自动化仪表基础知识
自动化仪表基础知识
孔板流量计
质量流量计
流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力，它是科里 奥利在1832年研究水轮机时发现的，简称科氏力。质量流 量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的T型振 管，中部装有驱动线圈，两端装有拾振线圈，变送器提供 的激励电压加到驱动线圈上时，振动管作往复周在振管周 期振动，工业过程的流体介质流经传感器的振动管，就会 上产生科氏力效应，使两根振管扭转振动，安装在振管两 端的拾振线圈将产生相位不同的两组信号，这两个信号差 与流经传感器的流体质量流量成比例关系。计算机解算出 流经振管的质量流量。不同的介质流经传感器时，振管的 主振频率不同，据此解算出介质密度。安装在传感器器振 管上的铂电阻可间接测量介质的温度。
控制系统。
常见的仪表字母含义
F—代表流量 P—代表压力 T—代表温度 L—代表液位
压力仪表
现场压力表 电接点压力表 压力变送器/差压变送器 压力开关
现场压力表
现场压力表，从表盘直径看最常见的有60mm,100mm,150mm 三种规格。 从接口看最常见的有M20X1.5, 1/2NPT, 法兰连接（有法兰尺寸和耐压 等级要求）
过程控制系统的组成
（以控制锅炉水位为例）
眼 检测元件（变送器） 要想实现对汽包水位的控制，首先应随时掌握水位的
变化情况
脑 控制器
控制器将接收到的测量信号与预先规定的水位高度进 行比较。如果两个信号不相等，表明实际水位与规定水位 有偏差，此时控制器将根据偏差的大小向执行器输出一个 控制信号
手 执行器
按系统功能---温度控制系统、压力控制系统、位置控制
系统、流量控制系统等；
按系统性能--线性系统和非线性系统、连续系统和离散
系统、定常系统和时变系统；
自动化仪表ppt
压力表的分类：按其转换原理的不同，大致可分为四大类。
1、液柱式压力计：依据流体静力学原理，简单、方便测量范 围窄测较低压或真空度。
2 、弹性式压力表；将被测压力转换成弹性元件变形的位移进 行测量，如弹簧管压力表，波纹管压力计等。
3、电器式压力表；通过机械或电器元件将被测压力转换为电 量（电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。如电容式、 电阻式、应变片式或霍尔片式等压力表。
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400-2000 700-3000 900-1700 0-3500 200-2000
二、常用的几种温度检测仪表
1、热电偶：两种不同成分的导体焊在一起，两端温度不同 时，回路中就会有热电势产生，通过测量电势来测量温 度的一种感温元件。
2、热电阻：利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化 的特性来测量温度的一种感温元件。
Rt=R0[1+α（t-t0）] R0为0的电阻值，α—为电阻温度系 数
自动化讲义1-仪表基础知识
利用浮子随液位变化而上下浮动的原理来 测量物位。
超声波物位计
雷达物位计
利用超声波在气体中传播速度不同来测量 物位。
利用雷达波在气体中传播速度不同来测量 物位。
04
自动化技术在仪表中应用
传感器技术
01
02
03
传感器类型
根据测量原理和应用领域， 传感器可分为温度、压力、 流量、物位、位移、加速 度等多种类型。
信号处理算法
03
应用各种数字信号处理技术，如傅里叶变换、滤波、相关分析
等，对信号进行特征提取和降噪处理。
控制技术
控制原理
根据被控对象的特性和控制要求，选择合适的控制策略，如PID控 制、模糊控制、神经网络控制等。
控制器设计
设计控制器的结构和参数，以满足系统的稳定性、快速性和准确性 要求。
控制技术应用
可维护性
选择易于维护、校准和更换的仪表，减少后期维护成本 。
安装要求和步骤
安装位置
选择便于观察、操作和维护的位置，避 免安装在振动、潮湿、高温或腐蚀性环
境中。
连接方式
根据测量需求和管道特点，选择合适 的连接方式，如法兰连接、螺纹连接
等。
安装方式
根据仪表的特点和安装环境，选择合 适的安装方式，如壁挂式、盘装式等。
密封措施
确保仪表与管道连接处密封良好，防 止泄漏和外界干扰。
调试过程及注意事项
调试前准备
熟悉仪表的使用说明书，了解仪表的 工作原理、性能参数和调试方法。
02
外观检查
检查仪表的外观是否完好，有无损坏 或变形。
01
03
零位调整
对于需要调整的仪表，进行零位调整， 确保测量准确。
记录与报告
仪表自动化基础知识
其中第三种分类方法最普遍
二、自动控制系统分类
（一）按被控变量分类
被控变量
温度控制系统 T
压力控制系统 P
