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设备专业人员培训教材,（仪表部分）,目录,仪表常识 自动调节系统 DCS系统介绍,仪表常识-仪表发展过程,1、气动单元组合仪表标准统一信号：20100Kpa 气源：140Kpa2、电动II型单元组合仪表标准统一信号：010mADC 电源：220VAC3、电动III型单元组合仪表标准统一信号：15VDC 和 420mADC 电源：24VDC4、集散控制系统（DCS）用计算机控制系统取代常规的二次仪表（指示和调节仪表），能够满足操作人员、管理人员、系统工程师及维护人员的各种要求。,仪表常识-仪表单元介绍,1、变送单元 对工艺参数进行测量，将测量信号转换成统一的标准信号。2、显示单元 将变送单元发送的统一标准信号即工艺参数，进行指示、记录和报警。3、给定单元 提供调节单元所需要的给定值信号（通常和调节单元集成在一起）。,仪表常识-仪表单元介绍,4、调节单元将变送单元送来的测量信号与给定单元设定的给定信号进行比较，对其偏差按一定的调节规律进行调节，发出调节信号到执行单元。5、执行单元根据调节单元发来的调节信号，改变调节阀门的开度，从而达到自动调节的目的。6、转换单元用来实现电、气信号之间的相互转换。,仪表常识-仪表主要技术指标,1、相对误差：绝对误差/测量范围100%。绝对误差：测量值与真值之差的绝对值。2、精度：最大相对误差去掉百分号。精度分为若干个级别（如0.1、0.5、1.0、1.5、2.5级等）。3、灵敏度：表示仪表对被测参数变化的灵敏程度。用仪表输出信号变化与仪表输入信号变化的百分比表示。4、变差：反映仪表线性的一个指标。用同一输入点输入量上升和下降的最大差值与仪表量程的百分比表示。,仪表常识-仪表防爆简介,我国石化企业对爆炸危险场所气体分为三个区：0区：连续出现爆炸性气体，预计会长期出现和短期频繁出现爆炸性气体的区域。1区：预计会周期地出现爆炸性气体的区域。2区：预计不会出现爆炸性气体，或很少出现即使出现也时间很短的区域。,仪表常识-仪表防爆简介,防爆电气设备分为二类：I类：煤矿井下电气设备。II类：工厂用电气设备。II类电气设备划分为三级，标志分别为A、B、CII A：安全间隙大于或等于0.9mmII B：安全间隙小于0.9mm大于0.5mmII C：安全间隙小于或等于0.5mm,仪表常识-仪表防爆简介,II类防爆电气设备划分为六个温度组别：T1 450（允许最高表面温度）T2 300T3 200T4 135T5 100T6 85,仪表常识-仪表防爆简介,防爆标志由防爆设备的总标志Ex加类型、类别、级别和组别构成。标志的构成如：电动二型仪表防爆标志是：ExdII BT4表示工厂用隔爆型电气设备，B级、T4组、（d表示隔爆）。电动3型仪表防爆标志是：ExiaIIT5表示工厂用本质安全型电气设备，T5组、（ia表示本安防爆）,仪表常识-仪表防爆简介,隔爆型仪表将仪表正常工作和事故状态下可能产生火花、电弧的部分放在一个外壳中，该外壳除了将火花、电弧与使用环境的爆炸性气体隔开以外，还具有一定的强度，从环境中进入壳内的爆炸性气体与空气的混合物被火花、电弧引爆时，外壳不会被炸坏，不会通过隔爆面引爆环境中爆炸气体与空气混合物。隔爆型仪表分为IIA、IIB、IIC级，可用在1级、2级危险场所。,仪表常识-仪表防爆简介,本质安全型仪表仪表在正常状态和故障状态下，电路产生的火花和达到的温度都不会引起爆炸性混合物爆炸。本质安全型仪表适用于一切危险场所。,自动调节系统,自动检测系统 1、对工艺参数进行自动检测并进行指示记录的系统。2、自动调节系统 对工艺参数的变化进行自动调节，使其稳定在某一数值上。3、自动联锁系统 当工艺参数达到某一危险数值时，自动发出联锁信号，打开或关闭相应阀门，避免发生生产和设备事故。