工業(yè)自動化儀表及控制裝置設備的分類標準及基礎知識

工業(yè)自動化儀表及掌握裝置設備的分類標準及根底學問!隨著生產規(guī)模的不斷擴大和生產技術的進展,對生產過程自動化水平提出了越來越高的要求.因此,工業(yè)儀表也經受了一個從無到有、由簡潔到簡單，由單一功能向多功能的進展過程。從最初的只能在現(xiàn)場測量并顯示溫度〔如玻璃溫度計、壓力〔U、液位(如玻璃管液位計的就地檢測儀表和只能進展簡潔掌握除檢測各種參數(shù)的檢測元件和檢測儀表愈加齊全外，過程掌握儀表的進展更是日月異，經受了由氣動單元組合儀表、電動單元組合儀表、電子式綜合掌握裝置到工業(yè)計算機掌握系統(tǒng)的飛躍.工業(yè)自動化儀表品種繁多，從信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程把工業(yè)自動化儀表分為五大類〔檢測儀表；2〕顯示儀表〔)掌握儀表)執(zhí)行器〔5〕集中監(jiān)測與掌握裝置。 檢測儀表 生產過程中，介質在設備、管道不同部位的溫度壓力流量物位以及其他物理量瞬息萬變，始終處于變化之中。檢測儀表就是用以檢測上述物理量在每個瞬間的量值。依據(jù)所測量工藝參數(shù)的不同，檢測儀表可分為如下幾種： 1．溫度儀表:常用的溫度測量儀表有玻璃溫度計、雙金屬溫度計、壓力式〔溫包〕溫度計、溫度開關、熱電偶、熱電阻，還有輻射高溫計及光學高溫計、光電比色高溫計等輻射式溫度計。壓力儀表：壓力測量儀表用于檢測壓力、真空和壓差。依據(jù)其工作原理可分為：彈性式壓力計〔按其彈性元件又分為彈簧管壓力計、膜片壓力計、膜盒壓力計、壓力開關等〕;傳感式壓力計〔如電阻式、電容式、電感式、霍爾式壓力計等；液柱式壓力計〔如U還有精度較高通常用于校驗標準壓力表的活塞式壓力計。流量儀表：流量測量儀表品種繁多，目前應用最為廣泛的是由節(jié)流裝置和與其配套的差壓流量變送器。常用的水表、轉子流量計、橢圓齒輪番量計、靶式流量計、電磁流量計、旋渦流量計、阿鈕巴流量計、質量流量計等。物位儀表：物位儀表主要測量塔器和槽、罐類容器內某種介質的液位或兩種不同比重液體的界面及固體物料的料位。液位計中最為常見的是玻璃管液位計、玻璃板液位計，其他還有差壓式液位計和浮力式液位計(如浮球液位計、液位開關、浮筒液位計、浮標液位計、鋼帶液位計、儲罐液位稱重儀等。用于固體物料料位檢測的有電阻式料位計、電容式料位計、物位開關、重錘探測物位計、音叉料位計、超聲波物位計、放射性料位計等。成分表:成分表用于檢定工藝介質的成分及測定某種組分(或某些組分直至全組分鋯等，熱學式〔如熱導式、熱化學式質譜儀、工業(yè)氣相色譜儀等。在安裝在線成分表時，一般都需要對所取的樣品進展預處理,使樣品的狀態(tài)、溫度、壓力、流量等參數(shù)符合分析儀表工作條件的要求，因此需要配置一些由過濾器、除塵器、枯燥容器、冷卻器、轉子流量計、水封和閥門及管路等介質〔如煙道氣臟氣樣、爐氣等高溫氣樣、重油分析取樣、腐蝕性組分取樣及環(huán)境檢測取樣等，其取樣預處理系統(tǒng)則更為完善，這類成品形式的取樣預處理系統(tǒng)稱為取樣預處理裝置.另外，還有一些物性檢測儀表如水分計、濕度計、密度計、濃度計、濁度計、粘度計等也往往劃歸成分表.機械量儀表:工業(yè)上常用的機械量儀表有測厚儀、熱〔如稱重裝置〔如電子皮帶秤，皮帶跑偏、打滑檢測裝置，稱重顯示儀，稱重裝袋裝置等。