仪表基础知识
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仪表基础知识30915
3、 被测介质由引压管引 出，由于环境温度变化，易 固化或结晶时； 4、 被测介质中有固体 悬浮物或高粘度易堵塞变送 器接头和压力容室时； 5、 被测介质易冷凝或 挥发，以致导管内的液柱经 常变化，从而使变送器的零 点漂移不定等。
19
4.2.4投入式液位变送器 非密闭场合液体液位
质中，感受到被测温度，称为热电偶的工作端或热端，另一端
与导线连接，称为冷端或自由端（参比端）。它具有结构简单、
测量范围宽、使用方便、测温准确可靠等优点。
常用热电偶的产品：
名称
分度号 测量范围/℃
镍铬-镍硅
K
-200~1300
镍铬-考铜
E
-200~900
铜0-铂
S
0~1300
0- 无固定装置; 1- 可动外螺纹; 2 -可动 内螺纹; 3- 固定螺纹; 4 -固定法兰;
5- 卡套螺纹; 6 -卡套法兰 D F-防护型；O-电接点型；MO-大电流型 ；EX-防爆型；
2.2.2 电子电阻式温度计
优点：相比双金属温度计使用寿命更长，现场数字显示更 直观等。
2.2.3热电阻
4.2.2 单法兰液位变送器
一种直接安装在管道或容器上的现场变送器。 由于隔离膜片直接与液相介质相接触，因此可 以测量非密闭场合下
高温、高粘度、易结
晶、易沉淀和强腐蚀
性等介质的液位。
4.2.3双法兰液位变送器
适用于密闭场合下的下列工 况： 1、 被测介质对变送器 接头和敏感元件有腐蚀作用 时； 2、 需要将高温被测介 质与变送器隔离时；
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特 点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精度是最高 的，它广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
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4.2.4投入式液位变送器 非密闭场合液体液位
质中，感受到被测温度，称为热电偶的工作端或热端，另一端
与导线连接，称为冷端或自由端（参比端）。它具有结构简单、
测量范围宽、使用方便、测温准确可靠等优点。
常用热电偶的产品：
名称
分度号 测量范围/℃
镍铬-镍硅
K
-200~1300
镍铬-考铜
E
-200~900
铜0-铂
S
0~1300
0- 无固定装置; 1- 可动外螺纹; 2 -可动 内螺纹; 3- 固定螺纹; 4 -固定法兰;
5- 卡套螺纹; 6 -卡套法兰 D F-防护型；O-电接点型；MO-大电流型 ；EX-防爆型；
2.2.2 电子电阻式温度计
优点：相比双金属温度计使用寿命更长，现场数字显示更 直观等。
2.2.3热电阻
4.2.2 单法兰液位变送器
一种直接安装在管道或容器上的现场变送器。 由于隔离膜片直接与液相介质相接触，因此可 以测量非密闭场合下
高温、高粘度、易结
晶、易沉淀和强腐蚀
性等介质的液位。
4.2.3双法兰液位变送器
适用于密闭场合下的下列工 况： 1、 被测介质对变送器 接头和敏感元件有腐蚀作用 时； 2、 需要将高温被测介 质与变送器隔离时；
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特 点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精度是最高 的，它广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
仪表知识
自动控制系统一、基础知识1、控制系统的构成通常是指由一个被控对象、一个检测元件及传感器（或变送器）、一个调节器和执行器所构成，如下图所示：被控对象——自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。
被控变量——被控对象内要求保持数值的工艺参数。
操纵变量——受控制器操纵的，用于克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量。
干扰——除操纵变量外，作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。
设定值——被控变量的预设值。
偏差——被控变量的设定值与实际值之差。
2、闭环自动控制与开环自动控制闭环自动控制是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制。
如下图：压力测量仪表2011年课件（童选萍）一、压力测量与压力单位1、什么是压力，它的法定计量单位是什么？压力是垂直均匀地作用在单位面积上的力，它的法定计量单位是帕斯卡（简称帕），符号为Pa。
