化工儀表緒論

1、1,緒 論,2,一、化工自動化意義及目的,1.意義 化工生產(chǎn)過程自動化：在化工設備、裝置及管道上，配置一些自動化裝置，替代操作工人的部分或全部勞動，使生產(chǎn)在不同程度上自動地進行。這種部分地或全部地用自動化裝置來管理化工生產(chǎn)過程的辦法，稱為化工生產(chǎn)過程自動化，簡稱為化工自動化。 工業(yè)自動化根據(jù)生產(chǎn)過程的特點可分為三種類型：過程控制自動化、制造工業(yè)自動化、各種間隙過程自動化。,2.目的,（1）加快生產(chǎn)速度

2、、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質量和產(chǎn)量。（2）減輕勞動強度、改善勞動條件。（3）保證生產(chǎn)、人生安全，防止事故發(fā)生或擴大，延長設備使用壽命、提高設備利用率。（4）改變勞動方式，提高工人文化技術水平，適應當代信息技術革命和信息產(chǎn)業(yè)革命需要。,4,二、化工自動化的發(fā)展情況,20世紀40年代以前絕大多數(shù)化工生產(chǎn)處于手工操作狀況，操作工人根據(jù)反映主要參數(shù)的儀表指示情況，用人工來改變操作條件，生產(chǎn)過程單憑經(jīng)驗進行。低效率，花費龐大。20世紀5

3、0年代到60年代人們對化工生產(chǎn)各種單元操作進行了大量的開發(fā)工作，使得化工生產(chǎn)過程朝著大規(guī)模、高效率、連續(xù)生產(chǎn)、綜合利用方向迅速發(fā)展。,5,二、化工自動化的發(fā)展情況,20世紀70年代以來，化工自動化技術又有了新的發(fā)展已發(fā)展為綜合自動化，應用的領域和規(guī)模越來越大；顯示了知識密集化、高技術集成化的特點；智能化程度日益增加 。20世紀末，計算機、信息技術的飛速發(fā)展，引發(fā)了自動化系統(tǒng)結構的變革,6,使用常規(guī)儀表的中央控制室,7,,8,,9,

4、化工生產(chǎn)過程中需要測量和控制的參數(shù)是多種多樣的，主要的有熱工量（壓力、流量、液位、溫度等）和成分（或物性）量。 所以化工自動化儀表按功能不同，大致分為四類：測量變送儀表（各種參數(shù)的測量和變送）；顯示報警保護儀表（模擬量顯示和數(shù)字量顯示）；控制儀表（氣動、電動控制儀表及數(shù)字式控制器）；執(zhí)行器（氣動、電動、液動等執(zhí)行器）。 利用上述各類儀表，可以構成自動檢測系統(tǒng)、自動操縱系統(tǒng)、自動信號聯(lián)鎖保護系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)這樣四種自動

5、化系統(tǒng)，他們的作用如下：,三、自動化系統(tǒng)及儀表的分類,10,1.自動檢測系統(tǒng)（眼睛） 利用各種儀表對生產(chǎn)過程中主要工藝參數(shù)進行測量、指示或記錄的，稱為自動檢測系統(tǒng)。它代替了操作人員對工藝參數(shù)的不斷觀察與記錄，因此起到對過程信息的獲取與記錄作用。這在生產(chǎn)過程自動化中是最基本的也是十分重要的內容。 自動檢測系統(tǒng)中主要的自動化裝置是敏感元件、傳感器和顯示儀表。敏感元件也稱檢測元件，作用是對被測變量作出響應，把

6、它轉換成適合測量的物理量。傳感器可以對檢測元件輸出的物理量信號作進一步信號轉換，當轉換后的信號為標準的統(tǒng)一信號（如0~10mA、4~20mA、0.02~0.1Mpa等）時，此時的傳感器一般成為變送器。顯示儀表的作用是將檢測結果以指針位移、數(shù)字、圖象等形式準確地指示、記錄或儲存，使操作人員能正確了解工藝操作情況和狀態(tài)。,11,2.自動信號聯(lián)鎖保護系統(tǒng) 生產(chǎn)過程中有時由于一些偶然因素的影響導致工藝參數(shù)超出允許的變化范圍

7、而出現(xiàn)不正常情況時就有可能引起事故。為此，長對某些關鍵性參數(shù)設有自動信號聯(lián)鎖保護裝置。當工藝參數(shù)超過了允許范圍，在事故即將發(fā)生以前，信號系統(tǒng)就自動地發(fā)出聲光信號警報，告戒操作人員注意，并及時采取措施。 自動信號聯(lián)鎖保護電路按其主要構成元件的不同，可分為有觸點式和無觸點式兩類（有時可采用混合式）。有觸點式電路是由各種繼電器、按鈕、開關等電器組成的繼電線路，依靠各種電器的觸點開合完成電路的通斷和切換。無觸點式電路利用由二極管、

8、晶體管及集成電路等電子器件構成具有一定功能的電子線路，利用電子器件的導通或阻斷特性來實現(xiàn)自動信號的報警和聯(lián)鎖保護作用。,12,3.自動操縱系統(tǒng)（手腳） 可以根據(jù)預先規(guī)定的步驟自動地對生產(chǎn)設備進行某種周期性操作。eg：合成氨造氣車間的煤氣發(fā)生爐，要求按照吹風、上吹、下吹制氣、吹凈等步驟周期性地接通空氣和水蒸氣。4. 自動控制系統(tǒng)（大腦） 生產(chǎn)過程中各種工藝條件不可能一成不變，特別是化工生產(chǎn)，大多數(shù)是連續(xù)生

9、產(chǎn)，各設備相互關聯(lián)，當其中某一設備工藝條件發(fā)生變化時，都可能引起其他設備中某些參數(shù)的波動，偏離正常工藝條件。為此，需要用自動控制裝置對生產(chǎn)中某些關鍵性參數(shù)進行自動控制，使它們在受到外界干擾的影響而偏離正常狀態(tài)時，能自動地調回到規(guī)定的數(shù)值范圍內。,13,人工控制與自動控制：水箱水位控制問題,舉個小例子,人工控制的步驟：1.看（眼）——測量2. 判斷、思考（腦）——控制器3.執(zhí)行（手）———調節(jié)閥以上的動作用儀器儀表來完成——自動化