工业自动化仪表分类20161101
工业自动化仪表与系统.pptx
2、信号类型分类
模拟式
特点：线路较简单，操作方便，价格较低，在设计、 制造、使用上有较成熟的经验。
数字式
特点：以微型计算机为核心，功能完善，性能优越， 编程灵活。
3、结构分类
基地式控制仪表
以指示、记录为主体，附加控制机构组成。
单元组合式控制仪表
根据控制系统中各个组成环节的不同功能和使用 要求，将整套仪表划分成独立实现某种功能的若干 单元，各单元之间用统一的标准信号来联系。
包括主机电路、过程输入通道、过程输出通 道、人机联系部分和通信部件等。
单回路数字控制器
单回路数字控制器简介
概述
单回路数字控制器是以微处理机为核心， 接收和输出都可以是4~20mA DC标准的、 连续的电模拟量信号；内部处理信号为数字 量，可由用户编制程序，可组成多种控制规 律的一种数字式过程控制装置。
组装式综合控制装置ห้องสมุดไป่ตู้
在单元组合仪表的基础上发展起来的一种功能分 离、结构组件化的成套仪表装置。
集散控制系统
计算机控制装置。特点“集中管理、分散控制。
现场总线控制系统
全分布式的新型控制网络，特点”结构网络化和 全分散性，系统的开放性，现场仪表的互可操作性 和功能自治性，以及对环境的适应性。
二、常用工业自动化仪表的工作原 理
积分时间TI是一个常数，它可以用来表示积分速度的大小和积分作用的强弱。 ３．比例微分调节
比例微分的输出与输入信号的关系为：
y
Kpe
KpTD
de dt
通常称微分控制为“超前控制”。比例微分输出的大小与偏差变化速度及微分时间Ｔ Ｄ成正比。微分作用的强弱用微分时间来衡量。微分时间越长，微分作用越强。
（2）数字调节器
工业自动化仪表的种类
显示仪表根据记录和指示、模拟与数字等功能，又可分为记录仪表和指示仪表、模拟仪表和数显仪表，其中记录仪表又可分为单点记录和多点记录（指示亦可以有单点和多点），其中又有在纸记录或无纸记录，若是有纸记录又分笔录和打印记录。
调节仪表可是以分为基地式调节仪表和单元组合式调节仪表。
由于微处理机引入，又有可编程调节器与固定程序调节器之分。
执行器由执行机构和调节阀两部分组成。
执行机构按能源划分有气动执行器、电动执行器和液动执行器，按结构形式可以分为薄膜式、活塞式（气缸式）和长行程执行机构。
调节阀根据其结构特噗和流量特性不同进行分类，按结构特点分通常有直通单座、直通双座、三通、角形、隔膜、蝶形、球阀、偏心旋转、套筒（笼式）、阀体分离等，按流量特性分为直线、对数（等面分比）、抛物线、快开等。
这类分类方法相对比较合理，仪表覆盖面也比较广，但任何一种分类方法均不能将所有仪表分门别类地划分得井井有序，它们中间互有渗透，彼此沟通。
例如变送器具有多种功能，温度变送器可以划归温度检测仪表，差压变送器可以划归流量检测仪表，压力变送器可以划归压检测仪表，若用兀压法测液位可以划归物位检测仪表，很难确切划归哪一类，中外单元组合仪表中的计算和辅助单元也很难归并。
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化工企业自动化仪表的类型
化工企业自动化仪表的类型1、温度检测仪表温度检测仪表主要借助于温度传感器全面监测化工生产期间所产生的温度参数和温度变化情况，生成相关检测数据，工作人员通过查看数据信息能够对产品生产运行的基本情况有大致了解，再通过调节温度对整个生产过程进行有效控制。
常用的温度传感器有热电阻温度计、双金属温度计、热电偶温度计等，化工企业可以根据生产的实际情况，结合所需测试介质的自身性质和温度情况合理选择温度传感器类型，提高适配性。
进行温度检测仪表、温度传感器安装时，安装人员需要科学合理搭配补偿导线型号，避免导线型号不当给部件的精准度、灵敏性以及设备的正常稳定运行带来不利影响。
进行温度测试时，热电阻中的阻值、热电偶中的毫伏电势都会随着温度进行变化，在测量过程中，温度检测仪最低承受温度为-150℃，所能承受的温度上限为1600℃。
2、压力检测仪表压力变送器、现场压力表、压力开关等是压力检测仪表的主要构成部分。
压力检测仪表主要是利用压力传感器对化工生产各环节的差压进行实时监测，并将数据结果传输到控制中心，便于工作人员根据实际的生产情况制定科学合理的生产控制措施。
