化工仪表及自动化
化工仪表及自动化
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未来化工仪表及自动化的发展趋势
利用高强度、耐腐蚀、耐高温等高性能材料，提高化工仪表的耐用性和稳定性。
高性能材料
复合材料
智能材料
利用复合材料的特点，结合多种材料的优点，开发出具有特殊功能的化工仪表。
利用智能材料的自适应和自修复功能，提高化工仪表的自我调节和故障应对能力。
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实现化工设备和仪表的动化技术能够提高生产过程的安全性。通过实时监测和控制各种参数，可以及时发现潜在的安全隐患，避免事故发生。此外，自动化技术还能够减少人工操作失误，降低事故发生的概率。
环保问题
化工生产过程中会产生大量的废气、废水和固体废弃物，对环境造成严重污染。通过使用环保型的化工仪表和自动化技术，可以减少废物的产生和排放，降低对环境的负面影响。同时，自动化技术还能够提高生产效率，减少能源消耗，进一步降低环境污染。
系统集成与调试
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问题诊断与解决
一旦发现问题，及时进行故障诊断，采取有效措施予以解决，确保系统稳定可靠。
文档整理
整理调试过程中的相关资料和记录，形成完整的文档，为后续维护和管理提供依据。
优化建议
根据调试结果和实际运行情况，提出针对性的优化建议，提高系统的性能和可靠性。
调试步骤
按照设计要求对每个环节进行逐一调试，检查系统的功能和性能是否达到预期目标。
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化工仪表及自动化在生产中的应用
物位仪表
物位仪表用于测量液体或固体物料的位置或高度。在化工生产中，物位控制对于防止溢料和空料至关重要。
温度仪表
在化学反应过程中，温度是关键的控制参数。通过温度仪表，可以实时监测反应温度，确保温度稳定在最佳范围内。
化工自动化及仪表
化工自动化及仪表引言化工自动化及仪表是现代化工工厂中必不可少的部分。
它集成了传感器、控制系统、执行器和现场仪表等组成的自动化设备，实现了化工过程的自动化控制和监测。
本文将介绍化工自动化及仪表的概念、应用及其优势。
一、概念化工自动化及仪表是将信息技术、电子技术、自动控制技术等应用于化学工业生产过程中的自动控制和监测系统。
它通过采集过程数据、分析数据、进行决策控制，实现化工过程的自动化操作。
化工自动化及仪表系统由五个部分组成：传感器、控制系统、执行器、现场仪表和通信网络。
传感器用于采集物理量和化学量，将其转换成电信号；控制系统用于处理传感器采集到的信号，进行控制和判决；执行器用于执行控制系统的指令，控制化工过程；现场仪表用于监测和显示过程参数；通信网络用于传输数据和命令。
二、应用化工自动化及仪表广泛应用于化学工业的各个环节，包括原材料处理、反应过程、分离工艺、产品制备等。
下面分别介绍几个典型应用场景：1.原材料处理：在化学生产中，原材料的处理是一个重要的环节。
化工自动化及仪表可以通过传感器和控制系统对原材料进行精确的测量和调控，提高原材料的利用率，降低生产成本。
2.反应过程控制：化学反应过程控制是化工自动化及仪表的核心应用之一。
通过传感器对反应过程中的温度、压力、浓度等参数进行实时监测，通过控制系统对反应条件进行调控，实现反应的自动化控制。
3.分离工艺控制：在化学生产中，分离工艺是将混合物中的组分分离出来的关键环节。
化工自动化及仪表可以通过传感器对分离过程中各个组分的浓度进行监测，通过控制系统对分离条件进行调控，提高分离效率，提高产品质量。
4.产品制备：化学工业生产出来的产品通常需要经过多个步骤进行制备。
化工自动化及仪表可以对制备过程中的各个参数进行实时监测和控制，保证产品的质量和一致性。
三、优势化工自动化及仪表具有以下几个优势：1.提高生产效率：化工自动化及仪表可以实现化工过程的连续运行和高效控制，减少人为因素的干扰，提高生产效率。
化工仪表及自动化总结
化工自动化的主要内容：化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容。
化工生产过程自动化的意义：（1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。
（2）减轻劳动强度，改善劳动条件。
（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。
（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
自动控制系统的基本组成被控对象和自动化装置（测量元件与变送器、控制器、执行器）。
简单调节系统是闭合回路和负反馈。
自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统 控制系统按被调参数的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。
开环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，但被控变量对操纵变量没有影响。
闭环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，被控变量又对操纵变量产生影响。
定值控制系统：给定值为常数；随动控制系统：给定值为变数，要求跟随变化；程序控制调节系统：按预定时间顺序控制参数。
调节器参数工程整定法包括有临界比例法、衰减曲线法、经验凑试法。
过渡过程有哪几种形式非周期衰减过程。
衰减振荡过程。
等幅振荡过程。
发散振荡过程。
控制系统的品质指标的参数有最大偏差A 或超调量B 、衰减比N 、余差C 、过渡时间、震荡周期T 或频率等。
