上海市船舶工业涂装过程挥发性有机物控制技术指南

上海市船舶工业涂装过程挥发性有机物控制技术指南
上海市船舶工业涂装过程挥发性有机物控制技术指南

上海市船舶工业涂装过程挥发性有机物控制技术指南

(发布稿)

上海市环境保护局

2016年9月

目 录

前言 (1)

1适用范围 (2)

2规范性引用文件 (2)

3术语和定义 (2)

4 总体要求 (3)

5 清洁生产措施 (4)

6 通风措施 (5)

7 排气净化措施 (5)

8 监督管理措施 (8)

附件: (10)

1 国内外船舶工业挥发性有机物污染控制相关标准 (10)

2船舶工业涂装及挥发性有机物控制技术现状及发展趋势 (12)

前 言

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,配合上海市《船舶工业大气污染物排放标准》(DB31/934)的实施,规范上海地区船舶工业涂装过程的挥发性有机物污染控制,制定本指南。

本指南规定了船舶工业涂装过程的清洁生产、通风、排气净化、监督管理等方面的技术要求。

本指南为指导性文件。

本指南为首次发布。

本指南由上海市环境保护局组织制订。

本指南主要起草单位:同济大学,上海市环境科学研究院

本指南由上海市环境保护局解释。

1适用范围

本指南适用于指导上海市辖区内现有以及新建、改建、扩建的船舶工业钢质船舶造修与海洋工程装备企业的涂装作业过程挥发性有机化合物(VOCs)的排放控制,包括涂料改性,溶剂替换,涂装工场涂装率、涂装工艺改进、排气净化等措施。

2规范性引用文件

本指南引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本适用于本指南。

DB31/934 船舶工业大气污染物排放标准

GB 3836.4 爆炸性气体环境用电气设备第4部分:本质安全型“i”

GB 12348 工业企业厂界噪声标准

GB 50016 建筑设计防火规范

GB 50019 采暖通风与空气调节设计规范

GB 50051 排气筒设计规范

GB 50057 建筑物防雷设计规范

GB 50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范

GB 50160 石油化工企业设计防火规范

GB 50187 工业企业总平面设计规范

GBJ 87 工业企业噪声控制设计规范

HGJ 229 工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范

HJ/T 386 工业废气吸附净化装置

HJ/T 389 工业有机废气催化净化装置

HJ 2000 大气污染治理工程技术导则

HJ 2026 吸附法工业有机废气治理工程技术规范

HJ 2027 催化燃烧法工业有机气体治理工程技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1 船舶工业shipbuilding industry

本规范船舶工业是指建造、修理、改装钢质结构船舶和/或建造、修理海洋平台及装备制造等海洋工程装备的企业。

3.2 表面涂装 Surface Coating

将涂料覆于基底表面形成具有防护、装饰或特定功能涂层的过程,船舶涂装包括预处理

涂装、分段涂装、总段涂装、船坞涂装、码头涂装、完工涂装及舾装涂装等所有工序。 3.3 涂装工场 Coating Booth

涂装工场包含喷砂间、涂装间,本指南中是指装备有涂装机具用于船体部分构件、分段等涂装作业的车间。

3.4 刷涂 brush coating

采用漆刷为工具的一种涂装方式,用于无法辊涂或喷涂的被涂件边缘、螺栓等处的涂装及补漆,修漆。

3.5 辊涂roller coating

采用辊筒为工具的一种涂装方式,一般用于宽大、平整的表面。

3.6 无气喷涂 airless spraying coating

无气喷涂是利用柱塞泵、隔膜泵等形式的增压泵将液体状的涂料增压,然后经高压软管输送至无气喷枪,最后在无气喷嘴处释放液压、瞬时雾化后喷向被涂物表面,形成涂膜层。

3.7 涂着效率Coating efficient

涂装过程中涂着于工件表面的涂料质量与所施用涂料总质量的比率。

3.8 挥发性有机化合物 volatile organic compounds

参与大气光化学反应的有机化合物,或者根据规定的方法测量或核算确定的有机化合物。

a) 用于核算或者备案的VOCs是指20℃时蒸汽压不小于10 Pa或者101.325 kPa标准大气压下,沸点不高于260oC的有机化合物,或者实际生产条件下具有以上相应挥发性的有机化合物的统称,但是不包括甲烷。

b) 以非甲烷总烃(NMHC)作为排气筒和厂界大气污染物监控的挥发性有机物的综合性控制指标。

3.9 即用状态船用涂料ship coating as applied

将船用涂料处理至可即时使用的状态,即在该状态下的涂料无需再稀释或调配。

3.10 即用状态船用涂料VOCs限值(g/L)VOCs in ship coating as applied

即用状态下船用涂料中允许的VOCs最高含量。计算公式如下:

C?OCs=(????+????)/(??+??)

式中:

C VOCs: 即用状态船用涂料的VOCs含量,g/L;

Cp、Ct:船用涂料和稀释剂的VOCs含量,g/L;

Vp、Vt:船用涂料和稀释剂的用量,L。

4总体要求

4.1 污染控制设施应遵循综合治理、循环利用、达标排放、总量控制的原则。污染治理工艺设计应该本着成熟可靠、技术先进、经济适用的原则,并考虑节能、安全和操作简便。 4.2 污染控制设施应与生产工艺水平、废气来源和风量、挥发性有机物浓度水平相适应。

4.3生产企业应把污染控制设施作为生产系统的一部分进行管理,污染物控制设施应该与产生废气的相应生产设备同步运转。

4.4 船舶工业生产过程须控制涂料中挥发性有机物的含量。

4.5 船舶制造企业60%以上的涂装工作量须在封闭且带有排气净化系统的空间内进行;船舶修造企业的喷涂作业宜在局部封闭空间内进行并采取通风净化措施。

4.6污染控制设施应该按照国家相关法律法规、DB31/881、本标准和地方环境保护部门的要求设置在线连续监测或者运行监控设备;并满足HJ 477和上海市环境保护管理部门相关规定的要求。

4.7 宜加快开发适合于船舶工业的VOCs排放特征的收集和净化系统。

5 清洁生产措施

5.1 采用环保型涂料(低VOC型涂料)或绿色涂料

5.1.1对于溶剂性涂料应优先采用高固分涂料,即用涂料中VOCs溶剂含量在满足DB31/934标准要求的基础上,宜进一步控制在表1所示的水平。

表1 船舶工业涂料有机物含量建议控制限值

序号 涂料类别 VOCs含量的

最高限值(g/L)

1 防污涂料Antifouling coating 400

2 不沾污涂料Foul release coating 300

3 底漆Primer 500

4 连接漆Tie Coat 500

5 面漆Cosmetic coating 450

6 通用底漆Universal primer 350

7 甲板涂料Deck coating 250

8 车间底漆Shop primer 650

9 压载水舱涂料Water ballast tank 350

10 货油舱涂料Cargo tank coating 500

11 耐磨涂料Abrasion resistant Coating 350

12 饮水舱涂料Potable water tank coating 250

13 耐热涂料Heat resistant coating 420

14 防火涂料Fire resistant coatings 100

15 阻燃涂料Fire retardant coatings 450

16 其它船舶涂料Other vessel coating 250

5.1.2对于部分仓室的内壁及部分构件宜考虑采用水性涂料;

5.1.3应通过涂装工艺设计调整推广采用通用型底漆;

5.2 涂装工艺系统改进

5.2.1须精细化涂装过程,包括使用大容量油漆筒,减少油漆桶残留,严格控制减少溶剂储运,避免配色调制等过程洒漏现象的出现等。

5.2.2应合理设计涂装调漆生产工艺,减少不同色漆使用过程的浪费;

5.2.3 应开展预涂层综合保护利用研发,减少涂料使用量。

5.3 涂装工艺及设备

5.3.1 对于制造过程的小型配件宜采用浸涂工艺。

5.3.2应采用高压无气喷涂,刷涂或辊涂方式。

5.3.3 宜采用无气静电喷涂方式。

5.3.4 涂装过程的涂着效率应高于70%。

6 通风措施

6.1已开盖的或非密封的含挥发性有机物的物料须设置专门的收纳储存场所,并设有排气及净化系统。

6.2 须设置专门指定的油漆间或密闭场所进行油漆的配置和调色,调漆间按负压设计要求设置排气净化系统。

6.3扩大现有室内涂装工场的涂装量,须保证60%以上的涂装工作在室内进行,并采取有效的排气和净化措施。

6.4对于室外涂装过程中要求单道涂层厚度大于320μm或涂料中有机物含量较高的作业区域,宜设立围挡以提高涂着效率,同时为含有机物气体的收集净化提供基础条件。

6.5 对于室外喷涂过程宜在周边设置防风网,以减少涂装漆雾向周围空气的散发量,

6.6宜开发或引进移动式喷漆雾捕集装置,将涂装过程中产生的漆雾向周围空气的散发率控制在5%以下。

6.7 宜设置通风量与喷枪数量的联锁系统,确保排风中有机废气浓度在一定范围内波动,保证后续净化装置的净化效率。

6.8宜开展涂装工场内部吸附富集净化技术研究,一方面有效控制涂装工场内的温度和湿度,减少空调能耗,另一方面有效减少VOCs排放量。

7 排气净化措施

7.1 涂装工艺排放气体的净化须包括预处理漆雾净化及气体调制, 气体的浓缩和最终净化等基本工艺过程。

7.2 宜采用干式漆雾捕集装置

7.2.1可采用石灰石粉预涂层的袋式除尘系统,排气中的颗粒物浓度宜小于2mg/m3以下; 7.2.2可采用机械漆雾捕集装置,由滤材机械组成的箱式分离模块,设计有电动挡板,可快速更换,过滤过程不应消耗水和其他添加剂。排气中的颗粒物浓度宜小于2 mg/m3;

