儀表基礎(chǔ)知識講座

1、二、溫度檢測二、溫度檢測a、接觸式 膨脹式：玻璃液體、雙金屬 壓力式：氣體、蒸汽、液體演示 熱電類：熱電偶 熱電阻：鉑電阻、銅電阻、熱敏電阻 其他電學(xué)：集成溫度傳感器、石英晶體溫度計(jì)b、非接觸式 光纖類：光纖溫度傳感器、光纖輻射溫度計(jì) 輻射式：輻射式、光學(xué)式、比色式 EAB(，0)=EAB()一EAB (0) (15) EAB(，0)=f()一C =() (16) 普通型熱電偶基本結(jié)構(gòu)圖 鎧裝熱電偶 a)銅電阻 b)鉑電阻 c)電阻體的外形 普通熱電阻結(jié)構(gòu)普通熱電阻結(jié)構(gòu) 三、流量檢測三、流量檢測 流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體的數(shù)量，即瞬時(shí)流量。瞬時(shí)流量在某一時(shí)段的累積量稱為累積流量

2、(總流量)。 流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體的流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體的數(shù)量，即瞬時(shí)流量。數(shù)量，即瞬時(shí)流量。瞬時(shí)流量在某一時(shí)段的累積量稱為累積流量瞬時(shí)流量在某一時(shí)段的累積量稱為累積流量( (總流總流量量) )。 三、流量檢測三、流量檢測 1、流量檢測的主要方法流量檢測的主要方法 (1)(1)測體積流量測體積流量 容積法容積法 速度法：速度法：差壓式差壓式( (節(jié)流式節(jié)流式) )、旋渦式旋渦式、渦輪渦輪式式、聲學(xué)式、聲學(xué)式、熱學(xué)式熱學(xué)式 (2)(2)測質(zhì)量流量測質(zhì)量流量 直接法直接測量質(zhì)量流量直接法直接測量質(zhì)量流量 間接法又稱推導(dǎo)法間接法又稱推導(dǎo)法 （1 1）節(jié)流裝置）

3、節(jié)流裝置包括孔板、噴嘴和文丘管包括孔板、噴嘴和文丘管被測流體為氣體時(shí)信號管路安裝示意圖 被測流體為水蒸氣時(shí)信號管路安裝示意圖 被測介質(zhì)具有腐蝕性時(shí)采用噴吹系統(tǒng) (2)靶式流量計(jì) (3)轉(zhuǎn)子流量計(jì)演示 按被測介質(zhì)特性選用流量計(jì) 壓電式壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 壓電式壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 壓電式壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 壓電式壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 壓電式壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 電容式壓力傳感器示意圖 壓電式壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 電容式物位計(jì)原理圖(1)(1)薄膜式薄膜式 傳統(tǒng)型傳統(tǒng)型(a）正作用 (b)反作用 (a）正作用氣關(guān) (b)反作用氣開 側(cè)裝式氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 直行程反作用式 采用雙重彈簧的輕型執(zhí)行機(jī)構(gòu)

4、圖 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般可以分為直行程、可以分為直行程、角行程、多轉(zhuǎn)式三種。角行程、多轉(zhuǎn)式三種?？刂崎y機(jī)構(gòu)示意 控制閥是一個(gè)局部阻力可以改變的節(jié)流元件 控制閥的正反作用 (1)直通單座控制閥(1)直通雙座控制閥(3)角型控制閥 (4)隔膜控制閥 l閥桿；2網(wǎng)蓋；3閥芯；4隔膜；5閥體 三通閥的應(yīng)用 (5)三通控制閥 (6)套筒型控制閥 1一閥塞；2套筒 換熱器溫度控制系統(tǒng) 換熱器溫度控制方塊圖 當(dāng)擾動使出口溫度T下降時(shí)有：如果系統(tǒng)為正反饋，就不能克服擾動：選擇控制規(guī)律的原則可歸納為以下幾點(diǎn)： 當(dāng)廣義過程控制通道的時(shí)間常數(shù)大，或多容量引起的容量滯后大時(shí)，采用微分作用有良好效果，積分作