使用压力检测仪表进行测量时，获取的最低压强为负数，最高压强远远大于60MPa。
3、流量检测仪表流量检测仪表主要是对化工生产各个环节的流量变化进行科学监测，通过研究分析监控的流量信息数据科学合理控制整个生产过程，确保生产效率和质量。
流量检测仪表种类多样化，根据使用性能可以划分为差压流量计、电磁流量计，除此之外，还有涡街流量计、超声波流量计等。
每种流量计适用的使用环境不一样，化工企业需要综合衡量多项生产要素，结合实际情况合理选用流量计，最大限度发挥出各流量计的使用功能和作用。
需要注意的是，流量检测仪表的工作原理、使用技术等复杂程度高，而且争议性较大，在实际应用过程中需要小心谨慎，确保安装效果。
常用工业自动化仪表简介
常用工业自动化仪表简介工业自动化仪表或过程检测控制仪表，广泛应用于化工、冶金等工业生产过程控制，是对工业过程工艺参数实现检测和控制的自动化技术工具，能够准确而及时地检测出各种工艺参数的变化，并控制其中的主要参数，保持在给定的数值或规律，从而有效地进行生产操作和实现生产过程的自动化。
以下从七个方面对工业自动化仪表进行简要介绍。
第一章：测量误差和仪表的质量指标第一节：测量及测量误差一、测量所谓测量，就是为确定被测量的量值而进行的一系列工作。
一般来讲，为了得到一个被测量的量值，必须用同性质的标准量与被测量进行比较，以确定被测量是标准量的多少倍。
这里，标准量即为该物理量的单位，且此单位为国家法定计量单位。
当进行测量时，首先要确定测量单位，其次要选用适当的测量方法和测量仪表，最后还应估计测量结果的误差。
二、测量误差测量误差是指由测量所得被测量的量值与被测量的真值之间的误差。
它反映了测量质量得好坏。
一个测量结果，只有知道它得测量误差的大小或能指明误差范围时，这种结果才有意义。
为了得到误差的大小，首先必须确定真值。
（一）、真值在所有的测量中，无论时直接测量和间接测量，最根本的目的都是为了求得某一物理量得真值。
但严格地讲，任何物理量得真值是无法测定的，我们能得到的只是被测物理量的近似值。
所谓真值，就是一个量在被观测时，该量本身所具有的真实大小。
这是一个理想的概念，之所以真值无法测定，是因为测量时提供的条件、测量人员的素质、测量方法和测量器具等总不能完全理想的缘故。
为了使“真值”这个理想的概念用于实际的测量工作中，引入“约定真值”的概念。
它是为实际使用的目的所采用接近真值因而可以代替真值的值。
约定真值与真值之差可以认为忽略不计。
具体地说，工程上是上一级标准仪器的量值（或精确度等级较高的仪表的指示值）加上修正值作为约定真值来检定精确度等级较低的仪表的。
（二）平均值为了使真值变为实现测量的可能，在科学实验中，常把观测次数为无限多时，在无系统误差的情况下，求得得平均值作为真值。
自动化仪表
我所认识的自动化仪表1、自动化仪表概述自动化仪表是生产自动化中，特别是连续生产过程自动化中必需的一类专门的仪器仪表。
其中包括对工艺参数进行测量的检测仪表、根据测量值对给定值的偏差按一定的调节规律发出调节命令的调节仪表以及根据调节仪表的命令对进出生产装置的物料或能量进行控制的执行器等。
这些仪表代替人们对生产过程进行测量、控制、监督和保护，因而是自动控制系统的必要组成部分。
2、仪表的分类自动化仪表分类方法很多，根据不同原则可以进行相应的分类。
按仪表所使用的能源分类，可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表（很少见）；按仪表组合形式，可以分基地式仪表，单元组合仪表和综合控制装置；按仪表安装形式，可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表；根据仪表有否引入微处理机（器）又可分为智能仪表与非智能仪表。
根据仪表信号的形式可分为模拟仪表和数字仪表。
3、仪表的基本技术指标1）.量程范围仪表能够测量的最大输入量与最小输入量之间的范围称作仪表的量程范围，简称量程。
在数值上等于仪表上限值与下限值的代数差之绝对值。
2）.灵敏度在稳定情况下，仪表输出变化量△L与引起此变化的输入量的变化量△Xb之比值，定义为仪表的灵敏度。