,自动调节系统的组成,1、调节对象 需要调节工艺参数的生产设备。2、测量元件和变送器测量元件感受工艺参数产生测量信号，变送器把测量信号转换成统一的标准信号。3、调节器将变送器送来的测量信号和给定值比较得到偏差，根据偏差大小，按一定的调节规律发出调节信号给执行机构。4、执行器 接受调节器的输出信号，改变调节阀的开度。,自动调节系统方框图,1、被调参数：工艺上需要调节使其为定值的参数。2、调节参数：工艺上为使被调参数恒定需要调节的参数。3、给定值：工艺上希望被调参数保持的数值。4、干扰凡能够影响被调参数偏离给定值的各种因素。,自动调节系统的过渡过程和品质指标,自动调节系统在动态阶段，被调参数是不断变化的，这种随时间而变化的过程称自动调节系统的过渡过程。1、最大偏差调节过程中，被调参数偏离给定值的最大数值。2、衰减比过渡过程曲线上，第一和第二两个峰值之比。3、余差过渡过程结束时的残余偏差。4、过渡时间从干扰作用发生起到系统又建立新的平衡状态止所用的时间。,调节规律,1、比例度调节器输入变化占输出变化的百分比。比例调节依据偏差大小动作，它的输出与输入偏差的大小成比例，调节及时，但有余差。用比例度表示比例作用的强弱，比例度越小，调节作用越强。,调节规律,2、积分调节调节器输出变化与偏差对时间的积分成正比。积分时间比例积分调节器输入一阶跃偏差信号后，当调节器输出的积分作用等于比例作用时所需的时间。积分调节依据偏差是否存在来动作，只有余差完全消除，积分作用才停止，其实质就是消除余差。用积分时间表示其作用的强弱，积分时间越小，积分作用越强。,调节规律,3 微分调节调节器输出的变化与偏差变化的速率成正比。微分调节的作用用于克服被调参数的容量滞后，有超前的调节作用，对滞后较大的对象有很好效果。用微分时间表示其作用的强弱，微分时间越大调节作用越强。,调节器PID参数整定,当调节系统确定后，调节系统的品质取决于调节系统的参数整定。参数整定就是设定合适的比例度、积分时间和微分时间。,调节器PID参数整定,经验法 1、根据不同调节系统的特点，先把PID放在经验数值上，其范围如下：,调节器PID参数整定,2、看曲线调参数根据操作经验，看曲线形状，直接在闭合的调节系统中逐步反复试凑，直到得到满意数据为止。3、参数整定的顺序是P-I-D4、参数整定的标准理想曲线两个波，前高后低4：1。,调节系统的投运,前提条件：测量信号正常，调节阀口径合适。1、首先确定调节器的作用方向，使调节回路为负反馈。2、设置给定值，手动操作调节阀，使被调参数等于给定值。3、将、Ti、Td放在经验数值上。将手动操作改为自动操作，按经验法进行参数整定，直到取得好的调节效果。,DCS系统介绍,较常规仪表的优点,1、将装置的运行状况通过网络远传，进行统一调度指挥。2、将装置的某一区域的操作集中在一张操作画面上，方便操作。,较常规仪表的优点,3、将几个相关的工艺参数变化曲线集中在一个趋势画面下，便于分析操作中出现的问题。组显示画面为操作人员提供了一个同时监视8个过程点的人机界面，一个区域最多400个过程组、每个过程组中包含组号和组标题。CRT屏幕不仅有调节器的常规模拟棒图显示，还有SP、PV、OP、MODE等数字及控制方式显示。,较常规仪表的优点,4、通过细目画面，及时了解工艺参数的相关信息（指示值、量程、报警限、输出值、控制方式和PID参数）。5、记录操作状态的改变（手动自动切换、设定值和输出值改变等）。,较常规仪表的优点,6、报警及联锁事件列表，便于查找事故原因。过程报警就是过程的扰动、偏差和非正常条件的警告。操作员的责任就是采取措施修正报警，其目的有四点：识别过程报警；确定报警位置；调出报警显示，并采取措施修正报警。7、可以生成各种打印报表，方便记录。,