工业自动化及仪表概述
自动化与仪器仪表
目录
• 自动化概述 • 仪器仪表概述 • 自动化与仪器仪表的关联 • 自动化与仪器仪表的实际应用案例
01
自动化概述
自动化的定义与特点
定义
自动化是指机器或装置在无人干 预的情况下，按照规定的程序或 指令自动进行操作或控制的过程 。
特点
自动化能够提高生产效、降低 成本、减少人工干预、提高产品 质量和生产安全。
携带和集成到其他系统中。
仪器仪表在自动化中的作用
实现生产过程的监测和控制
仪器仪表能够实时监测生产过程，并将数据反馈给控制系统，实 现对生产过程的精确控制。
提高生产效率和产品质量
仪器仪表能够提供精确的测量数据，帮助企业优化生产过程，提高 生产效率和产品质量。
保障生产安全
仪器仪表可以监测生产过程中的异常情况，及时发出警报，保障生 产安全。
04
自动化与仪器仪表的实际 应用案例
工业自动化中的仪器仪表应用
01
02
03
04
自动化生产线监控
仪器仪表用于实时监测生产线 上各种设备的状态和参数，确
保生产流程的稳定运行。
能源管理
通过仪器仪表对工厂能源使用 进行监测和优化，降低能耗，
提高能源利用效率。
质量检测
仪器仪表用于检测产品各项性 能指标，确保产品质量符合标
环境监测中的自动化与仪器仪表应用
大气监测
仪器仪表用于检测空气中的污染物浓 度，评估空气质量。
水质监测
对饮用水、河流、湖泊等水体的水质 进行实时监测。
噪声监测
对城市或特定区域的噪声污染进行监 测和评估。
土壤监测
检测土壤中的重金属、农药残留等污 染物，评估土壤质量。
化工仪表及自动化
06
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。
03
02
01
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
01
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02
04
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。
05
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。
工业自动化控制四大仪表是什么？四大仪表出现故障原因及解决办法
工业自动化控制四大仪表是什么？四大仪表出现故障原因及解决办法为实现工业生产的自动化，需要对生产过程中温度、压力、流量、物位等数据进行全面监控，这些功能通过相应的检测仪表来实现，仪表一旦发生故障，将对工业生产的正常进行造成严重影响。
因此，工控人员必须熟练掌握四大仪表的物理构造、测量原理以及性能指标等，能够准确地对仪表故障进行诊断和处理，从而保证工业生产的正常进行。
一、工业自动化控制四大仪表
1温度仪表
石油化工生产中所进行的化学反应及变化需要在特定的温度及压力环境下才能顺利进行，为实时监测温度变化、精密掌控温度范围，必须在生产中布设一定数量的温度仪表。
目前对于生产温度主要采取接触测量，通过热电偶、热电阻等测温元件来测量温度数据，并借助现场总线技术来达到自动化温控效果。
热电偶与热电阻的识别
工业用热电偶和热电阻保护套管的外形几乎是一样的，有的测温元件外形很小，如铠装型的，两者外形又基本相同。
1、在有铭牌，知道型号的情况下，可采通过铭牌识别。
热电偶：原理为热电效应，其分度号为S、B、E、K、R、J、T七种标准化型号。
热电阻：原理为电阻的热效应（导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性），其分度号为Pt10、Pt100、Pt1000、Cu50和Cu100。
其中Pt100和Cu50的应用最为广泛。
2、在没有铭牌，又不知道型号的情况下，可采用以下方法识别。
（1）看测温元件的引出线，通常热电偶只有两根引出线，如果有三根引出线就是热电阻了。
但对于有四根引出线的，需要测量电阻值来判断是双支热电偶，还是四线制的热电阻。
先。
化工自动化及仪表第九章
化工自动化及仪表第九章1. 引言本章主要介绍化工自动化及仪表的第九章内容。
在化工生产过程中，自动化技术的应用日益广泛。
仪表是自动化系统中的核心组成部分，负责对化工过程进行监测和控制。
本章将重点介绍化工自动化系统的组成、仪表的分类及其工作原理。
2. 化工自动化系统的组成化工自动化系统通常由以下几个部分组成：2.1 控制中心控制中心是化工自动化系统的核心，负责对整个系统进行监控和控制。
它通常由计算机和控制器等设备组成，能够实时获取和处理化工过程中的数据，并根据事先设定的控制策略进行相应的操作。
2.2 信号传输网络信号传输网络是将控制中心和仪表之间的信号进行传输的通道。
常用的信号传输方式包括有线传输和无线传输。
有线传输主要采用电缆，而无线传输主要采用无线电波传输。
2.3 仪表设备仪表设备是化工自动化系统中最关键的组成部分，用于对化工过程进行监测和控制。
常见的仪表设备包括压力传感器、温度传感器、流量计、液位计等。