5、用可以消除余差； 當(dāng)廣義過程控制通道存在純滯后時(shí)，若用微分作用來改善控制質(zhì)量是無效的； 當(dāng)廣義過程控制通道的時(shí)間常數(shù)較小，系統(tǒng)負(fù)荷變化也較小時(shí)，為了消除余差，可以采用PI控制規(guī)律； 當(dāng)廣義過程控制通道時(shí)間常數(shù)較小，而負(fù)荷變化很大時(shí)，這時(shí)采用微分作用和積分作用都易引起振蕩。如果控制通道時(shí)間常數(shù)很小時(shí)，可采用反微分作用來提高控制質(zhì)量。 當(dāng)廣義過程控制通道的時(shí)間常數(shù)或時(shí)滯很大，而負(fù)荷變化又很大時(shí)，簡單控制系統(tǒng)無法滿足要求，可以設(shè)計(jì)復(fù)雜控制系統(tǒng)來提高控制質(zhì)量。 方塊的正反作用方向：方塊的正作用方向，是指該方塊的輸入信號增加，輸出信號增加； 輸入信號減小，輸出信號亦減??； “正”作用水槽系統(tǒng)及方塊圖 方

6、塊的反作用方向：方塊的反作用方向，是指該方塊的輸入信號增加，輸出信號減??； 輸入信號減小，輸出信號增加 “反”作用水槽系統(tǒng)及方塊圖 控制規(guī)律方塊的正反作用方向： 控制規(guī)律方塊的正反作用方向的選擇依據(jù)是使控制系統(tǒng)為負(fù)反饋。正作用控制器和反作用控制器 ： 比較點(diǎn)和控制規(guī)律方塊兩部分的作用方向符號相乘為“一”，該控制器就稱為“反作用”控制器；如果兩部分的符號相乘為“+”，則控制器稱為“正作用”控制器。 控制系統(tǒng)的方塊圖 (2)控制閥氣開、氣關(guān)形式的選擇 首先要從生產(chǎn)安全出發(fā)，應(yīng)能確保生產(chǎn)工藝設(shè)備的安全，不致發(fā)生事故。 從保證產(chǎn)品質(zhì)量出發(fā)，不應(yīng)降低產(chǎn)品的質(zhì)量。 從降低原料、成品、動力損耗來考慮。 從介

7、質(zhì)的特點(diǎn)考慮。 (3)控制閥流量特性的選擇 (4)控制閥口徑大小的選擇 主要依據(jù)閥的流量系數(shù)，不宜將控制閥口徑選的太小或過大。 (1)投運(yùn)前的準(zhǔn)備 熟悉被控對象和整個(gè)控制系統(tǒng)，檢查所有儀表及連接管線等等。 現(xiàn)場校驗(yàn)所有的儀表，保證儀表能正常的使用； 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或估算，設(shè)置KP，T1和TD； 確認(rèn)控制閥的氣開、氣關(guān)作用； 確認(rèn)控制器的正、反作用； 如被控變量受擾動有一個(gè)增加，看控制系統(tǒng)能否克服擾動影響。 (2)現(xiàn)場的人工操作 控制閥安裝示意圖 (3)手動遙控 (4)投人自動 控制器參數(shù)整定有兩大類方法：理論計(jì)算法和工程整定法。 (1)臨界比例度法 臨界比例度法 工程整定法有三種：經(jīng)驗(yàn)法、臨界比例度

8、法和衰減曲線法。 (2)衰減曲線法 4：1衰減曲線法 10：1衰減曲線法 (3)經(jīng)驗(yàn)法 (4)s,T1,TD對過渡過程曲線的影響 (5)看曲線調(diào)參數(shù) 三種振蕩曲線比較 比例度過大、積分時(shí)間過大時(shí)的曲線 一、泵的控制一、泵的控制 泵的壓頭H和流量Q及轉(zhuǎn)速n間的關(guān)系，稱為泵的特性?？捎霉奖硎緸椋?H=kln2-k2Q2 離心泵的特性曲線 aa一相應(yīng)于最高效率的工作點(diǎn)軌跡， nln2n3n4 當(dāng)離心泵裝在管路系統(tǒng)時(shí)，實(shí)際的排出量與壓頭需要與管路特性結(jié)合起來考慮 當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)，工作點(diǎn)c的流量可以通過以下方案來控制 改變控制閥開啟度，直接節(jié)流 (a)流量特性 改變泵的轉(zhuǎn)速以控制流量 采用旁路以

