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0,仪表培训,常用仪器仪表及控制的基本原理、功能和应用,1,常用仪器仪表及控制的基本原理、功能和应用,压力仪表：温度仪表：液位仪表：流量仪表：执行器：控制系统 其它：,2,1 压力仪表,1、压力仪表的功能是用来监测工艺介质的压力，用于现场显示或把信号远传控制系统。2、压力仪表常用的类型有：现场压力表，压力开关，压力变送器等,3,1.1 现场压力表,现场压力表：主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：用于现场压力显示，以供操作人员及现场 巡检人员随时观 察各工况点的压力，从 而判断系统工况是否正常。应用场所：一般用于机组入口，机组出口，循环泵出 口，换热器两端的工作液管线，冲洗液入 口管线等。,4,1.1 现场压力表,工作原理：是工况压力使压力表的受压元件产生弹性型变，此型变通过转换装置带动指针转动，从而在指示 盘上指示相应的压力，现场压力表的精度通常为 1.5或1.0，精密压力表精度可达0.4/0.25 推荐品牌：北京布莱迪/上海仪表四厂。,5,1.2 压力开关,压力开关：主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：是用于系统保护，以防止系统压力超高或真 空度过低而损坏我们的设备或影响客户的系 统。此类信号远传给控制系统以实现系统的 报警或联锁停车。应用场所：一般用在机组的出口和入口。,6,1.2 压力开关,工作原理：是工况压力使压力开关的受压元件产生弹性型 变，此型变通过转换装置带动微动开关动作。输出开关量信号。开关的分类：固定死区型，回差可调型，双设定点型。推荐品牌：SOR/UE,7,1.2 压力开关,死区的解析为-当压力沿上升或下趋势到达设定点时，开关动作，但 当压力沿反方向复位时并不是 一过设定点就动作，而 是要经过一个区域后才动作此区域就是死区。如：设定点为100mbar ABS,从大气压抽真空到此点时，开关动作，但当真空从90mbar ABS降到100mbar ABS时 压力开关并不复位，而是要经过一个区域，如到 180mbar ABS才复位。从100mbar ABS-180mbar ABS这个 区域就是死区。,8,1.2 压力开关,固定死区型：通常情况我们可设定开关在某点动作，但复位 区是开关本身所固有的，是不可调整的。其死 区值的大小由开关性能决定。回差可调型：我们可设定开关在某点动作，而且复位区是可 以在一定的范围（开关本身所固有的）内调整双设定点型：一个开关有两个设定点，可分别设定两个值，但每个开关的动作原理与上述两种开关一样。,9,1.3 压力变送器,压力变送器:主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：把压力信号转化为电流信号，远传到控制系统 以实现远方显示或控制功能。应用场所：一般装于机组的入口或出口。装于入口时用 于监测入口压力，以实现入口压力的低报警 及入口压力的回流控制以维持入口压力的稳 定。装于出口时，监测出口压力的变化以及 实现出口压力高报警。,10,1.3 压力变送器,工作原理：介质压力使压力变送器的受压元件产生弹性型变，此 型变通过转换电路转化为与压力相对应的电流信号 并以恒流源的形式输出。变送器的输出通常采用标 准模式，即4-20MADC模拟信号。压力变化的范围（测 量范围）可千变万化，但电流输出始终是4-20MADC。推荐品牌：ROSEMOUNT/YOKOGAWA/E+H,11,1.4 压力仪表过程连接,机组压力仪表通常采用简单的直接连接的方式，而且大多数是螺纹或卡套连接，但对于易结晶、剧毒的工艺介质，则必须采用法兰连接化学密封的连接方式。如：PVC，CL2，光气等。,12,2 温度仪表,1、温度仪表的功能是用来监测工艺介质的温度，用于现 场显示或把信号远传控制系统。2、温度仪表常用的类型有：现场温度表，温度开关，温度变送器等。,13,2.1 现场温度表,现场温度表：主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：用于现场温度显示，以供操作人员及现场巡 检人员随时观察各工况点的温度，从而判断 系统工况是否正常。应用场所：一般用于机组出口，换热器两端的工作液管 线等。,14,2.1 现场温度表,工作原理：是工况温度使温度表的感温元件产生弹性型变，此型变通过转换装置带动指针转动，从而在指示 盘上指示相应的温度，现场温度表的精度通常为 1.5或1.0。