化工儀表及自動化整理復(fù)習(xí)過程

1、1. 化工儀表按功能不同， 檢測儀表（包括各種參數(shù)的測量和變送 ）；顯示儀表（包括模擬量 顯示和數(shù)字量顯示）；控制儀表（包括氣動、電動控制儀表及數(shù)字式控制器 ）；執(zhí)行器（包括 氣動、電動、液動等執(zhí)行器 ）2. 自動化系統(tǒng)。自動檢測系統(tǒng)；自動信號和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)；自動操縱及自動開停車系統(tǒng)；自動控制系統(tǒng)3傳感器：對被測變量作出響應(yīng)，把它轉(zhuǎn)換成可用輸出信號變送器 傳感器配以適當?shù)男盘栒{(diào)理電路把檢測到的信號進一步轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標準的電或氣 信號的裝置4. 自動控制系統(tǒng)的組成：測量變送儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)、被控對象5. 自動控制系統(tǒng)的方塊圖：6. 自動控制系統(tǒng)過渡過程的品質(zhì)指標（1）最大偏差A(yù):第一個波峰值

2、（2）超調(diào)量B:第一個峰值A(chǔ)與新穩(wěn)定值C之差，即B=A-C（3）衰減比：前后兩個峰值的比（4）過渡時間：從干擾作用發(fā)生的時刻起，直到系統(tǒng)重新 建立新的平衡時止，過渡過程所建立的時間（5）振蕩周期：過渡過程同向兩波峰（或波谷）之間的間隔時間叫振蕩周期7. 自動控制系統(tǒng)的反饋原理（1）反饋：把系統(tǒng)的輸出信號直接或經(jīng)過一些環(huán)節(jié)重新返回到輸入端的做法叫反饋（2 ）負反饋：反饋信號使原來的信號減弱為了使被控變量下降回到給定值，這樣就達到了控制的目的，所以要采用負反饋8. 自動控制系統(tǒng)的分類：定值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng) 第二章過程特性及其數(shù)學(xué)模型1控制通道：控制作用至被控變量的信號聯(lián)系。干擾

3、通道：干擾作用至被控變量的信號聯(lián)系2. 機理建模：根據(jù)對象或生產(chǎn)過程的內(nèi)部機理，列寫出各種有關(guān)的平衡方程，如物料平衡方程、能量平衡方程、動量平衡方程、相平衡方程以及某些物性方程、設(shè)備的特性方程、化學(xué)反應(yīng)定律、電路基本定律等，從而獲取對象（或過程）的數(shù)學(xué)模型。3. 實驗建模 系統(tǒng)辨識：應(yīng)用對象的輸入輸出的實測數(shù)據(jù)來決定其模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)方法：（1）階躍反應(yīng)曲線法（2）矩形脈沖法第三章檢測儀表與傳感器1. 絕對誤差？：指儀表指示值Xi和被測變量的真值xt之間的差值，一般都指絕對誤差中的最 大值?max2.相對百分誤差標尺上限值A(chǔ)-標尺下限值m ax100 %63.允許誤差儀表允許的最大絕對誤標尺上

4、限值差值-標尺下限值4. 彈性式壓力計中的彈性元件（1）彈簧管式彈性元件（2）薄膜式彈性元件（3）波紋管式彈性元件彈性式壓力計量程及準確度等級的選取與計算，應(yīng)遵守相關(guān)規(guī)定以保證彈性式壓力計的使用壽命及工藝要求。壓力計類型的選用要以儀表正常工作及安全生產(chǎn)為前提。 壓力計安裝會影響測量的準確性和壓力計的使用壽命及安全。5. 應(yīng)變式壓力傳感器應(yīng)變式壓力傳感器是利用電阻應(yīng)變原理構(gòu)成的。電阻應(yīng)變片有金屬應(yīng)變片（金屬絲或金屬箔）和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類。 被測壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。當應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮應(yīng)變時， 其阻值減??；當應(yīng)變片產(chǎn)生拉伸應(yīng)變時，其阻值增加。應(yīng)變片阻值的變化，再通過橋式電路獲得相應(yīng)的毫 伏級電勢輸出

