PMI培訓(xùn)資料：儀表基礎(chǔ)知識(shí)教材（中文版）供培訓(xùn)

儀表基礎(chǔ)知識(shí)目錄第一章、四大參數(shù)的測量原理及儀表第二章、調(diào)節(jié)閥第三章、軸系儀表第四章、自動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)第五章、控制系統(tǒng)第一章、四大參數(shù)的測量原理及儀表第一節(jié)、溫度的測量與變送第一節(jié)、溫度的測量與變送溫度測量儀麥種類繁多，若按測量方式的不同，測溫儀表可分為接觸式和非接觸式兩大類。前者感溫元件與被測介質(zhì)直接接觸，后者的感溫元件卻不與被測介質(zhì)相接觸。一、熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)由熱電偶、連接導(dǎo)線及電測儀表組成，如下圖所示。由于熱電偶的性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測量范圍廣、有較高的準(zhǔn)確度，且能方便地將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電勢信號(hào)，便于信號(hào)的遠(yuǎn)傳和多點(diǎn)集中測量，因而在石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用極為普遍。一、熱電偶溫度計(jì)一、熱電偶溫度計(jì)熱電偶是由兩根不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料(如上圖中的A和B)焊接或絞接而成。焊接的一端稱為熱電偶的熱端(測量端或工作端)，和導(dǎo)線連接的一端稱為熱電偶的冷端(自由端)。組成熱電偶的兩根導(dǎo)體或半導(dǎo)體稱作熱電極。把熱電偶的熱端插入需要測溫的生產(chǎn)設(shè)備中，冷端置于生產(chǎn)設(shè)備的外面，如果兩端所處的溫度不同(譬如，熱端溫度為t，冷瑞溫度為to)，則在熱電偶回路中便會(huì)產(chǎn)生熱電勢E。該熱電勢E與熱電偶兩端的溫度t和to均E有關(guān)。如果保持t。不變，則熱電勢E只是被測溫度t的函數(shù)。用電測儀表測得E的數(shù)值后，便知道被測溫度t的大小。一、熱電偶溫度計(jì)工業(yè)熱電偶中熱電偶按分度號(hào)分有S、R、B、N、K、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬于貴金屬熱電偶，N、K、E、J、T屬于廉金屬熱電偶。E型測溫范圍為-40℃-1000℃；K型測溫范圍為-40℃-1300℃；S型測溫范圍為0℃-1700℃；B型測溫范圍為0℃-1800℃；T型測溫范圍為-40℃-400℃。二、熱電阻溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì)由熱電阻、電測儀表(動(dòng)圈儀表或平衡電橋)和連按導(dǎo)線所組成，其中熱電阻是感溫元件，有導(dǎo)體的和半導(dǎo)體兩種。熱電阻溫度計(jì)廣泛用來測量中、低溫(一般為500℃以下)。它的特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高，在測量中、低溫時(shí)，它的輸出信號(hào)比熱電偶要大得多，靈敏度高，同樣可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳、自動(dòng)記錄和多點(diǎn)測量。二、熱電阻溫度計(jì)金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的變比而變化的。一般說來，他們之間的關(guān)系為：Rt=R0[1+α(t-t0)]ΔRt=Rt-R0=αR0Δt式中Rt溫度為t℃時(shí)的電阻值；R——溫度為t0℃(通常為0℃)時(shí)的電阻值；α——電阻溫度系數(shù)即溫度變化1℃時(shí)電阻值的相對變化量，單位是℃-1，;Δt——溫度的變化量，即t-t。=ΔtΔRt——溫度改變?chǔ)時(shí)的電阻變化量。二、熱電阻溫度計(jì)熱電阻分度號(hào)主要有Pt100、Pt1000、Pt10、Pt800、Pt500等鉑電阻；Cu50、Cu100、Cu10等銅電阻；鎳NI120、NI500、NI1000等鎳電阻，以及非常用的BA1、BA2、G53。其中常用的，鉑電阻測溫范圍為-200~850℃，銅電阻測溫范圍為-50~150℃。*、熱點(diǎn)偶、熱電阻*、雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)是一種測量中低溫度的現(xiàn)場檢測儀表?？梢灾苯訙y量各種生產(chǎn)過程中的-80℃-+500℃范圍內(nèi)液體蒸汽和氣體介質(zhì)溫度。工業(yè)用雙金屬溫度計(jì)主要的元件是一個(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的。是基于繞制成環(huán)性彎曲狀的雙金屬片組成。一端受熱膨脹時(shí)，帶動(dòng)指針旋轉(zhuǎn)，工作儀表便顯示出熱電勢所應(yīng)的溫度值。*、雙金屬溫度計(jì)第二節(jié)、壓力的測量與變送一、壓力概念壓力，通常是絕對壓力，表壓力、負(fù)壓（真空度）等表述的統(tǒng)稱。我們用壓力表來測量壓力的數(shù)值，實(shí)際上也都是表壓或真空度（絕對壓力表的指示值除外）。因?yàn)楦鞣N工藝設(shè)備和測量儀表都處于大氣中，在工程上無特別說明時(shí)，所提的壓力均指表壓力或真空度。