液位控制系统 L
流量控制系统 F
……
温度控制系统
它由蒸汽加热器、温 度变送器、调节器和蒸 汽流量阀组成。控制目 标是保持出口温度恒定。 当进料流量或温度等因 素的变化引起出口物料 的温度变化时，通过温 度仪表测得的变化，并 进料 将其信号送至调节器与 给定值进行比较，调节 器根据其偏差信号进行 运算后将控制命令送至 调节阀，改变蒸汽量维 持出口温度。
测量仪表的品质指标
举例
例1-1 某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表 时得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对百分 误差与准确度等级。 解 该仪表的相对百分误差为
4 100% 0.8%
700 200
如果将该仪表的δ去掉“±”号与“％”号，其数值为0.8。 由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误 差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的 精度等级为1.0级。
图1-1 测量仪表的变差
测量仪表的品质指标
3.灵敏度与灵敏限
仪表的灵敏度是指仪表指针的线位移或角位移，与引 起这个位移的被测参数变化量的比值。
仪表的灵敏限是指能引起仪表指针发生动作的被测参 数的最小变化量。通常仪表灵敏限的数值应不大于仪表允 许绝对误差的一半。
测量仪表的品质指标
4.反应时间
反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变 化的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能 给出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。
给定值x按照已知规律(时间函数)变化的系统 称为程序控制系统，又称顺序控制系统。
仪表自动化基础知识ppt课件
仪表自动化基础知识
1
目录
仪表自动化基础知识
4 显示仪表 4.1 模拟显示仪表 4.2 数字显示仪表 4.3 无纸记录仪 5 调节器 5.1 DDZ－Ⅲ型电动单元组合仪表 5.2 数字单回路调节器
2
4 显示仪表
仪表自动化基础知识
显示仪表直接接收检测组件、传感器、变送器送来的信号
上指示或记录被测参数的数值。
6
4 显示仪表
仪表自动化基础知识
4.2 数字显示仪表
数字式显示仪表直接以数字形式显示被测变量，其测量速
度快，抗干扰性能好，精度高，读数直观，工作可靠，且有自
动报警、自动打印和自动检测等功能，更适用于控制室集中监
视和控制。现普遍应用于各行业。
常用的有：数字式电压表、温度表、流量表、压力表和转
16
5 调节器
仪表自动化基础知识
电Ⅲ型系统仪表的主要特点：
● 采用国际标准信号
电Ⅲ型，按照国际电工委员会（IEC）的规定，远传信号
采用4～20mA DC，控制室内联络信号采用1～5V DC和4～20mA
DC作为辅助信号，便于构成大型复杂控制系统又可与进口仪表
兼容。是扩展性非常广泛的设备。
● 本质安全防爆结构
微分时间：在阶跃输入偏差作用下，取微分作用输出等于比例作用的输 出的一段时间。用Td表示。
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5 5 调节器 5.1 DDZ－Ⅲ型电动单元组合仪表
仪表自动化基础知识
5.1.2变送单元
DDZ-Ⅲ型差压变送器由四个部分组成,即:测量部分,杠杆
系统,位移检测放大器,电磁反馈装置,其构成方框图如下:
程中的
Rp
R2
温度、压力、流量、物位及成分等各种参－ E数＋。
自动化仪表培训(版)
自动化仪表培训一、引言随着科学技术的不断发展，自动化仪表在工业生产、科研实验等领域发挥着越来越重要的作用。
为了提高自动化仪表的使用效率，保障生产安全和产品质量，开展自动化仪表培训显得尤为重要。
本文将详细介绍自动化仪表培训的目的、内容、方法及意义，以期为相关企业和个人提供参考。
二、培训目的1.提高操作人员对自动化仪表的认识，掌握基本原理、性能和操作方法。
2.培养操作人员具备分析和解决自动化仪表故障的能力，确保生产安全稳定运行。
3.提升操作人员在实际工作中的技能水平，提高工作效率。
4.增强操作人员的团队协作能力，提高整体工作水平。
三、培训内容1.自动化仪表基础知识：介绍自动化仪表的定义、分类、发展历程及在工业生产中的应用。
2.自动化仪表原理与性能：详细讲解各类自动化仪表的工作原理、性能指标及选型方法。
3.自动化仪表安装与调试：介绍自动化仪表的安装方法、注意事项及调试步骤。
4.自动化仪表操作与维护：教授操作人员掌握自动化仪表的操作方法、维护保养技巧及故障排除方法。