推荐品牌：北京布莱迪/上海仪表三厂/常州热工仪表有限公司,15,2.2 温度开关,温度开关：主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：是用于系统保护，以防止系统温度超高而损坏 我们的设备或影响客户的系统。此类信号远传 给控制系统以实现系统的报警或联锁停车。应用场所：一般用在机组的出口和工作液管线。工作原理：是工况温度使温度开关的感元件产生弹性型变 此型变通过转换装置带动微动开关动作输出开 关量信号。,16,2.2 温度开关,死区的解析为-当温度沿上升或下趋势到达设定点时，开关动作，但当温度 沿反方向复位时并不是 一过设定点就动作，而是要经过一个 区域后才动作，此区域就是死区。如：设定点为50,温度从常温（20）升到此点时，开关 动作，但当温度从70降到50时，温度开关并不马上复位 而是要经过一个区域，如到42才复位。从50-42，这个区域就是死区。推荐品牌：SOR/UE,17,2.3 温度变送器,温度变送器：主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：把温度信号转化为电流信号，远传到控制系统 以实现远方显示或控制功能。应用场所：一般装于机组的出口或工作管线。装于出口时，用于监测出口温度，从而实现高温报警。装于工 作液管线不但能实现报警，而且与装在冷却水管 线上调节阀构成调节回路以控制冷却控制,18,2.3 温度变送器,工作原理：介质温度使温度变送器的感温元件产生弹性型变，此型变 通过转换电路转化为与温度相对应的电流 信号并以恒流源的形式输出。变送器的输出通常采 用标准模式，即4-20MADC模拟信号。温度变化的范围（测量范围）可千变万化，但电流 输出始终是4-20MADC。推荐品牌：ROSEMOUNT/WIKA/上海仪表三厂/川仪,19,3 液位仪表,1、液位仪表的功能是用来监测容器（分离器）的液位，用于现场显示或把信号远传控制系统。2、液位仪表常用的类型有：现场液位计，液位开关，液 位变送器等。,20,3.1 现场液位计,现场液位计：主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：用于现场液位显示，以供操作人员及现场巡 检人员随时观察分离器的液位，从而判断系 统工况是否正常。应用场所：分离器。推荐品牌：KROHNE/上海凡谊,21,3.1 现场液位计,工作原理：A：连通管原理对玻璃管式或玻璃板式液位计，因其与 容器相通，所以其液位与容器内液位保持一致，通过观 察玻璃管或玻璃板内的液面得知容器内的液位高度。B：连通管+磁翻板对磁翻板液位计，其基本原理仍然是 连通管原理，但由于磁翻板的连通管是钢管，管内的液 位无法观察所以在管外加装一磁性翻板，管内加一磁性 浮子，磁子随液位的变化而变化，真实反映液位高度，同时带动磁性翻板，使翻板的指示高度与真实的液位高 度保持一致。,22,3.2 液位开关,液位开关：主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：是用于系统保护，以防止系统液位超高或过 低而损坏我们的设备或影响设备的正常工作 此类信号远传给控制系统以实现系统的报警 或联锁停车。应用场所：分离器。,23,3.2 液位开关,工作原理：A：机械浮球液位开关是浮球浮于液面，其高度 随液位的高度变化而变化，通过转换装置带动微 动开关动作，从而实现报警/联锁功能。此类开 关的典型特点是从开关动作到开关复位的死区一 般都较大（20-40MM），而且可以通过改变其结 构来调节死区大小，能用一个开关来控制电磁阀 的通断从而控制补水工能的实现。此配置广泛用 于电站机组,24,3.2 液位开关,工作原理：B：磁翻板液位计+磁性开关此液位开关由液位 计的磁性浮子来带动，液位到设定高度时开关 动作，当液位降低时，浮子反向通过液位开关 液位开关复位。此开关的死区小（6mm）所以我 们可认为它是点式的，此类开关通常是两开关 控制一个电磁阀。注意：在同一个液位计上，两个开关之间的间 隔是有 要求的通常不小于40mm-70mm，所以对小机组，此类液位开关有一定的局限性。,25,3.2 液位开关,工作原理：C：电子式液位开关此类开关如音叉式，超声波 式等，此类开关的死区也很小（5mm）,视为点式 两开关控制一个阀。推荐品牌：A：SOR/UE B：KROHNE/上海凡谊 C：E+H/SOR,26,3.3 液位变送器,液位变送器：主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：把液位信号转化为电流信号，远传到控制系统 以实现远方显示或控制功能。