二、就地壓力表就地壓力表就是在現(xiàn)場指示的壓力表，不帶遠(yuǎn)程集中顯示、調(diào)節(jié)的壓力表，就地壓力表可以現(xiàn)場指示壓力的大小，沒有調(diào)節(jié)功能。就地壓力表是壓力儀表類的主要組成部份之一，它有著極為廣泛的應(yīng)用價(jià)值，它具有結(jié)構(gòu)簡單，品種規(guī)格齊全、測量范圍廣、便于制造和維修和價(jià)格低廉等特點(diǎn)。就地壓力表中的彈性敏感元件隨著壓力的變化而產(chǎn)生彈性變形。所測量的壓力一般視為相對壓力，即相對于大氣壓力的表壓。彈性元件在介質(zhì)壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形，通過壓力表的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)放大，就會(huì)顯示出相對于大氣壓的相對值(或高或低)。在測量范圍內(nèi)的壓力值由指針顯示，刻度盤的指示范圍一般做成270度。比較通用的儀表盤面大小有Ф100和Ф150大小。二、就地壓力表三、壓力變送器壓力變送器是工業(yè)應(yīng)用中最為常用的一種傳感器，一般意義上的壓力變送器主要由測壓元件傳感器（也稱作壓力傳感器）、測量電路和過程連接件三部分組成。它能將測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4~20mADC等），變送器的輸出信號(hào)傳輸?shù)紻CS等控制系統(tǒng)進(jìn)行壓力指示、記錄或控制。壓力變送器根據(jù)測量范圍可分成一般壓力變送器（0.001MPa～35MPa）和微差壓變送器（0～1.5kPa），負(fù)壓變送器三種；從精度角度來分類的話，分為高精度壓力變送器（0.1%或0.2%或0.075%）和一般壓力變送器（0.5%）三、壓力變送器電容式壓力變送器的工作原理是當(dāng)壓力直接作用在測量膜片的表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，測量膜片上的高精度電路將這個(gè)微小的形變變換成為與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)，然后采用專用芯片將這個(gè)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4-2OmA電流信號(hào)或者1-5V電壓信號(hào)。由于測量膜片采用標(biāo)準(zhǔn)化集成電路，內(nèi)部包含線性及溫度補(bǔ)償電路，所以可以做到高精度和高穩(wěn)定性，變送電路采用專用的兩線制芯片，可以保證輸出兩線制4-20mA電流信號(hào)，方便現(xiàn)場接線。三、壓力變送器三、壓力變送器第三節(jié)、流量的測量與變送第三節(jié)、流量的測量與變送在石油化工生產(chǎn)過程中，為了有效地進(jìn)行生產(chǎn)操作和控制，經(jīng)常需要測量生產(chǎn)過程中各種介質(zhì)(如液體、氣體和蒸汽等)的流量，以便為生產(chǎn)操作和控制提供依據(jù)。流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體的體積或質(zhì)量，即瞬時(shí)流量。流量測量的方法和儀表種類繁多，其測量原理和儀表的結(jié)構(gòu)形式各不相同。針對石油化工生產(chǎn)過程的不同要求，采用不同的流量儀表。一、差壓式流量計(jì)差壓式(也稱節(jié)流式)流量計(jì)是使用歷史最久，應(yīng)用也最廣泛的一種流量測量儀表，同時(shí)也是目前生產(chǎn)中最成熟的流量測量儀表之一。它是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差與其流量有關(guān)而實(shí)現(xiàn)流量測量的。流體在裝有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處,流體的靜壓力發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。節(jié)流裝置是一種放里在管道中的局部收縮元件，其中應(yīng)用最廣泛的是孔板，其次是噴嘴和文丘里管。這幾種節(jié)流裝置經(jīng)過長期使用，已經(jīng)積累了完整的應(yīng)用資料和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，被定為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。一、差壓式流量計(jì)當(dāng)流休流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，在節(jié)流裝置的前后會(huì)產(chǎn)生壓力差。節(jié)流裝置前流體壓力較高，稱為正壓，以“+”表示;節(jié)流裝置后流體壓力較低，稱為負(fù)壓，以“—”表示。管道中流體的流量越大，在節(jié)流裝咒前后產(chǎn)生的壓差也越大。只要測出節(jié)流裝置前后壓差的大小，就可知道管道中流量的大小，這就是節(jié)流裝置測最流最的基本原理。節(jié)流裝置前后壓差的大小與流量有關(guān)。一、差壓式流量計(jì)*、節(jié)流裝置節(jié)流裝置是在充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的一種流裝置，流束將在節(jié)流處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后產(chǎn)生了靜壓力差。