这些仪表设备能够将经过转换的信号传输给控制中心，实现对化工过程的监控和控制。
2.4 执行机构执行机构是负责对化工过程进行实际操作的设备，如阀门、泵等。
它们接收来自控制中心的信号，根据信号的指令进行相应的动作，以实现对化工过程的控制。
3. 仪表的分类根据仪表的功能和特点，可以将仪表分为以下几类：测量仪表主要用于对化工过程中的各种参数进行测量，如温度、压力、流量等。
它们能够准确地获取并显示参数的数据，为控制中心提供有关化工过程的重要信息。
3.2 控制仪表控制仪表主要用于对化工过程进行控制，如调节温度、压力、流量等。
它们能够根据控制中心提供的信号，控制执行机构的运行，从而实现对化工过程的精确控制。
保护仪表用于对化工过程进行安全保护，如检测阀门是否正常、管道是否泄漏等。
它们能够及时发现潜在的风险并采取相应的措施，避免事故的发生。
3.4 记录仪表记录仪表主要用于对化工过程中的各种参数进行记录和保存。
它们能够将参数的变化情况记录下来，并以图表或曲线的形式展示，为分析和评估化工过程提供依据。
《自动化仪表》PPT课件
选择经过实践证明性能稳定、可靠性高的仪表。
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经济性：在满足工艺和可靠性要求的前提下，尽量选用价格合理、维护方便的仪表。
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考虑环境条件
根据安装环境选择适合的防护等级和温度范围的仪表。
了解仪表性能
熟悉仪表的工作原理、测量范围、精度等级等技术参数。
了解供应商资质
校验仪表参数
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Байду номын сангаас2024/1/26
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06
CHAPTER
自动化仪表在工业生产中的应用案例
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03
自动化仪表在石油化工环保治理中的应用
实时监测和治理废气、废水等污染物排放，降低环境污染。
01
自动化仪表在石油化工原料储运中的应用
实现原料的自动计量、混合、输送和存储，提高储运效率和安全性。
信号处理
对转换后的电信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的信噪比和抗干扰能力。常见的信号处理方法有模拟电路处理、数字电路处理以及微处理器处理等。
信号输出
将处理后的信号以适当的形式输出，如模拟量输出、数字量输出、开关量输出等，以便与后续控制系统或显示装置进行接口。
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自动化仪表的误差来源主要包括原理误差、制造误差、使用误差等。其中，原理误差是由于测量原理不完善引起的；制造误差是由于仪表制造过程中的因素（如材料、工艺等）引起的；使用误差则是由于仪表使用过程中的因素（如环境条件、操作方法等）引起的。
选择有良好信誉和售后服务的供应商。
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自动化仪表及系统
自动化仪表及系统1. 简介自动化仪表及系统是指将计算机技术与仪表控制技术相结合，实现自动化控制和监测的系统。
自动化仪表及系统广泛应用于工业领域，可以提高生产效率、降低成本、提高产品质量和安全性。
2. 自动化仪表的分类自动化仪表可以根据其功能和应用领域进行分类。
2.1 过程控制仪表过程控制仪表主要用于对工业生产过程中各种参数进行测量和控制。
常见的过程控制仪表有压力传感器、温度传感器、流量计等。
这些仪表可以实时监测生产过程中的各种参数，并通过控制系统对参数进行调整，以实现生产过程的自动化控制。
2.2 环境监测仪表环境监测仪表用于实时监测环境中的各种参数，如温度、湿度、气体浓度等。
这些仪表可以帮助我们了解环境状况，并采取相应措施进行调整，以保持良好的环境质量。
2.3 实验室仪器实验室仪器是指用于科学研究和实验室工作的仪器设备。
如离心机、pH计、天平等。
这些仪器可以帮助科研人员进行实验和研究工作，并提供精确的实验数据。
3. 自动化仪表系统的特点自动化仪表系统具有以下几个特点：3.1 高精度自动化仪表系统采用先进的传感器和测量技术，能够实现高精度的测量和控制。
3.2 多功能自动化仪表系统可以同时完成多种测量和控制任务，提高工作效率和生产能力。
3.3 实时监测自动化仪表系统能够实时监测参数的变化，并及时做出相应的调整，保证生产过程的稳定性和安全性。
3.4 网络化自动化仪表系统可以通过网络与其他设备进行连接和通信，实现远程监控和控制。
4. 自动化仪表系统的应用自动化仪表系统在各个领域都有广泛的应用，包括工业生产、环境监测、医疗卫生、科学研究等。
4.1 工业生产在工业生产中，自动化仪表系统可以监测和控制各种参数，如温度、压力、流量等，保证生产过程的稳定性和产品质量。
