儲(chǔ)運(yùn)儀表自動(dòng)化課件習(xí)題整理第1章

1、油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化 第一章第一章 概述概述油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章教材：教材：石油儀表及自動(dòng)化石油儀表及自動(dòng)化王克華編；王克華編；（或：測(cè)量?jī)x表與自動(dòng)化（或：測(cè)量?jī)x表與自動(dòng)化杜鵑編杜鵑編）適用專業(yè)：適用專業(yè)：石油加工、石油儲(chǔ)運(yùn)、熱能工程、化工機(jī)械、石油開(kāi)采、應(yīng)石油加工、石油儲(chǔ)運(yùn)、熱能工程、化工機(jī)械、石油開(kāi)采、應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝等。用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝等。主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：第一篇第一篇 測(cè)量?jī)x表測(cè)量?jī)x表 檢測(cè)檢測(cè) 第二篇第二篇 控制儀表控制儀表 調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)裝置 第三篇

2、第三篇 過(guò)程控制過(guò)程控制 自控理論、過(guò)程控制自控理論、過(guò)程控制油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章概述概述學(xué)習(xí)本課程的目的和意義:學(xué)習(xí)本課程的意義在于： 自動(dòng)化是一門(mén)應(yīng)用非常廣泛的學(xué)科：日常生活和工作、工業(yè)生產(chǎn)、自動(dòng)化是一門(mén)應(yīng)用非常廣泛的學(xué)科：日常生活和工作、工業(yè)生產(chǎn)、 軍事、航空航天、國(guó)民經(jīng)濟(jì)調(diào)控等領(lǐng)域內(nèi)都有應(yīng)用。自動(dòng)化水平是軍事、航空航天、國(guó)民經(jīng)濟(jì)調(diào)控等領(lǐng)域內(nèi)都有應(yīng)用。自動(dòng)化水平是 一個(gè)國(guó)家技術(shù)先進(jìn)程度、生產(chǎn)力發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志。一個(gè)國(guó)家技術(shù)先進(jìn)程度、生產(chǎn)力發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志。 擴(kuò)大知識(shí)面，適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)代化需要；擴(kuò)大就業(yè)途徑。擴(kuò)大知識(shí)面，適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)代化需要；擴(kuò)大就業(yè)途

3、徑。生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化基本概念： 就是在我們所從事的行業(yè)中（就是在我們所從事的行業(yè)中（化工、煉油、化工、煉油、石油儲(chǔ)運(yùn)石油儲(chǔ)運(yùn)等等）與生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化結(jié)合起來(lái)，也即在上述這些連續(xù)與生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化結(jié)合起來(lái)，也即在上述這些連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備上，配備一些自動(dòng)化裝置，代替操作人員的性生產(chǎn)設(shè)備上，配備一些自動(dòng)化裝置，代替操作人員的部分直接勞動(dòng)，使部分直接勞動(dòng)，使 生產(chǎn)在不同程度上自動(dòng)地進(jìn)行。生產(chǎn)在不同程度上自動(dòng)地進(jìn)行。 實(shí)現(xiàn)化工自動(dòng)化的目的是： 加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量； 降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)成本； 確保生產(chǎn)安全油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章本課程主要內(nèi)容 舉

4、例A、液位的人工控制過(guò)程、液位的人工控制過(guò)程B、自動(dòng)控制過(guò)程、自動(dòng)控制過(guò)程液位計(jì)液位計(jì)+人眼人眼（觀測(cè)）（觀測(cè)） ：檢測(cè)儀表：檢測(cè)儀表大腦大腦 （思考、計(jì)算、運(yùn)算）（思考、計(jì)算、運(yùn)算）：控制器：控制器手手+手動(dòng)閥手動(dòng)閥 （產(chǎn)生動(dòng)作）（產(chǎn)生動(dòng)作） ：執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)水槽（對(duì)象）水槽（對(duì)象）液位變送器液位變送器 電動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)/控制器控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)閥水槽（對(duì)象）水槽（對(duì)象）可根據(jù)工藝需可根據(jù)工藝需要添加顯示、要添加顯示、報(bào)警等裝置報(bào)警等裝置油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章章節(jié)內(nèi)容章節(jié)內(nèi)容J第一節(jié) 測(cè)量過(guò)程及測(cè)量誤差 測(cè)量的概念、方法、測(cè)量誤差J第二節(jié) 測(cè)量

