化工操作工儀表知識(shí)培訓(xùn)

中科惠安儀表培訓(xùn)自動(dòng)化儀表的目的和分類●什么是自動(dòng)化儀表●儀表是化工、鋼鐵等工廠生產(chǎn)過程中進(jìn)行檢測、顯示、控制和執(zhí)行的儀器的總稱。是實(shí)行生產(chǎn)過程中自動(dòng)化必不可少的技術(shù)工具。●檢測儀表：將現(xiàn)場的溫度、壓力、流量、液位等生產(chǎn)需要監(jiān)控的生產(chǎn)參數(shù)，按照一定的原理轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，送到中控室進(jìn)行顯示。這類儀表通常也叫現(xiàn)場一次儀表。●顯示儀表：將現(xiàn)場一次儀表傳送過來的電信號(hào)，在中控室呈現(xiàn)給操作人員，使其能夠了解現(xiàn)場的實(shí)時(shí)生產(chǎn)情況，通常也叫二次儀表。目前都是集中顯示在DCS的監(jiān)控屏幕上面。

●控制儀表：操作人員通過監(jiān)控生產(chǎn)情況，對現(xiàn)場生產(chǎn)進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整，控制儀表的輸出，發(fā)出指令控制現(xiàn)場的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使得現(xiàn)場生產(chǎn)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，這類操作現(xiàn)在也是集中在DCS的屏幕進(jìn)行。●執(zhí)行儀表：中控室的自動(dòng)控制輸出，直接作用在現(xiàn)場調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)閥、切斷閥上面，使得操作人員可以遠(yuǎn)距離控制現(xiàn)場生產(chǎn)情況，減少操作人員的工作強(qiáng)度，而且也可以遠(yuǎn)離危險(xiǎn)場所，確保安全生產(chǎn)?！駲z測儀表和執(zhí)行儀表這兩大類統(tǒng)稱現(xiàn)場儀表；顯示儀表和控制儀表這兩大類儀表集中在中控室DCS上面顯示和操作。

●我公司現(xiàn)在現(xiàn)場儀表包括：檢測儀表（壓力、液位、溫度、流量等）有1000多個(gè)點(diǎn)位。執(zhí)行儀表（調(diào)節(jié)閥和切斷閥）大概200臺(tái)左右?！裎夜臼褂玫氖荄CS是浙江中控JX-300XP系統(tǒng)，顯示儀表和控制儀表集中在中控室DCS上面顯示，操作人員主要在DCS的屏幕上面，進(jìn)行生產(chǎn)狀況監(jiān)視和操作。

傳感器基礎(chǔ)知識(shí)物理量電量

1.定義

傳感器（Transducer/Sensor）能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。如下圖所示:標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓信號(hào)傳感器輸出信號(hào)輸入信號(hào)變送器傳感元件+電子線路翻譯可用的電信號(hào)到標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)變送器介紹傳感器與變送器的區(qū)別：

傳感器是能夠受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置的總稱，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。

當(dāng)傳感器的輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（4-20mA）時(shí)，則稱為變送器。流程圖儀表標(biāo)識(shí)方法在PID圖上面，就地儀表只用圓圈加位號(hào)標(biāo)識(shí)；遠(yuǎn)傳儀表用圓圈里面加位號(hào)和外邊加方框標(biāo)識(shí)。標(biāo)識(shí)方法：P壓力T溫度L液位F流量現(xiàn)場就地儀表一般用：壓力PG.溫度TG.液位LG等標(biāo)識(shí)?，F(xiàn)場遠(yuǎn)傳儀表：壓力PT溫度TT或是TE液位LT流量FT等標(biāo)識(shí)。中控室根據(jù)被測變量后面跟隨相應(yīng)功能的字母標(biāo)識(shí)，比如：PI壓力顯示，PIA壓力顯示報(bào)警，PIC壓力顯示控制，PICA壓力顯示報(bào)警等。PICAS壓力顯示控制報(bào)警聯(lián)鎖。其他以此類推說明。調(diào)節(jié)閥——PVFVTVLV

切斷閥——XVXZV壓力儀表的分類我公司使用的壓力儀表主要有以下幾類：就地顯示：●壓力表、隔膜壓力表、遠(yuǎn)傳儀表：●差壓變送器●壓力變送器●絕對壓力變送器●隔膜密封式壓力變送器壓力的定義壓力的法定單位是帕（Pa），1Kpa=1000pa，1Mpa=1000Kpa1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=0.1013MPa，約等于100Kpa，約為一公斤壓力。絕對壓力：是指直接作用于容器或物體表面的壓力，即物體承受的實(shí)際壓力，其零點(diǎn)為絕對真空，符號(hào)為（ABS為下標(biāo)）。大氣壓：包圍在地球表面一層很厚的大氣層對地球表面或表面物體所造成的壓力稱為“大氣壓”；表壓力：以大氣壓為零點(diǎn)測出來的壓力叫“表壓力”（又叫相對壓力），一般壓力表和壓力變送器測出來的都是表壓力。絕對壓力、大氣壓和表壓力三者之間的關(guān)系是：絕對壓力=大氣壓+表壓力。壓力的表示方式有三種，即：絕對壓力，表壓力，負(fù)壓或真空度。（1）絕對壓力是物體所承受的實(shí)際壓力，其零點(diǎn)為絕對真空。（2）表壓力指高于大氣壓力時(shí)的絕對壓力與大氣壓力之差。（3）真空度（負(fù)壓）是大氣壓力與低于大氣壓力時(shí)的絕對壓力之差。

普通壓力表介紹壓力表通過表內(nèi)的敏感元件（波登管、膜盒、波紋管）的彈性形變，再由表內(nèi)機(jī)芯的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將壓力形變傳導(dǎo)至指針，引起指針轉(zhuǎn)動(dòng)來顯示壓力?，F(xiàn)場使用：PG-0404、PG-0407、PG-0410等

隔膜壓力表、隔膜耐震壓力表介紹隔膜壓力表采用間接測量結(jié)構(gòu)，隔膜在被測介質(zhì)壓力作用下產(chǎn)生變形，密封液被壓，形成一個(gè)相當(dāng)于P的壓力，傳導(dǎo)至壓力儀表，顯示被測介質(zhì)壓力值。適用于測量粘度大、易結(jié)晶、腐蝕性大、溫度較高的液體、氣體或顆粒狀固體介質(zhì)的壓力。隔離膜片有多種材料，以適應(yīng)各種不同腐蝕性介質(zhì)?，F(xiàn)場使用：PG-0401A、PG-0402A、PG-0408A等

就地壓力表故障判斷就地壓力表的故障都很直觀，一般是有壓力不波動(dòng)，沒壓力不歸零。通過現(xiàn)場加壓或泄壓來檢查，很快可以判斷。壓力表壞了一般都是更換為主。

差壓變送器介紹工作原理：變送器有兩個(gè)測壓裝置，分別叫做正壓室和負(fù)壓室，根據(jù)工藝要求，從設(shè)備的兩個(gè)不同取壓點(diǎn)引到變送器的正負(fù)壓室，變送器將兩個(gè)壓力的差值變量按比例轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的儀表。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），傳送到中控室上面進(jìn)行顯示和過程調(diào)節(jié)?！癫顗鹤兯推鞒丝梢詼y量差壓之外，還有流量，液位等用途，以后涉及到在介紹?，F(xiàn)場使用：PDT-0217、PDT-3901、PDT-3902等