数学模型的方法有两种。
其中一种是根据过程的内在机理，通过物料和能量平衡关系，用机理建模的方法求取过程的数学模型。
描述对象特性的三个参数是放大系数K/R 、时间常数T/AR 和滞后时间t ，如果时间常数越大，系统的响应速度越慢，系统的稳定性越好。
特性测取法：阶跃反应曲线法，矩形脉冲法放大系数是总变化值除以量程/阶跃值除以量程DDZ 表示电动单元组合，PI206压力指示工段序号，有横杠集中仪表盘面，没是就地 灵敏度：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，可表示为x a S ∆∆=。
化工仪表及自动化解读
控制器
控制阀
对象
测量元件变送器
2. 检测仪表与传感器
2.1概述 在工业生产中，为了正确的指导生产操作，对过程进行控制，一项必不可少的工作是准确而及时地检测出生产过程中的各个有关参数，例如压力、流量、物位、温度等。用来检测这些参数的技术工具称为检测仪表。用来将这些参数转换为一定的便于传送的信号（例如电信号或气压信号）的仪表通常称为传感器。当传感器的输出为规定的标准信号时，通常称为变送器。 2.1.1测量误差 在测量过程中，由于所使用的测量工具本身不够准确，观测者的主观性和周围环境的影响等等，使得测量的结果不可能绝对准确。由仪表读得的被测值与被测量真值之间，总是存在一定的差距，这一差距就称为测量误差。误差的分类方法多种多样，按误差出现的规律可分为系统误差、偶然误差和疏忽误差；按仪表使用的条件分为基本误差和附加误差；按被测变量随时间变化的关系分为静态误差和动态误差；按与被测变量的关系分为定值误差、累计误差；按误差的数值表示分为绝对误差、相对误差和引用误差。 测量误差通常有两种表示方法，即绝对误差和相对误差。 绝对误差是指仪表指示值和被测量的真值之间的差值。在实际应用中真实值指得是标准表的读数。 ∆＝X-X0 相对误差等于某一点的绝对误差∆与标准表在这一点的指示值X0之比。 Y＝ ∆/X0= (X-X0)/X0
冷液
热液
压力表
蒸汽
TT-101
流量计
冷凝水
TV-101
1. 自动控制系统基本概念
1.1.3自动信号和联锁保护系统 生产过程中，有时由于一些偶然因素的影响，导致工艺参数超出允许的变化范围而出现不正常情况时，就有引起事故的可能。为此，常对某些关键性参数设有自动信号联锁装置，防止事故的发生和扩大。如下图：
温度
化工仪表及自动化全套课件完整ppt课件完整版(2024)
环保意识的提高将促使化工仪 表向绿色化方向发展，采用环
保材料和低能耗技术。
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02
自动化基础知识
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自动化概念及原理
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自动化的定义
指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人 的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。
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现场总线技术实践
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现场总线概述
现场总线是一种用于连接智能现场设备和自动化系统的全 数字、双向、多站的通信系统。它将传统的4-20mA模拟 信号传输方式转变为数字信号传输方式，提高了信号传输 的准确性和可靠性。
现场总线技术实践
在化工生产中，现场总线技术被广泛应用于设备间的通信 和数据传输。通过现场总线技术，可以实现设备间的实时 数据交换和远程控制，提高生产过程的透明度和可控性。
控制器
接收变送器输出的标准信号，与
设定值进行比较，得到偏差信号 ，并根据偏差信号的大小和方向
输出控制信号。
执行器
接收控制器输出的控制信号，动 作改变被控对象的参数。
测量元件
用于测量被控对象的各种工艺参 数，如温度、压力、流量等。
被控对象
需要实现自动控制的机器设备、 系统或过程。
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易于维护
化工仪表需要定期维护和校准，因此需要具备易于维护的特 点。
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化工仪表发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，化 工仪表将越来越智能化，能够 实现自适应控制、远程监控等
功能。
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化工仪表及自动化全套课件
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流量测量与控制技术应用案例
水处理行业
在水处理过程中，流量是一个重要的参数。 通过流量测量仪表和自动控制系统，可以实 时监测和调整水流的流量，确保水处理过程 的稳定性和效率。
石油化工行业
在石油化工生产过程中，原料、产品和中间 体的流量都需要精确控制。通过流量测量仪 表和自动控制系统，可以实现流量的精确测
化工仪表及自动化全套课件
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CONTENTS
• 化工仪表基础知识 • 自动化控制系统概述 • 化工仪表的选型与安装 • 自动化控制系统的设计与实施 • 化工仪表及自动化技术应用案