7.3 采用吸附、吸附浓缩或蓄热燃烧、催化燃烧等工艺处理有机废气应先去除颗粒物,颗粒物浓度须小于5 mg/m3(T=293K,P=101.325kPa);

7.4有机废气处理系统的设计寿命应与生产装置的剩余寿命相适应,不应小于10年。

7.5有机废气处理系统的总体处理效率应大于90%,并能满足相关排放标准的要求。

7.6处理设备的防火、防爆设计须符合《建筑设计防火规范》GB50016,《建筑内部装修设计防火规范》GB50222,《石油化工企业设计防火规范》GB50160,《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058等有关标准的规定。

7.7进入处理系统的有机物浓度须小于爆炸下限的25%。

7.8当废气中挥发性有机物具有回收价值且浓度大于1500mg/m3时,应采用吸附回收等工艺进行回收。

7.9 当废气中有机物浓度大于1500mg/m3时,宜直接采用蓄热燃烧或催化燃烧净化工艺。对于连续排放的废气净化工艺宜采用蓄热燃烧,对于非连续排放的废气宜采用蓄热催化燃烧净化工艺。

7.10 当废气中有机物浓度小于1500mg/m3时,宜采用预浓缩再回收或热氧化处理工艺。7.11 采用预浓缩加热氧化工艺处理含有机物排气时,预浓缩宜采用非亲水性的沸石转轮浓缩装置,严禁采用对本身可燃的吸附材料通过超过120℃热空气进行吹脱的浓缩工艺。7.12 可通过活性炭吸附收集有机气体,活性炭床可通过蒸汽等加热脱附,回收的有机液应集中精制回用、焚烧处理或按危险废弃物管理要求处置。

7.13 可设置一些可移动标准规格箱式吸附装置在一些重点涂装区域对散发的有机气体进行吸附,在达到一定的工作时间后将吸附饱和的吸附装置运送至集中再生车间,通过蒸汽或热惰性气体进行再生。再生后的箱式吸附装置继续回用。再生出的溶剂可视其组分、特性进行回用、热氧化或作为危废处置。

7.14 典型的转轮吸附浓缩加蓄热燃烧工艺如图1所示。

图1 转轮吸附浓缩加蓄热燃烧工艺

7.15 沸石转轮浓缩加热氧化工艺,应符合以下要求:

(1)转轮浓缩+燃烧系统由转轮吸附浓缩系统、燃烧系统和自动控制系统等组成。

(2)转轮分为吸附区、脱附再生区和冷却区三个区域。

(3)宜采用工艺排风作为转轮冷却用。

(4)脱附风温度宜为180-220℃,不应高于300℃。

(5)蓄热燃烧宜采用三床及以上或旋转式的工艺布置方式。

(6)蓄热燃烧装置的切换阀门泄漏率不应大于1%。

(7)蓄热材料的热效率不应小于90%

(8)蓄热燃烧装置的炉膛应设置超温强制排风措施。

(9)蓄热材料压力损失不应大于3000Pa。

(10)热氧化效率不应低于99%.

(11)热氧化后烟气中的氮氧化物浓度不应大于50mg/m3。

7.16转轮浓缩加蓄热催化燃烧工艺应符合以下要求:

(1)转轮浓缩+蓄热催化燃烧系统由转轮吸附浓缩系统、蓄热催化燃烧系统和自动控制系统等组成。

(2)蓄热催化燃烧宜采用两床及以上的工艺布置方式。

(3)选用催化剂的空间反应速度应大于1/15000 h-1。

(4)处理气体须不含可能造成催化剂中毒的物质。

(5)催化床应配设预热功能。

(6)其它应满足本指南第7.15条中2~4,6-11款

7.17 转轮浓缩设备,应满足以下要求

(1)转轮吸附区的设计面风速不应小于3m/s,转轮厚度不宜小于400mm。

(2)转轮的转速宜为2~6 rph。

(3)转轮应配置自动灭火装置。

(4)转轮系统应确保吸附区、脱附区和冷却区间的密封隔离设施的漏气率不大于1%。

7.18蓄热燃烧装置,应满足以下要求

气体燃烧室温度应控制在800℃以上,停留时间不宜小于0.75s。

(2)蓄热层的断面风速宜设定在1.1~1.5m/s范围。

(3)蓄热材料的高度宜控制在0.8~1.6 m范围。

(4)气流切换阀门的漏风率应小于1%。

(5)蓄热燃烧装置应设置超温强制排风措施。

(6)蓄热燃烧装置应设置保温,并保证炉体外表面温度须小于60℃。

(7)蓄热材料的膨胀系数须小于6x10-6m /(m.℃)

(8)蓄热燃烧装置应设置自动控制。

7.19蓄热催化燃烧装置

(1)气体蓄热催化燃烧室温度应控制在300-500℃,停留时间不小于0.75s。

(2)其余要求参见7.18条的2-8条

8 监督管理措施

8.1含挥发性有机物的原料及废弃物管理

8.1.1 溶剂和含溶剂物料的容器间的转移宜通过管道输送或桶泵输送,除必要的操作时段外,其余时段含挥发性有机物的容器必须密封或加盖。

8.1.2 应制定规章制度和激励机制控制船舶工业的单位涂装面积的涂料消耗量。

8.1.3 含挥发性有机物残留的容器须加盖密封后再行储存或运输。

8.1.4 含挥发性有机物的清洁抹布等材料,使用后须收纳到密闭的容器中,最终按危险废弃物处理要求处理。

8.1.5 清洗等过程产生的废溶剂和废料须及时密闭收存。

8.1.6企业应按照DB31/934标准的要求,于每年三月三十一日前向所辖环保局提交上一年度涂料使用情况报告。

8.2 集气通风系统的管理

8.2.1涂装空间须建立挥发性有机物无组织散发控制制度。

8.2.2 喷涂空间的进出口、门窗及喷漆室的连接口等易于向外泄漏的区域须设置和标识监测点位,并绘制出日常无组织控制巡测点位图。

8.2.3工厂的EHS人员须携带PID等类型的防爆型便携式VOCs测定装置,定期在正常生产期间按以上监测点位图进行巡测并记录留存相关数据。

8.2.4对于监测数据大于4μmol/mol的场所,应及时检查密封等环节,并及时采取密封、修复等处理措施。

8.3 排气净化装置的管理

8.3.1 治理设施的管理应纳入生产管理中,企业应根据实际生产工况和治理设施的设计标准,建立相关规章制度及运行、维护和操作规程,明确耗材的更换周期和设施的检查周期,

建立主要设备运行状况的台账制度,保证设施正常运行。

8.3.2须配备专业管理人员和技术人员,并对其进行培训,使管理和运行人员掌握治理设备及其它附属设施的具体操作和应急情况下的处理措施。

8.3.3治理设施应先于产生废气的生产工艺设备开启、后于生产工艺设备停机,并实现联动控制。经过治理后的废气排放应符合国家和地方环境保护相关规定,治理过程应避免产生二次污染。

8.3.4企业应将有机废气终端治理设备信息接入中控系统;有机废气处理规模大于10000m3/h (含)的末端处理装置应配置在线监测系统。污染源排放在线监测系统的安装及运行维护,按照有关法律、《污染源自动监控管理办法》、HJ/T 75 中相关要求及其他国家和上海市的相关法律和规定执行。使用的FID监测设备须为本质安全型设备或按相应防爆等级的安装要求安装。

8.3.5车间或生产设施排气筒应在规定的监控位置设置采样孔和永久监测平台,同时设置规范的永久性排污口标志。有排放处理设施的还应在处理设施进、出口处设置采样孔,并满足相关的采样设置条件。若排气筒采用多筒集合式排放,应在合并排气筒前的各分管上设置采样孔。监测平台面积应不小于4m2,高度距地面大于5m时需安装旋梯、“Z”字梯或升降电梯。

8.3.6每月应记录VOCs排放量(随废溶剂、废弃物、废水或其他方式输出生产工艺的量)、污染控制设备处理效率、排放监测等数据。

8.3.7采用蓄热燃烧装置处理排气时,燃烧室温度不应低于800oC,应记录并保留运行时间及燃烧室的在线温度数据备查。

8.3.8采用蓄热催化燃烧或催化燃烧装置处理排气时,燃烧室温度不应低于300oC,应记录并保留运行时间及燃烧室的在线温度数据备查。

8.3.9 采用催化燃烧装置的设备其运行记录中必须包括催化剂种类、去除效率和空速、催化剂的装填、更换时间和数量。每日记录催化剂床进出口温度、压降等参数。

8.3.10吸附装置应记录吸附剂种类、更换/再生周期、更换量,并每日记录操作温度等参数。

8.3.11 其他污染控制设备,应记录保养维护事项,并每日记录主要操作参数。

8.3.12台账记录应至少保存两年。

附件:

1 国内外船舶工业挥发性有机物污染控制相关标准

美国针对排放毒性VOCs的排放源,必须执行国家毒性空气污染物排放标准(National Emission Standards for HazardousAir Pollutants,NESHAP),该标准代表了最大可控技术(Maximum Achievable Control Technology,MACT)水平。其中涉及到涂料涂装的主要有家电表面涂层、汽车和轻型卡车表面涂层、木结构建筑产品表面涂层、木家具表面涂层、造船及船舶修理表面涂层、金属家具表面涂层、金属卷材表面涂层等。造船及船舶修理表面涂层标准主要规定了不同类型和功能的涂料中VOCs的含量限值(表1)。

标准中对用于造船设施23种涂料的VOHAP 含量制订了限值,为每单位体积的涂料减去水和减去(豁免)几乎不会进行光化学反应的成份VOHAP的质量来表示的。

表1 各种船用涂料有害空气污染物排放美国国家标准

涂料种类克/升涂料(减去水和

豁免的组分)

VOHAP限度(克/升固体)

t≥4.5℃t<4.5℃

一般涂料340 571 728 专用涂料- - - 空气瓶涂料340 571 728 天线涂料530 1439 -

防污涂料400 765 971 耐热涂料420 841 1069 高光泽涂料420 841 1069 高温涂料500 1237 1597 富锌涂料340 571 728 军用外表面340 571 728 黏油610 2235 -