1Pa就是1牛顿（N）的力作用在1平方米（m2）面积上所产生的压力，即1Pa=1N/m2=1kg.ms-2/m2=1kg/m.s21MPa=1000kPa=106Pa2、为什么液柱高度也可以表示压力？因为压力是单位面积上所受的力，即P=F/S式中F—作用力，N；S—面积，m2。
又因为F=hsρg式中ρ——液体密度，kg/m3；h——液柱高度，m；g——重力加速度，m/s2；所以P= hsρg/s= hρg （N/ m2）由上可知，压力等于液柱高度、液体密度和重力加速度的乘积。
液体的密度ρ在一定的温度下是不变的，所以压力也可以用液柱高度来表示。
3、写出其它压力单位与法定单位Pa（帕斯卡）之间的换算关系。
1毫米水柱（mmH2O）=9.806375Pa≈9.81Pa1毫米汞柱（mmHg）=133.322Pa≈1.333×102Pa1工程大气压（kgf/cm2）=9.80665×104≈9.81×104Pa1物理大气压（atm）=101325Pa≈1.0133×105Pa1巴（bar）=1000mbar=105Pa4、什么是绝对压力、大气压力、表压及真空度？它们的相互关系是怎样的？绝对真空下的压力称为绝对零压，以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。
仪表基础知识
仪表基础知识仪表基础知识⼀、DCS----分布式控制系统1、什么是DCS？DCS是分布式控制系统的英⽂缩写（Distributed Control System），在国内⾃控⾏业⼜称之为集散控制系统。
2、DCS有什么特点？DCS是计算机技术、控制技术和⽹络技术⾼度结合的产物。
DCS通常采⽤若⼲个控制器（过程站）对⼀个⽣产过程中的众多控制点进⾏控制，各控制器间通过⽹络连接并可进⾏数据交换。
操作采⽤计算机操作站，通过⽹络与控制器连接，收集⽣产数据，传达操作指令。
因此，DCS的主要特点归结为⼀句话就是：分散控制集中管理。
3、DCS的结构是怎样的？上图是⼀个较为全⾯的DCS系统结构图，从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。
过程级主要由过程控制站、I/O 单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。
操作级包括：操作员站和⼯程师站，完成系统的操作和组态。
管理级主要是指⼯⼚管理信息系统（MIS系统），作为DCS更⾼层次的应⽤，⽬前国内纸⾏业应⽤到这⼀层的系统较少。
4、DCS的控制程序是由谁执⾏的？DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执⾏的。
5、过程控制站的组成如何?DCS的过程控制站是⼀个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、⽹络接⼝和I/O组成6、什么是DCS的开放性？DCS的开放性是指DCS能通过不同的接⼝⽅便地与第三⽅系统或设备连接，并获取其信息的性能。
这种连接主要是通过⽹络实现的，采⽤通⽤的、开放的⽹络协议和标准的软件接⼝是DCS开放性的保障。
7、什么是系统冗余？在⼀些对系统可靠性要求很⾼的应⽤中，DCS的设计需要考虑热备份也就是系统冗余，这是指系统中⼀些关键模块或⽹络在设计上有⼀个或多个备份，当现在⼯作的部分出现问题时，系统可以通过特殊的软件或硬件⾃动切换到备份上，从⽽保证了系统不间断⼯作。
通常设计的冗余⽅式包括：CPU冗余、⽹络冗余、电源冗余。
仪表基础知识
(7.简答题: (1)系统误差产生的原因和特点是什么? 产生系统误差的主要原因是仪表本身的缺陷, 使用方法不正确,(2)偶然误差的特点和产生的原因? 它的出现是随机的;产生的原因是复杂的,是 许多因素变化共同作用所致.
(3)疏忽误差产生的原因和特点? 产生的原因是观察者的失误或外界的偶然 干扰;其主要特点是无规律可循且与事实 不符
2.DDZ-III型与DDZ-II型仪表相比,有哪些 主要特点? 采用线性集成电路;采用国际标准信号制, 现场传输信号为4—20mADC电流信号， 控制室联络信号为1—5VDC,信号电流 与电压转换电阻为250Ω;集中统一供电, 由电源箱供给各单元24V直流电源,并备 有蓄电池作为备用电源;结构合理,功能 多样;可构成安全火花型防爆系统.
2.显示仪表分为记录仪表和指示仪表.模 拟仪表和数字仪表.记录仪表分为有纸 记录和无纸记录.通常使用无纸记录. 3.调节仪表分为基地式调节仪表和单元 组合式调节仪表.由于微处理机的引入, 又有可编程调节器与固定程序调节器. 4.执行器由执行机构和调节阀两部分组 成. (1)执行机构按能源分:气动.电动和液动 执行器 按结构形式分:薄膜式,活塞式和长行程 执行机构.
3.灵敏度:仪表对被测参数变化的灵敏程度, 或者说是对被测量变化的反应能力,是在 稳态下,输出变化增量对输入变化增量的 比值.即 S=ΔL/Δx 二.精度等级划分: 0.005 0.02 0.1 0.2 0.35 0.5 1.0 1.5 2.5 4等 仪表精度等级的标志在仪表标尺或标牌 上,数值越小,精度越高. 误差来源主要指系统误差和随机误差.