应用场所：分离器。,27,3.3 液位变送器,工作原理：A：差压式介质液位静压差使液位变送器的传感 元件产生弹性型变，此型通过转换电路转化为与 液位相对应的电流信号并以恒流源的形式输出。变送器的输出通常采用标准模式，即4-20MADC 液位变化的范围（测量范围）可千变万化，电流 输出始终是4-20MADC。优点是测量精度高。局限性：差压式液位变送器对量程的最小值有一 定的要求，如分离器直径小于500mm时，建议不 用此类变送器。,28,3.3 液位变送器,工作原理：B：电容式此类变送器的的传感部件直接浸在被测介质 内，液位的高低直接对应传感部件浸入介质的长度，传 感部件电容值与其浸入介质的长度成线性关系，也就是 当液位高 度变化时，传感受器的电容发生变化，此变化 通过电子回路转化成标准的4-20MADC电流输出，从而 输出的电流与液位 的高度成一一对应的关系。此类变送器可很好解决小机组，小分离器的应用而且价 格低推荐品牌：A：ROSEMOUNT/YOKOGAWA/E+H，B：E+H/OTHERS,29,4 流量仪表,1、流量仪表的功能是用来监测工艺介质的流量，用于现 场显示或把信号远传控制系统。2、流量仪表常用的类型有：现场流量计，流量开关，流 量变送器等,30,4.1 现场流量计,现场流量计：主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：用于现场流量显示，以供操作人员及现场巡 检人员随时观察各工况点的流量，从而判断 系统工况是否正常。应用场所：一般用于工作液管线，机械密封冲洗液管线 等。,31,4.1 现场流量计,工作原理：A：现场流量计通常为转子流量计，介质流过流量计的测量管时 对垂直安装的流量计，介质流动及介质对转子的浮力与转子 的重量达到平衡时，转子将处于固定的高度，此高度对应相 应的流量值。此高度或通过转换装置带动指针转动，从而在 指示盘上指示相应的流量，由于安装要求两端有较长的直管 路，我们的小机组很难满足垂直安装的要求，所以可选用水 平安装的转子流量计。其原理与垂直安装一致，不同的是水 平安装时不是重力而是另一种反作用力。现场流量表的精度通常为1.6或2.5。,32,4.1 现场流量计,工作原理：B：流量视镜，对不需要准确读数的场所可以用流量视 镜取代转子流量计，流量视镜只能观察到管道中有 无流量流动。推荐品牌：A：KROHNE B：CHINA,33,4.2 流量开关,流量开关：主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：是用于系统保护，以防止系统流量过低而损 坏我们的设备或影响设备的性能。此类信号 远传给控制系统以实现系统的报警或联锁停 车。应用场所：一般用在机组的工作液管线。,34,4.2 流量开关,工作原理：是工况流量使流量开关的传动部件产生位移，此 位移通过转换装置带动微动开关动作。固定死区型：通常情况我们可设定开关在某点动作，但 复位区是开关本身所固有的，是不可调整 的。其死区值的大小由开关性能决定。推荐品牌：KROHNE/SOR/DELTA,35,4.3 流量变送器,流量变送器：主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：把流量信号转化为电流信号，远传到控制系 统以实现远方显示或控制功能。应用场所：一般装于机组的工作液管线。用于监测工作 液流量，从而实现工作液流量的远传显示及 报警联锁。,36,4.3 流量变送器,工作原理：A：孔板流量变送器 其原理与双法兰差压液位变送器的 原理相似。介质流过孔板，在孔板前后形产生压差，此压 差与流量成对应关系，通过转换电路转化为与流量相对应 的电流信号并以恒流源的形式输出。B：转子流量计带远传输出转子流量计通过指针在刻度盘 上显示，通过一转换电路把指针的移动量转化为4-20madc 的电流输出从而起到变送器的作用。C：电磁流量变送器 D:超声波流量变送器 推荐品牌：A：ROSEMOUNT/YOKOGAWA，B：KROHNE，C：ROSEMOUNT,37,5 执行机构,1、执行机构是完成控制指令的装置，在此只介绍阀 门。2、自控阀门的分类：开关型，调节型,38,5 执行机构,执行机构：主要作用、应用场所、工作原理、品牌推荐 主要作用：主要用在设备的进出进出口，用于切断管线中 的介质流动。应用场所：设备的进出口管线。阀门分类：A：开关阀分为常开阀，常闭阀。常开阀指 通电关闭，断电打开。常闭阀与之相反。B：调节阀阀门的开度随控制信号的变化而变化,39,5 执行机构,调节阀工作原理：调节阀 分类的方法很多，可分为电动/气动调节阀；气开/气关调 节阀；正作用/返作用调节阀；线性/等百分比调节阀.。