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣，采用吸附、吸收、氧化等方法進(jìn)行治理，減少大氣污染物排放。對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物進(jìn)行分類處理，采取填埋、焚燒、資源化利用等方式進(jìn)行處理。環(huán)境保護(hù)措施及污染治理技術(shù)262024/3/2607實(shí)驗(yàn)操作與技能培養(yǎng)Chapter272024/3/2601掌握化工儀表的基本原理和操作方法。020304了解自動化技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、數(shù)據(jù)處理能力和分析解決問題的能力。要求學(xué)生能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，并準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?82024/3/26包括化工儀表、傳感器、執(zhí)行器、控制系統(tǒng)等。學(xué)生需了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理，熟悉實(shí)驗(yàn)操作流程，按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行正確操作。同時(shí)，需要注意實(shí)驗(yàn)安全，遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度。實(shí)驗(yàn)設(shè)備和操作方法操作方法實(shí)驗(yàn)設(shè)備292024/3/26數(shù)據(jù)處理學(xué)生需要對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算和分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果分析學(xué)生應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析化工儀表及自動化系統(tǒng)的性能和特點(diǎn)，評估其在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用效果。同時(shí)，需要比較不同實(shí)驗(yàn)條件下的結(jié)果差異，分析原因并得出結(jié)論。數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析302024/3/2608課程總結(jié)與展望Chapter312024/3/26自動化控制系統(tǒng)詳細(xì)介紹了自動化控制系統(tǒng)的組成、原理和應(yīng)用，包括DCS、PLC等控制系統(tǒng)。維護(hù)與故障處理介紹了化工儀表的日常維護(hù)、定期檢修以及常見故障的診斷和處理方法?；x表選型與安裝針對化工生產(chǎn)過程中的實(shí)際需求，講解了儀表的選型原則、安裝方法和注意事項(xiàng)。化工儀表基本原理包括測量原理、儀表結(jié)構(gòu)和分類等，為理解和應(yīng)用化工儀表打下基礎(chǔ)。知識點(diǎn)回顧與總結(jié)322024/3/26學(xué)員A通過學(xué)習(xí)，我對化工儀表及自動化有了更深入的了解，掌握了儀表的選型、安裝和維護(hù)技能，對今后的工作有很大幫助。學(xué)員B課程中的實(shí)際案例讓我印象深刻，通過分析和解決實(shí)際問題，我提高了自己的工程實(shí)踐能力。學(xué)員C老師的講解生動有趣，讓我對枯燥的理論知識產(chǎn)生了興趣，激發(fā)了我對化工儀表及自動化的熱愛。學(xué)員心得體會分享332024