状态下不能试灯,以防误判断. 16.在敷设电缆时应留出足够的备用长度, 一般在室内留(0.3—1米),室外留(0.5—2 米). 17.要使电缆屏蔽层能起到良好的屏蔽效 果,在做屏蔽接地时,应注意些什么? 为了保证电缆屏蔽层能起到良好的屏蔽 效果,除了要保证屏蔽层有一接地电阻较 小的接地极以外,还应保证以下二个方面:
仪表基础知识
• 仪表的作用是探测工艺生产中的各项工艺 参数，并将探测到的参数值转换为现场显 示值或者以电信号传输至DCS系统中供远程 监视。因此，仪表可以视作为生产控制过 程中的感官器官。
• 仪表的具体性能将直接决定我们看到的数 值是否能真实的反映工艺过程。
仪表测量过程中的五大测量量
• 温度（Temperature) • 压力（Pressure） • 物位（Level） • 流量（Flow） • 过程分析（Analysis）
仪表结构示意图（简要）
• 仪表的主要任务，是将工艺介质的相关属性转换成标准的 电信号或以显示值显示出来，因此它是工艺与控制之间的 一个连接点。
温度类仪表
• 温度类仪表主要是指通过传感器将介质的冷热程度反映出 来的仪表。
• 温度仪表的种类
名称
原理
适用范围
热电阻
某些金属的热敏原理
低温区（100~500℃）
仪表位号的表示方法
仪表位号组成
在检测、控制系统中，构成一个回路的每个仪表（或 元件）都应有自己的仪表位号。仪表位号由字母代号组 合和回路编号两部分组成，第一位字母表示被测变量， 后继字母表示仪表的功能。回路编号可按照装置或工段 （区域）进行编制，一般用3～5位数字表示
分类与编号
• 仪表位号按被测变量分类。同一装置的相同被测 变量的仪表位号中数字编号是连续的，但允许中 间有空号；不同被测变量的仪表位号不能连续编 号。如果同一个仪表回路有两个以上具有相同功 能的仪表，可以在仪表位号后面附加尾缀（大写 英文字母）加以区别。例如，PT—202A、PT— 202B表示同一回路里的两台变送器，PV—201A、 PV—201B表示同一回路里的两台控制阀。当一 台仪表由两个或多个回路共用时，应标注各回路 的仪表位号，例如一台双笔记录仪记录流量和压 力时，仪表位号为FR—121/PR—131，若记录 两个回路的流量时，仪表位号应为FR— 101/FR—102或FR—101/102。
• 仪表的具体性能将直接决定我们看到的数 值是否能真实的反映工艺过程。
仪表测量过程中的五大测量量
• 温度（Temperature) • 压力（Pressure） • 物位（Level） • 流量（Flow） • 过程分析（Analysis）
仪表结构示意图（简要）
• 仪表的主要任务，是将工艺介质的相关属性转换成标准的 电信号或以显示值显示出来，因此它是工艺与控制之间的 一个连接点。
温度类仪表
• 温度类仪表主要是指通过传感器将介质的冷热程度反映出 来的仪表。
• 温度仪表的种类
名称
原理
适用范围
热电阻
某些金属的热敏原理
低温区（100~500℃）
仪表位号的表示方法
仪表位号组成
在检测、控制系统中，构成一个回路的每个仪表（或 元件）都应有自己的仪表位号。仪表位号由字母代号组 合和回路编号两部分组成，第一位字母表示被测变量， 后继字母表示仪表的功能。回路编号可按照装置或工段 （区域）进行编制，一般用3～5位数字表示
分类与编号
• 仪表位号按被测变量分类。同一装置的相同被测 变量的仪表位号中数字编号是连续的，但允许中 间有空号；不同被测变量的仪表位号不能连续编 号。如果同一个仪表回路有两个以上具有相同功 能的仪表，可以在仪表位号后面附加尾缀（大写 英文字母）加以区别。例如，PT—202A、PT— 202B表示同一回路里的两台变送器，PV—201A、 PV—201B表示同一回路里的两台控制阀。当一 台仪表由两个或多个回路共用时，应标注各回路 的仪表位号，例如一台双笔记录仪记录流量和压 力时，仪表位号为FR—121/PR—131，若记录 两个回路的流量时，仪表位号应为FR— 101/FR—102或FR—101/102。
仪表基本知识
• • • •
自动控制系统通则
• 2 自动控制系统的调试 • 控制系统调试过程中需断开控制回路中的一点，形成开环系统， 其方块图如下： • 2.1 将操作器切换到“手动”位置，全部仪表投入运行被测信号 准确无误。 • 2.2 手动操作维持工况正常 • 2.3 断开控制回路，比如断开执行器与调节机构的联系，[见上 图]使系统处于开环状态。 • 2.4 将操作器开关无扰动地切换到“自动”位置。 • 2.5 改变给定值或施加一些扰动信号[如动──动变送器内部杠杆 机构或瞬时断开调节器与执行器间的连接]。 • 2.6 检查系统各环节间信号传递的极性，检查记录、指示、报警 等仪表是否正常工作。如系统各环节工作正常，则闭合控制回路 进入下一步调节器参数整定。
仪表维护检修技术规程
• 维护检修人员应具备如下条件： • a.熟悉本规程及相应仪表的产品使用说明书或技术手 册等有关技术资料； • b.了解工艺流程及该仪表在其中的作用； • c.掌握电工技术基础、电子技术基础、化工测量仪表 及维修、化工仪表机械基础等有关方面的基础理论知 识； • d.掌握该仪表维护、检修、投运及常见故障处理的基 本技能； • e.掌握常用测试仪器和有关的标准仪器的使用方法。
仪表专业术语
• 25 气源管道 ：为气动仪表提供气源的管道。 • 26 仪表线路 ：仪表电线、电缆、补偿导线、光缆和 电缆槽、保护管等附件的总称。 • 27 电缆槽 ：敷设和保护电线电缆的槽形制成品，包 括槽体、盖板和各种组成件。 • 28 保护管 ：敷设和保护电线电缆的管子及其连接件。 • 29 回路 ：在控制系统中，一个或多个相关仪表与功 能的组合。 • 30 伴热 ：为使生产装置和仪表设备、管道中的物料 保持规定的温度，在设备、管道旁敷设加热源，进行 跟踪加热的措施。
仪表基础知识
相对误差是绝对误差与被测量值之比，常用绝 对误差与仪表指示值之比，以百分数表示，即
相对误差=绝对误差/仪表示值×100%
2020/6/28
引用误差：它是绝对误差与被测量变量 的量程之比.