壓力變送器介紹工作原理：以大氣壓為零點(diǎn)，將表壓力變量按比例轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的變送器。壓力變送器實(shí)際上是差壓變送器的一種特例，正壓室接測量壓力，負(fù)壓室通大氣。所以壓力變送器也有差壓變送器的形式。現(xiàn)場使用：PT-0604、PT-0607、PT-0621等絕對壓力變送器介紹

絕對壓力變送器也是是差壓變送器的一種特例，正壓室接測量壓力，負(fù)壓室抽真空。工作原理：以絕對真空為零點(diǎn)，將絕對壓力變量按比例轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的儀表。?，F(xiàn)場使用：PT-0108、PT-0111、PT-0116、PT-0126等隔膜密封式壓力變送器介紹

單法蘭一般測量壓力，雙法蘭一般測量差壓。隔膜的目的避免被測介質(zhì)直接與變送器隔離膜片接觸提供了一種可靠的測量方法，由于隔離膜片大面積接觸介質(zhì)，所以適用于密閉場合；尤其是粘稠或漿狀介質(zhì)和強(qiáng)腐蝕性液體，或富含顆粒類介質(zhì)的測量。不易堵塞，便于清洗?，F(xiàn)場使用：PT-0201、T-0202、PT-0215、PT-0216等

差壓（壓力）變送器故障判斷發(fā)現(xiàn)壓力顯示異常，需要根據(jù)壓力顯示，以及相關(guān)的趨勢畫面，來區(qū)分是工藝波動(dòng)還是儀表故障。壓力儀表的異常顯示一般分為：無壓力顯示，誤差較大，壓力不波動(dòng)。

1、無壓力顯示，先檢查導(dǎo)壓管是否暢通，冬天要檢查介質(zhì)是否冷凍凝固。

2、誤差較大原因：導(dǎo)壓管不暢通，或是導(dǎo)壓管泄露。以及變送器零位漂移加大。3、壓力不波動(dòng)，導(dǎo)壓管堵塞或是介質(zhì)冷凍凝固。確實(shí)儀表故障需要讓儀表維護(hù)人員來處理。液位儀表的分類我公司主要使用以下幾種液位儀表：●磁性浮子液位計(jì)●法蘭液位計(jì)（隔膜密封式差壓變送器）●高頻雷達(dá)物位計(jì)●導(dǎo)播雷達(dá)物位計(jì)●伺服物位計(jì)●外置式超聲波液位計(jì)●外置式超聲波液位控制器●音叉液位開關(guān)下面做分類介紹磁性浮子液位計(jì)顧名思義，液位計(jì)里面有個(gè)磁性浮子，利用連通器原理浮子跟隨液位上下移動(dòng)、然后根據(jù)磁耦合原理使得顯示面板的磁珠翻轉(zhuǎn)變色顯示液位,有側(cè)裝和頂裝二種安裝方式,這類液位計(jì)即可以就地顯示液位,又可以安裝遠(yuǎn)程模塊將液位信號(hào)，遠(yuǎn)傳送至中控室監(jiān)控液位.

又稱為磁翻板液位計(jì)、遠(yuǎn)傳型磁翻板液位計(jì).磁性浮子液位計(jì)介紹現(xiàn)場使用：LG-0102、LG-0124、LT-0131、LT-0132等

磁性浮子液位計(jì)故障判斷就地磁翻板故障現(xiàn)象：●液位不變化。原因：1、浮子異物卡住。

2、浮子管道變形。

3、耐腐蝕襯四氟材料高溫變形?！褚何淮胖轭伾靵y。原因：1、磁珠磁性變小，浮子動(dòng)作不及翻轉(zhuǎn)2、浮子偶爾異物卡住，突然恢復(fù)，磁珠翻轉(zhuǎn)不及造成。遠(yuǎn)傳磁翻板故障現(xiàn)象：●就地顯示正常，遠(yuǎn)傳信號(hào)不正常。原因：1、線路故障。

2、遠(yuǎn)傳模塊故障。

法蘭液位計(jì)（隔膜密封式差壓變送器）介紹從液體壓強(qiáng)公式P=ρρ，，可知壓強(qiáng)只與液體的高（深）度和液體的密度有關(guān)，而液體的密度基本不發(fā)生變化，所以最高液位減最低液位的壓力差也是基本不發(fā)生變化。只要量程設(shè)置準(zhǔn)確，用差壓變送器來測量液位，非常準(zhǔn)確。通常稱為雙法蘭和單法蘭液位計(jì)。帶壓力容器液位測量使用雙法蘭變送器，常壓容器測量用單法蘭變送器，負(fù)壓室通大氣。現(xiàn)場使用雙法蘭最多：LT-0101、LT-0103、LT-0106等單法蘭比較少，比如：LT-0605、LT-0606等。

法蘭液位計(jì)故障判斷差壓變送器故障現(xiàn)象之前在壓力儀表里面介紹過，判斷方法一樣。測量誤差變大原因還有：1、膜盒漏油，液位變化沒規(guī)律。2、下法蘭管道堵塞，下法蘭介質(zhì)冷凍凝固。3、安裝位置變化，會(huì)造成液位零位偏移，要進(jìn)行調(diào)整，有時(shí)候調(diào)整范圍比較大；甚至超過儀表的量程，這類調(diào)整成為“遷移”。高頻雷達(dá)物位計(jì)介紹雷達(dá)物位計(jì)安裝在容器的頂部，高頻雷達(dá)信號(hào)從天線發(fā)出，在被測量平面反射，回波被天線接收。雷達(dá)物位計(jì)信號(hào)的發(fā)出與回波接收的頻率差被用于進(jìn)一步的信號(hào)處理，進(jìn)而換算出測量距離。轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)送到中控室。雷達(dá)液位計(jì)的精度非常高，可以精確到mm。因?yàn)闆]有物料接觸，只要設(shè)置正確，幾乎不發(fā)生故障?，F(xiàn)場使用：LT-0104、LT-0105、LT-0105等。導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)介紹測量原理導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)也是容器頂部安裝，依據(jù)時(shí)域反射原理(TDR)為基礎(chǔ)的雷達(dá)料位計(jì)，雷達(dá)料位計(jì)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(shí)，雷達(dá)料位計(jì)的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路經(jīng)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(shí)間成正比，經(jīng)計(jì)算得出液位高度。現(xiàn)場使用：LZT-3301A、LZT-3301B等。

伺服物位計(jì)介紹現(xiàn)場使用：LT-3303A、LT-3303B等。一般在容器的頂部安裝，外觀類似雷達(dá)。但是還有浮子，內(nèi)部原理比較復(fù)雜，不多敘述，知道一下伺服物位計(jì)優(yōu)點(diǎn)，測量精確，功能比較多。