5、儀表的品質(zhì)指標(biāo) 精度、靈敏度、變差、動(dòng)態(tài)特性J第三節(jié) 測(cè)量?jī)x表的分類與組成 儀表的組成、安全防爆知識(shí) J 要求：1.掌握測(cè)量誤差、儀表的性能及計(jì)算；2.了解測(cè)量方法、儀表組成及分類。油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章第一節(jié)第一節(jié) 測(cè)量過(guò)程及測(cè)量誤差測(cè)量過(guò)程及測(cè)量誤差 一、測(cè)量的概念測(cè)量：采用實(shí)驗(yàn)方法，借助專用設(shè)備，將被測(cè)量A與其單位標(biāo)準(zhǔn)量Ux比較，求得被測(cè)量數(shù)值g大小的過(guò)程。 式中 A被測(cè)值；Ux測(cè)量單位； g測(cè)量值，即被測(cè)量與所選測(cè)量單位的比值。二、測(cè)量方法測(cè)量方式 直接：米尺、普通溫度計(jì)等 間接：推導(dǎo)y=f(x1,x2 ),如求體積接觸方式 接觸式：水銀溫度計(jì) 非

6、接觸式：紅外、超聲波、放射線xgUA 油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章平衡方式 零位式：天平 偏差式：指針式電流表三、測(cè)量誤差及處理誤差的概念：誤差分類：按誤差表示方式分：（1）絕對(duì)誤差： 反應(yīng)誤差的大小和正負(fù)（2）相對(duì)誤差： 反應(yīng)測(cè)量結(jié)果的可信度ixtxitxx * *在理論上，真值無(wú)法真正被獲取的，故測(cè)量誤差就是指檢測(cè)儀表（精度在理論上，真值無(wú)法真正被獲取的，故測(cè)量誤差就是指檢測(cè)儀表（精度較低）和標(biāo)準(zhǔn)表（精度較高）在同一時(shí)刻對(duì)同一被測(cè)變量進(jìn)行測(cè)量所得到的較低）和標(biāo)準(zhǔn)表（精度較高）在同一時(shí)刻對(duì)同一被測(cè)變量進(jìn)行測(cè)量所得到的2 2個(gè)讀數(shù)之差。個(gè)讀數(shù)之差。 即：即：0i

7、xx 0ixx 1100%tx油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章（3 3）引用誤差：）引用誤差： 反應(yīng)測(cè)量?jī)x表的可信度反應(yīng)測(cè)量?jī)x表的可信度X Xmaxmax-X-Xminmin為儀表的量程，即測(cè)量范圍的上下限之差。為儀表的量程，即測(cè)量范圍的上下限之差。按誤差規(guī)律分：按誤差規(guī)律分：（1 1）系統(tǒng)誤差：）系統(tǒng)誤差：相同條件下多次測(cè)量同一量時(shí)，誤差值固定或按規(guī)律變相同條件下多次測(cè)量同一量時(shí)，誤差值固定或按規(guī)律變化?；?。原因：儀表質(zhì)量問(wèn)題、條件改變或可控原因。原因：儀表質(zhì)量問(wèn)題、條件改變或可控原因。消除：調(diào)零、修正、補(bǔ)償法。消除：調(diào)零、修正、補(bǔ)償法。（2 2）隨機(jī)誤差：）隨機(jī)

8、誤差：相同條件下測(cè)量同一量時(shí)，誤差值不可預(yù)見(jiàn)、隨機(jī)變化相同條件下測(cè)量同一量時(shí)，誤差值不可預(yù)見(jiàn)、隨機(jī)變化。原因：由無(wú)法控制的偶然因素造成。原因：由無(wú)法控制的偶然因素造成。消除：多次測(cè)量求平均值。消除：多次測(cè)量求平均值。（3 3）疏忽誤差：）疏忽誤差：誤差較大且違反常規(guī)誤差較大且違反常規(guī) 的誤差。的誤差。原因：人為疏忽（操作、讀數(shù)、記錄）。原因：人為疏忽（操作、讀數(shù)、記錄）。消除：凡超過(guò)消除：凡超過(guò) 的誤差，予以剔除。的誤差，予以剔除。33maxmin100%xx油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章第二節(jié)第二節(jié) 測(cè)量?jī)x表的品質(zhì)指標(biāo)測(cè)量?jī)x表的品質(zhì)指標(biāo)一、精確度及精度等級(jí)q一臺(tái)