绝对误差
δ= -------------------------×100％ 量程上限一量程下限
仪表的精度等级是根据引用误差来划分的。
热电偶
• 普通型热电偶
• 铠装热电偶
2020/6/28
普通型热电偶基本结构图 铠装热电偶
冷端t0
B(t0)
毫伏表
加热端t
2020/6/28
A(t1)
热电偶的工作原理
温差电势
当我们把一根金属导线的一端加热，另一 端保持原来的状态，那么在导线的两端会出现 一个电动势。用电流表将导线两端连接起来， 就会产生电流，这一现象称为热电效应，产生 的电动势称为温差电动势。
反映物质内部热运动的状况，任何一种物 质都是由大量的分子组成的，这些分子总 是处于热运动的状态，分子热运动越快， 物质的温度越高，相反分子的热运动越慢， 物质的温度越低。
2020/6/28
温标 衡量物质温度的标尺，称为温标。 1.摄氏温标
单位用℃来表示。它把标准大气压下冰 的熔点定为0℃，把水的沸点作为100℃， 在0~100之间划分100等份，每一等分为1℃。
按照仪表的使用条件来分，误差可分为基本误差、 附加误差。
按照被测变量随时间变化的关系来分，误差可分 为静态误差、动态误差。
2020/6/28
测量误差
测量误差：按照误差数值的表示方法，误差可 分为绝对误差、相对误差、引用误差。
绝对误差是指仪表指示值x与被测量的真值x0之 间的差值，即 绝对误差=仪表指示值-真值。
相对误差=绝对误差/仪表示值×100%
2020/6/28
引用误差：它是绝对误差与被测量变量 的量程之比.
绝对误差
δ= -------------------------×100％ 量程上限一量程下限
仪表的精度等级是根据引用误差来划分的。
热电偶
• 普通型热电偶
• 铠装热电偶
2020/6/28
普通型热电偶基本结构图 铠装热电偶
冷端t0
B(t0)
毫伏表
加热端t
2020/6/28
A(t1)
热电偶的工作原理
温差电势
当我们把一根金属导线的一端加热，另一 端保持原来的状态，那么在导线的两端会出现 一个电动势。用电流表将导线两端连接起来， 就会产生电流，这一现象称为热电效应，产生 的电动势称为温差电动势。
反映物质内部热运动的状况，任何一种物 质都是由大量的分子组成的，这些分子总 是处于热运动的状态，分子热运动越快， 物质的温度越高，相反分子的热运动越慢， 物质的温度越低。
2020/6/28
温标 衡量物质温度的标尺，称为温标。 1.摄氏温标
单位用℃来表示。它把标准大气压下冰 的熔点定为0℃，把水的沸点作为100℃， 在0~100之间划分100等份，每一等分为1℃。
按照仪表的使用条件来分，误差可分为基本误差、 附加误差。
按照被测变量随时间变化的关系来分，误差可分 为静态误差、动态误差。
2020/6/28
测量误差
测量误差：按照误差数值的表示方法，误差可 分为绝对误差、相对误差、引用误差。
绝对误差是指仪表指示值x与被测量的真值x0之 间的差值，即 绝对误差=仪表指示值-真值。
仪表基础知识完整ppt课件
2024/3/12
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4
仪表的分类
一、常规仪表 二、主控室DCS及PLC
2024/3/12
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5
常用仪表的信号
仪表常用的电信号包括： 4—20mADC信号 1—5VDC信号 脉冲信号 RTD（热电阻）PT100信号 mV信号(热电偶)
2024/3/12
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6
最常使用的一个工具
万 用 表
温度开关
传统的温度开关多 为机械式，其分为： 蒸气压力式温控器、 液体膨胀式温控器、 气体吸附式温控器、 金属膨胀式温控器。 目前我厂没有使用 该产品。
2024/3/12
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33
温度仪表
非接触式温度计
非接触式温度计是靠红外辐 射，亮度，色差等方法感应、 比较，得出被测物件温度。 好处是可遥测，量程大，可 测极高温物件。如红外测温 计、亮度测温计等。缺点是 一般精度不高。 但是作为工 厂辅助测温元件是不可缺少 的。
.