外置式超聲波液位計(jì)介紹現(xiàn)場使用：LT-3302A、LT-3302B等。外置式超聲波液位計(jì)（簡稱“外測液位計(jì)”）可在罐外連續(xù)測量液位，對罐體不開孔、安裝可不停產(chǎn)，特別適合老產(chǎn)品的更新?lián)Q代。同時(shí)也特別適合密閉容器內(nèi)的各種有毒物質(zhì)、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿以及各種純凈液體的液位進(jìn)行精確測量，儀表采用隔爆設(shè)計(jì)，可在需要防爆的場合應(yīng)用。外置式超聲波液位計(jì)采用了聲吶的回波測距原理，克服了儲(chǔ)罐壁對超聲波信號(hào)的影響，采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，可真正實(shí)現(xiàn)非接觸、高精度的測量罐內(nèi)的液位。液位計(jì)可輸出4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)

外置式超聲波液位控制器介紹現(xiàn)場使用：LZS-3111/3112等。主要特點(diǎn)：罐外安裝，不需穿孔，不需動(dòng)火，不損傷罐體，可以在不停產(chǎn)情況下安裝、使用、維護(hù)、修理，體積小，安裝方便。外貼測量，對罐內(nèi)液體不產(chǎn)生干擾，無泄漏、無污染、無腐蝕。非插入式測量，與被測介質(zhì)的壓力、溫度、密度、有無腐蝕性無關(guān)，適應(yīng)范圍廣。外置式液位開關(guān)，主要聯(lián)鎖用，液位超限之后聯(lián)鎖停泵關(guān)閥。

音叉液位開關(guān)介紹現(xiàn)場使用：LS-3114、LS-3115、LS-3117等。音叉式液位開關(guān)是一種新型的液位開關(guān)。音叉由晶體激勵(lì)產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)音叉被液體浸沒時(shí)振動(dòng)頻率發(fā)生變化，這個(gè)頻率變化由電子線路檢測出來并輸出一個(gè)開關(guān)量。音叉式液位開關(guān)又被稱作“電氣浮子“凡使用浮球液位開關(guān)和由于結(jié)構(gòu)、湍流、攪動(dòng)、氣泡、振動(dòng)等原因?qū)е虏荒苁褂酶∏蛞何婚_關(guān)的場合均可使用“電氣浮子”。由于音叉液位開關(guān)無活動(dòng)部件，因此無須維護(hù)和調(diào)整，是浮球液位開關(guān)的升級換代產(chǎn)品液位開關(guān)，主要聯(lián)鎖用，液位超限之后聯(lián)鎖停泵關(guān)閥。是指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)封閉管道或明渠有效截面的流體量，又稱瞬時(shí)流量。當(dāng)流體量以體積表示時(shí)稱為體積流量；單位時(shí)間內(nèi)流過某一段管道的流體的體積，稱為該橫截面的體積流量。簡稱為流量，用Q來表示。單位：M3/H、L/h等當(dāng)流體量以質(zhì)量表示時(shí)稱為質(zhì)量流量。體積流量跟介質(zhì)密度的乘積，就可以換算成質(zhì)量流量。單位：kg/h。不可壓縮的流體通過同一個(gè)流管作正常流動(dòng)時(shí)，每一時(shí)刻流經(jīng)管道的各個(gè)截面流量相同。流量定義流量儀表的分類流量儀表按照原理有很多種，我公司主要使用以下幾種：●金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)●渦街流量計(jì)●楔型流量計(jì)●電磁流量計(jì)●質(zhì)量流量計(jì)下面做分類介紹轉(zhuǎn)子流量計(jì)由兩個(gè)部件組成，一個(gè)是從下向上逐漸擴(kuò)大的錐形管；另一個(gè)是放在錐形管中且可以沿椎管中心線上下自由移動(dòng)的轉(zhuǎn)子。當(dāng)測量流體流過時(shí)，被測流體從錐形管下端流入，流體的流動(dòng)沖擊著轉(zhuǎn)子，并對它產(chǎn)生一個(gè)作用力（這個(gè)力的大小隨流量大小而變化）；當(dāng)流量足夠大時(shí)，所產(chǎn)生的作用力將轉(zhuǎn)子托起，并使之升高。同時(shí)，被測流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐形管壁間的環(huán)形斷面，這時(shí)作用在轉(zhuǎn)子上的力有三個(gè):流體對轉(zhuǎn)子的動(dòng)壓力、轉(zhuǎn)子在流體中的浮力和轉(zhuǎn)子自身的重力。流量計(jì)垂直安裝時(shí)，轉(zhuǎn)子重心與錐管管軸會(huì)相重合，作用在轉(zhuǎn)子上的三個(gè)力都沿平行于管軸的方向。當(dāng)這三個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子就平穩(wěn)地浮在錐管內(nèi)某一位置上。金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)適用于DN200以內(nèi)小口徑和低流速介質(zhì)流量測量；工作可靠，維護(hù)量小，壽命長；對于直管段要求不高；金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)介紹現(xiàn)場使用：FT-0102、FT-0103、FT-0117等操作工如果操作過程中，發(fā)現(xiàn)流量顯示異常，需要根據(jù)流量顯示，以及相關(guān)的流量趨勢畫面，來區(qū)分是工藝波動(dòng)還是儀表故障。流量儀表的異常顯示一般分為：無流量顯示，誤差較大，流量不波動(dòng)。

1、無流量首先判斷管道內(nèi)是介質(zhì)是否真的在流動(dòng)，流量是否太小小于最小測量流量，管道是否暢通，排除這幾個(gè)問題，那就是真的儀表故障，需要讓儀表維護(hù)人員來處理。

2、流量誤差較大原因：（1）安裝不符合要求，（2）浮子流量計(jì)周圍100mm空間不得有鐵磁性物體。（3）正常生產(chǎn)當(dāng)中出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象，有可能液體介質(zhì)的密度變化較大引起誤差較大。由于儀表在標(biāo)定前，都將介質(zhì)按用戶給出的密度進(jìn)行換算，換算成標(biāo)校狀態(tài)下水的流量進(jìn)行標(biāo)定，因此如果介質(zhì)密度變化較大，會(huì)對測量造成很大誤差。解決方法可將變化以后的介質(zhì)密度帶入公式，換算成誤差修正系數(shù)，然后再將流量計(jì)測出的流量乘以系數(shù)換成真實(shí)的流量。需要儀表和工藝共同探討解決。

3、流量不波動(dòng)，這個(gè)問題常見由于焊渣等異物卡在浮子上面，異物卡的不牢可以用輕輕震動(dòng)錐形管，或者快速加大流量沖擊，使異物脫離轉(zhuǎn)子，儀表可以恢復(fù)正常，如果卡死，就要切旁路管線，拆卸儀表清理異物了。

金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)故障判斷

渦街流量計(jì)介紹渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門（Karman）渦街原理研究生產(chǎn)的測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標(biāo)況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計(jì)。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?，F(xiàn)場使用：FT-0104、FT-0105、FT-0113等流量故障判斷方法跟前面轉(zhuǎn)子流量計(jì)的判斷類似：