9、測(cè)量范圍一臺(tái)測(cè)量范圍01000kPa的壓力測(cè)量?jī)x表，其最大絕對(duì)誤差的壓力測(cè)量?jī)x表，其最大絕對(duì)誤差10kPa(在在整個(gè)量程范圍內(nèi)整個(gè)量程范圍內(nèi))，另一臺(tái)測(cè)量范圍，另一臺(tái)測(cè)量范圍0400kPa的壓力測(cè)量?jī)x表，其最的壓力測(cè)量?jī)x表，其最大絕對(duì)誤差大絕對(duì)誤差5kPa， 請(qǐng)問(wèn)哪一臺(tái)壓力檢測(cè)儀表的精度更高？請(qǐng)問(wèn)哪一臺(tái)壓力檢測(cè)儀表的精度更高？雖然后者的最大絕對(duì)誤差較小，但這并不說(shuō)明后者較前者精度高。如何雖然后者的最大絕對(duì)誤差較小，但這并不說(shuō)明后者較前者精度高。如何衡量？衡量？在自動(dòng)化儀表中，通常是以在自動(dòng)化儀表中，通常是以最大最大引用引用誤差誤差來(lái)衡量?jī)x表的精確度來(lái)衡量?jī)x表的精確度定義儀表的精度等級(jí)。定義儀表

10、的精度等級(jí)。 由于儀表的絕對(duì)誤差在測(cè)量范圍內(nèi)的各點(diǎn)上是不相同的，因此在工由于儀表的絕對(duì)誤差在測(cè)量范圍內(nèi)的各點(diǎn)上是不相同的，因此在工業(yè)上通常將絕對(duì)誤差中的最大值，即把最大絕對(duì)誤差折合成測(cè)量范圍的業(yè)上通常將絕對(duì)誤差中的最大值，即把最大絕對(duì)誤差折合成測(cè)量范圍的百分?jǐn)?shù)表示，稱為最大百分?jǐn)?shù)表示，稱為最大引用引用誤差誤差: :油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章maxmaxh允允1.01.01.51.5 精度等級(jí)數(shù)值越小，表示儀表的精確度越高。精度等級(jí)數(shù)值越小，表示儀表的精確度越高。 精度等級(jí)數(shù)值小于等于精度等級(jí)數(shù)值小于等于0.050.05的儀表通常用來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)表，而工業(yè)的儀表通常

11、用來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)表，而工業(yè)用表的精度等級(jí)數(shù)值一般大于等于用表的精度等級(jí)數(shù)值一般大于等于0.50.5。 精確度（簡(jiǎn)稱精度）是精密度和準(zhǔn)確度的綜合，表示正常使用條件下精確度（簡(jiǎn)稱精度）是精密度和準(zhǔn)確度的綜合，表示正常使用條件下所得結(jié)果的可靠程度。所得結(jié)果的可靠程度。 允許引用誤差：簡(jiǎn)稱允許誤差，是儀表出廠時(shí)所規(guī)定的引用誤差的最允許引用誤差：簡(jiǎn)稱允許誤差，是儀表出廠時(shí)所規(guī)定的引用誤差的最大允許值。大允許值。把儀表把儀表允許允許引用引用誤差誤差去掉去掉“”號(hào)和號(hào)和“”號(hào)，便可以用來(lái)確定儀表的精度等號(hào)，便可以用來(lái)確定儀表的精度等級(jí)。級(jí)。目前，按照國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定所劃分的儀表精度等級(jí)有：目前，按照國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定所劃

12、分的儀表精度等級(jí)有： 0.005 0.005，0.020.02，0.050.05，0.10.1，0.20.2，0.250.25，0.40.4，0.50.5，1.01.0，1.51.5，2.52.5，4.04.0等。等。所謂的所謂的0.50.5級(jí)儀表，表示該儀表允許的最大級(jí)儀表，表示該儀表允許的最大引用誤差引用誤差為為0.50.5，以此類推。，以此類推。精度等級(jí)一般用一定的符號(hào)形式表示在儀表面板上：精度等級(jí)一般用一定的符號(hào)形式表示在儀表面板上：油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章例例1 1：某壓力變送器測(cè)量范圍為：某壓力變送器測(cè)量范圍為0 0400kPa400kPa，在校

13、驗(yàn)該變送器時(shí)測(cè)得的最大絕，在校驗(yàn)該變送器時(shí)測(cè)得的最大絕對(duì)誤差為對(duì)誤差為-5kPa-5kPa，請(qǐng)確定該儀表的精度等級(jí)。，請(qǐng)確定該儀表的精度等級(jí)。 解：先求最大解：先求最大引用引用誤差誤差5*100%1.25%4000 去掉去掉 和和% %為為1.251.25，因該儀表誤差超過(guò)了（，因該儀表誤差超過(guò)了（）1.01.0級(jí)儀表所允許的最大誤差級(jí)儀表所允許的最大誤差故該變送器精度等級(jí)為故該變送器精度等級(jí)為1.51.5級(jí)級(jí) 例例2 2：根據(jù)工藝要求選擇一測(cè)量范圍為：根據(jù)工藝要求選擇一測(cè)量范圍為0 040m40m3 3/h/h的流量計(jì)，要求測(cè)量誤差不的流量計(jì)，要求測(cè)量誤差不超過(guò)超過(guò) 0.5 m0.5 m3