5.自动化仪表安全管理：强调自动化仪表在生产过程中的安全风险，传授安全管理知识和操作规范。
6.实际案例分析：通过分析实际工作中遇到的问题，引导操作人员掌握解决方法，提高应对突发事件的能力。
四、培训方法1.理论授课：邀请专业讲师进行系统性讲解，使操作人员掌握自动化仪表的基本知识和操作技能。
2.实践操作：组织操作人员进行现场实操，巩固理论知识，提高动手能力。
3.案例分析：通过分析实际案例，引导操作人员学会分析问题、解决问题。
4.互动交流：鼓励操作人员积极参与讨论，分享经验和心得，提高团队协作能力。
5.考核评估：对培训效果进行评估，确保操作人员达到培训目标。
五、培训意义1.提高操作人员技能水平：通过培训，使操作人员熟练掌握自动化仪表的操作技能，提高工作效率。
2.保障生产安全：强化操作人员的安全意识，规范操作行为，降低生产事故风险。
3.提升企业竞争力：培养一批高素质的自动化仪表操作人才，为企业发展提供有力支持。
自动化仪表安装基础知识整理
压力仪表一、压力检测元件压力检测的方法很多，按敏感元件和转换原理的特性不同，一般分为四类：（1）液柱压力计。
它是根据流体静力学原理，把被测压力或差压转换成液体高度（差），压力计一般采用充有水或水银的玻璃U形管或单管。
（2）弹性式压力仪表。
它是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成弹性元件的位移，并通过机械传动机构直接带动指针。
常见的弹性式压力计有弹簧管压力仪表、膜盒压力仪表、波纹管压力仪表等。
（3）电远传式压力仪表。
这类仪表的敏感元件一般也是弹性元件，通过进一步应用转换元件（或装置）和转换电路将与被测压力成正比的弹性元件的位移转换成电信号输出，实现信号的远距离输送。
常见的有力平衡式压力变送器、电容式压力变送器、霍尔式压力传感器等。
（4）物性型压力传感器。
它是基于在压力作用下，敏感元件的某些物理特性发生变化的原理。
常见的物性型压力传感器有应变式压力传感器、压阻式压力传感器、压电式压力传感器等。
二、压力表1. 压力表的原理与构造1.1原理：压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。
1.2 构造：溢流孔：若发生波登管爆裂的紧急情况的时候，内部压力将通过溢流孔向外界释放，防止玻璃面板的爆裂。
注：为了保持溢流孔的正常性能，请在表后面留出至少10mm的空间，不要改造或塞住溢流孔。
指针：除标准指针外，其他指针也是可选的。
（零调指针最大值指针或设定指针）请在选型表中列出。
玻璃面板：除标准玻璃外，其他特殊材质玻璃，如强化玻璃，无反射玻璃也是可选的。
性能分类：普通型（标准）、蒸汽用普通型（M）、耐热型（H）、耐振型（V）、蒸汽用耐振型（MV）耐热耐振型（HV）。
处理方式：禁油/禁水处理…在制造时除去残留在接液部的水或油。
弹性敏感元件：波登管、波纹管、隔膜波登管压力表波登管敏感元件是弯成圆形，截面积显椭圆形的弹性C形管。
测量介质的压力作用在波动管的内侧，这样波登管椭圆截面会趋于圆形截面。
仪表自动化基础知识
测量仪表的品质指标
相对百分误差δ
标尺上限值ma标x 尺下限值100%
允许误差
仪表允许的最大绝对误 差值
允 标尺上限值 标尺下限值 100 %
测量仪表的品质指标
小结
仪表的δ允越大，表示它的精确度越低；反之，仪表的 δ允越小，表示仪表的精确度越高。将仪表的允许相对百分
误差去掉“±”号及“％”号，便可以用来确定仪表的精 确度等级。目前常用的精确度等级有0.005，0.02，0.05， 0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。
仪表反应时间的长短，实际上反映了仪表动态特性的好坏。
测量仪表的品质指标
5.线性度
线性度是表征线性刻度仪表的输出 量与输入量的实际校准曲线与理论直 线的吻合程度。通常总是希望测量仪 表的输出与输入之间呈线性关系。
f
f m a x 仪表量程
100%
图1-2 线性度示意图
式中，δf为线性度（又称非线性误差）；Δfmax为校准曲线 对于理论直线的最大偏差（以仪表示值的单位计算）。
检测环节直接感受被测量，并将它转换为适合测量的信号，经传 送放大环节对信号进行传送，最后由显示部分进行指示记录。
测量仪表的品质指标
（一）检测仪表的准确度（精确度）
两大影响因素 绝对误差和仪表的标尺范围
说明：仪表的测量误差可以用绝对误差Δ来表示。但是， 仪表的绝对误差在测量范围内的各点不相同。因此，常说 的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值Δmax。
控制规律
比例控制
P
比例积分控制 PI
比例微分控制 PD
比例微分积分控制 PID
……
二、自动控制系统分类
（三）按给定值变化规律分类