節(jié)流裝置作為流量計(jì)中最重要的一個(gè)分支，它分為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置和非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置兩大類。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有：標(biāo)準(zhǔn)孔板，ISA標(biāo)準(zhǔn)噴嘴，長頸噴嘴，經(jīng)典文丘里管和文丘里噴嘴；非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有：環(huán)形孔板，四分之一圓噴嘴，四分之一圓孔板，錐形入口孔板，圓缺孔板，偏心孔板，雙重孔板，低壓損流量管，矩形文丘里管，V型錐流量計(jì)，楔形流量計(jì)，內(nèi)藏孔板，限流孔板等。一、差壓式流量計(jì)一、差壓式流量計(jì)一、差壓式流量計(jì)一、差壓式流量計(jì)二、質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)可直接測量連續(xù)介質(zhì)的質(zhì)量流量、密度、溫度。通過直接測量變量可推算出體積流量、累計(jì)量。傳感器內(nèi)的流量管，在沒有流體流經(jīng)流量管時(shí)，流量管由安裝在流量管端部的電磁驅(qū)動(dòng)線圈驅(qū)動(dòng)，其振幅小于1mm，頻率約為80Hz，流體流入流量管時(shí)被強(qiáng)制接受流量管的上下垂直運(yùn)動(dòng)。在流量管向上振動(dòng)的半個(gè)周期內(nèi)，流體反抗管子的向上運(yùn)動(dòng)而對流量管施加一個(gè)向下的力；反之，流出流量管的流體對流量管施加一個(gè)向上的力以反抗管子向下運(yùn)動(dòng)而使其垂直動(dòng)量減少。這便導(dǎo)致流量管產(chǎn)生扭曲，在振動(dòng)的另外半個(gè)周期，流量管向下振動(dòng)，扭曲方向則相反，這一扭曲現(xiàn)象稱之為科里奧利（Coriolis）現(xiàn)象，即科氏力。二、質(zhì)量流量計(jì)根據(jù)牛頓第二定律，流量管扭曲量的大小完全與流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量大小成正比，安裝于流量管兩側(cè)的電磁信號(hào)檢測器用于檢測流量管的振動(dòng)。當(dāng)沒有流體流過流量管時(shí)，流量管不產(chǎn)生扭曲，兩側(cè)電磁信號(hào)檢測器的檢測信號(hào)是同相位的；當(dāng)有流體流經(jīng)流量管時(shí)，流量管產(chǎn)生扭曲，從而導(dǎo)致兩個(gè)檢測信號(hào)產(chǎn)生相位差，這一相位差的大小直接正比于流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量。二、質(zhì)量流量計(jì)*、電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)（ElectromagneticFlowmeters，簡稱EMF）是20世紀(jì)50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表。電磁流量計(jì)是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，根據(jù)導(dǎo)電流體通過外加磁場時(shí)感生的電動(dòng)勢來測量導(dǎo)電流體流量的一種儀器。電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。*、電磁流量計(jì)*、渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門（Karman）渦街原理研究生產(chǎn)的，主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出，容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較先進(jìn)、理想的測量儀器。*、渦街流量計(jì)*、轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)是工業(yè)上和實(shí)驗(yàn)室最常用的一種流量計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、直觀、壓力損失小、維修方便等特點(diǎn)。轉(zhuǎn)子流量計(jì)適用于測量通過管道直徑D<150mm的小流量，也可以測量腐蝕性介質(zhì)的流量。使用時(shí)流量計(jì)必須安裝在垂直走向的管段上，流體介質(zhì)自下而上地通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)。*、轉(zhuǎn)子流量計(jì)第四節(jié)、液位的測量與變送第四節(jié)、液位的測量與變送在石油化工生產(chǎn)中，常遇到測量容器中介質(zhì)的液位和界面的位置問題，液位測量是這個(gè)問題的一個(gè)方面。