用S表示，即式中，S—— 仪表灵敏度△L、△Xb—— 分别为输出与输入变化量3）．灵敏限（分辨率、死区）它表明仪表响应输入量微小变化的能力指标，即不能引起输出发生变化的最大输入变化幅度与量程范围之比的百分数。
4）. 仪器基本误差仪表测量值中的最大示值绝对误差与仪表量程之比值称为仪表的基本误差。
5）. 仪器允许误差它表示对测量仪表所允许的误差界限，即出厂的仪表都要保证基本误差不超过某一规定值，此规定值叫允许误差。
6）．准确度等级它指根据测量仪表准确度大小所划分的等级或级别。
允许误差去掉百分号的数值就是准确度等级，工程上称为精度等级7）. 变差在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测量进行反复测量（正行程和反行程）时，所产生的最大差值与仪表量程之比值称为变差，用ε表示。
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工业自动化仪表品种繁多，从信息的获得、传递、反映和处理的过程把工业自动化仪表分为五大类。
检测仪表
生产过程中，介质在设备、管道不同部位的温度、压力、流量、物位以及其他物理量瞬息万变，始终处于变化之中。
检测仪表就是用以检测上述物理量在每个瞬间的量值。
按照所测量工艺参数的不同，检测仪表可分为如下几种：
1．温度仪表：
常用的温度测量仪表有玻璃温度计、双金属温度计、压力式（温包）温度计、温度开关、热电偶、热电阻，还有辐射高温计及光学高温计、光电比色高温计等辐射式温度计。
2．压力仪表：
压力测量仪表用于检测压力、真空和压差。
根据其工作原理可分为：弹性式压力计（按其弹性元件又分为弹簧管压力计、膜片压力计、膜盒压力计、压力开关等）；传感式压力计（如电阻式、电容式、电感式、霍尔式压力计等）；液柱式压力计（如U 形管、直管、倾斜管压力计)；还有精度较高通常用于校验标准压力表的活塞式压力计。
3．流量仪表：
流量测量仪表品种繁多，目前应用最为广泛的是由节流装置和与其配套的差压流量变送器。
常用的节流装置有孔板、喷嘴和文丘里管。
其他常用的流量仪表还有水。
化工仪表、自动化设备及控制系统的类型分类标准
化工仪表、自动化设备及控制系统的类型分类标准工业自动化仪表种类繁多，结构形式各异，根据不同的原则，可以进行相应的分类，化工仪表、自动化设备及控制系统可以按照能源形式、信号类型和结构形式来分类。
一、按仪表使用的能源分类可分为气动、电动、液动等几类。
气动仪表的发展和应用已有数十年的历史，20世纪40年代起就已广泛应用于工业生产。
它的特点是结构简单、性能稳定、可靠性高、价格便宜，能防火、防爆，且在本质上是安全防爆的，特别适用于石油、化工等有爆炸危险的场所。
但气动仪表一般反应速度慢，反应时间较长；传送距离受到限制，不宜实现远距离大范围的集中显示与控制；与计算机联用比较困难。
电动控制仪表的出现要晚些，但由于其信号传输、放大、变换处理比气动仪表容易得多，又便于实现远距离监视和操作。
还易于与计算机等现代化技术工具联用，因而这类仪表的应用更为广泛。
电动控制仪表的防爆问题，由于采取了安全火花防爆措施，也得到了很好的解决，它同样能应用于易燃易爆的危险场所。
电动仪表以电为能源，信号之间联系比较方便适宜于远距离传送，且方便与计算机联用。
20世纪90年代以来，气动仪表也可以做到防火、防爆，更有利于气动仪表的使用安全。
但电动仪表一般结构较复杂；易受温度、湿度、电磁性等环境影响。
工业上通常使用气动控制仪表和电动控制仪表。
液动仪表是按照仪表自身的能源来进行工作的仪表。
目前使用较少。
二、按信号类型分类可分为模拟式和数字式两大类。
模拟式控制仪表的传输信号通常为连续变化的模拟量。
这类仪表线路较简单，操作方便，价格较低，在中国已经历多次升级换代，在设计、制造、使用上均有较成熟的经验。
长期以来，它广泛地应用于各工业部门。
数字式控制仪表的传输信号通常为断续变化的数字量。
近20年来，随着微电子技术、计算机技术和网络通信技术的迅速发展，数字式控制仪表和新型计算机控制装置相继问世，并越来越多地应用于生产过程自动化中。
这些仪表和装置是以微型计算机为核心，其功能完善，性能优越，它能解决模拟式仪表难以解决的问题，满足现代化生产过程的高质量控制要求。