渦街流量計(jì)只要安裝正常，一般很少有故障。通用故障一般有表體進(jìn)水，接線不良等現(xiàn)象，這個(gè)要讓儀表維護(hù)人員來處理。

●渦街流量計(jì)沒有可動(dòng)部件，所以沒有卡住的故障

●上下游必須有足夠的直管段。

●管道不能產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。

●因?yàn)榱髁坑?jì)都有最小流量要求，如果選型量程大的話，對應(yīng)的可測量的最小流量也大。有可能在流量較小的時(shí)候測量不到。

●如果流量介質(zhì)粘度太大的話，也有測量不到的現(xiàn)象。渦街流量計(jì)故障判斷楔型流量計(jì)介紹楔形流量計(jì)是八十年代開始開始逐步走向?qū)嵱玫囊环N新型流量計(jì)，其檢測件是一個(gè)V字形楔塊（又稱楔形節(jié)流件），它的圓滑頂角朝下，這樣有利于含懸浮顆粒的液體或粘稠液體順利通過，不會(huì)在節(jié)流件上游側(cè)產(chǎn)生滯流。因此特別適合在石油、化工等行業(yè)中用于體積流量和質(zhì)量流量的測量。流體通過楔形流量計(jì)時(shí)，由于楔塊的節(jié)流作用，在其上、下游側(cè)產(chǎn)生了一個(gè)與流量值成平方關(guān)系的差壓，將此差壓從楔塊兩側(cè)取壓口引出，送至差壓變送器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出?，F(xiàn)場使用：FT-0101、FT-0408等。流量故障判斷方法跟前面流量計(jì)故障的判斷類似：

不同之處：

1、一般楔形流量傳感器附有前后測量管，可在水平或垂直安裝及使用。當(dāng)傳感器在垂直管道上安裝時(shí)，流體應(yīng)自下而上流動(dòng)。測量液體時(shí)應(yīng)注意使差壓變送器能方便地排除氣泡，以免引起儀表零點(diǎn)漂移；

2、傳感器上下游側(cè)應(yīng)配置直管段，管道內(nèi)壁應(yīng)光滑、清潔、無附著物；

3、水平安裝時(shí)，楔式差壓元件應(yīng)與管道中心線成90度。對于垂直安裝，由于取壓點(diǎn)之間輕微的靜壓影響必須注意差壓變送器調(diào)零。

4、誤差也可能會(huì)由于導(dǎo)壓管不暢或是泄露造成，這類故障需要儀表維護(hù)人員處理。楔形流量計(jì)故障判斷電磁流量計(jì)介紹電磁流量計(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。故障判斷：●核心是介質(zhì)必須是導(dǎo)電的，介質(zhì)導(dǎo)電率變化太大，會(huì)造成流量誤差變大?！窨展芑蚴枪艿澜橘|(zhì)沒有充滿，介質(zhì)氣泡較多會(huì)造成流量沒有規(guī)律的亂變。●盡量避開鐵磁性物體及具有強(qiáng)電磁場的設(shè)備，以免磁場影響傳感器的工作磁場和流量信號(hào)?！窬€路故障或是儀表故障需要找儀表維護(hù)人員來處理。管道內(nèi)部因?yàn)闆]有節(jié)流部件。管道幾乎也不會(huì)有異物停留。很少發(fā)生故障。現(xiàn)場使用：FT-0607、FT-0608、FT-0613等。

質(zhì)量流量計(jì)介紹在傳感器內(nèi)部有兩根平行的流量管，中部裝有驅(qū)動(dòng)線圈，兩端裝有檢測線圈，變送器提供的激勵(lì)電壓加到驅(qū)動(dòng)線圈上時(shí)，振動(dòng)管作往復(fù)周期振動(dòng)，工業(yè)過程的流體介質(zhì)流經(jīng)傳感器的振動(dòng)管，就會(huì)在振管上產(chǎn)生科氏力效應(yīng)，使兩根振管扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，安裝在振管兩端的檢測線圈將產(chǎn)生相位不同的兩組信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的相位差與流經(jīng)傳感器的流體質(zhì)量流量成比例關(guān)系。計(jì)算機(jī)解算出流經(jīng)振管的質(zhì)量流量。不同的介質(zhì)流經(jīng)傳感器時(shí)，振管的主振頻率不同，據(jù)此解算出介質(zhì)密度。安裝在傳感器器振管上的鉑電阻可間接測量介質(zhì)的溫度?，F(xiàn)場使用：FT-0204、FT-0203等。判斷方法跟前邊的判斷方法類似，質(zhì)量流量計(jì)若出現(xiàn)誤差偏大，還有其他原因：

硬件問題

a.安裝不規(guī)范，可直接導(dǎo)致流量計(jì)零漂，如質(zhì)量流量計(jì)安裝在泵出口處較近，傳感器支撐強(qiáng)度不夠，連接法蘭焊接不當(dāng)產(chǎn)生應(yīng)力信號(hào)，電纜受電磁干擾。

b.接線問題。

c.工藝介質(zhì)變化，若測量介質(zhì)出現(xiàn)夾氣，氣化或兩相流等現(xiàn)象，變送器會(huì)出現(xiàn)報(bào)警顯示，嚴(yán)重時(shí)，傳感器停止工作。

d.變送器失效。

e.傳感器失效。

f.管道吹掃問題。

軟件問題

a.零點(diǎn)校準(zhǔn)有誤。

b.參數(shù)設(shè)置有誤。

c.電源的脈沖波動(dòng)。

d.一定要注意量程

e.操作有誤質(zhì)量流量計(jì)故障判斷溫度儀表的分類我公司主要使用以下幾種：●雙金屬溫度計(jì)●鎧裝鉑熱電阻●智能一體化溫度變送器●熱電偶下面做分類介紹雙金屬溫度計(jì)把兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬組合在一起，一端固定，當(dāng)溫度變化時(shí),兩種金屬熱膨脹不同，帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)以指示溫度，這就是雙金屬片溫度計(jì)，如圖所示。測溫范圍為-80~600C,它適用于工業(yè)上精度要求不高時(shí)的溫度測量。