导航设备涂料550 1597 -

防滑涂料340 571 728 核能涂料420 841 1069 有机锌涂料360 630 802 预处理磷化底漆780 11095 -

修理,维护用热塑性涂料550 1597 -

橡胶伪装涂料340 571 728 热喷铝封闭剂610 2235 -

特殊标记漆490 1178 -

专用室内涂层340 571 728 粘结层610 2235 -

水下武器系统340 571 728 预处理锌粉底漆650 2885 -

标准中同时制订了符合性程序。根据该程序要求,污染源(造船或修船厂)必须每个月证明其挥发性有害空气污染物(VOHAP)的排放符合标准限值要求。船厂有多种选择方案可以证明其符合性:

(1)船厂可以按照涂料制造厂的证明,证明供货态涂料有机挥发物(VOCs)含量的符合性。如果在不添加任何稀释剂的情况下使用供货态涂料的话,船厂可以用证书等书面形式证明该批涂料的涂敷态VOCs含量等同于供货态VOCs含量。如果证明的VOCs含量低于上述表中规定的23种船舶涂料的VOHAP的限值,则达到标准要求;

(2)如果每种涂料稀释剂的实际用量均小于最大许用稀释剂量,则可证明是符合的;

(3)船厂可以提供所有涂料稀释剂的实际总用量小于最大许用总量的数据,证明其符合性。

(4)船厂还可以通过测量涂料的实际VOHAP含量证明其符合性。

标准要求加强所有主要固定污染源的监督和符合性鉴定。通过足够精确、可靠、规定频次的检测,来确定在报告期内的符合性是否持续。

除了国家标准外,美国加州各地区也发布了针对造修船企业排放的法规。这些法规中对涂料中VOCs的限值提出了要求。企业使用涂料的VOCs含量必须小于法规的要求,或者VOCs处理设备的处理效率可达到85%及以上。

欧盟自1999年颁布了涂料环保限值指令1999/13/EC,2004年对该指令进行修改,发布了指令2004/42/CE,以减少装饰涂料、汽车涂料和清漆的挥发性有机化合物含量。该指令分别在2007年和2010年分两个阶段实施。2010年欧盟发布《工业排放指令》(IED,2010/75/EC)后,将涂料环保指令纳入其中。

综合污染预防与控制指令96/61/EC、2008/1/EC和2010/75/EC强调多环境介质(水体、大气、土壤、噪声等)的统一管理,引入许可证制度,规定基于最佳可用技术(Best Available Techniques,BAT)的污染排放限值(废水、废气、噪声、固废等)、等效的技术参数或工艺措施,在不影响环境质量的前提下灵活考虑了工业设施的技术特点、地理位置和当地的环境状况。综合污染预防与控制指令将工业生产活动划分为能源工业、金属工业、无机材料工业、化学工业、废物管理及其他活动6大类,涉及VOCs排放的主要行业包括石油精炼、有机化学品、有机精细化工、贮存设施、涂装、皮革加工等。指令中提出了两种VOCs达标的方式:(1)达到指令中提出的VOCs排放限值,并提交年度或连续监测结果;(2)实施溶剂削减项目达到质量排放要求。针对造船行业的金属涂装工艺,指令中提出的VOCs排放限值如表7所示,包括有组织排放及无组织排放限值。针对不同溶剂使用量阈值,限值不同。根据指令要求,企业应每年递交监测数据,总有机碳排放平均超过10kg/h的点源需进行连续监测。对于连续监测,应达到以下要求:(1)24小时算数平均值不超过指令限值要求;(2)小时平均值不超过指令限值的1.5倍。对于非连续监测,则要求如下:(1)所以监测数据的

平均值不超过指令限值要求;(2)小时平均值不超过指令限值的1.5倍。

为配合综合污染预防与控制指令以及许可证制度的实施,欧盟委员会出版了行业BAT

参考文件(BREF),各成员国结合本国的工业污染控制实践,将其转化为本国的标准。欧盟

委员会BAT参考文件涉及到涂料涂装的主要有Surface TreatmentUsing Organic Solvents和Surface Treatment of Metalsand Plastics两个文件,主要的约束对象有铝质板材和配件、大型

钢材连续涂层、铝质卷材连续涂装、印刷、汽车涂装、面包车、卡车,卡车驾驶室涂装、客

车涂装、火车涂装、农业和建筑设备涂装、船舶和游艇涂装、金属包装涂装和印刷、塑料制

件涂装、家具和木质材料涂装等。

我国《大气污染物综合排放标准》GB 16297-1996规定了氯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、氯苯类、硝基苯类、非甲烷总烃苯胺类、酚类、甲醛、乙醛、丙烯醛、丙烯腈、甲醇、等13种VOCs的最高允许排放浓度、最高允许排放速度和无组织排放限值。

2船舶工业涂装及挥发性有机物控制技术现状及发展趋势

20 世纪 70 年代以前,在传统的造船工程中,船舶涂装技术相当落后,曾被称为“敲

铲油漆”。从 20 世纪 80 年代初开始,船舶涂装领域发生了一系列的重大变革。钢铁原材

料预处理和涂装车间底漆的新工艺获得普遍应用;以室内喷丸除锈和动力工具除锈代替了原

始落后的手工敲铲除锈;国外各种新型的高性能涂料不断受到应用;各种先进的设计与生产

技术、管理方式不断获得应用,并结合我国实际情况逐步得到发展提高。

从20世纪90年代中期开始,船舶涂装技术领域得到了长足的进步。世界主要造船国

在涂装工艺发展趋势是涂装工艺向机械化、自动化方向发展,用得最多的是自动喷涂工艺,包

括有气喷涂(常压、低压)、无气喷涂、静电喷涂、无气静电喷涂和有气静电喷涂,各工艺的涂

装效率见表2。

表2 各种涂装方式的涂装效率

喷涂方式涂装效率(%)

有气喷涂 40

低压有气喷涂(HVLP) 65

无气喷涂 65

空气辅助无气喷涂 65

有气静电喷涂 50~85

无气静电喷涂 60~85

空气辅助无气静电喷涂 60~85 静电喷涂的涂装效率较高,一般可达85%,有气喷涂的涂装效率仅为40%。

国内主力船厂建成了一大批与造船发展相适应的先进的大型涂装设施,如钢材预处理

生产线分段涂装工场配备磨料自动回收、自动喷漆、自动除尘装置,以及温度、湿度自动控

制装置等,大大提高了涂装工作效率和质量;在涂装设计、施工、质量管理、物料管理等方

面完善了标准体系;开始确立涂装作业周期应有的地位,推进并建立了壳舾涂一体化造船模式;实现了应用计算机辅助涂装生产设计和生产管理,大大提高设计质量和效率,提高工料可控率;逐步推广应用采用高性能专用涂料,低表面处理涂料,通用型底漆,较大幅度提高了劳动生产效率;大力开展船舶涂装设计人员、质量检验人员、施工人员的技术培训,提高了涂装专业人员的专业素质,和处理相关问题的应变能力。

由于造船行业的特殊性,早期的涂装过程主要是在露天室外进行,气体的收集难以进行,也就无从进行排气处理。近10多年来,由于涂装工艺质量要求、涂装生产效率及环境保护等多方面的要求,原料、分段构件等体积相对不大的工件的涂装工作越来越多的在室内涂装工场进行。

2006年12月8日,国际海事组织(IMO)第82届海上安全委员会通过了《船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》,并将其列入《国际海上人命安全公约》,使之成为强制性标准,该标准明确指出,2008年7月1日以后签订建造合同的500总吨以上所有类型船舶专用海水压载舱及船长不小于150m的散货船双舷侧处,2006年12月8日以后签订建造合同的船长150m以上的油船和船长90m以上的散货船都必须符合这一标准。该标准有四要点:(1)保护涂层系统的目标使用寿命为15年;(2)对环氧树脂涂层干膜厚度不小于320μm,建议使用低挥发性有机物的涂料;(3)压载舱涂料系统应是由主管当局认可的涂料;(4)船厂的涂装和表面质量控制系统须由主管当局或其承认的组织认可。此外对钢板盐分浓度、涂层破损率以及板材边缘圆弧度等都比过去有了更加严格的要求。例如要求每个分段大合拢后涂层的破损率即涂层损坏面积占舱室总面积的比率不得超过2%,以我国目前船厂的硬件设备和管理水平很难达到。我国船厂分段大合拢后涂层的破损率普遍在10%以上。

《船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》的实施,对涂装环境的要求变高,传统的露天涂装已无法满足要求,分段涂装工场内进行表面处理和涂漆施工的工作量明显增大,这也给船舶涂装过程的挥发性有机物的收集和净化提供了有利条件。近10年来,涂装工场室内涂装的工作量明显增大,很多船厂现有的涂装车间已无法满足生产需要。

船厂的涂装排气的收集是污染控制的关键难点之一。室内涂装使得大规模的收集和处理挥发性有机气体成为可能。其余包括部分船体的搭棚涂装装,并对围挡的空间进行通风集气,对于一些相对密闭的舱室内部的涂装可在其现有的工艺通排风系统上安装标准化的活性炭吸附装置以减少排放。而吸附饱和的活性炭罐可运送至集中再生车间进行集中再生。

目前船厂涂装工场的污染气体的收集系统形成的是大风量低浓度且浓度波动的气体。而目前大风量低浓度气体的净化技术主要有吸附浓缩加催化燃烧,及吸附浓缩加蓄热燃烧(RTO)。从安全的角度考虑,目前与各类热力氧化过程耦合的吸附浓缩工艺采用的吸附剂已由传统的炭基材料向疏水性分子筛转变。但转轮浓缩加蓄热燃烧系统对于排风强度波动的排气净化的适应性还须完善。

