化工儀表緒論

1、1,緒 論,2,一、化工自動(dòng)化意義及目的,1.意義 化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化：在化工設(shè)備、裝置及管道上，配置一些自動(dòng)化裝置，替代操作工人的部分或全部勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同程度上自動(dòng)地進(jìn)行。這種部分地或全部地用自動(dòng)化裝置來(lái)管理化工生產(chǎn)過(guò)程的辦法，稱(chēng)為化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，簡(jiǎn)稱(chēng)為化工自動(dòng)化。 工業(yè)自動(dòng)化根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)可分為三種類(lèi)型：過(guò)程控制自動(dòng)化、制造工業(yè)自動(dòng)化、各種間隙過(guò)程自動(dòng)化。,2.目的,（1）加快生產(chǎn)速度

2、、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。（2）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件。（3）保證生產(chǎn)、人生安全，防止事故發(fā)生或擴(kuò)大，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、提高設(shè)備利用率。（4）改變勞動(dòng)方式，提高工人文化技術(shù)水平，適應(yīng)當(dāng)代信息技術(shù)革命和信息產(chǎn)業(yè)革命需要。,4,二、化工自動(dòng)化的發(fā)展情況,20世紀(jì)40年代以前絕大多數(shù)化工生產(chǎn)處于手工操作狀況，操作工人根據(jù)反映主要參數(shù)的儀表指示情況，用人工來(lái)改變操作條件，生產(chǎn)過(guò)程單憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。低效率，花費(fèi)龐大。20世紀(jì)5

3、0年代到60年代人們對(duì)化工生產(chǎn)各種單元操作進(jìn)行了大量的開(kāi)發(fā)工作，使得化工生產(chǎn)過(guò)程朝著大規(guī)模、高效率、連續(xù)生產(chǎn)、綜合利用方向迅速發(fā)展。,5,二、化工自動(dòng)化的發(fā)展情況,20世紀(jì)70年代以來(lái)，化工自動(dòng)化技術(shù)又有了新的發(fā)展已發(fā)展為綜合自動(dòng)化，應(yīng)用的領(lǐng)域和規(guī)模越來(lái)越大；顯示了知識(shí)密集化、高技術(shù)集成化的特點(diǎn)；智能化程度日益增加 。20世紀(jì)末，計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)的飛速發(fā)展，引發(fā)了自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革,6,使用常規(guī)儀表的中央控制室,7,,8,,9,

4、化工生產(chǎn)過(guò)程中需要測(cè)量和控制的參數(shù)是多種多樣的，主要的有熱工量（壓力、流量、液位、溫度等）和成分（或物性）量。 所以化工自動(dòng)化儀表按功能不同，大致分為四類(lèi)：測(cè)量變送儀表（各種參數(shù)的測(cè)量和變送）；顯示報(bào)警保護(hù)儀表（模擬量顯示和數(shù)字量顯示）；控制儀表（氣動(dòng)、電動(dòng)控制儀表及數(shù)字式控制器）；執(zhí)行器（氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)等執(zhí)行器）。 利用上述各類(lèi)儀表，可以構(gòu)成自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)操縱系統(tǒng)、自動(dòng)信號(hào)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)這樣四種自動(dòng)

5、化系統(tǒng)，他們的作用如下：,三、自動(dòng)化系統(tǒng)及儀表的分類(lèi),10,1.自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)（眼睛） 利用各種儀表對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中主要工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、指示或記錄的，稱(chēng)為自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。它代替了操作人員對(duì)工藝參數(shù)的不斷觀察與記錄，因此起到對(duì)過(guò)程信息的獲取與記錄作用。這在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化中是最基本的也是十分重要的內(nèi)容。 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中主要的自動(dòng)化裝置是敏感元件、傳感器和顯示儀表。敏感元件也稱(chēng)檢測(cè)元件，作用是對(duì)被測(cè)變量作出響應(yīng)，把

6、它轉(zhuǎn)換成適合測(cè)量的物理量。傳感器可以對(duì)檢測(cè)元件輸出的物理量信號(hào)作進(jìn)一步信號(hào)轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一信號(hào)（如0~10mA、4~20mA、0.02~0.1Mpa等）時(shí)，此時(shí)的傳感器一般成為變送器。顯示儀表的作用是將檢測(cè)結(jié)果以指針位移、數(shù)字、圖象等形式準(zhǔn)確地指示、記錄或儲(chǔ)存，使操作人員能正確了解工藝操作情況和狀態(tài)。,11,2.自動(dòng)信號(hào)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng) 生產(chǎn)過(guò)程中有時(shí)由于一些偶然因素的影響導(dǎo)致工藝參數(shù)超出允許的變化范圍

7、而出現(xiàn)不正常情況時(shí)就有可能引起事故。為此，長(zhǎng)對(duì)某些關(guān)鍵性參數(shù)設(shè)有自動(dòng)信號(hào)聯(lián)鎖保護(hù)裝置。當(dāng)工藝參數(shù)超過(guò)了允許范圍，在事故即將發(fā)生以前，信號(hào)系統(tǒng)就自動(dòng)地發(fā)出聲光信號(hào)警報(bào)，告戒操作人員注意，并及時(shí)采取措施。 自動(dòng)信號(hào)聯(lián)鎖保護(hù)電路按其主要構(gòu)成元件的不同，可分為有觸點(diǎn)式和無(wú)觸點(diǎn)式兩類(lèi)（有時(shí)可采用混合式）。有觸點(diǎn)式電路是由各種繼電器、按鈕、開(kāi)關(guān)等電器組成的繼電線路，依靠各種電器的觸點(diǎn)開(kāi)合完成電路的通斷和切換。無(wú)觸點(diǎn)式電路利用由二極管、

8、晶體管及集成電路等電子器件構(gòu)成具有一定功能的電子線路，利用電子器件的導(dǎo)通或阻斷特性來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)信號(hào)的報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)作用。,12,3.自動(dòng)操縱系統(tǒng)（手腳） 可以根據(jù)預(yù)先規(guī)定的步驟自動(dòng)地對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行某種周期性操作。eg：合成氨造氣車(chē)間的煤氣發(fā)生爐，要求按照吹風(fēng)、上吹、下吹制氣、吹凈等步驟周期性地接通空氣和水蒸氣。4. 自動(dòng)控制系統(tǒng)（大腦） 生產(chǎn)過(guò)程中各種工藝條件不可能一成不變，特別是化工生產(chǎn)，大多數(shù)是連續(xù)生

9、產(chǎn)，各設(shè)備相互關(guān)聯(lián)，當(dāng)其中某一設(shè)備工藝條件發(fā)生變化時(shí)，都可能引起其他設(shè)備中某些參數(shù)的波動(dòng)，偏離正常工藝條件。為此，需要用自動(dòng)控制裝置對(duì)生產(chǎn)中某些關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制，使它們?cè)谑艿酵饨绺蓴_的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)地調(diào)回到規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)。,13,人工控制與自動(dòng)控制：水箱水位控制問(wèn)題,舉個(gè)小例子,人工控制的步驟：1.看（眼）——測(cè)量2. 判斷、思考（腦）——控制器3.執(zhí)行（手）———調(diào)節(jié)閥以上的動(dòng)作用儀器儀表來(lái)完成——自動(dòng)化