14、3/h/h，請(qǐng)確定該儀表的精度等級(jí)。，請(qǐng)確定該儀表的精度等級(jí)。 解：同樣，先求最大解：同樣，先求最大引用引用誤差誤差0.5*100%1.25%400 若選擇若選擇1.51.5級(jí)儀表其級(jí)儀表其1.5%1.5%，超過(guò)了工藝允許值測(cè)量誤差，超過(guò)了工藝允許值測(cè)量誤差故該流量計(jì)必須選擇故該流量計(jì)必須選擇1.01.0級(jí)的流量計(jì)級(jí)的流量計(jì) 結(jié)論：結(jié)論：工藝要求的允許誤差工藝要求的允許誤差 儀表的允許誤差儀表的允許誤差 校驗(yàn)所得到的校驗(yàn)所得到的最大引用最大引用誤差誤差 根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)確定儀表等級(jí)確定儀表等級(jí)根據(jù)工藝要求根據(jù)工藝要求確定儀表等級(jí)確定儀表等級(jí)油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)

15、化- -第第1 1章章二、靈敏度及分辨率1 1、靈敏度、靈敏度增加靈敏度不能提高精度，儀表刻度分格值增加靈敏度不能提高精度，儀表刻度分格值2 2、靈敏限、靈敏限是表征檢測(cè)儀表對(duì)被測(cè)量變化的靈敏程度，它是指儀表是表征檢測(cè)儀表對(duì)被測(cè)量變化的靈敏程度，它是指儀表輸出變化量和輸入變化量之比，即輸出變化量和輸入變化量之比，即 靈敏度靈敏度y/x 指針式儀表指針式儀表能引起儀表指針發(fā)生位移變化的被測(cè)參數(shù)的最小變化量。能引起儀表指針發(fā)生位移變化的被測(cè)參數(shù)的最小變化量。它也是靈敏度的一種反映。它也是靈敏度的一種反映。油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章3 3、分辨力、分辨力 在最低量程

16、上，在最低量程上，最末一位數(shù)字改變一個(gè)字表示的物理量。最末一位數(shù)字改變一個(gè)字表示的物理量。4 4、分辨率、分辨率 指數(shù)字指數(shù)字儀表儀表顯示顯示的最小數(shù)值與最大數(shù)值之比。的最小數(shù)值與最大數(shù)值之比。 關(guān)系：分辨率=分辨力/最低量程例：液位儀表,最小測(cè)量范圍099.99m，最小顯示0.01m,則分辨率0.01/99.99=0.01%；分辨力為0.01m數(shù)字式儀表數(shù)字式儀表油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章%100maxmaxphhSeE三、變差 在外界條件不變的情況下，使用同一儀表對(duì)被測(cè)變量在全量程范在外界條件不變的情況下，使用同一儀表對(duì)被測(cè)變量在全量程范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程（

17、即逐漸由小到大和逐漸由大到小）測(cè)量時(shí)，圍內(nèi)進(jìn)行正反行程（即逐漸由小到大和逐漸由大到?。y(cè)量時(shí)，對(duì)應(yīng)于同一被測(cè)值的儀表輸出可能不等，二者之差的絕對(duì)值即為對(duì)應(yīng)于同一被測(cè)值的儀表輸出可能不等，二者之差的絕對(duì)值即為變差。變差。 變差大小一般采用最大引用變差大小一般采用最大引用 誤差形式表示，即誤差形式表示，即儀表的變差不能超過(guò)儀表的允許誤差，否則儀表的變差不能超過(guò)儀表的允許誤差，否則及時(shí)檢修及時(shí)檢修變差產(chǎn)生原因：變差產(chǎn)生原因： 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙和摩擦力、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙和摩擦力、 彈性元件滯后等彈性元件滯后等油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章四、動(dòng)態(tài)特性 儀表動(dòng)態(tài)特性是指測(cè)量隨時(shí)間變

18、化時(shí)，儀表指示值跟隨被測(cè)量隨時(shí)間變化的特性。油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章第三節(jié)第三節(jié) 測(cè)量?jī)x表的分類與組成測(cè)量?jī)x表的分類與組成一、測(cè)量?jī)x表的分類按所測(cè)參數(shù)不同： 壓力測(cè)量?jī)x表、流量測(cè)量?jī)x表、液位測(cè)量?jī)x表、壓力測(cè)量?jī)x表、流量測(cè)量?jī)x表、液位測(cè)量?jī)x表、 溫度測(cè)量?jī)x表、成溫度測(cè)量?jī)x表、成分分析儀表。分分析儀表。按儀表示數(shù)方式： 指示型儀表、記錄型儀表、自力式儀表。指示型儀表、記錄型儀表、自力式儀表。按儀表能源不同： 電動(dòng)儀表、氣動(dòng)儀表、液動(dòng)儀表。電動(dòng)儀表、氣動(dòng)儀表、液動(dòng)儀表。油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章二、測(cè)量?jī)x表的組成檢測(cè)部分：感受被測(cè)