其总的特性是：调节阀的开度可由它所接受到的控制信号来控制气动阀与电动阀的区别：气动阀以压缩空气作动力，电动阀以电作为动力，气动阀开 关迅速，电动阀开关慢。在要求开关迅速的场所应选项用气 动阀。,40,5 执行机构,电磁阀：电磁阀结构简单，安装方便，但对介质的要求较高，应避免 介质中含颗粒状固体物，压力等级有一定的局限性，材料有 一定的局限性。例如电磁阀不可能全部为316L材质。蝶阀结构简单，价格低，应用广泛。但化工机组最好不用 球阀性能好，可用于恶劣环境，化工机组建议用球阀 推荐品牌：1）：ASCO/上海欧凯电磁阀 2）：Keystone/WWE/ARCA 3）：TYCO/苏阀 B）：Fisher/Koso/川仪/,41,6 控制系统,控制系统：A：入口压力控制 B：工作液温度控制 C：工作液流量监测 D：出口压力监测 E：出口温度监测 F：分离器液位控制 G：控制柜,42,6 控制系统,控制系统：A：入口压力控制 基本配置：压力变送器+控制器+调节阀 主要作用：维持入口压力稳定，实现压力低报警及低低联锁 调节阀选型：阀门特性为线性，线性的反应速度快，等百分 比 的反应速度慢。气关阀，当没气的时候阀门 处于全 开，以保证断电断气的故障时机组处于全回流状态，以 确保机组安全。回流量的确定应该为：正常时回流量为 机组抽气能力比系统供气能力多余的量，最大回流通常 为抽气量的 100%。也可以用80%，这样阀门口径会变小,43,6 控制系统,控制系统：B：工作液温度控制 基本配置：温度变送器+控制器+调节阀 主要作用：维持工作液温度稳定，实现温度高报警及高高联锁 调节阀选型：阀门特性为线性，线性的反应速度快，等百分比 的反应速度慢。气关阀，当没气的时候阀门 处于全开，以保证 断电断气的故障时不切断工作液，以 确保机组安全。回流量的 确定应该为：正常时回流量为 换热器所需冷却水的量，最大回 流通常为正常量的 150%。停机时阀门的状态由DCS或其它控制 系统控制。阀应为正作用，既温度高阀门的一开度大。注：如工作液温度只需监测时，可用热电阻取代变送器。,44,6 控制系统,控制系统：C：工作液流量监测 基本配置：现场流量计/流量变送器/流量开关 主要作用：现场流量计.工作液流量的现场显示 流量变送器.工作液流量远传到控制系统显示 流量开关.用于联锁及报警,45,6 控制系统,控制系统：D：出口压力监测 基本配置：现场压力表/压力变送器/压力开关 主要作用：现场压力表.出口压力的现场显示 压力变送器.出口压力远传到控制系统显示 压力开关.用于联锁及报警,46,6 控制系统,控制系统：D：出口温度监测 基本配置：现场温度/温度变送器（热电阻）/温度开关 主要作用：现场温度计.出口温度的现场显示 温度变送器.出口温度远传到控制系统显示 温度开关.用于联锁及报警,47,6 控制系统,控制系统：F：分离器液位控制 基本配置：现场液位计/液位变送器（液位开关）/阀门 主要作用：现场液位计.分离器液位的现场显示 液位变送器.分离器液位远传到控制系统显示或控制阀门 液位开关.用于联锁及报警或控制阀门 注：液位变送器通过控制系统既可控制开关阀的补排液也可控 制调节阀的补排液。液位开关只能控制开关阀的补排液。一个液位变送器可通过分程控制同时控制两台调节阀。,48,6 控制系统,控制柜：我们可根据用户要求提供满足客户需要的系统，如现场控制柜，PLC控制柜，变频器控制柜，软起动柜等。,49,7 其它,A：变送器兼顾开关功能 在分离器上不装液位开关，只装液位变送器，液位 变送器把液位信号传到DCS或PLC系统，系统可设定补液 及排液高度，从而控电磁阀的动作。B：分离器液位的精确控制 用液位开关及开关型阀门只能把液位控制在某一区 域，如果用液位变送器+调节阀则可把液位控制在很小的 范围内。,50,7 其它,C：开环系统的液位控制 开环系统的液位控制最好采用变送器加调节阀的 控制方案。因分离器的容量小，液位上升太快，如采 用开关加电磁阀，则电磁阀会频繁开关，影响其使用 寿命而且液位波动很大。D：电磁阀材质问题 如果机组要求全部为316L材质，请避开电磁阀，选用气动球阀,51,7 其它,E：阀门选型的品牌问题 开关型气动阀门的价格差异不大，电动阀门应品牌 不一样价格差异很大，手动阀门进口品牌比国产高出非 常多（5-10倍）电磁阀进口品牌与国产品牌差（3-5倍）调节阀因品牌不同差异也很大。F：流量开关 进口SOR/DELTA流量开关非常昂贵。如在DN100的管道 上装一机械式流量开关，目前采购价为15000元RMB左右。G：循环泵与主泵的逻辑关系,