一般液位測量有兩種目的：一種是通過液位測量來確定容器里的原料或產(chǎn)品的數(shù)量，以保證生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)得到預(yù)先計(jì)劃好的原料用量或進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算；另一種是通過液位測量，了解液位是否在規(guī)定范圍內(nèi)，以便及時(shí)監(jiān)視或控制容器液位，保證安全生產(chǎn)以及產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。由于各種被測介質(zhì)的性質(zhì)不同，各種生產(chǎn)設(shè)備的操作條件也不同，所以需要各種各樣的液位測量儀表，以滿足生產(chǎn)的不同需要，下表列出了各種液位測量儀表的主要特點(diǎn)和應(yīng)用場合。一、玻璃板液位計(jì)玻璃板液位計(jì)是根據(jù)U形管原理，通過透明的玻璃外殼直接讀取液位高度。玻璃板液位計(jì)可以直接指示封閉容器中的液位高度，與其它液位計(jì)相比具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的特點(diǎn)，但測量的液位數(shù)值精確度也相對較低。主要用于測量結(jié)果要求不高的場合以及作為遠(yuǎn)傳測量儀表的參照。主要材質(zhì)是鋼材、鋼紙及石墨等，因此，選擇玻璃板材料時(shí)要考慮介質(zhì)對材料發(fā)生腐蝕作用的情況。一、玻璃板液位計(jì)*、磁翻板液位計(jì)二、浮筒式液位計(jì)浮筒式液位計(jì)是一種應(yīng)用浮力原理測量液位的儀表。利用浮筒浸沉在被測液體中，當(dāng)液位變化時(shí)，浮筒被浸沒程度不同，浮筒所受浮力也不同。只要測出浮力的變化，液位的高低便確定了。它主要由浮筒、杠桿、扭力臂及芯軸等組成。浮筒垂直地懸掛在杠桿的一端，杠桿的另一端與扭力管、芯軸的B端垂直地固定在一起，并由固定在外殼上的支點(diǎn)所支撐。扭力管的A端通過法蘭固定在儀表外殼上，芯軸的另一端為自由端，用來輸出角位移。二、浮筒式液位計(jì)三、差壓式液位計(jì)

差壓式液位計(jì)是應(yīng)用差壓計(jì)或差壓變送器來測量變送器液位的，是目前應(yīng)用得最廣泛的一種液位測量儀表。差壓式液位汁是利用容器內(nèi)液位改變時(shí)，由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理而工作的。三、差壓式液位計(jì)

*、雷達(dá)液位計(jì)雷達(dá)液位計(jì)屬于通用型雷達(dá)液位計(jì)，它基于時(shí)間行程原理的測量儀表，雷達(dá)波以光速運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。探頭發(fā)出高頻脈沖在空間以光速傳播，當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)反射回來被儀表內(nèi)的接收器接收，并將距離信號(hào)轉(zhuǎn)化為物位信號(hào)。*、雷達(dá)液位計(jì)*、伺服液位計(jì)、重錘料位計(jì)*、音叉液位開關(guān)、浮球液位開關(guān)第二章、調(diào)節(jié)閥第二章、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力和液位。根據(jù)調(diào)節(jié)部位的信號(hào)，自動(dòng)控制閥門的開度，從而達(dá)到介質(zhì)流量、壓力和液位的調(diào)節(jié)，是工藝流程中最終的控制元件。調(diào)節(jié)閥分很多種類，根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型分，有薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)和長執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)信號(hào)來源可以分為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和液動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。根據(jù)閥體類型，可分為單座閥、蝶閥、角閥等。本章主要以氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥來講解。第一節(jié)、調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)原理第一節(jié)、調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)原理調(diào)節(jié)閥=執(zhí)行機(jī)構(gòu)+閥體部件一、調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動(dòng)裝置，它按信號(hào)壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)推力，使閥桿相應(yīng)的位移、閥芯動(dòng)作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)分正、反兩種形式。當(dāng)信號(hào)壓力增加時(shí)，閥桿向下動(dòng)作的叫正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。反之，信號(hào)增加閥桿向上的叫反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。