六西格玛管理方法的特点

六西格玛管理方法的特点 六西格玛管理方法之所以能被诸多国际一流企业所追捧和使用,是因为其在众多实践过的企业中得到证明,这种先进的管理方法有显著优越性,而且经证明是行之有效的。 六西格玛管理方法,简单的说,它的基本思路就是:以数据为基础,以顾客为中心,以流程为核心,采用DMAIC方法,运用统计工具找出过程中影响结果的关键因素,又称关键质量特性,然后通过测量评估目前的质量水平,分析出与标杆间的差距,采取措施改进流程,从而消灭问题,并保持质量改进绩效。它的主要特点是: 一、以数据为基础,注重量化管理 六西格玛管理注重量化,强调用数据说话。从项目的第一个阶段,定义阶段开始,就要求必须充分收集数据,分析清楚目前现状水平,同时找出标杆水平,明确定义顾客的需求,确定合理改善幅度,从而准确定义出项目的目标。不仅定义阶段如此,测量、分析、改进、控制,每个阶段都注重“以事实为依据”,对相关数据的进行收集、测量和分析,利用因果矩阵找出关键因素,从而进行有针对性实施改进和控制,以达到对过程和产品的改进。 二、以顾客为中心,充分关注顾客 六西格玛管理所进行的质量改进,都是从顾客的需要出发,强调关注顾客呼声,顾客既包括内部顾客,也包括外部顾客。顾客需求不是静态的,而是动态的,因此应该动态地定义顾客需求,对当前感到不满的顾客、满意的顾客、竞争对手的顾客、潜在的顾客进行调查和访谈,并通过顾客投诉及市场反馈,了解顾客的需求是什么,针对这些需求来设定企业目标,衡量绩效;对需要改进的质量特性所进行的测量和分析也必须站在顾客的角度去思考;做出的改进设计也是以向顾客提供严格的质量保证为目标;对改进的成果保证也是为了提高顾客满意度,扩大市场占有率。所有这一切,都是为了满足顾客的需求,充分体现了“以顾客为中心”的管理原则。 三、以流程为核心,注重持续改进

浙江大学过程装备与控制工程(化工过程机械)

欢迎选择浙江大学“过程装备与控制工程”专业 --过程装备与控制工程专业(化工机械研究所) 1. “过程装备与控制工程”专业处于什么地位? 2. “过程装备与控制工程”专业主要学习什么? 3. “过程装备与控制工程”专业学生的就业前景如何? 4. “过程装备与控制工程”专业研究生招生规模如何? 5. “过程装备与控制工程”专业毕业的学生适合出国吗? 6. “过程装备与控制工程”专业课程设置? 7. “过程装备与控制工程”专业师资情况? 8. “过程装备与控制工程”教学情况? 9. “过程装备与控制工程”实验情况? 10. “过程装备与控制工程”专业学生能够获得哪些方面的锻炼? FAQ 1.“过程装备与控制工程” 专业处于什么地位? 浙江大学“过程装备与控制工程”专业是国家重点学科、国家特色专业,前身是“化工设备与机械”专业。 专业成立于1953年,在国内高校中开创了多个第一,已成为我国过程装备与控制工程高层次复合型人才培养和科技创新的基地。1961年开始招收培养研究生;1981年获首批博士学位授予权;1986年首批设立博士后流动站;1996年国家首批211工程重点建设学科。1998年根据教育部专业调整,将化工设备与机械专业建设改造为过程装备与控制工程专业,并于1999年开始按新专业名称招生。2001年被评为本学科首个国家重点学科,2008年被列为首批国家特色专业。 2.“过程装备与控制工程”专业主要学习什么? “过程装备与控制工程”专业立足于国民经济发展的支柱企业,以流程工业为对象,系统地学习这些流程工业过程中各主要装备的设计、制造与控制基础,融化工、机械、力学、材料、信息与控制等专业于一体,致力于解决社会发展、经济建设和国家安全中的前沿性重大科技问题。 3.“过程装备与控制工程”专业学生的就业前景如何? “过程装备与控制工程”专业的毕业生在人格品质、创新精神和适应能力等方面都有出色表现,受到社会各界的广泛认同,需求旺盛,供不应求,一次性就业率年年100%,读研率和出国率之和接近50%。经常有本科学生作为交流生送往德国、港澳等地交流学习。 毕业生就业范围非常广,包括复旦大学、武汉大学、上海理工大学、浙江工业大学、青岛科技大学、

过程装备控制技术及应用习题参考答案

过程装备控制技术 及应用习题及参考答案 第一章控制系统的基本概念 1?什么叫生产过程自动化?生产过程自动化主要包含了哪些内容? 答:利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。主要包含: ①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。 2. 自动控制系统主要由哪几个环节组成?自动控制系统常用的术语有哪些?答:一个自动控制系统主要有两大部分组成:一部分是起控制作用的全套自动控制装置,包括测量仪表,变送器,控制仪表以及执行器等;另一部分是自动控制装置控制下的生产设备,即被控对象。 自动控制系统常用的术语有: 被控变量y――被控对象内要求保持设定数值的工艺参数,即需要控制的工艺参数,如锅炉汽包的水位,反应温度; 给定值(或设定值)y s――对应于生产过程中被控变量的期望值; 测量值y m 由检测原件得到的被控变量的实际值; 操纵变量(或控制变量)m――受控于调节阀,用以克服干扰影响,具体实现控制作用的变量称为操纵变量,是调节阀的输出信号; 干扰f――引起被控变量偏离给定值的,除操纵变量以外的各种因素;偏差信号(e) 被控变量的实际值与给定值之差,即e=y m - y s 控制信号u――控制器将偏差按一定规律计算得到的量。 3. 什么是自动控制系统的方框图?它与工艺流程图有什么不同? 答:自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线(带有箭头的线段)、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。其中每一个分块代表系统中的一个组成部分,方块内填入表示其自身特性的数学表达式;方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系,以便对系统特性进行分析和研究。而工艺流程图则是以形象的图

过程装备控制技术和应用

一、一、填空题(25分) 1、1、工业生产对过程装备的基本要求是()、()和() 等。 2、2、压差式流量计的核心部件是(),常见的节流装置有()、 ()和()等。 3、3、液位是指(),常用的液位计有()、()、()等。 4、4、在PID调节器中,需要整定的参数为()、()和()。 5、5、调节阀的选型主要包括()、()、()和()等 内容。 6、6、计算机在过程控制中的应用类型一般可分为()、()、 ()、()等几种类型。 7、7、PLC的程序表达方式常采用()、()和()等方法。 二、二、判断改正题(10分) 1、1、一单纯比例控制的液位对象,只要比例度选择的合适,系统就能跟踪 并最终稳定到设定值。( ) 2、2、自动调节系统中,滞后的存在总不利于调节的。() 3、3、时间常数越大,表示对象受干扰作用后,到达新稳态值所需的时间越 短。() 4、4、控制系统中直接产生控制作用的是控制信号。() 5、5、串联管路中,随S值下降,调节阀的等百分比流量特性畸变趋近于直 线特性。 三、三、简答题(20分) 1、1、何为调节器参数的工程整定法,并简述临界比例度法进行参数整定的 过程。 2、2、试简要分析计算机控制系统与常规模拟控制系统的异同点。 3、3、试简要分析本质安全防爆系统的防爆原理。 4、4、何为单容液位对象的自衡作用,并简要分析产生自衡作用的原因。 四、四、分析计算题(45分) 1、1、如图为一简单水槽液位控制系统,要求:(10分) (1)(1)画出本控制系统方框图。 (2)(2)系统被控变量、控制变量和检测变送环节各是什么? (3)(3)系统调节机构的输入、输出量各是什么,属哪种调节规律,并推导出调节规律的数学表达式。