19、變量，利用某物理效應(yīng)，轉(zhuǎn)換成其他信號(hào)形式。變換部分：將檢測(cè)元件輸出信號(hào)放大、轉(zhuǎn)換、處理（補(bǔ)償、線性化等）。顯示部分：以指針、記錄筆、文字圖像形式顯示出被測(cè)量大小。傳感器：又稱為檢測(cè)元件或敏感元件，它直接響應(yīng)被測(cè)變量，經(jīng)能量轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)化成一個(gè)與被測(cè)變量成對(duì)應(yīng)關(guān)系的便于傳送的輸出信號(hào)，如mV、V、mA、Hz、位移、力等等。變送器：由于傳感器的輸出信號(hào)種類很多，且信號(hào)往往很微弱，一般都需要經(jīng)過(guò)變送環(huán)節(jié)的進(jìn)一步處理，把傳感器的輸出轉(zhuǎn)換成如010mA、420mA等統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的模擬量信號(hào)或者滿足特定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字量信號(hào)，這種檢測(cè)儀表稱為變送器。 如：1151系列；ST3000(霍尼韋爾) 、羅斯蒙特3051。有時(shí)

20、將傳感器稱為有時(shí)將傳感器稱為 一次儀表一次儀表 ；將變送器和顯示裝置稱為；將變送器和顯示裝置稱為 二次儀表。二次儀表。油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章檢測(cè)儀表結(jié)構(gòu)形式（1）開(kāi)環(huán)式結(jié)構(gòu)輸出與輸入的關(guān)系：y = k1*k2*k3*x =Kx儀表性能與各環(huán)節(jié)性能有關(guān)，儀表無(wú)法獲得較高性能。儀表性能與各環(huán)節(jié)性能有關(guān)，儀表無(wú)法獲得較高性能。油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章三、安全防爆基本知識(shí)油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章重點(diǎn)：爆炸性物質(zhì)的劃分、爆炸性環(huán)境的劃分、防爆電氣儀表的防爆形式和選擇、本質(zhì)安全設(shè)備與系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)

21、補(bǔ)充：儀表防爆防爆問(wèn)題很復(fù)雜防爆問(wèn)題很復(fù)雜 簡(jiǎn)單介紹簡(jiǎn)單介紹目的：有所認(rèn)識(shí)目的：有所認(rèn)識(shí)主要針對(duì)電動(dòng)儀表主要針對(duì)電動(dòng)儀表爆炸性物質(zhì)：氣體、蒸汽、薄霧、粉塵或纖維狀的易燃物質(zhì)與空氣爆炸性物質(zhì)：氣體、蒸汽、薄霧、粉塵或纖維狀的易燃物質(zhì)與空氣 混合，點(diǎn)燃后燃燒將在整個(gè)范圍內(nèi)傳播的混合物稱混合，點(diǎn)燃后燃燒將在整個(gè)范圍內(nèi)傳播的混合物稱 危險(xiǎn)場(chǎng)所：具有爆炸性物質(zhì)的周圍空間稱為具有不同程度爆炸危險(xiǎn)危險(xiǎn)場(chǎng)所：具有爆炸性物質(zhì)的周圍空間稱為具有不同程度爆炸危險(xiǎn) 的場(chǎng)所，簡(jiǎn)稱的場(chǎng)所，簡(jiǎn)稱 . .1、防爆的基本知識(shí)：用于危險(xiǎn)場(chǎng)所的儀表與控制系統(tǒng)，必須具有防爆性能。用于危險(xiǎn)場(chǎng)所的儀表與控制系統(tǒng)，必須具有防爆性能。氣動(dòng)儀

22、表：氣動(dòng)儀表：本質(zhì)上來(lái)說(shuō)具有防爆性能本質(zhì)上來(lái)說(shuō)具有防爆性能電動(dòng)儀表：電動(dòng)儀表：必須采取必要的防爆措施才具有防爆性能必須采取必要的防爆措施才具有防爆性能油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章類：工廠用電氣設(shè)備類：工廠用電氣設(shè)備根據(jù)國(guó)標(biāo)根據(jù)國(guó)標(biāo)GBGB 3836.13836.1規(guī)定，防爆的電氣設(shè)備分為兩類：規(guī)定，防爆的電氣設(shè)備分為兩類：類：為煤礦井下用防爆電氣設(shè)備類：為煤礦井下用防爆電氣設(shè)備類防爆電氣設(shè)備又分類防爆電氣設(shè)備又分8 8中類型：中類型：防爆儀表的分級(jí)和分組：防爆儀表的分級(jí)和分組：在爆炸性氣體或蒸汽中使用的儀表，引起爆炸主要有兩方面原因：在爆炸性氣體或蒸汽中使用的儀