顯示儀表此類儀表是指與檢測儀表配套用以指示或記錄被測參字顯示儀和指示或記錄溫度用的電子電位差計、電子平衡電橋〔電子電位差計、平衡電橋還可以附加電動調整器或氣動調整器等組成復合型儀表)及具有流量累計功能的積算型儀表。掌握儀表掌握儀表一方面承受過程檢測儀表及變送器的測量信調整閥〕的動作,組成閉環(huán)掌握系統(tǒng)。掌握儀表依據(jù)信號類型可分為摸擬式掌握儀表和數(shù)字式掌握儀表兩大類。、電動〕和組裝式儀表。單元組合儀表按其在掌握系統(tǒng)中的功能分為不同的單元，各單元儀表獨立存在，可依據(jù)需要任意組合成不同的檢測調整系統(tǒng)，系統(tǒng)組成敏捷、便利。各單元之間的信號傳〔又稱為模擬信號〕.單元組合儀表廣泛應用于20世紀50～70年月初，屬真正功能分散的儀表,即用一塊儀表來完成所要求的某一功能.變送器外從功能而言應屬檢測儀表.單元組合儀表按其工作能源又分為氣動單元組合儀表和電動單元組合儀表兩類：氣動單元組合儀表：氣動單元組合儀表是在原來的氣動儀表根底上進展而來的。此類儀表以0。14MPa壓縮空氣為工作能源，承受壓力0.02~0.1MPa的壓縮空氣為統(tǒng)一信號。正由于其工作能源和信號傳輸均為壓縮空氣，在煉油、化工生產裝置中應用氣動單元儀表具有自然防爆的作用。其缺點是氣動信號傳輸距離一般在150m單元儀表：變送單元〔即變送器〕包括壓力變送器、差壓變送器、靶式流量變送器、內藏孔板流量變送器、單〔〔〔外浮筒液位變送器及溫度變送器等.顯示單元儀表如色帶指示儀、條形指示儀、多針指示儀、指示記錄儀、積算器等。調整儀、比例〔積分、微分〕調整儀〔器〕等.計算單元儀表如加減器、乘除器、比值器等.e．給定單元儀表如定值器，時間程序定值器等。f．關心單元儀表如氣動〔Q〕操作器、手動/自動切換操作器、高〔低〕值選擇器、繼動器、切換器、限幅器、配比器、負荷安排器、大流量過濾減壓閥等.電動單元組合儀表:電動單元組合儀表以直流電源為其工作能源。此類儀表因其根本電子元件的更換代經受了Ⅰ型〔電子管電路、Ⅱ型〔晶體管電路〕和Ⅲ型〔線性集成電路型仍廣泛應用于煉油化工生產裝置中.現(xiàn)所介紹的電動單元組合儀表僅指Ⅲ型。電動Ⅲ型儀表使用DC24V安裝于掌握室內的各單元儀表之間的信號傳輸承受DC1～5V及執(zhí)行機構之間則為DC4～20mA電流信號。為滿足不同的防爆要求，現(xiàn)場安裝的變送器及與其連接的掌握室輸入輸出單元〔安全保持器、安全柵〕等又有隔爆型、本質安全型之分。另外，由于工業(yè)計算機掌握技術進展的需要，近年來還開發(fā)了以微處理器為核心的智能化單元儀表,成為電動單元儀表的軍。電動單元組合儀表包括下述各單元：a.變送單元(即變送器〕包括壓力變送器、差壓變送器、靶式流量變送器、內藏孔板流量變送器、單〔雙〕法蘭差壓〔液位)變送器、內〔外)浮筒液位變送器、溫度〔溫差〕變送器、智能壓力變送器及智能差壓變送器等?！搽p)針指示儀、色帶指示儀、單〔雙方〕積算器等。c。調整單元儀表包括指示調整器、SPC/DDC后備調整器、多通道閥位跟蹤調整器、特別功能調整器、積分器、微分器等。d。計算單元儀表如加減器、乘除器、開方器等.e。轉換單元儀表包括電流信號轉換器、脈沖/電壓轉換器、頻率/電流轉換器、阻抗轉換器、函數(shù)轉換器、電/氣轉換器、氣/電轉換器等。f.給定單元儀表即恒流給定器、比值給定器、比率給定器、報警給定器、參數(shù)程序給定器、時間程序給定器等.g.關心單元儀表如電動〔D型〕操作器、DDC操作器、安全保持器、安全柵、配電器、電壓箱、信號選擇器、隔離器、反向器、升降器、信號阻尼器、信號倒向器、信號限幅器、變化率選擇器等.