过程装备控制技术及应用期末考试试卷

1.1.1 生产过程自动化系统所包含的内容:自动检测系统:采用检测仪表(如热电偶、热电阻、压力传感器等)对温度、压力、流量、液位等 进行测量,自动控制的依据 ? 信号连锁系统:信号连锁系统是一种安全装置,包括信号报警和联锁保护 ,信号连锁系统的作用 ,在事故发生前,自动发出声光报警 信号,引起操作员的注意以便及早采取措施 ? 自动操作系统:按预先规定的程序周期性操作(如PLC 程序控制) ? 自动控制系统:根据实际的工艺参数变化进行自动调节(如PID 调节期、计算机数控等) 1、工业生产对过程装备的基本要求是(安全性;经济性;稳定性)等。 2、压差式流量计的核心部件是(节流装置 ),常见的节流装置有(孔板;喷嘴;文都利管 )等。 3、液位是指(容器内液体介质液面的高低),常用的液位计有(浮力式;静压式;电容式;光纤式) 4、在PID 调节器中,需要整定的参数为(比例度;积分时间;微分时间)。 5、调节阀的选型主要包括(阀的口径选择;型式选择;固有流量特性选择;材质选择)等内容。 6、计算机在过程控制中的应用类型一般可分为(直接数字控制系统;监督控制系统;分级控制系统;集散控制系统)等几种类型。 7、PLC 的程序表达方式常采用(梯形图;语句表;逻辑功能图)等方法。 判断1、一单纯比例控制的液位对象,只要比例度选择的合适,系统就能跟踪并最终稳定到设定值。(错误。单纯的比例控制不可能消除余差) 2、自动调节系统中,滞后的存在总不利于调节的。(错误。控制通道的滞后总是不利的,但干扰通道中的容量滞后可以缓和干扰的影响,对控制系统有利。) 3、时间常数越大,表示对象受干扰作用后,到达新稳态值所需的时间越短。(错误。时间常数越大,表示对象受干扰作用后,到达新稳态值所需的时间越长) 4、控制系统中直接产生控制作用的是控制信号。(错误。控制系统中直接产生控制作用的是操纵变量。) 5、串联管路中,随S 值下降,调节阀的等百分比流量特性畸变趋近于直线特性。正确 三、简答题1、何为调节器参数的工程整定法,并简述临界比例度法进行参数整定的过程。1、所谓的工程整定法,就是避开被控对象的特性和数学描述,在被控对象运行时,直接在控制系统中,通过改变调节器参数,观察被控变量的过渡过程,来获取调节器参数的最佳数值。临界比例度法整定参数的步骤是:首先将调节器的积分、微分作用全部去除,在纯比例作用调节比例度,直至得到等幅振荡的阶跃干扰过渡过程,此时的比例度和振荡周期称为临界比例度和临界周期,最后按照相应的经验公式计算出调节器各参数的整定数值。临界比例度法参数整定是以闭环系统得到4:1衰减比,且有合适的超调量为目标的。 2、试简要分析计算机控制系统与常规模拟控制系统的异同点。2、计算机直接控制系统与常规模拟控制系统的基本结构相同,有关调节原理和调节过程也相同,都是基于“检测偏差、纠正偏差”的控制原理。不同之处在于计算机控制系统中,控制器对控制对象的参数、状态信息的检测和控制结果的输出在时间上是断续的,对检测信号的分析计算是数字化的,而在模拟控制系统中则是连续的。 3、试简要分析本质安全防爆系统的防爆原理。3、本质安全防爆型是指在正常和故障状态下,电路及设备产生的火花能量都不足于引起爆炸的防爆类型。它由两种场所、两种电路组成,即安装在危险场所的本质安全电路及安装在非危险场所的非本质安全电路,两者间采用防爆安全栅隔离。仪表的防爆性能是靠电路设计来实现和保证:采用低的工作电压和小的工作电流;用防爆安全栅将危险与非危险场所电路隔开;现场和控制室之间仪表的连接导线不得形成过大的分布电感和电容。 4、 何为单容液位对象的自衡作用,并简要分析产生自衡作用的原因。4、单容液位对象的自衡作用是指当输入变量发生变化破坏了被控对象的平衡而引起输出变量变化时,在没有人为干预的情况下,被控对象的自身能重新恢复平衡的特性。产生的原因主要是出口阀的流量特性,即在流出变化量很小的情况下,流出量与液位成正比关系,即:s v R H q 2 四、分析计算题(45分)1、如图为一简单水槽液位控制系统,要求:(10分)(1) 画出本控制系统方框图。(2) 系统被控变量、控制变量和检测变送环节各是什么? (3) 系统调节机构的输入、输出量各是什么,属哪种调节规律,并推导出调节规律的数学表达式。 2、聚合釜温度与流量的串级控制系统,如图所示,(10分)(1) 画出控制系统方框图。(2) 说明该系统的主、副对象,主、副变量,主、副调节器各是什么?(3) 分析系统不采用简单温度控制而采用串级温度、流量控制的原因。 3、如图为一牛奶干燥过程流程图,要保证产品质量,需严格控制干燥器的温度,试分析:(15分) (1) 影响干燥器温度的因素有哪些?(2) 合理选择系统控制变量,并说明原因。 (3) 画出控制系统方框图。

六西格玛管理程序

六西格玛管理程序 延锋伟世通编号:YFV-SSXX 版本:1/0 第1页共8页 版本号修订日期生效日期修订内容 1/0 2012 年4 月22 日首次发布 1.0目的 1.1为了使公司六西格玛项目得以有效规范地开展和实施,固化流程、强化制度落实,特制订本程 序。六西格玛6sigma可根据需要选择不同方法,如DFSS追求倾听并理解客户心声,将之转化为优秀的产品设计,DMAIC则解决现有产品、工艺、流程中的问题并消除,使产品和服务的质量达到更高的水平。本程序以DMAIC为例展开论述。 1.2通过6sigma队伍的培养和六西格玛项目的实施和推广,提升企业寻找突破性改进机会和解决复 杂问题的整体水平。 1.3重视日常运作的基础数据收集、分析和管理,逐渐培养以数据、事实驱动的管理模式。 2.0范围 本程序适用于公司总部、技术中心、上海公司、金桥公司、重庆公司、北京公司及非内饰子公司总部和母体。 3.0引用文件和程序 3.1.经营目标管理程序 YFV-SS02 4.0术语 4.1.DMAIC 通过定义(define)、测量(measure)、分析(analyze)、改进(improve)、控制(control)5个阶段,使 6sigma成为有效的管理模式,即解决问题的工具和方法论。 5.0流程/程序

延锋伟世通编号:YFV-xxxx 版本:1/0 第2页共8页 5.1 6sigma组织和职责 5.1.1 总部6sigma管理部门 5.1.1.1协助公司管理层建立6sigma期望和愿景,引导员工重视6sigma工作的质量; 5.1.1.2 指导子公司结合BSC和公司战略进行项目选择,并对典型项目进行跟踪与管理,提供培 训、项目辅导和项目评审; 5.1.1.3 负责6sigma相关制度的建立、定期组织和召开项目交流会,总结推行过程中经验教训并给 予及时纠偏; 5.1.2 各子、运营公司6sigma管理部门 5.1.2.1 负责建立本公司6sigma相关制度和策略,负责6sigma项目运作的总协调和推进工作; 5.1.2.2 协助本公司管理层制定六西格玛年度目标,根据公司战略支持各部门进行项目选择,跟踪和 管理; 5.1.2.3 组织和协调本公司6sigma培训、项目辅导和项目评审等工作; 5.1.3 各子、运营公司部门经理 作为6sigma倡导者,制定项目选择标准,特许项目展开,核准改进方案,为6sigma项目团队提供或争取必须的资源,建立奖励制度,推进活动展开。 5.1.4黑带大师 编制6sigma黑带和champion培训教材,并提供培训,为项目开展提供辅导和技术支持。 5.1.5黑带 组织、管理、激励、指导6sigma团队开展工作、管理项目进展,最终使项目获得成功。 5.1.6绿带 担任本职工作的同时,兼任6sigma项目团队负责人。 5.1.7过程所有者 提供必要的支持和配合,协调和帮助黑带、绿带完成相关项目。 5.2 6sigma培训和资质认定

过程装备控制技术及应用答案

过程装备控制技术及应用试题 一、选择题(每题2分,共20分) 1、闭环控制系统是根据信号进行控制的。 A、被控量 B、偏差 C、扰动 D、给定值 2、 DDZ-皿型仪表采用国际标准信号,现场传输信号是(4?20mADC ),控制联络信号为1?5VDC。 (A)0 ?10mADC ; (B)4 ?20mADC ; (C)1 ?5VDC ; (D)1 ?10VDC。 3、对于PID调节器(I的作用是消除静态偏差、D的作用是减小动态偏差)。 (A)I的作用是减小动态偏差、D的作用是消除静态偏差;(B)l的作用是消除静态偏差、D的作用是消除动态偏差;(C)l的作用是消除动态偏差、D的作用是减小静态偏差;(D)l的作用是消除静态偏差、D的作用是减小动态偏差。 4、因为(微分动作)对于干扰的反应是很灵敏的。因此,它常用于温度的调节,一般不能用于压力、流量、液位的调节。 (A)比例动作;(B)积分动作;(C)微分动作;(D)比例积分。 5、调节系统中用临界比例带法整定参数的具体方法是(先将Ti置最大,TD置最小,SP置较大)。 (A)先将Ti置最大,TD置最小,SP置较大;(B)先将Ti置最小,TD置最大,SP置较大;(C)先将Ti置最小,TD 置最小,SP置较小;(D)先将Ti置最小,TD置最小,SP置较大。 6、调节对象在动态特性测试中,应用最多的一种典型输入信号是(阶跃函数)。 (A)阶跃函数;(B)加速度函数;(C)正弦函数;(D)指数函数。 7、霍尔压力变送器是利用霍尔效应把压力作用下的弹性元件位移信号转换成(电动势)信号,来反应压力的变化。 (A)电流;(B)相位;(C)电动势;(D)以上都是 8、要使PID调节器为比例规律,其积分时间Ti和微分时间TD应设置为(^、0 )。 (A)g 汽(B)g 0 ;(C)0、0;(D)0、g 9、动态偏差是指调节过程中(被调量与给定值)之间的最大偏差。 (A)被调量与调节量;(B)调节量与给定值;(C)被调量与给定值;(D)以上都不是 10、需要知道对象的动态特性,才能进行参数整定的工程方法是____________ 。 A、临界比例带法 B、衰减曲线法 C、响应曲线法 D、广义频率法 二、填空题(每空2分,共30分) 1、工业生产对过程装备的基本要求是________________ 、_____________ 、__________ (安全性;经济性;稳定 性)等 2、在阶跃干扰作用下,自动控制系统的过度过程有哪几种基本形 式_____________ 、_____________ 、__________ 、 __________ 。①发散振荡过程② 等幅振荡过程③衰减 振荡过程④非振荡的单调过程