5、，并用毫伏計或其他記錄儀顯示出被測壓力，從而組成應(yīng)變片式壓力計8. 流量檢測儀表分類 （1）速度式流量計（2）容積式流量計（3）質(zhì)量流量計9. 差壓式流量計 工作原理：差壓式（也稱節(jié)流式）流量計是基于流量流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量測量的。適用范圍：（恒節(jié)流面積變壓降 、管徑仝50mr）i10. 標準節(jié)流裝置：孔板、噴嘴、文丘里管11. 轉(zhuǎn)子流量計。工作原理：以壓降不變，利用節(jié)流面積的變化來測量流量的大小，即轉(zhuǎn)子 流量計采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量方法。適用范圍：轉(zhuǎn)子流量計特別適宜于測 量管徑50mm以下管道的流量，測量的流量可小到每小時幾升指示值修正（

6、1）液體流量測量時的修正Q =如：2gV（住_化 式中，Qo為用水標定時的刻度流量；Pw為水密度Q"h2f式中，Qf表示密度為訂的被測介質(zhì)實際流量上式整理可得Qf=aQfKq：（R 憶）Pfm）；w式中，Kq為體積流量密度修正系數(shù)同理可導(dǎo)得質(zhì)量流量的修正公式為式中，Km為質(zhì)量流量密度修正系數(shù)；M f為流過儀表的被測介質(zhì)的實際質(zhì)量流量（2）氣體流量測定時的修正Q廠卞氏Eq二丄丄丄q 1 : Po " Qo 心 Kp Kt Qo12. 其他流量計（1）電磁流量計：當被測介質(zhì)是具有導(dǎo)電性的液體介質(zhì)時，可以采用電磁感應(yīng)的方法來測 量流量。特點：能夠測量酸、堿、鹽熔鹽以及含有固體顆粒

7、（例如泥漿）或纖維液體的流量（2）漩渦流量計：漩渦流量計又稱渦街流量計。它可以用來測量各種管道中的液體、氣體和蒸汽的流量，是目前工業(yè)控制、能源計量及節(jié)能管理中常用的新型流量儀表。特點：精確度高、測量范圍寬、沒有運動部件、無機械磨損、維護方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。（3）科式流量計：這種流量計的測量原理是基于流體在振動管中流動時，將產(chǎn)生于質(zhì)量流 量成正比的科里奧利力特點：能夠直接測量質(zhì)量流量，不受流體物性（密度、粘度等）的影響，測量精度高；測量值不受管道內(nèi)流場影響，沒有上、下游直管段長度的要求；可測各種非牛頓流體以及粘滯和 含微粒的漿液。但是它的阻力損失大，零點不穩(wěn)定以及管路振動會影響測量精

8、度13. 物位檢測儀的主要類型（1）直讀式物位儀表（2）差壓式物位儀表（3）浮力式物位儀表（4 ）電磁式物位儀表14. 差壓式液位變送器（1 ）工作原理：利用容器內(nèi)的液位改變時，由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化地原理而工作的（2）測量范圍：20m應(yīng)用于各種液體的液位測量（3） 零點遷移問題：一般來說，其壓差 P與液位高度H之間有如下關(guān)系P -g若被測介質(zhì)密度為 »，隔離液密度為嘉，正負壓室的壓力分別為R = hj2g H 入 g F0F2 = h?2g P0兩者之間的壓差為F _F2 =AP =H Rg （h2 _hjp2g15. 法蘭式差壓變送器的應(yīng)用為了解決測量具有腐蝕性或含有結(jié)晶顆粒

9、以及粘度大、易凝固等液體液位時引壓管線被腐蝕、被堵塞的問題，應(yīng)使用在導(dǎo)壓管入口加隔離膜盒的法蘭式差壓變送器16. 其它物位計（1）電容式物位傳感器：在電容器的極板之間，充以不同介質(zhì)時，電容量的大小也有所不同。 因此，可通過測量電容量的變化來檢測液位、料位和兩種不同液體的分界面（2）稱重式液罐計量儀：是根據(jù)天平原理設(shè)計的，為了使液位測量更準確17. 熱電偶溫度計熱電偶溫度計是以熱電效應(yīng)為基礎(chǔ)的測溫儀表（1） 構(gòu)成：由三部分組成：熱電偶（感溫元件）；測量儀表（毫伏計或電位差計）；連 接熱電偶和測量儀表的導(dǎo)線（補償導(dǎo)線及銅導(dǎo)線）（2）測溫原理：只要測出熱電勢的大小，就能判斷測溫點溫度的高低18. 常