*、調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)二、調(diào)節(jié)閥閥體部件調(diào)節(jié)閥的閥體部分是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，它直接與介質(zhì)接觸，由閥芯的動(dòng)作，改變調(diào)節(jié)閥節(jié)流面積，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。三、調(diào)節(jié)閥的流量特性調(diào)節(jié)閥的流量特性，是在閥門兩端壓差保持恒定的條件下，介質(zhì)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的相對流量與它的開度之間的關(guān)系。調(diào)節(jié)閥的流量特性有快開特性、線性特性、等百分比特性、拋物線特性四種。線性特性是單位行程的變化所引起的流量變化是不變的，在小開度工作時(shí)，流量相對變化太大，調(diào)節(jié)作用太強(qiáng)，易產(chǎn)生超調(diào)引起震蕩；而在大開度時(shí)，流量相對變化小，調(diào)節(jié)太弱，不夠及時(shí)。等百分比的特性是流量小時(shí)，流量變化小，流量大時(shí)，則流量變化大，也就是在不同的開度上，具有相同的調(diào)節(jié)精度。目前生產(chǎn)中常用的是等百分比和線性兩種。三、調(diào)節(jié)閥的流量特性四、調(diào)節(jié)閥的流開、流閉五、調(diào)世閥的氣開、氣關(guān)*、調(diào)節(jié)閥、控制閥的種類*、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥（Globe）*、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥（Ball）*、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥*、自力式調(diào)節(jié)閥*、兩位式開關(guān)控制閥*、電磁閥第三章、軸系儀表第一節(jié)、軸系儀表組成在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械和往復(fù)式運(yùn)動(dòng)機(jī)械的狀態(tài)分析中，主要是獲取其核心—轉(zhuǎn)軸的運(yùn)行參數(shù)，如軸振動(dòng)、軸向位移、軸承（瓦）溫度、轉(zhuǎn)速等信號(hào)，對軸的不平衡、不對中、軸承磨損、摩擦等機(jī)械問題的早期判定，提供關(guān)鍵的信息。軸系儀表就是對這些參數(shù)進(jìn)行測量和監(jiān)視，從而了解其運(yùn)行狀態(tài)。軸系儀表主要有軸瓦溫度，軸下沉、機(jī)身振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等。1、軸承（瓦）溫度軸承（瓦）溫度主要測量支撐軸承和推理軸承兩個(gè)方面，溫度探頭安裝在軸承的活動(dòng)瓦塊上。一般選用Pt100鉑熱電阻，采用埋入式安裝。2、振動(dòng)測量儀表測量振動(dòng)用傳感器分為接觸式傳感器和非接觸式傳感器兩種。前者包括速度傳感器、加速度傳感器等，直接安裝在機(jī)泵外側(cè)指定測量缸體機(jī)殼振動(dòng)的位置，用于旋轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)容易傳遞給軸承和外殼的旋轉(zhuǎn)機(jī)械上；非接觸式傳感器不直接和被測物體接觸，用于裝有平面滑動(dòng)軸承和旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測轉(zhuǎn)動(dòng)部件的運(yùn)行狀態(tài)，最常用的是電渦流式趨近傳感器。3、位移測量位移量主要是指移動(dòng)部件與固定部件之間的間隙變化，主要包括壓縮機(jī)和汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子軸向位移測量；汽輪機(jī)啟動(dòng)停止過程中由于受熱或重力等原因引起的轉(zhuǎn)子彎曲程度的偏心測量；由于膨脹系數(shù)不同而造成的轉(zhuǎn)子熱膨脹與殼體膨脹的脹差測量以及往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞桿偏離和活塞缸磨損的下垂測量等。4、轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)速是衡量機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)重要指標(biāo)，對于旋轉(zhuǎn)機(jī)械而言，都需要檢測旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸的轉(zhuǎn)速。5、非接觸式傳感器測量原理非接觸式傳感器主要有探頭、延伸電纜、前置器、監(jiān)視器組成，可以測量轉(zhuǎn)速、軸振動(dòng)、軸位移、加速度、軸下沉、脹差、鍵相等參數(shù)。其工作機(jī)理是電渦流效應(yīng)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，當(dāng)接通傳感器電源時(shí)，在前置器內(nèi)會(huì)產(chǎn)生高頻的電流信號(hào)，該信號(hào)通過電纜送到探頭頭部（鉑金絲線圈），在頭部周圍產(chǎn)生交變磁場H1，如果金屬導(dǎo)體材料接近探頭，則交變磁場H1將在導(dǎo)體表面產(chǎn)生電渦流場，該電渦流場也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方向與H1相反的交變磁場H2。