化工过程控制

化工过程控制 又称过程控制,是化工生产过程自动控制的简称。在50年代,曾采用化工自动化一词来概括化工生产过程的检测和控制两方面的内容,近年来倾向于将检测与控制分为两个概念。化工过程控制主要是研讨控制理论在化工生产过程中的应用,包括各种自动化系统的分析、设计和现场的实施、运行,而不包括纯理论的研究和仪表的设计、制造。需要着重指出的是,这里所述的化工过程属于学科性的广义化学工艺,而不是行政或部门的概念。所以,化工过程存在于化学工业、石油炼制工业、轻工、热电、食品、漂染、冶炼等许多工业部门。 化工过程控制是一门较新学科,在40年代以前,虽然生产过程中已采用自动化装置,但其设计和运行都是根据经验进行的,没有系统的理论指导。直至40年代中期,才开始把在电工中已较成熟的经典控制理论,初步应用到工业控制中来。50年代早期,在生产上出现高度集中控制的自动化装置。到60年代,高等院校化工系有较完整的教材,出现了控制系统的分析、设计和复杂的新型控制方案的文献资料,以及以计算机为控制工具,利用现代控制理论,进行多变量优化性质的设计的研究论文和学术报告。但是,由于当时计算机的投资大,可靠性差,没有在生产上发挥计算机控制的作用。直到70年代后期,微型计算机问世,在经济性和可靠性方面都有很大进展,在生产上发挥巨大的作用。同时,计算机善长于逻辑判断、程序时序性的工作,因此除控制外,信号报警、生产调度、安全管理、自动开停等都可纳入计算机程序。 控制的特点化工过程控制与一般化工方法最大的区别是动态和反馈。 动态在过程控制中把各种工艺衡算所依据的平衡状态称稳态。但是,实际生产总是在稳态附近波动而变化的。当生产达到稳态时,一个干扰出现后,被控制的变量就会偏离稳态,然后在控制作用下又逐步回至稳态,这个偏离了稳态又回复到稳态的过程称动态过程。在很多情况下,回复过程是振荡式的,可以回到原来起始的稳态,也可以回到另一个新的稳态。多数控制系统的质量指标都是直接从这一动态过程曲线出发而制定的。很多工艺设备的设计也是按可能出现的最大偏离的动态条件进行,而不能都按稳态计算进行。生产中出现的控制措施不力、操作裕度有限等,往往是由于设计依据不当所造成的。 反馈自动控制的成功和发展关键在于信息的反馈。在一个控制系统中,当控制器采取控制措施后,如果能够把控制效果的信息送回到控制器进行比较,以决定下一步如何进行校正。这种将控制效果信息送回到控制器的概念称反馈;这种信息通路称反馈回路。有反馈回路的称闭环控制系统;否则称开环控制系统。采用反馈是提高控制质量的关键措施,改变反馈的大小、形式或规律,对控制质量有不同的影响,甚至可以将不可控的非稳定系统改进为控制质量颇佳的稳定系统。所以称反馈是控制系统的心脏。 控制理论过程控制理论有经典控制理论和现代控制理论两种。经典控制理论是以线性常系数微分方程描述系统为出发点而发展起来的。一般以获得振荡的动态过程为原则,并规定动态过程的一些特征为质量指标:如动态过程中超过新稳态值的量为超调量;偏离原稳态值的最大偏离量为最大偏差;连续两次偏差峰值之比为衰减比;偏差衰减到最大量的95%所需的时间为过渡时间;若振荡后达到的稳态值与开始时的不相同,两个稳态值的差就称余差。由于这些指标不能直接表达为描述系统微分方程的组成部分,这一理论不能按数学方法直接设计理想的控制系统,需要一个凑试过程。但是,这种方法可以较严格地分析系统的控制质量。从线性常系数微分方程式的性质出发,得到两种分析方法:即根轨迹法和频率法。前者是按特征根随控制强度变化的轨迹进行评价的方法;后者应用输入为正弦波时,稳定后输出也是同频正弦波的性质,用输入和输出幅值比及相位差来评价动

过程装备控制技术及应用期末考试试卷

1.1.1生产过程自动化系统所包含的内容:自动检测系统:采用检测仪表(如热电偶、热电阻、压力传 感器等)对温度、压力、流量、液位等进行测量,自动控制的依据 ?信号连锁系统:信号连锁系统是一种安全装置,包括信号报警和联锁保护,信号连锁系统的作用, 在事故发生前,自动发出声光报警信号,引起操作员的注意以便及早采取措施 ?自动操作系统:按预先规定的程序周期性操作(如PLC程序控制) ?自动控制系统:根据实际的工艺参数变化进行自动调节(如PID调节期、计算机数控等) 1、工业生产对过程装备的基本要求是(安全性;经济性;稳定性)等。 2、压差式流量计的核心部件是(节流装置),常见的节流装置有(孔板;喷嘴;文都利管)等。 3、液位是指(容器内液体介质液面的高低),常用的液位计有(浮力式;静压式;电容式;光纤式) 4、在PID调节器中,需要整定的参数为(比例度;积分时间;微分时间)。 5、调节阀的选型主要包括(阀的口径选择;型式选择;固有流量特性选择;材质选择)等内容。 6、计算机在过程控制中的应用类型一般可分为(直接数字控制系统;监督控制系统;分级控制系统; 集散控制系统)等几种类型。 7、PLC的程序表达方式常采用(梯形图;语句表;逻辑功能图)等方法。 判断1、一单纯比例控制的液位对象,只要比例度选择的合适,系统就能跟踪并最终稳定到设定值。(错误。单纯的比例控制不可能消除余差) 2、自动调节系统中,滞后的存在总不利于调节的。(错误。控制通道的滞后总是不利的,但干扰通道 中的容量滞后可以缓和干扰的影响,对控制系统有利。) 3、时间常数越大,表示对象受干扰作用后,到达新稳态值所需的时间越短。(错误。时间常数越大, 表示对象受干扰作用后,到达新稳态值所需的时间越长) 4、控制系统中直接产生控制作用的是控制信号。(错误。控制系统中直接产生控制作用的是操纵变量。) 5、串联管路中,随S值下降,调节阀的等百分比流量特性畸变趋近于直线特性。正确 三、简答题1、何为调节器参数的工程整定法,并简述临界比例度法进行参数整定的过程。1、所谓的 工程整定法,就是避开被控对象的特性和数学描述,在被控对象运行时,直接在控制系统中,通过改变调节器参数,观察被控变量的过渡过程,来获取调节器参数的最佳数值。临界比例度法整定参数的步骤是:首先将调节器的积分、微分作用全部去除,在纯比例作用调节比例度,直至得到等幅振荡的阶跃干扰过渡过程,此时的比例度和振荡周期称为临界比例度和临界周期,最后按照相应的经验公式计算出调节器各参数的整定数值。临界比例度法参数整定是以闭环系统得到4:1衰减比,且有合适的超调量为目标的。 2、试简要分析计算机控制系统与常规模拟控制系统的异同点。2、计算机直接控制系统与常规模拟控 制系统的基本结构相同,有关调节原理和调节过程也相同,都是基于“检测偏差、纠正偏差”的控制原理。不同之处在于计算机控制系统中,控制器对控制对象的参数、状态信息的检测和控制结果的输出在时间上是断续的,对检测信号的分析计算是数字化的,而在模拟控制系统中则是连续的。 3、试简要分析本质安全防爆系统的防爆原理。3、本质安全防爆型是指在正常和故障状态下,电路及 设备产生的火花能量都不足于引起爆炸的防爆类型。它由两种场所、两种电路组成,即安装在危险场所的本质安全电路及安装在非危险场所的非本质安全电路,两者间采用防爆安全栅隔离。仪表的防爆性能是靠电路设计来实现和保证:采用低的工作电压和小的工作电流;用防爆安全栅将危险与非危险场所电路隔开;现场和控制室之间仪表的连接导线不得形成过大的分布电感和电容。 4、何为单容液位对象的自衡作用,并简要分析产生自衡作用的原因。4、单容液位对象的自衡作用 是指当输入变量发生变化破坏了被控对象的平衡而引起输出变量变化时,在没有人为干预的情况下,被控对象的自身能重新恢复平衡的特性。产生的原因主要是出口阀的流量特性,即在流出变化量很小

六西格玛黑带培训的重要性(详细版)

六西格玛黑带培训的重要性(详细版) 目录: 一、什么是六西格玛黑带? 二、六西格玛黑带培训的目的 三、六西格玛黑带培训的作用 四、六西格玛黑带与绿带的区别 五、获得六西格玛黑带认证证书需要哪些条件 六、六西格玛黑带培训机构哪家强,有何优势 七、如何报名参加天行健公司六西格玛黑带培训 一、什么是六西格玛黑带? 六西格玛管理成功的重要因素是取得团队的共识和团队的领导(黑带或绿带)的选择。这两个工作自然是密切相关的,管理者设法选择团队的成员:具有好的工作知识背景但又不因强调这一点而成为问题的一环。那么,什么是六西格玛黑带呢? 六西格玛黑带,又称BB(black Belt),六西格玛黑带是六西格玛中一个的角色,一般情况是全职的,其作用是培训和指导绿带。同时使用诸如DMAIC(定义、测量、分析、改进和控制),DMADV(定义、测量、分析、设计和验证)和DFSS(六西格玛设计)的规定方法领导改进项目。 六西格玛黑带是为企业中全面推行六西格玛的中坚力量,负责具体执行和推广六西格玛,同时肩负培训绿带的任务,一般情况一个黑带一年需培训100位绿带。六西格玛黑带是六西格玛管理中的重要角色,专职于六西格玛改进项目,是成功完成六西格玛管理项目的骨干,是六西格玛组织的核心力量。