(2〕組裝式綜合掌握儀表是過程掌握儀表進展過程中的一個的系列，又稱組裝式綜合掌握裝置。它承受組件組裝式構造，可以便利敏捷地0-10V直流電壓信號體制。并可接收現(xiàn)場檢測儀表和檢測元件的各種氣動信號和電動信號〔包括電流、電壓、觸點、脈沖、頻率、編碼等。組裝式綜合掌握裝置包括以下儀表和組件:a。輸入輸出組件：輸入轉換組件、輸出轉換組件、脈mV/V轉換組件、P/E轉換組件、積算功率驅動器組件等.b.信號處理組件：信號緩沖組件、繼電器緩沖組件、信〔除組件、開方組件、加法組件、函數(shù)組件、限幅組件、信號選擇組件等、積算組件、報警組件、規(guī)律組件。c.調整組件：PID組件(比例、積分、微分組件)、動態(tài)補償組件、跟蹤組件、多輸出接口組件、聲光掌握組件。d。關心組件及其他組件：電源安排組件、信號安排組件、切換組件、給定組件、繼電器組件、監(jiān)控組件。e.顯示操作儀表：單〔雙〕針指示儀、單〔雙〕筆記錄儀、三〔四〕筆記錄儀、趨勢記錄儀、手操器、掌握顯示操作器?！?〕基地式調整儀表在工業(yè)自動化儀表由就地檢測顯示向集中掌握進展過程中，產生了一種集測量、顯示、調整功能于一體的儀表，我們稱之為基地式調整儀表或簡稱為基地式儀表。如具有氣動調整器的指示記錄調整儀以及一些只有單一調整功能的就地調整器〔如溫度調整器，壓力調整器、差壓調整器，流量調整器。基地式調整儀表以其工作能源又有氣動和電動之分.自力式調整器也是就地調整儀表的一種，它因依靠于被測介質作為其工作能源而得名,故又稱為直接作用式調整器。另外,由于它與其調整閥合為一體,所以自力式調整器又稱為自力式調整閥。常用的自力式調整器有自力式溫度調整器、自力式壓力調整器及自力式流量調整器.數(shù)字式掌握儀表數(shù)字式掌握儀表包括分散型掌握系統(tǒng))C，工業(yè)掌握機〔)，安全掌握系統(tǒng)〔C〕等。2060級運算掌握，易于進展信息通信，實現(xiàn)集中顯示操作及高級要求，從而開頭運用計算機掌握系統(tǒng)，使生產過程綜合掌握水平得到了進一步的提高。然而,隨著掌握功能的高度集中，事故發(fā)生的危急性也高度集中,一旦計算機掌握系統(tǒng)消滅故障，掌握、監(jiān)視、操作將無法進展，給生產帶來很大影響,甚至會導致全局性重大事故.70生,在掌握技術、顯示技術、計算機技術、通信技術進一步發(fā)展的根底上，開發(fā)研制了以微處理器和微型計算機為根底的DCS〔DistributedControlSystem治理的根底上，將掌握權分散，進一步提高了掌握系統(tǒng)的安全性和牢靠性.這是由于分散型掌握系統(tǒng)按掌握功能或掌握區(qū)域將微處理器進展分散配置，每個帶微處理器的掌握站可把大量信息通過數(shù)據(jù)通信電纜送到中心掌握室的以微處理器為根底的CRT顯示操作站，將這些信息集中顯示或記錄.同時與上位機〔過程治理計算機和生產治理計算機〕相協(xié)作對生產過程實行集中監(jiān)視和治理?！查g歇掌握、統(tǒng)的硬件、軟件進展檢查，一旦覺察故障，即發(fā)出聲、光報警，并顯示故障所在位置。分散型掌握系統(tǒng)一般由現(xiàn)場掌握站、CRT顯示操作站、通信網(wǎng)絡和打印機等外圍設備組成.在其后的進展過程中，分散掌握系統(tǒng)的掌握通信功能愈加完善和標準化，并依據(jù)其掌握功能的側重點從以回路掌握為主的分散掌握系統(tǒng)DCS中分別出以挨次掌握為主的可編程序掌握器〔r掌握器最初的目的是用來取代由傳統(tǒng)的繼電器組成的繼電聯(lián)鎖報警系統(tǒng),其輸入/輸出信號均為開關信號，它承受軟件編較簡單的聯(lián)鎖。