24
双金属温度计
由于两种金属的热膨胀系数不同，双金属片在温度改变时， 两面的热胀冷缩程度不同，因此在不同的温度下，其弯曲 程度发生改变。利用这一原理，制成温度计叫双金属温度 计。
2024/3/12
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压力式温度计
压力表式温度计的测量原理 压力表式温度计是根 据在封闭容器中的液体、气体或低沸点液体和饱 和蒸汽，受热后体积膨胀或压力变化这一原理而 制作的，并用压力来测量这种变化，从而测得温 度。 压力表式温度计主要由以下三部分组成： 1. 温包——温包是直接与被测介质相接触来感受温 度变化的元件，因此要求它具有高的强度，小的 膨胀系数，高的导热率以及抗腐蚀等性质，根据 所充工作介质和被测介质的不同，温包可用铜合 金，钢或不锈钢来制造。 2.毛细管——它是用铜 或钢等材料冷拉成的无缝圆管，用来传递压力的 变化。 3.弹簧管——它就是一般压力表用的弹性 元件。
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• 当差压式液位仪表指示和现场直读式指示仪表指示
对不上时，首先检查现场直读式指示仪表是否正常， 如指示正常 ，则为仪表故障。
• 液位仪表指示值变化波动频繁时，首先要根据液面
控制对象的容量大小来分析故障的原因，容量大一 般是仪表故障造成。容量小的看工艺参数是否波动， 如工艺参数波动则很可能是工艺波动造成的。
物位仪表的分类
• 1）、直读式 ：采用在设备容器侧壁开窗
口或旁通管方式，直接显示物位的高度。
• 优点：简单也最常见，方法可靠、准确 • 缺点：只能就地指示，主要用于液位检测
压力较低的场合。
2) 、 静压式
基于流体静力学原理，容器内的液 面高度与液柱质量形成的静压力成比 例关系，当被测介质密度不变时，通 过测量参考点的压力可测量液位。基 于这种方法的液位检测仪表有压力式、 吹气式和差压式等。
谢谢
五、常见仪表故障分析
• 在分析仪表系统故障前，要比较透彻地了
解相关控制系统的工艺流程、工艺介质、 管道压力等情况及条件，了解仪表系统的 设计方案、设计意图、仪表系统的结构原 理特点、性能及参数要求等，做到心中有 数。
• 在分析检查仪表系统故障时，要了解生产
的负荷及控制参数的变化情况，在DCS中 查看该仪表历史记录曲线，进行分析，以 确定仪表故障原因所在。
➢温度控制系统指示出现大幅缓慢的波动，很
可能是由于工艺操作变化引起的，如当时工 艺操作没有变化，则很可能是仪表控制系统 电缆接触不良。
2、压力控制系统
• 压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动
时，首先检查工艺操作有无变化，这种变 化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不 好造成。
• 压力控制系统仪表记录出现直线，工艺操
动浮筒液位调节器，气动压力 调节器，温包式气动温度调节 器等。
• 5.变送器类
• 大多数为智能变送器； 建厂初期为电
动三型变送器，后来逐步更换为EJA变
送器，还采用了一些与被测介质相适应
的流量计。如：质量流量计测量液氨流
量。椭圆齿轮流量计，测量渣油流量。
• 液位变送器除一部分采用差压变送器外，
主要采用浮筒式液位变送器。
4、液位控制仪表系统故障
• 液位控制仪表系统指示值突变到最大或最小时，可
以先将液位自动控制改为手动控制，看液位变化情 况。如液位可以稳定在一定的范围，则故障在液位 控制系统，具体变现为PID参数设置不当、调节阀 故障；如稳不住液位，调节阀阀位和DCS调节器输 出一致，则为工艺系统造成的故障，要从工艺方面 查找原因。
表，
• 主要有热电阻、热电偶、流量孔板、
流量喷嘴、文丘里、阿牛巴等。
➢2.就地显示仪表：
主要有普通压力表，双金属温度 计，温包式温度计，磁力液位计， 浮筒液位计，转子流量计及各类气 动仪表。
•3.电开关（接联锁或报警系统）
有温度开关、压力开关、液位 开关、流量开关等仪表。
•4.就地控制仪表
• 这类仪表都是气动仪表。如气
仪表基础知识
一、石化公司仪表的应用现状
两套化肥主装置（合成氨、尿素）和炼
油主装置实现了DCS控制，部分独立装置 （如两套水处理、3#锅炉、25MW发电机 组、4118K3等）采用PLC控制。
合成氨系统的仪表产自日本、德国等许
多厂家，在当时几乎是国际市场最先进 的仪表。
二、仪表的种类
• 1.一次表：直接与工艺管道连接的仪
测量（400℃-1700 ℃）
• 一般采用的是两线
制
热电阻：
根据不同温度下导体 电阻不同的原理测 量
• 适合中、低温系统
的温度测量（270℃--400 ℃）
• 一般采用的是三线
制
压力的检测方法
液柱式压力检测 弹性式压力检测 电气式压力检测 活塞式压力检测
U形管 （用于微压测量）