二、六西格玛黑带培训的目的 如今六西格玛黑带是企业管理人员学习的大热门课题,许多企业都要求在品质、生产以及技术人员具备一定的6sigma绿带(GB)/6sigma黑带(BB)的资格。完整的六西格玛黑带培训是培训20天,每月集中培训5天,分四个月完成(详情可参考天行健咨询)。下面谈谈六西格玛黑带培训的目的: 1、熟悉质量对于企业的含意 2、熟悉六西格玛方法论的发展背景及其能够为企业带来什么 3、熟悉六西格玛项目改善课题的甄选流程与标准,熟悉项目课题的描述方法 4、理解六西格玛方法论之DMAIC改进路径及各阶段核心输出 5、理解统计方法在DMAIC改进流程中的应用,包括: SPC、MSA、DOE、ANOVA、假设检定、相关与回归等 6、掌握试验设计的建模优化思路及步骤(筛选、量化、优化、稳健) 7、掌握田口试验设计方法,理解田口品质损失函数和S/N比等概念含意 8、能够独立带领团队实施项目改善,能够指导绿带实施项目改善 六西格玛黑带是六西格玛项目的全职人员,是整个六西格玛项目的核心人物。六西格玛项目是根据其对企业潜在的财务影响进行优先排序的。作为项目的黑带人员必须在统计方法方面得到充分地培训,同时还必须掌握团队工作的技能,以确保项目的成功实施。因此,参加六西格玛黑带培训达到了黑带资质,对六西格玛黑带的职业和非职业生涯具有着决定意义。 三、六西格玛黑带培训的作用 由于六西格玛黑带人员主要分布企业中高管理层及技术骨干,培养一支高素质的黑带队伍,对于六西格玛理念及方法论是否能够扎根于企业、融入文化起着决定性作用。那么,参加六西格玛黑带培训的有哪些好处呢? 1、六西格玛黑带的作用是提升公司的商业流程的运作水准,使流程的性能维持在高度满足客户需求的水准上,对企业的各种层面的流程进行改善和优化。经过培训的黑带应能够熟练地操作计算机,至少掌握一项先进的统计学软件。那些成功实施6σ管理的公司,大约只有1%的员工被培训为黑带。 2、六西格玛黑带经过培训对六西格玛质量管理的知识有了更深的认识,能够操作六西格玛项目各阶段所用工具统计分析的软件及所有专用软件的应用(如Minitab),并且正确判读,完全理解数理统计理论和较为复杂的统计工具的应用。

《过程装备控制技术及应用》第二版 王毅张早校 思考题及习题答案

《过程装备控制技术及应用》 (第二版) 王毅、张早校 化学工业出版社 思考题与习题及参考答案 第一章控制系统的基本概念 1.什么叫生产过程自动化?生产过程自动化主要包含了哪些内容? 答:利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。主要包含:①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。 2.自动控制系统主要由哪几个环节组成?自动控制系统常用的术语有哪些? 答:一个自动控制系统主要有两大部分组成:一部分是起控制作用的全套自动控制装置,包括测量仪表,变送器,控制仪表以及执行器等;另一部分是自动控制装置控制下的生产设备,即被控对象。 自动控制系统常用的术语有: 被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数,即需要控制的工艺参数,如锅炉汽包的水位,反应温度; 给定值(或设定值)y s——对应于生产过程中被控变量的期望值; 测量值y m——由检测原件得到的被控变量的实际值;

操纵变量(或控制变量)m——受控于调节阀,用以克服干扰影响,具体实现控制作用的变量称为操纵变量,是调节阀的输出信号; 干扰f——引起被控变量偏离给定值的,除操纵变量以外的各种因素;偏差信号(e)——被控变量的实际值与给定值之差,即e=y m - y s 控制信号u——控制器将偏差按一定规律计算得到的量。 3.什么是自动控制系统的方框图?它与工艺流程图有什么不同? 答:自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线(带有箭头的线段)、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。其中每一个分块代表系统中的一个组成部分,方块内填入表示其自身特性的数学表达式;方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系,以便对系统特性进行分析和研究。而工艺流程图则是以形象的图形、符号、代号,表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的排列及连接,借以表达在一个化工生产中物料和能量的变化过程,即原料→成品全过程中物料和能量发生的变化及其流向。 4.在自动控制系统中,什么是干扰作用?什么是控制作用?两者有什么关系? 答:干扰作用是由干扰因素施加于被控对象并引起被控变量偏离给定值的作用;控制作用是由控制器或执行器作用于被控对象,通过改变操纵变量克服干扰作用,使被控变量保持在给定值,两者的相同之处在于都是施加于被控对象的作用,不同之处在于干扰作用是使被控变量偏离给定值,而控制作用是使被控变量接近给定值。 5.什么是闭环控制?什么是开环控制?定值控制系统为什么必须是一个闭环负反馈系统?

过程装备控制技术及应用课后习题答案)