23、表，引起爆炸主要有兩方面原因：1、儀表產(chǎn)生能量過(guò)高的電火花或儀表內(nèi)部故障產(chǎn)生的火焰通過(guò)表殼的縫隙引燃、儀表產(chǎn)生能量過(guò)高的電火花或儀表內(nèi)部故障產(chǎn)生的火焰通過(guò)表殼的縫隙引燃儀表外的氣體或蒸汽；儀表外的氣體或蒸汽；2、過(guò)高的表面溫度、過(guò)高的表面溫度因此，根據(jù)上述兩個(gè)方面對(duì)因此，根據(jù)上述兩個(gè)方面對(duì)II類（工廠用）防爆儀表進(jìn)行了分級(jí)和分組，規(guī)定其類（工廠用）防爆儀表進(jìn)行了分級(jí)和分組，規(guī)定其適用范圍。適用范圍。油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章（1 1）按最大試驗(yàn)安全間隙分級(jí)：）按最大試驗(yàn)安全間隙分級(jí)：（2 2）按最小點(diǎn)燃電流比分級(jí)按最小點(diǎn)燃電流比分級(jí)在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件下，調(diào)節(jié)

24、最小點(diǎn)燃電流，以甲烷的最小點(diǎn)燃電流為標(biāo)準(zhǔn)在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件下，調(diào)節(jié)最小點(diǎn)燃電流，以甲烷的最小點(diǎn)燃電流為標(biāo)準(zhǔn)定為定為1.0，其他物質(zhì)的最小點(diǎn)燃電流與之比較，得出最小點(diǎn)燃電流比（，其他物質(zhì)的最小點(diǎn)燃電流與之比較，得出最小點(diǎn)燃電流比（MICR）為：）為：某物質(zhì)的最小點(diǎn)燃電流比某物質(zhì)的最小點(diǎn)燃電流比=某物質(zhì)的最小點(diǎn)燃電流某物質(zhì)的最小點(diǎn)燃電流/甲烷最小點(diǎn)燃電流甲烷最小點(diǎn)燃電流 。按爆炸性氣體、蒸汽的最小點(diǎn)燃電流比，可分等級(jí)：按爆炸性氣體、蒸汽的最小點(diǎn)燃電流比，可分等級(jí)： 無(wú)級(jí)：無(wú)級(jí)： MICR=1.0級(jí)級(jí)為甲烷，作為起始點(diǎn)為甲烷，作為起始點(diǎn)在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下，火焰不能傳播的最大間隙稱為最大試驗(yàn)在規(guī)

25、定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下，火焰不能傳播的最大間隙稱為最大試驗(yàn)安全間隙安全間隙（MESG）按爆炸性氣體、蒸汽的最大試驗(yàn)安全間隙可分為以下幾級(jí)：）按爆炸性氣體、蒸汽的最大試驗(yàn)安全間隙可分為以下幾級(jí)： 無(wú)級(jí)無(wú)級(jí)： MESG=1.14mm為甲烷，作為起始點(diǎn)為甲烷，作為起始點(diǎn)由此可見(jiàn)，爆炸性氣體、蒸汽的最大安全間隙越小，最小點(diǎn)燃電流也越小。由此可見(jiàn)，爆炸性氣體、蒸汽的最大安全間隙越小，最小點(diǎn)燃電流也越小?；蚧騇ESG油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章（3）爆炸性物質(zhì)的分組爆炸性物質(zhì)按引燃溫度分組爆炸性物質(zhì)按引燃溫度分組：（在沒(méi)有明火源的條件下，不同：（在沒(méi)有明火源的條件下，不同物質(zhì)加

26、熱引燃所需要的溫度是不同的，因?yàn)樽匀键c(diǎn)不同）物質(zhì)加熱引燃所需要的溫度是不同的，因?yàn)樽匀键c(diǎn)不同）按引燃溫度可分為六組，如表：按引燃溫度可分為六組，如表：用于不同組別的防爆電器設(shè)備，其表面允許最高溫度各不相同，用于不同組別的防爆電器設(shè)備，其表面允許最高溫度各不相同，不可隨便混用不可隨便混用。儀表的最高表面溫度儀表的最高表面溫度 = 實(shí)測(cè)最高表面溫度實(shí)測(cè)最高表面溫度-實(shí)測(cè)時(shí)環(huán)境溫度實(shí)測(cè)時(shí)環(huán)境溫度+規(guī)定最高環(huán)境溫度規(guī)定最高環(huán)境溫度 油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章防爆儀表的防爆標(biāo)志為防爆儀表的防爆標(biāo)志為“Ex”Ex”；儀表的防爆等級(jí)標(biāo)志的順序?yàn)椋悍辣褪?、類別、級(jí)別、溫度組