弹簧管、膜片、 波纹管
• 7.可燃性气体检测显示报警监测
• 该类仪表属于分析仪表，主要分布
在厂区，泵房有可能泄露可燃气体 的场所。在控制室内装有PLC监测 系统。
•8.调节阀
• 调节阀的种类很多，且是自控系统
中最重要的仪表。
• 其中一部分调节阀是自力式的，不
受仪表控制。其余凡受仪表控制的 调节阀都采用气动执行机构或电动 执行机构。
• 有不少调节阀带有手轮，当仪表失
灵时，可用手轮进行手动操作。
• 有一些调节阀除受调节信号控制外，
还受联锁控制。在特殊情况下，当 调节系统无法控制时，将被联锁控 制取代。
• 9.其它系统的仪表 • 除上述仪表以外，现新上的控制系统
还有一些特殊的仪表，如还有4112工 段的气化炉使用的8台表面温度热偶， 共有90个测温点，也很特殊。 0106K1-1、18K3-1、2的压力、温度变 送器就与我们常规的变送器不一样。
现场检查同一直观仪表的指示值（如
就地压力表），如果它们差别很大，
则很可能是仪表系统出现故障。
故障分析举例
➢1、温度测量系统 ➢温度测量系统的指示值突然变到最大或最小，
则为仪表系统的故障。因为温度测量系统的 测量滞后较大，不会发生突变。
➢如果温度控制系统指示出现快速振荡现象，
多为控制参数PID整定不当造成。
作变化了压力但指示还是不变化，一般故 障出现在压力测量系统中，
3．流量仪表系统故障
• 流量仪表系统指示值达到最大时，则现场仪表也
常常会指示最大。此时可手动控制调节阀的开度， 如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。 若流量值降不下来，则是仪表系统的原因造成。
• 如果流量仪表系统指示最小，首先检查时，
发现趋势曲线发生突变或跳跃到最大 或最小，则应该是仪表系统出现了故 障。
• 如故障出现以前仪表记录曲线一直表
现正常，后来工艺参数曲线变得毫无 规律或使系统难以控制，甚至连手动 操作也不能控制，则此故障可能是工 艺系统工况波动造成的。
• 当发现DCS仪表显示不正常时，可以到
仪表，如果正常，则是仪表故障。当现场检测仪 表指示也最小，则检查调节阀开度，若调节阀开 度为零，则常为调节阀故障。当现场检测仪表指 示最小，调节阀开度正常，故障原因很可能是系 统压力不够、工艺管线堵塞、泵不上量、介质结 晶、操作不当等原因造成。
• 如果流量控制仪表系统指示值波动较频繁，可将
自动控制改到手动控制，如果波动减小，则是仪 表方面的原因或是仪表PID控制参数不合适。如果 波动仍频繁，则是工艺操作方面原因造成。
6) 声学式：利用超声波在介质中的传 播速度以及在不同相界面之间的发射 特性来检测物位的大小。可以测量液 位和料位。
7) 射线式：放射线同位素所发出的射 线(如γ 射线)穿过被测介质时因被介 质吸收其强度衰减，通过检测放射线 强度的变化达到测量物位的目的。这 种方法可以实现物位的非接触式测量。
8) 光纤式：基于物位对光波的折射和 反射原理进行物位测量。
• 如果仪表控制参数在较长时间所记录的趋
势曲线为一条直线，或趋势曲线原来波动， 现在变成了一条直线，故障很可能在仪表 系统。因为我公司DCS改造后仪表数据的 记录是由DCS系统完成，灵敏度和准确度 非常高，参数的变化能明显反应出来。此 时最直接的判断方法是：和工艺人员协商， 通过人为地改变调节阀的阀位来改变工艺 控制参数，注意一定要在现场确定调节阀 阀位与DCS调节器输出是否一致。
•6.中控室仪表
• （1）一化肥装置主要采用DCS控制和PLC
操作站上显示和操作。一化肥共有17台 DCS操作站，一台CO2吸附PLC操作站，一 台可燃气体泄漏检测报警监视操作站。
• （2）许多重要的选择开关、按钮开关、
报警灯设在辅操台上。另外，仪表盘后 还有许多仪表。如报警设定器、安全栅、 频率转换器、继电器，自动分析仪表等。
三、控制系统的组成
• 常规的过程控制系统框图如图
四、控制系统的分类
仪表控 制系统
温度控 压力控 流量控 制系统 制系统 制系统
液位控 制系统
其他 热电阻 热电偶 差压式 （转子、 压力
质量）
浮筒
其他 （辐射、 电容等）
1、温度仪表
热电偶 ：
根据不同温度产生不 同热电势的原理测 量
• 适合高温系统的温
3) 浮力式
基于阿基米德定理，漂浮于液面上 的浮子或浸没在液体中的浮筒，在液 位发生变化时其浮力发生相应的变化。 这类液位检测仪表有浮子式、浮筒式 和翻转式等。
4)、 机械接触式
通过测量物位探头与物料面接触时 的机械力实现物位的测量。主要有重 锤式、音叉式和旋翼式等。
5) 电气式
将电气式物位敏感元件置于被测介 质中，当物位发生变化时，其电气参数 如电阻、电容、磁场等会发生相应的改 变，通过检测这些参数就可以测量物位。 这种方法既可以测量液位也可以测量料 位。主要有电阻式、电容式和磁致收缩 式等物位检测仪表。
（用途广泛、 现场直读）
电阻、电荷量 （用于远传）