自动化仪表的分类
自动化仪表的分类在工业自动化领域，仪表扮演着重要的角色，它们负责监控、测量和控制系统参数，确保生产过程的安全、稳定和高效。
根据不同的特性和应用场景，自动化仪表可以分为以下几类：1、温度仪表：温度仪表主要用于测量和监控生产过程中的温度。
它包括热电偶、热电阻、温度开关、温度变送器等。
这些仪表可以确保设备在安全的温度范围内运行，同时也可以帮助优化生产过程。
2、压力仪表：压力仪表主要用于测量和监控生产过程中的压力。
它包括压力开关、压力变送器、压力表等。
这些仪表可以确保设备在安全的压力范围内运行，防止过压或欠压对设备造成的损害。
3、流量仪表：流量仪表主要用于测量和监控生产过程中的流量。
它包括流量开关、流量计、流量变送器等。
这些仪表可以用于测量液体的流量，也可以用于测量气体的流量。
它们可以帮助优化生产过程，提高生产效率。
4、物位仪表：物位仪表主要用于测量和监控生产过程中的液位或料位。
它包括液位开关、液位计、料位开关等。
这些仪表可以确保设备在安全的液位或料位下运行，防止过液或欠液对设备造成的损害。
5、过程控制仪表：过程控制仪表主要用于测量和监控生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量、液位等。
它包括各种传感器、变送器、调节阀等。
这些仪表可以用于实现自动化控制，提高生产过程的稳定性和效率。
6、分析仪表：分析仪表主要用于对生产过程中的物质进行分析和检测，例如气体分析仪、水质分析仪等。
这些仪表可以帮助企业了解生产过程中的物质成分，优化生产过程，提高产品质量。
7、执行器及辅助设备：这类仪表包括各种电动执行器、气动执行器、调节阀以及各种辅助设备。
它们主要负责执行控制系统的指令，实现对生产过程的精确控制。
以上就是自动化仪表的主要分类。
每一种类型的仪表都有其特定的应用场景和作用，了解和掌握这些分类有助于更好地选择和使用合适的自动化仪表，提高工业生产的效率和安全性。
随着科技的不断进步，自动化仪表的种类和应用也在不断增加和扩展，未来我们有望看到更多的新型自动化仪表在工业领域得到应用。
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工业自动化仪表分类
工业自动化仪表品种繁多，从信息的获得、传递、反映和处理的过程把工业自动化仪表分为五大类。
一、测量仪表
生产过程中，介质在设备、管道不同部位的温度、压力、流量、物位以及其他物理量瞬息万变，始终处于变化之中。
测量仪表就是用以测量上述物理量在每个瞬间的量值。
按照所测量工艺参数的不同，测量仪表可分为如下几种：
1.温度仪表
常用的温度测量仪表有玻璃温度计、双金属温度计、压力式(温包)温度计、温度开关、热电偶、热电阻，还有辐射高温计及光学高温计、光电比色高温计等辐射式温度计。
2.压力仪表
压力测量仪表用于检测压力、真空和压差。
根据其工作原理可分为：弹性式压力计(按其弹性元件又分为弹簧管压力计、膜片压力计、膜盒压力计、压力开关等);传感式压力计(如电阻式、电容式、电感式、霍尔式压力计等);液柱式压力计(如U形管、直管、倾斜管压力计);还有精度较高通常用于校验标准压力表的活塞式压力计。
3.流量仪表
流量测量仪表品种繁多，目前应用最为广泛的是由节流装置和与其配套的差压流量变送器。
常用的节流装置有孔板、喷嘴和文丘里管。
其他常用的流量仪表还有水表、转子流量计、椭圆齿轮流量计、靶式流量计、电磁流量计、旋涡流量计、阿钮巴流量计、质量流量计等。
4.物位仪表
物位仪表主要测量塔器和槽、罐类容器内某种介质的液位或两种不同比重液体的界面及固体物料的料位。
液位计中最为常见的是玻璃管液位计、玻璃板液位
计，其他还有差压式液位计和浮力式液位计(如浮球液位计、液位开关、浮筒液位计、浮标液位计、钢带液位计、储罐液位称重仪等)。
用于固体物料料位检测的有电阻式料位计、电容式料位计、物位开关、重锤探测物位计、音叉料位计、超声波物位计、放射性料位计等。
5.机械量仪表
工业上常用的机械量仪表有测厚仪、热膨胀检测仪、张力检测仪、挠度检测仪以及用于旋转机械(如大型蒸汽透平压缩机等)的轴振动、轴位移、转速检测装置和称重装置(如电子皮带秤，皮带跑偏、打滑检测装置，称重显示仪，称重装袋装置等)。