PLC的特點就是“可編程序”，只要轉變程序就可轉變掌握方案。其牢靠性、敏捷性和運行速度及掌握方案的簡單程度，是繼電器線路無法相比的。PLC的進展格外快速，并增加了模擬掌握功能、運算功能，甚至配置了CRT動態(tài)圖形顯示、數(shù)據(jù)庫治理、文件生成等。而DCS則吸取PLC的技術特點,強化批處理、挨次掌握等功能，這種二者之間功能的滲透，將使DCS和PLC的區(qū)分是在系統(tǒng)小型及微型化、現(xiàn)場變送器智能化、現(xiàn)場總線標準化、通信網(wǎng)絡標準化、DCS與PLC相互滲透,監(jiān)控計算機、PC機進入DCS系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件的進一步完善，分散掌握系統(tǒng)將更加適應各種過程掌握的需要,并將取得更好的技術經濟效益?，F(xiàn)場總線〔FCS〕是安裝在生產現(xiàn)場裝置與掌握室內的自動掌握裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通訊雙向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總線.它的根本思路是將掌握室內DCSPLC的掌握站、智能調整器等不再通過各自的輸入/輸出〔I/O〕通道與現(xiàn)場儀表〔如變送器、調整閥、開關〕一一對應連接，而只要通過H2H2/H1H1H1H2表間的通訊，對生產過程進展監(jiān)控和檢測。由于現(xiàn)場總線處于最低一層的現(xiàn)場裝置〔現(xiàn)場設備和現(xiàn)場儀表)互連的通信網(wǎng)絡,集成現(xiàn)場掌握和現(xiàn)場通訊的功能，所以現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡的節(jié)點是智能變送器(包括溫度、壓力、流量、物位、過程分析器等〕和智能執(zhí)行器等。工業(yè)計算機按其掌握治理功能分為根底自動化掌握裝置及治理計算機，其中根底自動扮裝置為多極掌握的第一級包括分散型掌握系統(tǒng)〔S、可編程規(guī)律掌握器〔C、直接數(shù)字掌握裝置)和現(xiàn)場總線掌握系統(tǒng)〔S。過程治理計算機是根底自動扮裝置的上位機，屬多極掌握的其次級；生產治理計算機適用于多極掌握的第三~五級.執(zhí)行器執(zhí)行器又稱掌握閥，由執(zhí)行機構和閥門兩局部組成。按照執(zhí)行機構的動力源分類有氣動掌握閥，電動掌握閥，液動掌握閥和混合型掌握閥四大類。氣動掌握閥依據(jù)其執(zhí)行機構形式又分為薄膜式掌握閥，活塞式掌握閥和長行程掌握閥.集中監(jiān)測與掌握裝置集中檢測裝置即利用檢測元件或探測器將被測變量或報警接點信號予以集中顯示的裝置；集中掌握裝置則是將一系列被測變量信號按設定程序對執(zhí)行器進展掌握的裝置.集中監(jiān)測與掌握裝置包括各種數(shù)據(jù)采集裝置、巡回檢測裝置、信號報警裝置、安全檢測裝置及工業(yè)電視及遠動裝置和挨次掌握裝置等。集中監(jiān)測與掌握裝置一般分為下述幾類：1。安全監(jiān)測裝置包括可燃氣體檢測報警裝置、有毒氣體檢測報警裝置、火焰監(jiān)視器、自動點火裝置、燃燒安全保護裝置、漏油檢漏裝置及高阻檢測裝置等。2。工業(yè)電視