4.2 环境监测自动化仪表系统可以用于环境监测，如监测大气污染、水质污染等，及时发现问题并采取相应措施。
4.3 医疗卫生自动化仪表系统在医疗卫生领域的应用也日益广泛，如医用仪器设备的监测和控制、患者监测等。
2024版化工仪表及自动化ppt课件
THANKS
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确定安装位置和方式，准 备好安装工具和材料。
安装完成后，进行调试和 校验，确保仪表正常工作。
化工仪表的维护与保养
01
日常维护
02
保持仪表清洁，定期清理灰尘和污垢。
03
定期检查仪表的接线是否松动或损坏，及时进行紧 固或更换。
化工仪表的维护与保养
• 定期检查仪表的测量准确性和稳定性，发现问题及时处理。
文档齐全
保留完整的系统设计文档 和实施记录，便于后期维 护和升级。
培训操作人员
对操作人员进行专业培训， 确保他们熟练掌握系统操 作和维护技能。
自动化控制系统的优化与改进
控制算法优化
针对特定应用场景，优化控制算法以提高控 制精度和响应速度。
系统结构优化
改进系统结构，提高系统稳定性和可靠性。
自动化控制系统的优化与改进
分类
根据测量原理和使用功能，化工仪 表可分为温度仪表、压力仪表、流 量仪表、物位仪表、分析仪表等。
化工仪表的发展历程
01
02
03
早期阶段
以机械式仪表为主，如压 力表、温度计等。
中期阶段
随着电子技术的发展，出 现了电子式仪表，如电子 电位差计、电子温度计等。
现代阶段
随着计算机技术和自动化 技术的发展，化工仪表向 智能化、网络化、集成化 方向发展。
化方向发展。
02
自动化基础知识
自动化的概念与原理
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。
自动化的原理
采用各种检测仪表对工艺参数进行测量，将测量结果送入控制 器与给定值比较得到偏差，按一定规律（算法）产生控制作用， 通过执行器对被控对象（如阀门开度）进行控制，使工艺参数 稳定在给定值上。
化工仪表及自动化
自动化控制系统组成及工作原理
传感器与执行器
传感器负责检测化工过程中的各种参 数（如温度、压力、流量等），将参 数转换为标准信号；执行器根据控制 信号对化工过程进行调节。
控制器
通信网络
实现控制器、传感器、执行器之间的 数据传输，构建自动化控制系统的信 息通道。
接收传感器信号，按照预设的控制算 法进行计算，输出控制信号给执行器 。
按照厂家提供的安装说明进行正确安装， 确保化工仪表安装牢固、接线正确。
定期校准
加强维护
定期对化工仪表进行校准，确保其测量精 度和稳定性，避免因误差过大而影响生产 安全。
加强日常维护和保养工作，及时发现并处 理潜在问题，确保化工仪表长期稳定运行 。
05 化工仪表的发展 趋势与挑战
发展趋势分析
智能化
集成化
化工仪表不断向集成化方向发展，将多个测量参数集成在 一个仪表中，方便用户使用和管理，同时降低了成本。
当前面临的挑战与问题
化工生产涉及高温、高压、易燃易爆等危险因素，对 仪表的安全性要求极高。如何确保仪表在恶劣环境下
的稳定运行是当前面临的挑战之一。
输入 可靠标性题问题
化工生产连续性强，一旦仪表出现故障，可能导致整 个生产线的停工。提高仪表的可靠性和稳定性是亟待 解决的问题。
02 化工仪表基础知 识
测量原理与方法
直接测量与间接测量
直接测量是直接获取被测量的值，如温度、压力的直接读 取；间接测量则是通过测量与被测量有确定函数关系的其 他量，再经过计算得到被测量的值。
接触式测量与非接触式测量
接触式测量是测量仪表与被测介质直接接触，如热电偶测 量温度；非接触式测量是测量仪表不与被测介质接触，如 红外测温仪。
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三、职业规划 �自动化人才现状？
1、市场大就业广； 2、人才缺口大； 3、工作环境相对优越； 4、技术含量高； 5、可替代性差； 6、人才素质要求高；
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三、职业规划
�自动化行业职业发展范围是否有局限性？
生产企业的运行条件 1、产品——研发 2、业务交易——销售 3、产品运行实施——工程 4、产品服务——售后 5、企业运行过程中的业务支持——财务、人力、行政、经营管理
一、工艺与工艺设备 工业平台组成——工艺设备平台
�工艺设备平台—管道、静设备、动设备
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一、工艺与工艺设备
�工艺设备平台—管道、静设备、动设备
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一、工艺与工艺设备
�工艺设备平台—管道、静设备、动设备
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一、工艺与工艺设备