27、別。儀表的防爆等級(jí)標(biāo)志的順序?yàn)椋悍辣褪?、類別、級(jí)別、溫度組別。 過(guò)程控制儀表常見(jiàn)的防爆等級(jí)有過(guò)程控制儀表常見(jiàn)的防爆等級(jí)有iaIICT5 (iaIICT6)iaIICT5 (iaIICT6)和和dIIBT3dIIBT3二種。二種。前者表示前者表示IIII類本質(zhì)安全型類本質(zhì)安全型iaia等級(jí)等級(jí)C C級(jí)級(jí)T5T5組；后者表示組；后者表示IIII類隔爆型類隔爆型B B級(jí)級(jí)T3T3組。組。 * * 防爆儀表的分級(jí)與分組，與易燃易爆氣體或蒸汽的分級(jí)和分組是相對(duì)應(yīng)的。防爆儀表的分級(jí)與分組，與易燃易爆氣體或蒸汽的分級(jí)和分組是相對(duì)應(yīng)的。 易爆性氣體或蒸汽級(jí)別和組別一覽表易爆性氣體或蒸汽級(jí)別和組別一覽表 防爆

28、儀表的標(biāo)志：防爆儀表的標(biāo)志：油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章措施：措施：防爆殼體耐壓大于防爆殼體耐壓大于10個(gè)工業(yè)大氣壓；殼體表面溫升小，個(gè)工業(yè)大氣壓；殼體表面溫升小， 不能在通電運(yùn)行不能在通電運(yùn)行的情況下打開(kāi)表殼進(jìn)行檢修或調(diào)校。的情況下打開(kāi)表殼進(jìn)行檢修或調(diào)校。電動(dòng)控制儀表、裝置電動(dòng)控制儀表、裝置主要主要采用采用隔爆型隔爆型防爆措施和防爆措施和本質(zhì)安全型本質(zhì)安全型防爆措施防爆措施.注：防爆措施不同器防爆性能也不同，適合應(yīng)用的危險(xiǎn)場(chǎng)所也不同注：防爆措施不同器防爆性能也不同，適合應(yīng)用的危險(xiǎn)場(chǎng)所也不同2、電動(dòng)儀表的防爆：、電動(dòng)儀表的防爆：隔爆型電動(dòng)控制儀表、裝置：隔爆型電

29、動(dòng)控制儀表、裝置：隔爆又稱耐壓防爆，它把能點(diǎn)燃爆炸混合物的儀表部件封閉在一個(gè)外殼內(nèi)，隔爆又稱耐壓防爆，它把能點(diǎn)燃爆炸混合物的儀表部件封閉在一個(gè)外殼內(nèi)，該外殼特別牢固，能承受內(nèi)部爆炸性混合物的爆炸壓力，并阻止向殼外的該外殼特別牢固，能承受內(nèi)部爆炸性混合物的爆炸壓力，并阻止向殼外的爆炸性混合物傳爆。這就是說(shuō)，隔爆型儀表的殼體內(nèi)部是可能發(fā)生爆炸的，爆炸性混合物傳爆。這就是說(shuō)，隔爆型儀表的殼體內(nèi)部是可能發(fā)生爆炸的，但不會(huì)傳到殼體外面來(lái)，因此這種儀表的各部件的接合面，如儀表蓋的螺但不會(huì)傳到殼體外面來(lái)，因此這種儀表的各部件的接合面，如儀表蓋的螺紋圈數(shù)，螺紋精度，零點(diǎn)，量程調(diào)整螺釘和表殼之間，變送器的檢測(cè)部

30、件紋圈數(shù)，螺紋精度，零點(diǎn)，量程調(diào)整螺釘和表殼之間，變送器的檢測(cè)部件和轉(zhuǎn)換部件之間的間隙，以及導(dǎo)線口等，都有嚴(yán)格的防爆要求。和轉(zhuǎn)換部件之間的間隙，以及導(dǎo)線口等，都有嚴(yán)格的防爆要求。特點(diǎn)：特點(diǎn)：儀表電路與接線端子置于防爆殼體內(nèi)；儀表電路與接線端子置于防爆殼體內(nèi)； 但揭開(kāi)表殼就失去了防爆性能但揭開(kāi)表殼就失去了防爆性能1151系列變送器系列變送器屬隔爆型屬隔爆型油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章本質(zhì)安全型電動(dòng)控制儀表、裝置：又分： ia等級(jí)：在正常工作，及電路中存在一個(gè)故障或兩個(gè)故障時(shí)，均不能點(diǎn)燃爆炸 性氣體混合物。在ia型電路中， 工作電流被限制在100mA以下 ib等級(jí)：