由于H2的反作用，就會(huì)改變探頭頭部線圈高頻電流的相位和幅值，即改變了線圈的有效阻抗。這種變化既與電渦流有關(guān)，又與靜磁學(xué)效應(yīng)有關(guān)。如在磁導(dǎo)率、激勵(lì)電流、頻率等參數(shù)恒定不變的情況，則可把阻抗看成是探頭頂部到金屬表面間隙的單值函數(shù)，即二者之間成比例關(guān)系。第四章、自動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)一、自動(dòng)控制的由來一、自動(dòng)控制的由來通過操作人員的手動(dòng)控制，可以將液位保持在期望值，達(dá)到所需要的目標(biāo)。但此手動(dòng)控制，需要操作人員頻繁的觀察液位的變化，并及時(shí)采取合適的措施以消除偏差，勞動(dòng)強(qiáng)度大。而對于石化行業(yè)這樣復(fù)雜、流程很長的工業(yè)過程，需要控制的變量很多，因此需要大量的操作人員，生產(chǎn)成本很高，效率難以提高。一、自動(dòng)控制的由來設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)上述控制任務(wù)，而不需要操作人員的干預(yù)。簡單回路的自動(dòng)控制如上圖右側(cè)所示?？刂葡到y(tǒng)包含三個(gè)基本部件：1）傳感變送器：控制系統(tǒng)的眼睛2）控制器：控制系統(tǒng)的大腦3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：可直接接受控制器的指揮自動(dòng)控制。借助于傳感器，獲得液位測量信號(hào)，通過變送器將測量信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制器可接受的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)?？刂破鳎ㄒ部煞Q調(diào)節(jié)器）接受該標(biāo)準(zhǔn)測量信號(hào)，并與其期望值進(jìn)行比較?；诒容^結(jié)果，控制器決定如何校正測量值與期望值之間的偏差，控制器給執(zhí)行器發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)采取具體的動(dòng)作。二、過程控制工程中的主要術(shù)語1）被控變量/受控變量（ControlledVariable，CV）是指必須保持在某一個(gè)期望值的變量或工藝參數(shù)。2）設(shè)定值/給定值（Setpoint，SP）是指被控變量的期望值3）操縱變量/操作變量（ManipulatedVariable，MV）是指控制系統(tǒng)直接可操作，并用于使被控變量保持在其設(shè)定值的其它工藝變量。4）擾動(dòng)/擾動(dòng)變量（Disturbance，DV）是指任意可能導(dǎo)致被控變量偏離其設(shè)定值的、而控制系統(tǒng)本身又無法干預(yù)的各種因數(shù)。過程控制的目標(biāo)是：對于任意的外部干擾（DV），通過調(diào)節(jié)操作變量（MV）以使被控變量（CV）維持在其設(shè)定值（SP）。自動(dòng)控制，通常由DCS控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。通過自動(dòng)控制，防止各種可能對操作人員或生產(chǎn)裝置造成的傷害或損壞，并盡可能減少廢水、廢氣的排放以保護(hù)環(huán)境；同時(shí)更有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少成本。三、PID整定三、PID整定1、控制質(zhì)量指標(biāo)：1）衰減比：表示系統(tǒng)的衰減程度的標(biāo)志，η=B1/B2（4:1~10:1常用）2）最大偏差A(yù)3）振蕩周期Pu4）余差C：過渡過程結(jié)束后，新穩(wěn)定值與給定值之差5）過渡時(shí)間T：從被調(diào)參數(shù)變化之時(shí)起，直到進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)值的±5%所需的時(shí)間2、調(diào)節(jié)器PID整定1）比例P：有兩種表示方式:比例度δ%和增益K，K=1/δ%,

K增大，系統(tǒng)的穩(wěn)定器變差，控制質(zhì)量提高。純比例調(diào)節(jié)時(shí)，K=輸出/輸入2）積分I：積分時(shí)間以Ti（分）來表示，積分作用的是在系統(tǒng)經(jīng)受干擾后使系統(tǒng)輸出返回設(shè)定值，即目的是為了消除余差，它以“偏差是否存在”來動(dòng)作。Ti↑系統(tǒng)穩(wěn)定性↑，Ti↓積分作用越強(qiáng)。3）微分D：微分時(shí)間以Td（分）來表示，微分作用的基本目的是能補(bǔ)償容量的滯后，使系統(tǒng)穩(wěn)定性改善，從而允許使用高的增益，并提高響應(yīng)速度。Td↑作用強(qiáng)，太強(qiáng)會(huì)振蕩。微分D有超前調(diào)節(jié)的作用，對滯后大的對象有很好的效果。