活塞式压力 计 （用于标准 压力检测）
3、流量仪表
按检测量 分
按检测方法 分
体积流量
质量流量
速度法
容积法
质量法
差压式流量计 转子流量计 电磁流量计 超声波流量计
椭圆齿轮流量计 活塞式流量计 刮板流量计
质量流量计
4、物位检测仪表
物位是液位、料位和界位的总称， 对物位进行测量、显示和控制的仪表 称为物位检测仪表。在物位检测中， 有时需要对物位连续测量，有时仅需 要测量物位是否达到上限、下限或某 个特定的位置，这种定点测量物位的 仪表称为物位开关。物位开关常用来 监视、报警或输出控制信号。
对不上时，首先检查现场直读式指示仪表是否正常， 如指示正常 ，则为仪表故障。
• 液位仪表指示值变化波动频繁时，首先要根据液面
控制对象的容量大小来分析故障的原因，容量大一 般是仪表故障造成。容量小的看工艺参数是否波动， 如工艺参数波动则很可能是工艺波动造成的。
物位仪表的分类
• 1）、直读式 ：采用在设备容器侧壁开窗
口或旁通管方式，直接显示物位的高度。
• 优点：简单也最常见，方法可靠、准确 • 缺点：只能就地指示，主要用于液位检测
压力较低的场合。
2) 、 静压式
基于流体静力学原理，容器内的液 面高度与液柱质量形成的静压力成比 例关系，当被测介质密度不变时，通 过测量参考点的压力可测量液位。基 于这种方法的液位检测仪表有压力式、 吹气式和差压式等。
谢谢
五、常见仪表故障分析
• 在分析仪表系统故障前，要比较透彻地了
解相关控制系统的工艺流程、工艺介质、 管道压力等情况及条件，了解仪表系统的 设计方案、设计意图、仪表系统的结构原 理特点、性能及参数要求等，做到心中有 数。
• 在分析检查仪表系统故障时，要了解生产
的负荷及控制参数的变化情况，在DCS中 查看该仪表历史记录曲线，进行分析，以 确定仪表故障原因所在。
➢温度控制系统指示出现大幅缓慢的波动，很
可能是由于工艺操作变化引起的，如当时工 艺操作没有变化，则很可能是仪表控制系统 电缆接触不良。
2、压力控制系统
• 压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动
时，首先检查工艺操作有无变化，这种变 化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不 好造成。
• 压力控制系统仪表记录出现直线，工艺操
动浮筒液位调节器，气动压力 调节器，温包式气动温度调节 器等。
• 5.变送器类
• 大多数为智能变送器； 建厂初期为电
动三型变送器，后来逐步更换为EJA变
送器，还采用了一些与被测介质相适应
的流量计。如：质量流量计测量液氨流
量。椭圆齿轮流量计，测量渣油流量。
• 液位变送器除一部分采用差压变送器外，
主要采用浮筒式液位变送器。
4、液位控制仪表系统故障
• 液位控制仪表系统指示值突变到最大或最小时，可
以先将液位自动控制改为手动控制，看液位变化情 况。如液位可以稳定在一定的范围，则故障在液位 控制系统，具体变现为PID参数设置不当、调节阀 故障；如稳不住液位，调节阀阀位和DCS调节器输 出一致，则为工艺系统造成的故障，要从工艺方面 查找原因。
表，
• 主要有热电阻、热电偶、流量孔板、
流量喷嘴、文丘里、阿牛巴等。
➢2.就地显示仪表：
主要有普通压力表，双金属温度 计，温包式温度计，磁力液位计， 浮筒液位计，转子流量计及各类气 动仪表。
•3.电开关（接联锁或报警系统）
有温度开关、压力开关、液位 开关、流量开关等仪表。
•4.就地控制仪表
• 这类仪表都是气动仪表。如气
仪表基础知识
一、石化公司仪表的应用现状
两套化肥主装置（合成氨、尿素）和炼
油主装置实现了DCS控制，部分独立装置 （如两套水处理、3#锅炉、25MW发电机 组、4118K3等）采用PLC控制。
合成氨系统的仪表产自日本、德国等许
多厂家，在当时几乎是国际市场最先进 的仪表。
二、仪表的种类
• 1.一次表：直接与工艺管道连接的仪
测量（400℃-1700 ℃）
• 一般采用的是两线
制
热电阻：
根据不同温度下导体 电阻不同的原理测 量
• 适合中、低温系统
的温度测量（270℃--400 ℃）
• 一般采用的是三线
制
压力的检测方法
液柱式压力检测 弹性式压力检测 电气式压力检测 活塞式压力检测
U形管 （用于微压测量）
弹簧管、膜片、 波纹管
• 7.可燃性气体检测显示报警监测
• 该类仪表属于分析仪表，主要分布
在厂区，泵房有可能泄露可燃气体 的场所。在控制室内装有PLC监测 系统。
•8.调节阀
• 调节阀的种类很多，且是自控系统
中最重要的仪表。
• 其中一部分调节阀是自力式的，不
受仪表控制。其余凡受仪表控制的 调节阀都采用气动执行机构或电动 执行机构。
• 有不少调节阀带有手轮，当仪表失
灵时，可用手轮进行手动操作。
• 有一些调节阀除受调节信号控制外，
还受联锁控制。在特殊情况下，当 调节系统无法控制时，将被联锁控 制取代。