●看表盤跟壓力表很相似，重要區(qū)別是壓力表一般有取壓閥門。溫度計(jì)沒閥門。

雙金屬溫度計(jì)介紹現(xiàn)場使用：TG-0101、TG-0108、TG-0110等

鎧裝鉑熱電阻介紹現(xiàn)場使用：TE-0103、TE-0138、TE-0149等

鎧裝熱電阻是一種溫度傳感器，利用物質(zhì)在溫度變化時(shí)，其電阻也隨著發(fā)生變化的特征來測量溫度的。當(dāng)阻值變化時(shí)，工作儀表便顯示出阻值所對應(yīng)的溫度值。它比裝配式鉑電阻直徑小，易彎曲，適宜安裝在管道狹窄和要求快速反應(yīng)、微型化等特殊場合。一般用在溫度低于300℃的場合。電阻信號(hào)一般直接接線到中控室?，F(xiàn)場絕大部分遠(yuǎn)傳溫度都是熱電阻溫度計(jì)。智能一體化溫度變送器介紹智能一體化溫度變送器是溫度傳感器與變送器的完美結(jié)合，熱電阻的溫度信號(hào)通過變送單元轉(zhuǎn)換為4~20mADC的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)傳輸中控室的DCS等，并且可以加上現(xiàn)場顯示單元，在現(xiàn)場可以觀測溫度?，F(xiàn)場使用：TT-3951A\B\C、TT-3954A\B\C等。熱電偶介紹當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，熱端和冷端，回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢，該電動(dòng)勢的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”，兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”。材質(zhì)不同，溫度的分度號(hào)不同，常見使用的是K分度號(hào)的熱電偶。熱電偶和熱電阻外觀看不出來，一般是測量溫度低于300度用熱電阻，高溫場合用熱電偶。我公司主要使用在網(wǎng)帶窯。自動(dòng)控制閥的分類我公司主要使用以下幾種：●氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥●氣動(dòng)切斷閥●自力式調(diào)節(jié)閥下面做分類介紹調(diào)節(jié)閥又名控制閥，在工業(yè)自動(dòng)化過程控制領(lǐng)域中，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號(hào)，借助動(dòng)力操作去改變介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的最終控制元件。一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門組成。如果按行程特點(diǎn)，調(diào)節(jié)閥可分為直行程和角行程；按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動(dòng)力，可以分為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、液動(dòng)調(diào)節(jié)閥三種；按其功能和特性分為線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。調(diào)節(jié)閥適用于空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品等介質(zhì)調(diào)節(jié)閥介紹氣開閥：給儀表氣時(shí)控制閥打開氣閉閥：給儀表氣時(shí)控制閥關(guān)閉事故開：儀表氣突停時(shí)控制閥回到自然狀態(tài)即全開狀態(tài)，也就是氣關(guān)閥?？礆庠垂芤话阍谡{(diào)節(jié)閥膜頭上面進(jìn)氣。事故關(guān)：儀表氣突停時(shí)控制閥回到自然狀態(tài)即全關(guān)狀態(tài)，也就是氣開閥。看氣源管一般在調(diào)節(jié)閥膜頭下面進(jìn)氣。事故保持：儀表氣突停時(shí)控制閥最后的開度狀態(tài)，一般都是事故開的調(diào)節(jié)閥氣路中間加了一個(gè)保位閥。保持最后閥位狀態(tài)的壓力不變。看氣源管一般在調(diào)節(jié)閥膜頭上面進(jìn)氣。調(diào)節(jié)閥按氣源故障時(shí)的狀態(tài)分類我公司的調(diào)節(jié)閥，當(dāng)氣源故障時(shí)，有三種狀態(tài)：故障關(guān)閉：PID圖用FC表示，現(xiàn)場大部分調(diào)節(jié)閥都是這一類。FV-0102、FV-0103、FV-0116、FV-0118、FV-0120、FV-0121、FV-0123、FV-0303、FV-0305、FV-0306、FV-0307、FV-0314、FV-0613、FV-3030、FV-3068、FV-3301、LV-0105、LV-0108、LV-0111、LV-0114、LV-0117、LV-0120、LV-0125、LV-0127、LV-0129、LV-0133、LV-0137、LV-0139、LV-0143、LV-0145、LV-0149、LV-0204、LV-0205、LV-0301、LV-0305、LV-0307、LV-0309、LV-0311、LV-0313、LV-0315、LV-0317、LV-0319、LV-0321、LV-0323、LV-0325、LV-0327、LV-0329、LV-0402、LV-0407、LV-0409、LV-0410、LV-0414、LV-0418、LV-0604、LV-0608、LV-0610、LV-0611、LV-3951、PV-0314A、PV-0314B、PV-0412、PV-0607、PV-0618、PV-0621、TV-0104、TV-0105、TV-0106、TV-0111、TV-0116、TV-0117、TV-0122、TV-0127、TV-0128、TV-0133、TV-0139、TV-0140、TV-0142、TV-0144、TV-0146、TV-0152、TV-0162E、TV-0172、TV-0219C、TV-0303D、TV-0319E、TV-0322、TV-0325B、TV-0327C、TV-0331D、TV-0337E、TV-0403A、TV-0403B、TV-0407D、TV-0414E、TV-0422D、TV-0430D、TV-0436D、TV-0608、TV-0613A、TV-0613B、TV-3107、TV-3112、TV-3201、TV-3202、TV-3203、TV-3204。調(diào)節(jié)閥按氣源故障時(shí)的狀態(tài)分類

故障打開：PID圖用FO表示。FV-0202、FV-0204、FV-0205、FV-0206、FV-0207、FV-0208、FV-0209、FV-0401、FV-0402、FV-0403、FV-0405、FV-0410、FV-0411、FV-0412、LV-0107、LV-0110、LV-0113、LV-0116、LV-0119、LV-0122、LV-0404、LV-0405、LV-0408、PV-0109、PV-0112、PV-0116、PV-0119、PV-0210、PV-0216、TV-0201、TV-0207。故障保持：PID圖用FL表示。FV-0201、FV-0211、LV-0207、LV-0211、FV-0308、FV-0312、FV-0317、FV-0322、FV-0325、FV-0328、FV-0406、FV-0407、FV-0408、LV-0406、LV-0415、LV-0416、LV-0417。氣動(dòng)切斷閥介紹氣動(dòng)切斷閥：是自動(dòng)化系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一種，由多彈簧氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)或浮動(dòng)式活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)閥組成，接收中控室DCS控制信號(hào)，控制工藝管道內(nèi)流體的切斷、接通或切換。具有結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)靈敏，動(dòng)作可靠等特點(diǎn)?？蓮V泛地應(yīng)用在石油、化工、冶金等工業(yè)生產(chǎn)部門。氣動(dòng)切斷閥的氣源要求經(jīng)過濾的壓縮空氣，流經(jīng)閥體內(nèi)的介質(zhì)應(yīng)該是無雜質(zhì)和無顆粒的液體和氣體。自力式調(diào)節(jié)閥介紹自力式調(diào)節(jié)閥又稱自力式控制閥，是一種依靠流經(jīng)閥內(nèi)介質(zhì)自身的壓力、溫度作為能源驅(qū)動(dòng)閥門自動(dòng)工作，不需要外接電源和二次儀表的調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)閥故障現(xiàn)象：常見故障原因不動(dòng)作沒有氣源或氣源壓力低氣路故障，或是氣缸損壞閥門內(nèi)部異物卡死電氣線路故障動(dòng)作不到位氣源壓力波動(dòng)氣路堵塞，氣源含水（冬天凍住）氣路泄露，氣缸漏氣電氣閥門轉(zhuǎn)換器故障。閥座內(nèi)部有異物閥門外泄漏填料函、法蘭處外部泄漏閥門內(nèi)漏閥門零位調(diào)整不合適閥芯磨損閥座有異物調(diào)節(jié)閥故障可以參考右側(cè)原因，如果現(xiàn)場不能簡單排除，需要找儀表維護(hù)人員來檢查協(xié)助排除。可燃有毒氣體檢測儀是對單一或多種可燃?xì)怏w濃度響應(yīng)的探測器。可燃?xì)怏w探測器有催化型、紅外光學(xué)型兩種類型。

可燃/有毒氣體探測器對傳感器上的電信號(hào)進(jìn)行采樣,經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理后，輸出和周圍環(huán)境氣體濃度相對應(yīng)的4～20mA電流信號(hào)或Modbus總線信號(hào)另外，通過繼電器開關(guān)量輸出，可與消防監(jiān)控主機(jī)相連，直接接入火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