�工艺设备平台—管道、静设备、动设备
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一、工艺与工艺设备
HOLLiAS MACS6 工业自动化及仪表概述
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课程目标
学完本章后，您应该能够了解工艺与自动化及其仪表间的关系。
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一 工艺与工艺设备
目 二 仪表与自动控制 录 三 职业规划
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一、工艺与工艺设备 �工业平台组成
信息管理设备平台 DCS控制设备平台 现场工艺设备平台
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一、工艺与工艺设备 �工业平台组成
，每个仪表都有其自身的性能指标。 � 在工程上表征仪表性能的主要指标有 精确度、变差、灵敏度、复现性
、稳定性、可靠性。随着仪表制造技术的提高，现在对于越来越多的化 工行业更注重仪表的稳定性与可靠性。
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二、仪表与自动控制
被测变量和仪表功能的字母代号
字母
A C D E F I K L M P Q R S T V W Y Z
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一、工艺与工艺设备
�工业平台组成——工艺设备平台
�工艺流程
指工业品生产中，从原料到成品各项工序安排的程序。 也称"加工流程"或"生产 流程"。简称"流程"。
�例如：
离散工业
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一、工艺与工艺设备
�工业平台组成——工艺设备平台
�例如： 啤酒生产流程
流程工业
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一、工艺与工艺设备
�工业平台组成——工艺设备平台
�工艺设备平台—管道、静设备、动设备
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一、工艺与工艺设备
�工艺设备平台—管道、静设备、动设备
14/31
一、工艺与工艺设备
�工艺设备平台—管道、静设备、动设备
15/31
一、工艺与工艺设备
�工艺设备平台—管道、静设备、动设备
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一、工艺与工艺设备
�工艺设备平台—管道、静设备、动设备
自动化企业运行过程的每个环节都需要相应的自动化人才
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三、职业规划 �应聘的敲门砖——简历
1、学习成绩 2、实践经历 3、针对性的简历制作
更了解你的岗位，更体现你的专业，更有优势得到机会
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谢谢！ Thanks for your attention ！
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� 在工业控制中最通用的仪表分类就是按照第6种分类方式去分类仪表。这类分类方法比较 合理，并且仪表覆盖面比较广。
� 但是任何一种划分方法都不能够把所有的仪表分门别类的划分开，因为仪表之间是相互渗 透彼此沟通。
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二、仪表与自动控制 �自动化控制
�测量—检测仪表 � 判断一个仪表在工业中的使用价值我们首先要从仪表的性能指标来判断
� 自动化仪表(生产过程测量控制仪表)分类方法很多,根据不同原则进行相应分类。 下面介绍几种常用的分类方法： 1 按仪表所使用的能源分：气动仪表、电动仪表和液动仪表（很少见，少数执行器）。 2 按仪表组合形式：基地组合仪表、单元组合仪表、综合控制装置。 3 按安装形式：现场仪表、盘装仪表、架装仪表。 4 按是否引入微处理器：智能仪表、非智能仪表。 5 按仪表信号的形式：模拟仪表、数字仪表。 6 按在过程测量控制系统中的作用分：检测仪表、显示仪表、调节（控制）仪表、执行器。
第一位字母
被测变量
分析 电导率 密度 电压 流量 电流 时间或时间程序 物位 水分或湿度 压力或真空 数量或件数 放射性 速度或频率 温度 黏度 力 供选用 位置
修饰词 差 比（分数）
积分、累积 安全
后继字母
功能
报警 控制（调节）
检测元件
指示 自动-手动操作器