• 9.其它系统的仪表 • 除上述仪表以外，现新上的控制系统
还有一些特殊的仪表，如还有4112工 段的气化炉使用的8台表面温度热偶， 共有90个测温点，也很特殊。 0106K1-1、18K3-1、2的压力、温度变 送器就与我们常规的变送器不一样。
现场检查同一直观仪表的指示值（如
就地压力表），如果它们差别很大，
则很可能是仪表系统出现故障。
故障分析举例
➢1、温度测量系统 ➢温度测量系统的指示值突然变到最大或最小，
则为仪表系统的故障。因为温度测量系统的 测量滞后较大，不会发生突变。
➢如果温度控制系统指示出现快速振荡现象，
多为控制参数PID整定不当造成。
作变化了压力但指示还是不变化，一般故 障出现在压力测量系统中，
3．流量仪表系统故障
• 流量仪表系统指示值达到最大时，则现场仪表也
常常会指示最大。此时可手动控制调节阀的开度， 如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。 若流量值降不下来，则是仪表系统的原因造成。
• 如果流量仪表系统指示最小，首先检查时，
发现趋势曲线发生突变或跳跃到最大 或最小，则应该是仪表系统出现了故 障。
• 如故障出现以前仪表记录曲线一直表
现正常，后来工艺参数曲线变得毫无 规律或使系统难以控制，甚至连手动 操作也不能控制，则此故障可能是工 艺系统工况波动造成的。
• 当发现DCS仪表显示不正常时，可以到
仪表，如果正常，则是仪表故障。当现场检测仪 表指示也最小，则检查调节阀开度，若调节阀开 度为零，则常为调节阀故障。当现场检测仪表指 示最小，调节阀开度正常，故障原因很可能是系 统压力不够、工艺管线堵塞、泵不上量、介质结 晶、操作不当等原因造成。
• 如果流量控制仪表系统指示值波动较频繁，可将
自动控制改到手动控制，如果波动减小，则是仪 表方面的原因或是仪表PID控制参数不合适。如果 波动仍频繁，则是工艺操作方面原因造成。
6) 声学式：利用超声波在介质中的传 播速度以及在不同相界面之间的发射 特性来检测物位的大小。可以测量液 位和料位。
7) 射线式：放射线同位素所发出的射 线(如γ 射线)穿过被测介质时因被介 质吸收其强度衰减，通过检测放射线 强度的变化达到测量物位的目的。这 种方法可以实现物位的非接触式测量。
8) 光纤式：基于物位对光波的折射和 反射原理进行物位测量。
• 如果仪表控制参数在较长时间所记录的趋
势曲线为一条直线，或趋势曲线原来波动， 现在变成了一条直线，故障很可能在仪表 系统。因为我公司DCS改造后仪表数据的 记录是由DCS系统完成，灵敏度和准确度 非常高，参数的变化能明显反应出来。此 时最直接的判断方法是：和工艺人员协商， 通过人为地改变调节阀的阀位来改变工艺 控制参数，注意一定要在现场确定调节阀 阀位与DCS调节器输出是否一致。
•6.中控室仪表
• （1）一化肥装置主要采用DCS控制和PLC
操作站上显示和操作。一化肥共有17台 DCS操作站，一台CO2吸附PLC操作站，一 台可燃气体泄漏检测报警监视操作站。
• （2）许多重要的选择开关、按钮开关、
报警灯设在辅操台上。另外，仪表盘后 还有许多仪表。如报警设定器、安全栅、 频率转换器、继电器，自动分析仪表等。
三、控制系统的组成
• 常规的过程控制系统框图如图
四、控制系统的分类
仪表控 制系统
温度控 压力控 流量控 制系统 制系统 制系统
液位控 制系统
其他 热电阻 热电偶 差压式 （转子、 压力
质量）
浮筒
其他 （辐射、 电容等）
1、温度仪表
热电偶 ：
根据不同温度产生不 同热电势的原理测 量
• 适合高温系统的温
3) 浮力式
基于阿基米德定理，漂浮于液面上 的浮子或浸没在液体中的浮筒，在液 位发生变化时其浮力发生相应的变化。 这类液位检测仪表有浮子式、浮筒式 和翻转式等。
4)、 机械接触式
通过测量物位探头与物料面接触时 的机械力实现物位的测量。主要有重 锤式、音叉式和旋翼式等。
5) 电气式
将电气式物位敏感元件置于被测介 质中，当物位发生变化时，其电气参数 如电阻、电容、磁场等会发生相应的改 变，通过检测这些参数就可以测量物位。 这种方法既可以测量液位也可以测量料 位。主要有电阻式、电容式和磁致收缩 式等物位检测仪表。
（用途广泛、 现场直读）
电阻、电荷量 （用于远传）
活塞式压力 计 （用于标准 压力检测）
3、流量仪表
按检测量 分
按检测方法 分
体积流量
质量流量
速度法
容积法
质量法
差压式流量计 转子流量计 电磁流量计 超声波流量计
椭圆齿轮流量计 活塞式流量计 刮板流量计
质量流量计
4、物位检测仪表
物位是液位、料位和界位的总称， 对物位进行测量、显示和控制的仪表 称为物位检测仪表。在物位检测中， 有时需要对物位连续测量，有时仅需 要测量物位是否达到上限、下限或某 个特定的位置，这种定点测量物位的 仪表称为物位开关。物位开关常用来 监视、报警或输出控制信号。