可燃?xì)怏w報(bào)警器可檢測天然氣、液化石油氣、酒精、汽油等可燃?xì)怏w或蒸氣其中的一種或多種氣體，比如如氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、丁烯（C4H8）、乙炔（C2H2）、丙炔（C3H4）、丁炔（C4H6）、硫化氫（H2S）、磷化氫（PH3）等。咱們現(xiàn)場主要測甲醇和dmc這兩種物料氣體。

看完它們可探測的氣體和它們的工作原理，我們可以知道有毒氣體探測器是可以探測有毒并可燃的氣體比如H2S、CO、SO2、C2H2、PH3等

空氣中可燃?xì)怏w濃度達(dá)到其爆炸下限值時(shí)，我們稱這個(gè)場所可燃?xì)猸h(huán)境爆炸危險(xiǎn)度為百分之百，即100%LEL。如果可燃?xì)怏w含量只達(dá)到其爆炸下限的百分之十，我們稱這個(gè)場所此時(shí)的可燃?xì)猸h(huán)境爆炸危險(xiǎn)度為10%LEL；對環(huán)境空氣中可燃?xì)獾谋O(jiān)測，常常直接給出可燃?xì)猸h(huán)境危險(xiǎn)度，即該可燃?xì)庠诳諝庵械暮颗c其爆炸下限的百分比來表示：[%LEL]；

咱們現(xiàn)場預(yù)報(bào)警25%LEL高高報(bào)警50%LEL有毒氣體探測器：可燃?xì)怏w報(bào)警器

有毒氣探測器－用于檢測周圍大氣中的毒氣(ppm)。即可檢測一氧化碳，硫化氫和氫氣等氣體。

氣體探測器由一個(gè)帶氣體傳感器的變送器構(gòu)成，可對氣體進(jìn)行檢測，隔爆加本安復(fù)合型防爆產(chǎn)品。

有毒氣體探測器廣泛應(yīng)用到各類石油、石化、化工生產(chǎn)裝置區(qū)；市政、消防、燃?xì)狻㈦娦?、煤炭、冶金、電力、醫(yī)藥、食品加工等其它存在有毒有害氣體的場所比如H2S、CO、SO2、O2、O3、C2H2、C2H3O、C3H3N、CL2、CLO2、HCL、HCN、NO、NO2、H2、NH3、Br2、HBr、HCL、HCN、HF、CH3OH、CH3SH、COCL2、PH3、SIH4、C4H6O2、C2H3CL、C2H5OHC2H5SH等六十多種對有毒氣體。

咱們單位主要測試有毒氣體是氨氣，量程是0～130ppm，預(yù)報(bào)警20ppm高報(bào)警40ppm有毒氣體探測器：

簡單控制系統(tǒng)只有一個(gè)被控變量和一個(gè)操作變量，雖然其結(jié)構(gòu)簡單，但它能滿足石油化工生產(chǎn)中大多數(shù)情況前控制需要。但簡單控制系統(tǒng)有一定局限性，不能解決純滯后較大，時(shí)間常數(shù)較大，干擾多而強(qiáng)烈的變量的控制問題，為了解決這些問題，在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展出了眾多的復(fù)雜控制系統(tǒng)。

串級控制系統(tǒng)1、串級控制系統(tǒng)

串級控制系統(tǒng)單回路管式加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)TT：溫度檢測變送設(shè)備TC；

溫度控制器TV：控制閥

TV影響加熱爐出口溫度的干擾因素：

(1)、原料氣的流量和溫度

(2)、原料氣的壓力和成分

(3)、煙囪的抽力（爐膛負(fù)壓的控制）采用單回路控制系統(tǒng)的控制作用不及時(shí)，致使最大偏差大，過渡時(shí)間長，抗擾動(dòng)能力差，控制精度低，難以滿足工藝要求，需要尋求別的控制方案。

串級控制系統(tǒng)

所謂“復(fù)雜”控制系統(tǒng)，是相對于“簡單”控制系統(tǒng)而言。通常指由兩個(gè)或兩個(gè)以上測量變送器（或控制器、控制閥）組成的控制系統(tǒng)都可稱為復(fù)雜控制系統(tǒng)。目前常用的常規(guī)復(fù)雜控制控制常使用的有串級、均勻、比值、前饋、分程、選擇性控制系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)有的是已他們的結(jié)構(gòu)命名，有的以其工作原理命名，而且他們還可以相互結(jié)合在一起使用。串級控制系統(tǒng)在石油化工生產(chǎn)中，一些對象的滯后和時(shí)間常數(shù)較大，工藝上卻要求將變量控制在較高的精度上。這是，可以考慮采用串級控制系統(tǒng)。把兩個(gè)各自具有測量輸入的控制器串聯(lián)起來，其中具有獨(dú)立給定值的控制器成為主控制，它的輸出可給被稱為副控制器的另一的控制器的給定值，而副控制器的輸出可給調(diào)節(jié)閥執(zhí)行控制動(dòng)作，這種結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)叫做串級控制系統(tǒng)。串級控制系統(tǒng)我們拿加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)來說明，加熱爐的被控變量是爐出口溫度，用燃料氣作為操作變量?？梢越M成右圖的所示的簡單控制系統(tǒng)。如果燃料氣上游壓力發(fā)生波動(dòng)，即使燃料氣閥門開度不變，也會(huì)影響燃料氣流量，從而逐漸影響出口溫度。串級控制系統(tǒng)由于加熱爐爐管熱熔較大，從操作變量到被控變量時(shí)間常數(shù)較大，溫度控制器發(fā)現(xiàn)偏差后再進(jìn)行控制，顯然不夠及時(shí)，必然引起爐出口溫度差生較大的動(dòng)態(tài)偏差。如果改用下圖的所示的流量控制系統(tǒng)，雖然可以迅速的克服閥前壓力等擾動(dòng)，但對溫度來說是開環(huán)的，所以對進(jìn)料負(fù)荷、燃料氣熱值變化等擾動(dòng)就完全無能為力。串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)根據(jù)操作原理，當(dāng)溫度高時(shí)，應(yīng)該把燃料氣流量控制器設(shè)定值減少一些，當(dāng)溫度偏低的時(shí)候，則應(yīng)將燃料氣流量控制器的設(shè)定值增加一些。據(jù)此將兩個(gè)控制器串聯(lián)起來，流量控制器的設(shè)定值由溫度控制器的輸出值來決定，即流量控制器的設(shè)定值不是固定的，這樣既能迅速克服影響流量的的擾動(dòng)作用，又能使溫度在其他擾動(dòng)作用的情況下保持在設(shè)定值，這種系統(tǒng)就是串級控制系統(tǒng)。串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)的構(gòu)成及方塊圖：串級控制系統(tǒng)是由兩個(gè)檢測變送器、兩個(gè)調(diào)節(jié)器、一個(gè)調(diào)節(jié)閥組成。兩個(gè)調(diào)節(jié)器是串聯(lián)工作的，其中主調(diào)節(jié)器可以獨(dú)立給定設(shè)定值，輸出作為副調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，副調(diào)節(jié)器輸出控制調(diào)節(jié)閥執(zhí)行控制動(dòng)作。這種結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)叫做串級控制系統(tǒng)。