3、PID經(jīng)驗(yàn)值第五章、控制系統(tǒng)第一節(jié)、集散控制系統(tǒng)（DCS）一、DCS系統(tǒng)概念DCS是20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來的，以微處理器為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)集中管理、分散控制的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。發(fā)展初期以分散控制為主，因此稱為分布式控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem），簡稱為DCS。本公司采用的DCS控制系統(tǒng)為YOKOGAWCENTUMVP系統(tǒng)。二、DCS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)DCS通常采用若干個(gè)控制器對生產(chǎn)過程中的眾多控制點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制。各控制器間通過網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。生產(chǎn)控制和操作采用計(jì)算機(jī)操作站，通過網(wǎng)絡(luò)與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達(dá)操作指令。從結(jié)構(gòu)上劃分，DCS包括過程級(jí)、操作級(jí)和管理級(jí)。過程級(jí)主要有過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分。操作級(jí)包括操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)；管理級(jí)主要指工廠管理信息系統(tǒng)（MIS）,作為DCS的更高層次的應(yīng)用。二、DCS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)三、操作員站四、DCS功能DCS系統(tǒng)通過A/D轉(zhuǎn)換器(信號(hào)采集卡)將現(xiàn)場的工藝信號(hào)(溫度、壓力、流量、液位等)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，存儲(chǔ)在主控制器內(nèi)并通過人機(jī)界面（操作站）顯示給操作人員；操作人員通過人機(jī)界面向現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送命令，例如開關(guān)閥門、調(diào)整變頻器轉(zhuǎn)速等。監(jiān)測現(xiàn)場數(shù)據(jù)、遙控現(xiàn)場設(shè)備是DCS的基本功能。除此以外，DCS具有自動(dòng)進(jìn)行PID控制，生產(chǎn)異常信號(hào)報(bào)警、級(jí)別較低的聯(lián)鎖以及順序控制等功能，根據(jù)需要還可以自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表等。第二節(jié)、安全儀表系統(tǒng)（SIS）一、基本功能與要求SIS--saftyinstrumentssystem安全儀表系統(tǒng)，主要用于生產(chǎn)裝置、簡單機(jī)組設(shè)備等安全保護(hù)控制，DCS主要用于生產(chǎn)控制，而SIS為了生產(chǎn)安全聯(lián)鎖的保護(hù)。本公司采用TRICONEX系統(tǒng).1、聯(lián)鎖系統(tǒng)是按生產(chǎn)裝置的工藝過程和設(shè)備要求，使相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，或自動(dòng)啟動(dòng)備用系統(tǒng)，或?qū)崿F(xiàn)安全停車的系統(tǒng)。聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)要既能保證生產(chǎn)裝置和設(shè)備的正常開、停、運(yùn)轉(zhuǎn)，又能在工藝過程出現(xiàn)異常時(shí)，按規(guī)定的程序保證安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)緊急操作、安全停車、緊急停車或自動(dòng)投入備用設(shè)備。2、除確保裝置生產(chǎn)異常時(shí)自動(dòng)保障設(shè)備安全外，還具有發(fā)生報(bào)警，提醒操作人員的功能。3、在相關(guān)操作畫面中顯示聯(lián)鎖動(dòng)作和正常運(yùn)行狀態(tài)，以及必要的緊急停車和手動(dòng)復(fù)位等功能。二、SIS系統(tǒng)的構(gòu)成SIS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與DCS基本相同，也是通過若干個(gè)控制器對生產(chǎn)過程中的眾多信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和并在控制器內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與邏輯處理，處理結(jié)果傳送到現(xiàn)場的執(zhí)行設(shè)備，產(chǎn)生所期望的聯(lián)鎖動(dòng)作功能。SIS的聯(lián)鎖回路主要有三部份組成：

1）信號(hào)采集設(shè)備

2）執(zhí)行設(shè)備

3）邏輯系統(tǒng)信號(hào)采集元件一般