积分、累积 记录或打印 开关、联锁 传送 阀、挡板、百叶窗 套管 继动器或计算器 驱动、执行或未分类的终端执行机构
批量控制
离散+连续
DCS控制
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二、仪表与自动控制 �工业控制系统
DCS在工业结构中的作用
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二、仪表与自动控制
�工业控制系统
水处理
交通
楼宇自动化
食品加工
个人及家电
社会生活的各个方面
医疗
化工
电力
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三、职业规划
�在工业生产企业，自动化专业初步就业岗位？
�初步工作岗位 仪表/热工/自控工程师 能力要求： 1、有扎实的专业基础知识； 2、熟悉仪器仪表控制原理，现场施工管理。 3、熟悉化工装置仪表技术、质量标准。 4、熟悉DCS控制系统及调试、熟悉PID控制。 5、现场分析和处理问题能力较强 。 6、英语熟练。 7、吃苦耐劳，能承受工作压力；
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二、仪表与自动控制
�自动化控制
�测量—检测仪表
温度检测仪表
压力检测仪表
流量检测仪表
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二、仪表与自动控制
�自动化控制
�测量—检测仪表
物位检测仪表
分析检测仪表
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二、仪表与自动控制 �自动化控制
�测量—检测仪表
执行器—阀门
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二、仪表与自动控制
�工艺流程指实现制造产品的过程。 仪表是为工艺服务。
流程工业
不间断连续生产方式
水泥&玻璃 化工&石化 电力行业 食品&饮料 冶金业 矿业 石油&天然气 制药&生物 造纸业 纺织业 水处理
离散工业
非连续性生产
航空航天&国防 服装、鞋及皮革业 汽车制造业 楼宇自动化 半导体 金属 制造业 家具业&木制业 机械 医疗产品 塑料&橡胶制品 印刷出版业
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流程控制
不间断连续生产方式
DCS控制
水泥&玻璃 化工&石化 电力行业 食品&饮料 冶金业 矿业 石油&天然气 制药&生物 造纸业 纺织业 水处理
离散控制
非连续性生产
PLC控制
航空航天&国防 服装、鞋及皮革业 汽车制造业 楼宇自动化 半导体 金属 制造业 家具业&木制业 机械 医疗产品 塑料&橡胶制品 印刷出版业
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一、工艺与工艺设备
�工艺设备平台—管道、静设备、动设备
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一、工艺与工艺设备
�工艺设备平台—管道、静设备、动设备
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二、仪表与自动控制
�自动化控制
�什么是控制？
请同学们自由发言身边的手动控制与自动控制实例！
手动控制
自动控制
自动 如何自动控制？ 控制 如何实现自动控制？
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�自动化控制
�控制过程
二、仪表与自动控制
目的：控制工艺参数的稳定运行
测量
控制运算
执行
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二、仪表与自动控制 �自动化控制
�测量—检测仪表
目的：检测工艺关键温度、压力、流量、差压、液位、化学分析等参量的实时值。
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二、仪表与自动控制 �自动化控制
�测量—检测仪表
目的：检测工艺关键温度、压力、流量、差压、液位、化学分析等参量的实时值。
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二、仪表与自动控制
仪表安装位置的图形符号表示
序 安装位 图形符号 号置
1
就地安装 仪表
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
备注
序号 安装位置
嵌在管道中 4
集中仪表 盘后安装 仪表
图形符 号
备注
2 集中仪表
盘面安装 仪表
3 就地仪表
盘面安装 仪表
5 就地仪表 盘面安装 仪表
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二、仪表与自动控制
�工业控制系统
工业分类