10、見熱電偶的種類（1） 鉑銠3。-鉑銠6熱電偶：分度號為 B,測溫范圍為3001600 C（2） 鉑銠1。-鉑熱電偶：分度號為 S,測溫范圍為-201300 C（3）鎳鉻-鎳硅熱電偶：分度號為 K,測溫范圍為-501000 C（4）鎳鉻-考銅熱電偶：分度號為 E,測溫范圍為-50600 C19. 補償導(dǎo)線為了使熱電偶的冷端溫度保持恒定，采用一種專用導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延伸出來，這種專用導(dǎo)線成為“補償導(dǎo)線”20. 冷端溫度的補償方法（1）冷端溫度保持為 0C的方法（2）冷端溫度修正方法（3） 校正儀表零點法（4）補償電橋法（5）補償熱電偶法21. 熱電阻溫度計（1） 組成：熱電阻（感溫元件）；顯示

11、儀表（不平衡電橋或平衡電橋）；連接導(dǎo)線（2）測溫原理：利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化地特性來進行溫度測量22. 常用熱電阻（1）鉑電阻（測溫范圍：0650C）： 種是 鳳=100，分度號為Pt10 ；另一種是R0 =100門，分度號為Pt100銅電阻：（測溫范圍：-50150 C） 種是 & =50門，分度號為Cu50;另一種是Ro =100"，分度號為 Cu10023. 電動溫度變送器（1）熱電偶溫度變送器。組成：輸入橋路、放大電路、反饋電路輸入電橋：與熱電偶的冷端安裝在一起，當冷端溫度變化時，Rcu的電阻隨溫度的變化也變化，使電橋的兩端產(chǎn)生一個附加電壓（2）熱電阻溫

12、度變送器。組成：與熱電偶溫度變送器相同輸入電橋：實質(zhì)上是一個不平衡電橋。熱電阻被接入其中一個橋臂，當收溫度變化引起熱電阻阻值發(fā)生變化后，電橋就輸出一個不平衡電壓信號，此電壓信號通過放大電路和反饋電路，便可以得到一個與輸入信號呈線性函數(shù)關(guān)系的輸出電流1024. 顯示儀表按照顯示的方式來分：可分為模擬式、數(shù)字式和屏幕顯示三種數(shù)字式顯示儀表4電流繼電器觸點動作 或電澆倍號光桂電平驅(qū)動* 光柱顯示第四章自動控制儀表1. 基本控制規(guī)律：位式控制、比例控制（P）、積分控制（I）、微分控制（D）及它們的組合 方式，女口比例積分控制（PI）、比例微分控制（PD）、比例積分微分控制（PID）2. 位式控制（雙位

13、控制）（1）表達式：Pmax, e 0(e ：0)P 二Pmin ,e ： 0(e0)（2）特點：結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、易于實現(xiàn)，因而應(yīng)用很普遍3. 比例控制（1）表達式：？=衛(wèi)即p = a ebe b（2）特點：反應(yīng)快、控制及時（3）作用：使控制閥的開度（即控制器的輸出值）與被控變量的偏差成比例，從而使被 控變量趨于穩(wěn)定，達到平衡狀態(tài)4. 積分控制p為輸出變量，e為輸入變差。（1）表達式：p=K| .edt，式中，©代表積分速度,當輸入變差是常數(shù) A時，上式為p =匕.Adt = KI At（2）特點：反應(yīng)慢，控制不及時，無余差de5. 微分控制（1 ）表達式：p =TD蘭dt（2

14、）特點：有超前控制之稱，但它的輸出不能反應(yīng)偏差的大小6. 可編程調(diào)節(jié)器的特點：除了功能豐富的優(yōu)點外，還具有控制精度高、使用方便靈活等優(yōu)點， 調(diào)節(jié)器本身還具有自我診斷的功能，維修方便7. 可編程控制器（PLC（ 1）特點：它的最大特點在于可編程序，可通過改變軟件來改變控 制方式和邏輯規(guī)律，同時，功能豐富、可靠性強，可組成集中分散或納入局部網(wǎng)絡(luò)（2）基本構(gòu)成：中央處理器CPU存儲系統(tǒng)、輸入輸出接口（3 ）編程語言：梯形圖語言、助記符語言、功能表圖和某些高級語言第五章執(zhí)行器1. 執(zhí)行器的分類：按其能源形式可分為 氣動、電動、液動三大類2. 氣動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)和控制機構(gòu)3. 執(zhí)行機構(gòu)的正作用與