串級控制系統(tǒng)

串級控制系統(tǒng)方塊圖：

串級控制系統(tǒng)從上圖可以看出，在這個(gè)控制系統(tǒng)中有兩個(gè)控制器，溫度控制器和流量控制器，分別接收兩個(gè)來自對象不同部位的測量信號(hào)爐出口溫度和燃料氣流量。其中溫度控制器的輸出作為流量控制器的給定值，而流量控制器的輸出去控制執(zhí)行器，以改變操作變量。串級控制系統(tǒng)中常用的的一下幾個(gè)名詞。主變量：是工藝控制指標(biāo)，在串級控制系統(tǒng)中起到主導(dǎo)作用的被控變量，如上例中加熱爐出口溫度。副變量：串級控制系統(tǒng)中為了穩(wěn)定主變量或因某種需要而引入的輔助變量，如上例中的燃料氣流量。主對象：為主變量表征器特性的生產(chǎn)設(shè)備，反映了主變量與副變量之間的關(guān)系。如上例中從燃料氣流量檢測點(diǎn)到爐出口溫度測點(diǎn)間的工藝生產(chǎn)設(shè)備，只要指燃料氣燒嘴和爐內(nèi)物料受熱管道，圖中標(biāo)為溫度對象。串級控制系統(tǒng)副對象：為副變量表征特性的工藝生產(chǎn)設(shè)備，如上上圖中執(zhí)行器至燃料氣流量監(jiān)測點(diǎn)間的工藝生產(chǎn)設(shè)備，主要指燃料氣管線部分，圖標(biāo)為流量對象。主控制器：按主變量測量值與給定值的偏差進(jìn)行工作的控制器，其輸出信號(hào)為副變量給定值，如上例中的溫度控制器。副控制器：按副變量的測量值與給定值的偏差進(jìn)行工作的控制器，其給定值來自主控制器的輸出，如上例的中流量控制器。串級控制系統(tǒng)副回路：由副變量的測量變送裝置，副控制器，執(zhí)行器和副對象所構(gòu)成的閉環(huán)回路，也稱為內(nèi)回路、內(nèi)環(huán)或副環(huán)。主回路：由主變量的測量變送裝置，主控制器副回路和主對象構(gòu)成的閉環(huán)回路，也稱為外回路、外環(huán)或主環(huán)。串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)從總體上來看，仍然是一個(gè)定值控制系統(tǒng)，但是控制系統(tǒng)在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上增加了一個(gè)隨動(dòng)的副回路，因此與單回路控制系統(tǒng)相比具有下列特點(diǎn)：1、由于副回路的作用，使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的克服干擾的能力。串級控制系統(tǒng)對于副回路進(jìn)入系統(tǒng)的干擾比主回路進(jìn)入系統(tǒng)的干擾有較強(qiáng)的抵抗能力。干擾經(jīng)過副對象進(jìn)入副回路，在它影響主變量之前，付控制器就開始動(dòng)作客服干擾，因而削弱了這一干擾對主變量的影響，提高控制質(zhì)量。串級控制系統(tǒng)2.由于副回路的引入,改善了對象特性。串級控制系統(tǒng)可以把副回路看作主回路的一個(gè)環(huán)節(jié)，或把副回路稱為等效對象。由于副回路的作用，等效對象的時(shí)間常數(shù)減小了，因而改善了這部分對象的動(dòng)態(tài)特性，使系統(tǒng)的反應(yīng)速度加快，控制更為及時(shí)。如果是單回路控制系統(tǒng)，對象包括主對象和副對象兩部分，因此整個(gè)對象容量大

反應(yīng)慢使得控制不及時(shí)。串級控制系統(tǒng)3.由于增加了副回路,系統(tǒng)具有了一定的自適應(yīng)能力。對于一個(gè)控制系統(tǒng)來說,控制例中的器參數(shù)是在一定的負(fù)荷,一定的操作條件下,按一定的質(zhì)量指標(biāo)整定得到的。因此,一組控制器參數(shù)只能適應(yīng)一定的負(fù)荷和操作條件。如果對象具有非線性,隨著負(fù)荷和操作條件的改變,原先整定好的控制器參數(shù)就不再適用了,需要重新整定。如果仍用原先的參數(shù),控制質(zhì)量就會(huì)下降。這一問題,在單回路控制系統(tǒng)中是難于解決的。在串級控制系統(tǒng)中,主回路是個(gè)定值系統(tǒng),副回路卻是一個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)。主控制器能夠按照負(fù)荷或操作條件的變化而變化,從而不斷改變副控制器的給定值,使副控制器的給定值能隨負(fù)荷及操作條件的變化而變化,這就使串級控制系統(tǒng)對負(fù)荷的變化和操作條件的改變具有一定的自適應(yīng)能力。串級控制系統(tǒng)由于串級控制系統(tǒng)具有上述特點(diǎn),使得它在實(shí)際生產(chǎn)中解決了許多簡單控制系統(tǒng)所不能解決的控制問題。在工藝要求高、對象的滯后和時(shí)間常數(shù)大、干擾作用強(qiáng)而頻繁、負(fù)荷變化大的場合,簡單控制系統(tǒng)滿足不了控制質(zhì)量的要求時(shí),可以采用串級控制系統(tǒng),尤其當(dāng)主要干擾來自調(diào)節(jié)閥方面時(shí),應(yīng)用串級控制是很適宜的。串級控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)

加熱爐出口溫度與燃料流量串級控制系統(tǒng)流量作為副回路控制器為反作用，出口物料溫度作為主回路控制器為反作用當(dāng)副回路調(diào)節(jié)流量測量值上升時(shí)，副回路控制器作出調(diào)節(jié)，OP輸出閥門關(guān)小，流量下降，主回路出口物料溫度上升時(shí),主控制器輸出變小，主控制器輸出作為副控制SP值變小輸出PV-SP變小，反作用輸出變小，閥門開度變小，物料出口溫度下降。2.5分程控制系統(tǒng)1分程控制系統(tǒng)的基本概念2分程控制系統(tǒng)的方案實(shí)施3閥位控制系統(tǒng)2.5分程控制系統(tǒng)

2.5.1分程控制系統(tǒng)的基本概念1．分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般來說，一臺(tái)調(diào)節(jié)器的輸出僅操縱一只調(diào)節(jié)閥，若一只調(diào)節(jié)器去控制兩個(gè)以上的閥并且是按輸出信號(hào)的不同區(qū)間去操作不同的閥門，這種控制方式習(xí)慣上稱為分程控制。圖2.5-1表示了分程控制系統(tǒng)的簡圖。

2.5分程控制系統(tǒng)

圖2.5-1分程控制系統(tǒng)示意圖2.5分程控制系統(tǒng)