9、控制流量 容積式泵有兩類：一類是往復(fù)泵，包括活塞式、柱塞式等；另一類是直接位移旋轉(zhuǎn)式，包括橢圓齒輪泵、螺桿式等。 泵的排出量與管路系統(tǒng)無關(guān)。往復(fù)泵只取決于單位時(shí)間內(nèi)的往復(fù)次數(shù)及沖程的大小，而旋轉(zhuǎn)泵僅取決于轉(zhuǎn)速。它們的流量特性大體如圖所示。 往復(fù)泵的特性曲線 往復(fù)泵的控制方案有以下幾種： 改變原動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 改變往復(fù)泵的沖程。 通過旁路控制。 利用旁路閥控制，穩(wěn)定壓力，再利用節(jié)流閥來控制流量(如圖所示) 往復(fù)泵出口壓力和流量控制 壓縮機(jī)是指輸送壓力較高的氣體機(jī)械，一般產(chǎn)生高于300 kPa的壓力。 壓縮機(jī)分為往復(fù)式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)兩大類。 往復(fù)式壓縮機(jī)適用于流量小，壓縮比高的場合，其常用控制

10、方案有：汽缸余隙控制；頂開閥控制(吸人管線上的控制)；旁路回流量控制；轉(zhuǎn)速控制等。 一臺大型離心式壓縮機(jī)通常有下列控制系統(tǒng)： 氣量控制系統(tǒng)(即負(fù)荷控制系統(tǒng))。常用氣量控制方法有：出口節(jié)流法；改變進(jìn)口導(dǎo)向葉片的角度；改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的控制方法。 氮壓縮機(jī)汽缸余隙及旁路闊控制流程圖 壓縮機(jī)人口壓力控制。入口壓力控制方法有：采用吸人管壓力控制轉(zhuǎn)速來穩(wěn)定人口壓力；緩沖罐壓力可以采用旁路控制；采用入口壓力與出口流量的選擇控制。 防喘振控制系統(tǒng)。當(dāng)負(fù)荷降低到一定程度時(shí)，氣體的排送會出現(xiàn)強(qiáng)烈的震蕩，因而機(jī)身亦劇烈振動，這種現(xiàn)象稱為喘振。 壓縮機(jī)各段吸入溫度以及分離器的液位控制。 壓縮機(jī)密封油、潤滑油、調(diào)速油的

11、控制系統(tǒng)。 壓縮機(jī)振動和軸位移檢測、報(bào)警、聯(lián)鎖。 為了使進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體流量保持在QP以上，在生產(chǎn)負(fù)荷下降時(shí)，須將部分出口氣從出口旁路返回到人口或?qū)⒉糠殖隹跉夥趴?，保證系統(tǒng)工作在穩(wěn)定區(qū)。 目前工業(yè)生產(chǎn)上采用兩種不同的防喘振控制方案：固定極限流量(或稱最小流量)法與變極限流量法。 離心式壓縮機(jī)的特性曲線 這種防喘振控制方案是使壓縮機(jī)的流量始終保持大于某一固定值即正?？梢赃_(dá)到最高速下的臨界流量QP從而避免進(jìn)人喘振區(qū)運(yùn)行。 固定極限防喘振控制系統(tǒng)應(yīng)與一般控制中采用的旁路控制法主要差別在于測點(diǎn)位置不一樣，防喘振控制回路測量的是進(jìn)壓縮機(jī)流量，而一般流量控制回路測量的是管網(wǎng)送來或是通往管網(wǎng)的流量。 固定極

12、限流量防喘振控制系統(tǒng)圖 為了減少壓縮機(jī)的能量消耗，在壓縮機(jī)負(fù)荷有可能經(jīng)常波動的場合，采用可變極限流量喘振控制方案。 假如在壓縮機(jī)吸人口測量流量，只要滿足下式即可防止喘振產(chǎn)生 可變極限流量防喘振控制系統(tǒng)圖 按上式可構(gòu)成如圖所示防喘振控制系統(tǒng)，這是可變極限流量防喘振控制系統(tǒng)。 該方案取Pld作為測量值，而為設(shè)定值，此是一個(gè)隨動控制系統(tǒng)。當(dāng)Pld大于設(shè)定值時(shí)，旁路閥關(guān)閉；當(dāng)小于設(shè)定值時(shí)，將旁路閥打開一部分，保證壓縮機(jī)始終工作在穩(wěn)定區(qū)，這樣防止了喘振的產(chǎn)生。 100,000 TAG/System行政管理行政管理設(shè)備管理設(shè)備管理乙烯乙烯常減壓常減壓丙烯丙烯高密度聚乙烯高密度聚乙烯生產(chǎn)管理生產(chǎn)管理實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室安全管理安全管理EthernetV-net裝置綜合裝置綜合/管理綜合管理