15、反作用正作用執(zhí)行機構(gòu)的信號壓力是通入波紋膜片上方的薄膜氣室反作用執(zhí)行機構(gòu)的信號壓力是通入波紋膜片下方的薄膜氣室4. 控制機構(gòu)（1）直通單座控制閥的特點：結(jié)構(gòu)簡單、泄漏量小，易于保證關(guān)閉，甚至完全切斷（2）直通雙座控制閥的特點：不平衡力小，泄露量較大（3）正裝：當閥體直立，閥桿下移時，閥芯與閥座間的流通面積減小的成為正裝或正作 用式（4）反裝：如果將閥芯倒裝，則當閥桿下移時，閥芯與閥座間流通面積增大的成為反裝 或反作用式5. 控制閥的選擇選用控制閥時，一般要根據(jù)被控介質(zhì)的特點（溫度、壓力、腐蝕性、黏度等）、控制要求、安裝地點等因素，參考各種類型控制閥的特點合理地選用6. 氣開式與氣關(guān)式的選擇有壓

16、力信號時閥關(guān)、無壓力信號時閥開的為氣關(guān)式。反之，為氣開式氣開、氣關(guān)的選擇主要從工藝生產(chǎn)上安全要求出發(fā)?？紤]的原則是：信號壓力中斷時，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全。如果閥處于打開位置時危害性小，則應(yīng)選用氣關(guān)式，以使氣源系統(tǒng)發(fā)生故障，氣源中斷時，閥門能自動打開，保證安全。反之閥處于關(guān)閉時危害性小， 則應(yīng)選用氣開閥7. 電氣轉(zhuǎn)換器及電氣閥門定位器（1）電氣轉(zhuǎn)換器可以把電動變送器來的電信號變?yōu)闅庑盘?，送到氣動控制器或氣動顯示儀表；也可以把電動控制器的輸出信號變?yōu)闅庑盘柸ヲ?qū)動氣動控制閥，此時常用電氣閥門定位器，它具有電氣轉(zhuǎn)換器和氣動閥門定位器兩種作用（2）電氣閥門定位器一方面具有電氣轉(zhuǎn)換器的作用，另一方面

17、還具有氣動閥門定位器的作用，可以使閥門位置按控制器送來的信號準確定位，還可以改變控制閥的流量特性和實現(xiàn)正、反作用第六章簡單控制系統(tǒng)1. 簡單控制系統(tǒng)：通常是由一個測量元件、變送器、一個控制器、一個控制閥和一個對象所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)，因此也稱單回路控制系統(tǒng)2. 控制器參數(shù)的整定方法一類是理論計算的方法，另一類是工程整定法，目的是為了確定控 制質(zhì)量最好的控制器參數(shù)值第七章 復(fù)雜控制系統(tǒng)1. 串級控制系統(tǒng)的特點 (1)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，串級控制系統(tǒng)有兩個閉合回路：主回路和副回路；有兩個控制器： 主控制器副控制器；有兩個測量變送器，分別測量主變量和副變量(2)在串級控制系統(tǒng)中，有兩個變量：主變量和副變

18、量( 3)在系統(tǒng)特性上， 串級控制系統(tǒng)由于副回路的引入，改善了對象的特性，使控制過程 加快，具有超前控制的作用，從而有效的克服滯后，提高了控制質(zhì)量( 4)串級控制系統(tǒng)由于增加了副回路， 因此具有一定的自適應(yīng)能力， 可用于負荷操作條 件有較大變化地場合2. 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)(1)組成：主控制器 FiC副流量控制器F2C、執(zhí)行器、主測量變送器、副測量變送器( 2)特點：它不但能實現(xiàn)副流量跟隨主流量的變化而變化，而且還可以克服副流量本身 干擾對比值的影響，因此主、副流量的比值較為精確( 3)使用范圍：適用于主物料在工藝上不允許進行控制的場合3. 其它復(fù)雜控制系統(tǒng)( 1 ) 前饋控制系統(tǒng) ：在鍋爐、精餾塔、換熱器和化學(xué)反應(yīng)器等設(shè)備上獲得成功應(yīng)用( 2) 選擇性控制系統(tǒng) ：生產(chǎn)操作滿足一定的選擇性的邏輯關(guān)系。適用于蒸汽鍋爐、精餾 塔等( 3) 分程控制系統(tǒng) ：一臺控制器的輸出可以同時控制兩臺甚至兩臺以上的控制閥。適用 于擴大控制閥的可調(diào)范圍、控制兩種不同的介質(zhì)、用作生產(chǎn)安全的防護措施第九章