圖中表示一臺(tái)調(diào)節(jié)器去操縱兩只調(diào)節(jié)閥，實(shí)施（動(dòng)作過程）是借助調(diào)節(jié)閥上的閥門定位器對信號(hào)的轉(zhuǎn)換功能。例如圖中的A、B兩閥，要求A閥在調(diào)節(jié)器輸出0--50%變化時(shí)，作閥的全行程動(dòng)作，則要求附在A閥上的閥門定位器，對輸入信號(hào)0--50%時(shí)，相應(yīng)輸出為0--100%，而B閥上的閥門定位器，應(yīng)調(diào)整成在輸入信號(hào)為50%--100%時(shí)，相應(yīng)輸出為0--100%。按照這些條件，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)小于50%時(shí)A閥動(dòng)作，B閥不動(dòng)；當(dāng)輸出信號(hào)大于50%時(shí)，而B閥動(dòng)作，A閥已動(dòng)至極限；由此實(shí)現(xiàn)分程控制過程。2.5分程控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥分程動(dòng)作（同向）

圖2.5-2調(diào)節(jié)閥分程動(dòng)作（同向）

2.5分程控制系統(tǒng)

圖2.5-3調(diào)節(jié)閥分程動(dòng)作（異向）

（a）氣關(guān)-氣開型

（b）氣開-氣關(guān)型調(diào)節(jié)閥分程動(dòng)作（異向）

一、自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

由調(diào)節(jié)對象和自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置組成,自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置由測量元件變送器，調(diào)節(jié)器，執(zhí)行器組成。干擾作用自動(dòng)調(diào)節(jié)器氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)對象測量元件變送器給定值偏差測量值調(diào)節(jié)器輸出調(diào)節(jié)作用被調(diào)參數(shù)自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖自動(dòng)控制系統(tǒng)原理和應(yīng)用調(diào)節(jié)對象：需要實(shí)現(xiàn)控制的設(shè)備、生產(chǎn)過程，如加熱爐、常壓塔、壓縮機(jī)。被調(diào)參數(shù)：對象內(nèi)要求控制保持設(shè)定值的物理量，如加熱爐出口溫度、壓縮機(jī)入口流量?？刂茀?shù)：受控制器控制，用以使被控變量保持設(shè)定值的物料量，如反應(yīng)器進(jìn)料流量。設(shè)定值（給定值）：被控變量的目標(biāo)值（預(yù)定值）偏差：給出值與測量值之差。干擾（擾動(dòng)）：除控制變量以外，作用于對象并能引起被控變量變化的因素。正作用式給定值不變，隨著測量值的增加，調(diào)節(jié)器的輸出也增加兩種類型調(diào)節(jié)器反作用式給定值不變，隨著測量值的增加，調(diào)節(jié)器的輸出減小儀表面板樣式顯示儀表控制儀表開環(huán)控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)不反饋到系統(tǒng)的輸入端。閉環(huán)控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)反饋到系統(tǒng)的輸入端，與給定值相比較，以偏差的形式進(jìn)入調(diào)節(jié)器，對系統(tǒng)起控制作用。1、定值控制系統(tǒng)：給定值恒定不變，絕大部分屬于此類控制系統(tǒng)。2、隨動(dòng)控制系統(tǒng)（自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)）：給定值是變化的，被控變量要跟隨給定值變化，如比值控制系統(tǒng)。3、程序控制系統(tǒng)：給定值按一定的時(shí)間程序變化，如自動(dòng)升溫控制、機(jī)組自動(dòng)升速控制。二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類：1、單回路調(diào)節(jié):裝置中絕大多數(shù)控制回路是單回路調(diào)節(jié)(T溫度、F流量、L液位、P壓力)給定調(diào)節(jié)器1測量偏差變送器1對象1變送器2執(zhí)行機(jī)構(gòu)對象2調(diào)節(jié)器22、串級調(diào)節(jié)：如：四工段的PG精餾塔T-401塔頂溫度顯示調(diào)節(jié)，串級控制TIC-0407A/FIC0406(流程圖號(hào)：0406）。變送器執(zhí)行機(jī)構(gòu)對象調(diào)節(jié)器給定測量偏差

三、復(fù)雜控制系統(tǒng)3、比值調(diào)節(jié)回路：如:三工段的反應(yīng)塔進(jìn)料甲醇、甲醇鈉、碳酸丙烯酯比控制FFIC0307/FFIC0306和FIC0307/FIC0303(圖號(hào)301、圖號(hào)0302）。

流量1執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)器比值器

流量2對象執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)器1選擇器調(diào)節(jié)器24、選擇性調(diào)節(jié)回路：PC緩沖罐液位顯示調(diào)節(jié)報(bào)警LICA0135選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)。----HS0135----A/B路(圖號(hào)0110）調(diào)節(jié)閥1調(diào)節(jié)閥2調(diào)節(jié)器5、分程調(diào)節(jié)回路：用于調(diào)節(jié)不同的介質(zhì)和不同的負(fù)荷的控制要求對象對象圖0305v-0305壓力顯示調(diào)節(jié)報(bào)警PICA-0314,控制兩個(gè)調(diào)節(jié)閥，PV314A/B

以階躍干擾作用作為干擾的代表，在階躍干擾作用下調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程有以下幾種：1、非振蕩衰減過程被調(diào)參數(shù)在給定值一側(cè)作緩慢變化，沒有波動(dòng)，最后回到給定值。2、衰減振蕩過程被調(diào)參數(shù)在給定值附近上下波動(dòng)，但幅度逐漸減小，最后穩(wěn)定在某一數(shù)值上。3、等幅振蕩過程被調(diào)參數(shù)在給定值附近來回波動(dòng)，幅度不變。4、發(fā)散振蕩過程被調(diào)參數(shù)來回波動(dòng)，幅度逐漸增大，偏離給定值越來越大。四、自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程四種振蕩過程ytytytyt等幅振蕩過程振蕩衰減過程非振蕩衰減過程發(fā)散振蕩過程

系統(tǒng)對各指標(biāo)的要求：希望余差盡量小，最大偏差小一些，過渡時(shí)間短一些，衰減比要適當(dāng)。ytABB’C五、自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)衰減比：前后兩個(gè)相鄰峰值之比。一般希望在4：1到10：1之間。余差：被控變量在干擾結(jié)束后的穩(wěn)態(tài)值和給定值之差，要滿足工藝生產(chǎn)要求。最大偏差：被控變量偏離給定值的最大程度。過渡時(shí)間：從干擾產(chǎn)生到建立新的平衡狀態(tài)之間的時(shí)間，過渡時(shí)間越短越好。振蕩周期：被控變量兩個(gè)相鄰波峰之間的時(shí)間，時(shí)間越短越好。六、PID調(diào)節(jié)規(guī)律對過渡過程的影響比例調(diào)節(jié)規(guī)律比例作用的輸出與偏差值成比例。即比例似一個(gè)放大器，偏差來，放大送出。比例度（P）是放大倍數(shù)（KC）的倒數(shù)。比例度越大，則系統(tǒng)越易穩(wěn)定，但此時(shí)余差越大。比例度越大，過渡過程曲線越平穩(wěn)。反之比例度越小，過渡過程曲線越振蕩。積分作用積分作用的輸出變化速度與偏差成正比積分作用用來消除偏差。只要偏差存在，作用不停止。積分時(shí)間T