1. 过程装备的三项基本要求过程装备的三项基本要求:安全性、经济性和稳定性. A.安全性:指整个生产过程中确保人身和设备的安全 B.经济性:指在生产同样质量和数量产品所消耗的能量和原材料最少,也就是要求生产成本低而效率高 C.稳定性:指系统应具有抵抗外部干扰,保持生产过程长期稳定运行的能力. 2. 过程装备控制的主要参数:温度、压力、流量、液位(或物位)、成分和物性等. 3. 流程工业四大参数:温度、压力、流量、液位(或物位) 4. 控制系统的组成控制系统的组成:(1)被控对象 (2)测量元件和变送器 (3)调节器 (4)执行器 5. 控制系统各参量及其作用:1.被控变量 y 指需要控制的工艺参数,它是被控对象的输出信号 2.给定值(或设定值) ys 对应于生产过程中被控变量的期望值 3.测量值 ym 由检测元件得到的被控变量的实际值 4.操纵变量(或控制变量)m 受控于调节阀,用以克服干扰影响,具体实现控制作用的变量称为操纵变量,它是调节阀的输出信号 5.干扰(或外界扰动)f 引起被控变量偏离给定值的,除操纵变量以外的各种因素 6.偏差信号 e 在理论上应该是被控变量的实际值与给定值之差 7.控制信号u 控制器将偏差按一定规律计算得到的量。 6. 控制系统的分类(1)控制系统的分类:按给定值 a 定值控制系统;随动控制系统;程序控制系统(2) b c 按输出信号的影响 a 闭环控制;b 开环控制(3)按系统克服干扰的方式 a 反馈控制系统;b 前馈控制系统;c 前馈-反馈控制系统 7. 控制系统过度过程定义:从被控对象受到干扰作用使被控变量偏离给定值时起,调节器开始发挥作用,使被控变量回复到给定值附近范围内,然而这一回复并不是瞬间完成的,而是要经历一个过程,这个过程就是控制系统的过渡过程。 8. 阶跃干扰下过渡过程的基本形式及其使用特点(1)发散振荡过程:这是一种不稳定的阶跃干扰下过渡过程的基本形式及其使用特点:过渡过程,因此要尽量避免(2)等幅振荡过程:被控变量在某稳定值附近振荡,而振荡幅度恒定不变,这意味着系统在受到阶跃干扰作用后,就不能再稳定下来,一般不采用(3)衰减振荡过程:被控变量在稳定值附近上下波动,经过两三个周期就稳定下来,这是一种稳定的过渡过程(4)非振荡的过渡过程:是一个稳定的过渡过程,但与衰减振荡相比,其回复到平衡状态的速度慢,时间长,一般不采用。 9. 评价控制系统的性能指标(1)以阶跃响应曲线形式表示的质量指标: A.最大偏差 A(或评价控制系统的性能指标:超调量σ) B.衰减比 n C. 过渡时间 ts D.余差 e E.振荡周期 T (2)偏差积分性能指标: A.平方误差积分指标(ISE) B.时间乘平方误差积分指标(ITSE)C.绝对误差积分指标(IAE) D.时间乘绝对误差积分指标(ITAE) 10. 被控对象特性的定义被控对象特性的定义:就是当被控对象的输入变量发生变化时,其输出变量随时间的变化规律(包括变化的大小,速度等)。 11. 连续生产过程所遵守的两个最基本的关系:物料平衡和能量平衡。即静态条件下,单位时间流入对象的物料(或能量)等于从系统中流出的物料(或能量);动态条件下,单位时间流入对象的物料(或能量)与从系统中流出的物料(或能量)之差等于系统内物料(或能量)存储量的变化率。 12. 有自衡作用和无自衡作用单容液位对象的区别有自衡作用和无自衡作用单容液位对象的区别:A.自衡特性有利于控制,在某些情况下,使用简单的控制系统就能得到良好的控制质量,甚至有时可以不用设置控制系统。B.无自衡特性被控对象在受到扰动作用后不能重新恢复平衡,因此控制要求较高。对这类被控对象除必须施加控制外,还常常设有自动报警系统。 13. 一阶被控对象一阶被控对象:它是一个一阶常系数微分方程,具有该特性的被控对象叫一阶被控对象. 14. 描述被控对象特性的参数及其对对象控制质量的影响(1)放大系数 K 对控制通道,K 描述被控对象特性的参数及其对对象控制质量的影响:值大,控制灵敏,但被控变量不易控制,系统不稳定;对干扰通道,K 值越小,相同干扰产生的作用越小,利于控制。(2)时间常数 T 不同通道,时间常数对系统的影响:对控制通道,若时间常数 T 大,则被控变量的变化比较缓和,一般来讲,这种对象比较稳定,容易控制,但缺点是控制过于缓慢;若时间常数 T 小,则被控变量的速度变化快,不易控制。因此,时间常数太大或太小,对过程控制都不利;对干扰通道,时间常数大有明显的好处,使干扰对系统的影响变得比较缓和,被控变量的变化平稳,对象容易控制。(3)滞后时间不同通道、不同滞后对控制性能的影响:对控制通道,滞后的存在不利于控制;对于干扰通道,作用不一,纯滞后是只是推迟了干扰作用的时间,因此对控制质量没有影响;容量滞后则可以缓和干扰对被控对象的影响,因而对控制系统是有利的。 15. 单回路控制系统参数选择的原则(1)被控变量的选择基本原则;被控变量信号最好是单回路控制系统参数选择的原则:能够直接测量获得,并且测量和变送环节的滞后也要比较小。若被控变量信号无法直接获取,可选择与之有单值函数关系的间接参数作为被控变量。被控变量必须是独立变量。变量的数目一般可以用物理化学中的相律关系来确定。被控变量必须考虑工艺合理性,以及目前仪表的现状能否满足要求。(2)操纵变量的选择;使被控对象控制通道的放大系数较大,时间常数较小,纯滞后时间越小越好;使被控对象干扰通道的放大系数尽可能小,时间常数越大越好。(3)检测变送环节:检测变送环节在控制系统中起着获取信息和传送信息的作用。①减小纯滞后的方法,正确选择安装检测点位置,使检测元件不要安装在死角或容易结焦的地方。当纯滞后时间太大时,就必须考虑使用复杂控制方案。②克服测量滞后的方法,一是对测量元件时间常数进行限定。尽量选用快速测量元件,以测量元件的时间常数为被控对象的时间常数的十分之一以下为宜;二是在测量元件后引入微分环节,达到超前补偿。在调节器中加入微分控制作用,使调节器在偏差产生的初期,根据偏差的变化趋势发出相应的控制信号。③减小信号传递滞后的方法,尽量缩短气压信号管线长度,一般不超过 300m;较长距离的传输尽量转换成电信号;在气压管线上加气动继电器,以增大输出功率;按实际情况尽量采用基地式仪表等。 16. 基本调节规律:A.断续调节:位式;B.连续调节:比例、积分、微分。 17. PID 调节器的参数整定:整定内容;调节器的比例度δ,积分时间 T1 和微分时间 TD。整定方法;①经验试凑法,②临界比例度法,③衰减曲线法。 18. 复杂控制系统的分类分类:①为提高响应曲线的性能指标而开发的控制系统; ②为某些特殊目的而开发的控制系统。 19. 串级控制系统的工作原理:串级控制系统由两套检测变送器,两个调节器,两个被控对象和一个调节阀组成,其中两个调节器串联起来工作,前一个调节器的输出作为后一个调节器的给定值,后一个调节器的输出才送往调节阀。串级控制系统与简单控制系统有一个显著的区别,它在结构上形成了两个闭环,一个闭环在里面,成为副环或副回路,在控制过程中起着“初调”的作用,一个闭环在外面,称为主环或主回路,用来完成“细调”任务,以保证被控变量满足工艺要求。 20. 串级控制系统的工作特点控制系统的工作特点:①能迅速克服进入副回路的干扰②能改善被控变量的特性,提高系统克服干扰的能力③主回路对副对象具有“鲁棒性”,提高了系统的控制精度。 21. 串级控制系统的适用对象:凡是可以利用上述特点之一来提高系统的控制品质的场合,都可以采用串级控制系统,特别是在被控对象的容量滞后大,干扰强,要求高的场合,采用串级控制可以获得明显的效果。 22. 主副回路的选择依据主副回路的选择依据:让主要干扰位于副回路。23. 前馈控制相较于反馈控制的特点:在反馈控制中,信号的传递形成了一个闭环系统,而在前馈控制中,则只有一个开环系统,闭环系统存在一个稳定性的问题,调节器参数的整定首先要考虑这个稳定性问题,但是,对于开环控制系统来讲,这个稳定性问题是不存在的,补偿的设计主要是考虑如何获得最好的补偿效果。在理想情况下,可以把补偿器设计到完全补偿的目的,即在所考虑的扰动作用下,被控变量始终保持不变,或者说兑现了“不变性”原理。 24. 前馈-反馈控制系统:在工程上往往将前馈与反馈结合起来应用,既发挥了前馈校正作用及时的优点,又保持了反馈控制能克服多种扰动及对被控变量最终检验的长处,是一种适合化工过程控制的控制方法。 25. 系统误差:指在相同条件下,多次测量同一被测量值的过程中出现的一种误差,它的绝对值和符号或者保持不变,或者在条件变化时按某一规律变化。 26. 随机误差:又称偶然误差,它是在相同条件下多次测量同一被测量值的过程中所出现的绝对值和符号以不可预计的方式变化的误差。 27. 粗大误差:明显的歪曲测量结果的误差称为粗大误差,这种误差时由于测量操作者的粗心,不正确的操作,实验条件的突变或实验状况尚未达到预想的要求而匆忙实验等原因所造成的。 28. 减小误差的方法:①标准法:预先测出系统误差,然后对测量值进行修正。由于修正值本身存在一定误差,因此这种方法只适用于工程测量,②零示法:测量误差与读数误差无关,主要取决于已知的标准量,但要求指示器灵敏度足够高,如电位差计(平衡式电桥)。③代替法:用已知量来代替被测量的测量方法。④交换法:将引起系统误差的某些条件相互交换以达到减小或消除误差的方法。(例如等臂天平称量物体时),此外还有对称法、微差法、比较法等。 29. 仪表的绝对误差:仪表指示值与被测变量真值之间的代数差. 30. 仪表的相对误差:测量的绝对误差与被测变量的约定真值(实际值)之比. 31. 仪表的引用误差:绝对误差与仪表的量程之比. 32. 仪表的精度等级:工业自动化仪表通常根据引用误差来评定其精确度等级,并规定用允许引用误差限去掉百分号后的数字来表示精度等级。如精度等级为 1.0 级的仪表其允许引用误差为 1.0%。精密等级值越低的仪表其精确度越高。 33. 流量的概念:流量是指单位时间内流过某一截面的流体数量的多少。 34. 流量计的分类:A 压差式流量计,B 转子式流量计、C 电磁式流量计 35. 压差式流量计的工作原理:当充满管道的流体流经节流装置时,流束收缩,流速提高,静压减小,在节流装置前后会产生了一定的压差。这个压差的大小与流量有关,根据它们之间的关系即可得到流量的大小。 36. 压差式流量计结构上的核心部件:核心部件是节流装置,包括节流元件,取压装置以及其前后管段。 37. 常见的节流装置分类:孔板,喷嘴,文都利管. 38. 液位的概念:液位是指液体介质液面的高低。 39. 液位计的分类:按工作原理可分为直读式、浮力式、静压式、电容式、光纤式、激光式、核辐射式。 40. 静压式液位计的工作原理:通过测量某点的压力或该点与另一参考点的压差来间接测量液位。 41. 变送器的作用:将测量元件的输出信号转换为一定的标准信号,送后续环节显示、记录或调节。 42. 变送器的分类:变送器按驱动能源不同的分类:气动变送器,电动变送器。 43. 气动变送器和电动变送器的区别:气动变送器是以压缩空气为驱动能源,电动变送器是以电力为能源。 44. 常用的标准信号:电压(1-5V DC),电流(4-20mA),气压(20-100kPa)信号。 45. 常见的气动元件和组件:1.气阻 2.气容 3.阻容耦合组件:(1)节流通室(2)节流盲室 4. 喷嘴-挡板机构 46. 安全火花的定义安全火花的定义:指该火花的能量不足以对其周围可燃介质构成点火源。 47. 自动化仪表的防爆结构类型及各自特点:①隔爆型,仪表的电路和接线端子全部置于隔爆壳体中,表壳的强度足够大,表壳接合面间隙足够深,最大的间隙宽度又足够窄,即使仪表因事故产生火花,也不会引起仪表外部的可燃性物质发生爆炸。②本质安全防爆型,防爆性能好,理论上适用于一切危险场所;安全性能不随时间而变化;可在线进行维修、调整。 48. 安全防爆系统的构成及工作原理:安装在危险场所中的本质安全电路及安装在非危险场所中的非本质安全电路。为了防止非本质安全电路中过大的能量传入危险场所中的本质安全电路中,在两者之间采用了防爆安全栅,使整个仪表系统具有本质安全防爆性能。 49. 执行器按工作能源的分类:气动执行器、电动执行器、液动执行器 50. 电动执行器的分类:1.按照输入位移的不同,电动执行机构可分为角行程(DKJ 型)和直行程(DKZ 型);2.按照特性不同,电动执行机构可分为比例式和积分式。 51. 调节阀的理想流量特性:在调节阀前后压差一定的情况下的流量特性称为调节阀理想流量特性,根据阀芯形状不同,主要有直线,等百分比(对数),抛物线及快开四种理想流量特性。 52. 调节阀的工作流量特性:在实际使用调节阀时,由于调节阀串联在管路中或与旁路阀并联,因此阀前后的压差总在变化,这时的流量特性称为调节阀的工作流量特性。 53. 常见的流量特性分类及其使用特性:A.理想流量特性①直线流量特性,在流量小时,流量的变化值大,而流量大时,流量变化的相对值小。因此具有直线流量特性的调节阀不宜用于负荷变化较大的场合。②对数流量特性,适应能力强,在工业过程控制中应用广泛。③快开流量特性,主要用于迅速启闭的切断阀或双位调节系统。④抛物线流量特性,介于直线流量特性与等百分比流量特性之间。 B.工作流量特性①串联管道工作流量特性②并联管道工作流量特性. 54. 串联管道工作流量特性:系统的总压差ΔP 等于管路系统的压差ΔP1 与调节阀的压差Δ Pv 之和.系统管道的压差与通过的流量的平方成正比,若系统的总压差ΔP 不变,调节阀一旦动作, ΔP1 将随着流量的增大而增加,调节阀两端的压差ΔPv 则相应减少.以 S 表示调节阀全开时阀上的压差ΔPv 与系统总压差ΔP 之比,S=1 时,工作特性与理想特性一致;随着 s 值减小,管道阻力损失增加,实际可调比减小,流量特性发生畸变,由直线趋于快开,等百分比趋于直线。实际使用中,S 过大或过小都不合适,通常希望介于 0.3-0.5. 55. 调节阀选型内容:口径、型式、固有流量特性、材质. 56. 调节阀的可调比:调节阀能够控制的最大流量与最小流量之比,即R=qvmax/qvmin . qvmin 不等于阀的泄漏量, qvmin 指阀能控制的流量下限,一般为(2%--4%)qvmin,而阀的泄漏量指阀处于关闭状态下的泄漏量,一般小于0.1%C(C 为流量系数). 57. 进行电-气或气-电转换的原因:控制系统中调节执行单元品种繁多,电、气信号常混合使用,需进行电-气或气-电转换. 58. 电-气转换器及电-气阀门定位器:A.电-气转换器作用:将从电动变送器来的电信号变成气信号,送气动调节器或气动显示仪表。工作原理:力矩平衡原理 B.电-气阀门定位器作用:将电动调节器输出信号变成气信号去驱动气动调节阀主要功能:电气转换+气动阀门定位工作原理:力矩平衡原理. 59. 计算机控制系统的组成:计算机控制系统是由工业对象和工业控制计算机两大

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