二、成分分析仪表
成分分析仪表用于检定工艺介质的成分及测定某种组分(或某些组分直至全组分)的含量。
按其工作原理可分为电化学式分析仪(如电导仪、工业酸度计、氧化锆分析仪等)，热学式分析仪(如热导式分析仪、热化学式分析仪、红外线分析仪)及磁导式分析仪、光电比色分析仪、质谱仪、工业气相色谱仪等。
在安装在线成分分析仪表时，一般都需要对所取的样品进行预处理，使样品的状态、温度、压力、流量等参数符合分析仪表工作条件的要求，因此需要配置一些由过滤器、除尘器、干燥容器、冷却器、转子流量计、水封和阀门及管路等组成的管路系统，以对样品进行一般性预处理。
对于一些特殊介质(如烟道气脏气样、炉气等高温气样、重油分析取样、腐蚀性组分取样及环境检测取样等)，其取样预处理系统则更为完善，这类成品形式的取样预处理系统称为取样预处理装置。
另外，还有一些物性检测仪表如水分计、湿度计、密度计、浓度计、浊度计、粘度计等也往往划归成分分析仪表。
三、显示仪表
此类仪表是指与检测仪表配套用以指示或记录被测参数的瞬时值，如用于指示的比率计、毫伏计等动圈指示仪，数字显示仪和指示或记录温度用的电子电位差计、电子平衡电桥(电子电位差计、平衡电桥还可以附加电动调节器或气动调节器等组成复合型仪表)及具有流量累计功能的积算型仪表。
四、控制仪表
控制仪表一方面接受过程检测仪表及变送器的测量信号进行显示，另一方面发出调节信号控制执行器(执行机构及调节阀)的动作，组成闭环控制系统。
控制仪表根据信号类型可分为摸拟式控制仪表和数字式控制仪表两大类。
1.模拟控制仪表
模拟控制仪表包括基地式仪表，单元组合仪表(气动、电动)和组装式仪表。
在工业自动化仪表由就地检测显示向集中控制发展过程中，产生了一种集测量、显示、调节功能于一体的仪表，我们称之为基地式调节仪表或简称为基地式仪表。
如具有气动调节器的指示记录调节仪以及一些只有单一调节功能的就地调节器(如温度调节器，压力调节器、差压调节器，流量调节器)。
2.数字式控制仪表
数字式控制仪表包括分散型控制系统(DCS)，可编程逻辑控制器(PLC)，工业控制机(IPC)，安全控制系统(FSC)等。
五、控制阀
控制阀，由执行机构和阀门两部分组成。
按照执行机构的动力源分类有气动控制阀，电动控制阀，液动控制阀和混合型控制阀四大类。
气动控制阀按照其执行机构形式又分为薄膜式控制阀，活塞式控制阀和长行程控制阀。
六、集中监测与控制装置
集中检测装置即利用检测元件或探测器将被测变量或报警接点信号予以集中显示的装置;集中控制装置则是将一系列被测变量信号按设定程序对执行器进行控制的装置。
集中监测与控制装置包括各种数据采集装置、巡回检测装置、信号报警装置、安全检测装置及工业电视及远动装置和顺序控制装置等。
集中监测与控制装置一般分为下述几类：
1.安全监测装置
包括可燃气体检测报警装置、有毒气体检测报警装置、火焰监视器、自动点火装置、燃烧安全保护装置、漏油检漏装置及高阻检测装置等。
2.工业电视
由摄像机及其附属设备(照明、吹扫、冷却装置及电动转台)，显示器及辅助设备(操作器、分配器、补偿器、切换器)等组成。
3.远动装置
接受输入的变量信号，经过信息处理，进行画面显示报警，并向控制端输出控制信号。
4.信号报警装置
包括闪光信号报警器、智能闪光报警装置、继电线路报警系统等各种类型的信号报警装置。
5.顺序控制装置
有继电联锁保护系统、逻辑监控装置、顺序控制装置及智能顺序控制器等。
6.数据采集及巡回检测报警装置
包括数据采集装置及巡回检测报警仪等。
七、自控其他设备
此类设备主要有各式(通道式、柜式、框架式、屏式)仪表盘、仪表箱、操作台、保温(保护)箱、供电箱等。
八、自控材料
自控材料指仪表安装所需要的材料，其品种繁多，如导压配管(无缝钢管、不锈钢管、高压管)、供气配管(镀锌钢管、黄铜管)，气信号配管(紫铜管、铜管缆、尼龙管缆，接管箱)，电气配管材料(焊接钢管、镀锌钢管)，各类配管中的阀门、法兰及管件，自控用电气设备材料(电缆、导线、接线箱、电气设备及元件)，仪表电缆桥架，用于制作仪表设备支架、托架的角钢、槽钢等型钢金属材料，伴热隔热材料及防腐刷油材料等。