31、在正常工作狀態(tài)下，以及電路中存在一個(gè)故障時(shí)，不能點(diǎn)燃爆炸性 氣體混合物。在ib電路中，工作電流被限帛在150mA以下。 從本質(zhì)安全角度講，ib型儀表適用于煤礦井下，ia型儀表適用于工廠。 本質(zhì)安全型防爆儀表又叫安全火花型防爆儀表，本質(zhì)安全型防爆儀表又叫安全火花型防爆儀表，簡(jiǎn)稱：本安儀表簡(jiǎn)稱：本安儀表特點(diǎn)：特點(diǎn)：在正常情況或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和達(dá)到的溫度在正常情況或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和達(dá)到的溫度都不會(huì)都不會(huì)引燃引燃爆炸性混合物。其防爆性能，不是采用通風(fēng)、充氣、充油、隔爆等外部措施實(shí)爆炸性混合物。其防爆性能，不是采用通風(fēng)、充氣、充油、隔爆等外部措施實(shí)現(xiàn)的，而是由現(xiàn)的，而是由電路

32、電路本身實(shí)現(xiàn)的，因而本身實(shí)現(xiàn)的，因而是本質(zhì)安全的是本質(zhì)安全的。它能適用于一切危險(xiǎn)場(chǎng)所。它能適用于一切危險(xiǎn)場(chǎng)所和一切爆炸性氣體、蒸氣混合物，并可以在和一切爆炸性氣體、蒸氣混合物，并可以在通電通電的情況下進(jìn)行維修和調(diào)整。的情況下進(jìn)行維修和調(diào)整。但，它但，它不能單獨(dú)使用不能單獨(dú)使用必須和本安關(guān)聯(lián)設(shè)備（安全柵）、外部配線一起組成本必須和本安關(guān)聯(lián)設(shè)備（安全柵）、外部配線一起組成本安電路，才能發(fā)揮防爆功能。安電路，才能發(fā)揮防爆功能。措施：措施： 儀表采用低的工作電壓和小的工作電流；儀表采用低的工作電壓和小的工作電流； 對(duì)處于危險(xiǎn)場(chǎng)所的電路，選擇適當(dāng)?shù)碾娮?、電容、電感元件借以限制電?duì)處于危險(xiǎn)場(chǎng)所的電路，選擇

33、適當(dāng)?shù)碾娮?、電容、電感元件借以限制?火花能量火花能量油氣儲(chǔ)運(yùn)油氣儲(chǔ)運(yùn)儀表及自動(dòng)化儀表及自動(dòng)化- -第第1 1章章2、控制系統(tǒng)的防爆措施：要使整個(gè)測(cè)量或控制系統(tǒng)的防爆性能符合安全火花防爆要求，必須滿足：要使整個(gè)測(cè)量或控制系統(tǒng)的防爆性能符合安全火花防爆要求，必須滿足：在危險(xiǎn)場(chǎng)所使用安全火花型的防爆儀表；在危險(xiǎn)場(chǎng)所使用安全火花型的防爆儀表；在控制室儀表與危險(xiǎn)場(chǎng)所儀表之間設(shè)置安全柵在控制室儀表與危險(xiǎn)場(chǎng)所儀表之間設(shè)置安全柵安全柵作用：安全柵作用：限制由控制室限制由控制室至現(xiàn)場(chǎng)的能量至現(xiàn)場(chǎng)的能量變送器變送器執(zhí)行器執(zhí)行器控控制制器器 現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)場(chǎng)所危險(xiǎn)場(chǎng)所 控制室控制室非危險(xiǎn)場(chǎng)所非危險(xiǎn)場(chǎng)所安全柵安全柵安全柵安全柵要真正實(shí)現(xiàn)安全火花防爆，必須做到：要真正實(shí)現(xiàn)安全火花防爆，必須做到：1.1.必須正確地安裝安全柵和布線。必須正確地安裝安全柵和布線。（1 1）安全柵必須有良好的接地。）安全柵必須有良好的接地。（2 2）安全柵的輸入、輸出端的接線，應(yīng)該分別布設(shè)，不能走同一條線槽。）安全柵的輸入、輸出端的接線，應(yīng)該分別布設(shè)，不能走同一條線槽。（3 3）對(duì)由安全柵通向現(xiàn)場(chǎng)儀