例 • 化工仪表及自动化技术发展趋
势与展望 2
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化工仪表基础知识
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自动控制系统的设计原则与方法
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设计原则
满足工艺要求，保证系统稳定性、可 靠性和经济性；采用先进技术和设备 ，提高自动化水平；注重人机交互， 方便操作和维护。
设计方法
根据工艺要求和控制目标，确定控制 方案；选择合适的测量仪表和执行机 构；设计控制算法和逻辑控制程序； 进行系统仿真和优化。
仪表等措施。
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自动化控制系统概述
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自动控制系统的组成与分类
组成
自动控制系统通常由控制器、执行器、被控对象、检测变送环节等部分组成。
分类
根据控制原理的不同，自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统；根 据信号传递方式的不同，可分为模拟控制系统和数字控制系统。
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量和控制，提高生产效率和产品质量。
2024年度化工仪表及自动化(第四版)PDF版
适应性
控制系统应能适应不同的工作条件和环境变 化，具有一定的鲁棒性。
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控制系统的硬件组成
控制器
接收输入信号，根据控制算法进行计算，并输出控制信号。
执行器
将控制信号转换为物理量，驱动被控对象。
传感器
检测被控对象的物理量，并将其转换为电信号。
变送器
将传感器输出的电信号转换为标准信号，以便于传输和处理。
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化工仪表及自动化技术面临的挑战与发展机遇
要点一
技术挑战
随着化工过程的复杂性和精细度的不 断提高，对化工仪表及自动化技术的 测量精度、稳定性和可靠性提出了更 高要求。
要点二
人才挑战
化工仪表及自动化技术的快速发展需 要更多具备跨学科知识和创新能力的 高端人才。
要点三
发展机遇
随着智能制造、工业物联网、大数据 等技术的不断发展，化工仪表及自动 化技术将迎来更多的发展机遇和市场 空间。同时，国家政策的支持和行业 标准的不断完善也将为化工仪表及自 动化技术的发展提供有力保障。
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食品工业中的自动化控制
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自动化控制系统在食 品工业中的作用
提高食品生产的安全性和效率，保障 食品质量。
02
典型应用案例
某大型食品企业采用自动化生产线对 食品加工过程进行自动化控制，实现 了从原料清洗到产品包装的全流程自 动化。
03
控制策略及算法
采用HACCP（危害分析和关键控制点 ）体系、模糊控制等算法，对食品生 产过程中的温度、时间等关键参数进 行严格控制。
提高生产精度和一致性，减少人为因素对产品质量的影响。
典型应用案例
某精细化工企业采用PLC（可编程逻辑控制器）对生产线进行自动化改造，实现了生产 过程的自动化和智能化。
化工仪表及自动化
化工仪表及自动化一、引言化工是现代工业的重要组成部分之一，它涉及到许多高危、高难度的操作环节，为了保障工作安全，提高生产效率和产品质量，人们采用了化工仪表及自动化技术，实现对化工生产过程的精确控制和实时监测，并提供可靠的操作和决策支持。
本文将从化工仪表和自动化的定义、分类以及其在化工生产中的应用等方面进行探讨。
二、化工仪表的定义与分类1、化工仪表的定义化工仪表是指在化工生产中，用于对化工生产过程及其现场参数进行监测、测量、记录、分析、控制和管理的设备，通常包括传感器、变送器、显示器、记录仪、控制器、调节器等。
2、化工仪表的分类（1）按测量原理分类化工仪表根据测量原理的不同，可分为压力、温度、流量、液位、PH值、浓度等多种仪表类型。
其中，压力、温度、液位等是针对制程参数测量较多的仪器，而流量、PH值、浓度等则以环保检测仪器较为常见。
（2）按用途分类化工仪表根据具体用途的不同，可分为流程控制仪表（例如调节阀、电机驱动阀门、电磁阀等）和测量控制仪表（例如温度计、压力计、液位计、控制器等）。
三、化工自动化的定义与特点1、化工自动化的定义化工自动化是指利用现代化工仪表技术和计算机技术等手段，实现对化工生产过程及其参数的自动监控和远程控制的一种综合技术。
化工自动化技术的应用不仅可以提高化工生产效率和产品质量，而且可以降低人力成本，提高生产安全性。
2、化工自动化的特点（1）高效性：化工自动化系统可以实现对化工生产全过程的自动化控制，提高工作效率，提高生产的稳定性和安全性。
（2）可靠性：自动化系统采用先进的故障检测及保护措施，能够自动检测和判断工艺参数的变化，及时地采取相应的措施，确保化工生产过程的稳定性和安全性。
（3）实时性：自动化系统能够在线监测和生成化工生产过程及其参数的实时数据，还能够实时反馈设备状态和工艺参数的变化情况，实时掌握化工生产过程的运行状况，及时处理异常情况，保证生产过程连续性。
（4）智能化：自动化系统集成了先进的人工智能算法与模型，在处理和分析大量的数据时，能够快速发现问题和异常情况，自动调整生产参数，避免生产效率和产品质量的下降。