仪表控制系统集成ppt课件
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系统集成总体解决方案PPT课件
信息化总体解决方案
方案交流
信息化建设的总体需求
企业决策层
经营管理层
生产执行层
过程控制层
利用综合信息，分析企业动态 制订各种绩效考核指标，随时分析差距，科学决策，保证企业健康发展
规范经营管理、降低成本和费用，创造盈利空间 掌握企业外部环境，如供应和产品销售信息，为决策层提供信息
制订优化的生产计划，科学调度生产 及时、准确的物料平衡计算，跟踪物流、跟踪每日生产成本动态 提高企业日常生产精细化管理水平
数据集中，信息安全
传统IT平台
数据可被用户自由存取
云平台
数据集中管控
数据安全
多种安全措施，保证数据安全 网络传输加密 数据加密 接入认证安全 防病毒
自动调度，节能减排
APP1
APP2
APP3
APP4
APP2
APP3
APP4
APP1
APP1
APP2
APP3
APP4
APP1
APP2
APP3
APP4
夜晚：自动节能减排
白天：监控资源负载情况，自动负载均衡
基于负载策略
基于时间策略
智能化、自动化资源调度: 白天，基于负载策略进行资源监控，自动负载均衡，实现高效热管理 夜晚，基于时间策略进行负载整合，将不需要的服务器关机，最大限度降低耗电量
降温去噪，绿色办公
说明： 1分贝是人类耳朵刚能听到的声音；20分贝以下的声音，我们可以认为他是安静；20—40分贝大约是在耳边喃喃细语；40—60分贝属于我们正常的交谈；60分贝以上就属于吵闹范围了
内部网络与外部网络之间的网络安全系统。一项信息安全的防护系统，依照特定的规则，允许或是限制传输的数据通过。
方案交流
信息化建设的总体需求
企业决策层
经营管理层
生产执行层
过程控制层
利用综合信息，分析企业动态 制订各种绩效考核指标，随时分析差距，科学决策，保证企业健康发展
规范经营管理、降低成本和费用，创造盈利空间 掌握企业外部环境，如供应和产品销售信息，为决策层提供信息
制订优化的生产计划，科学调度生产 及时、准确的物料平衡计算，跟踪物流、跟踪每日生产成本动态 提高企业日常生产精细化管理水平
数据集中，信息安全
传统IT平台
数据可被用户自由存取
云平台
数据集中管控
数据安全
多种安全措施，保证数据安全 网络传输加密 数据加密 接入认证安全 防病毒
自动调度，节能减排
APP1
APP2
APP3
APP4
APP2
APP3
APP4
APP1
APP1
APP2
APP3
APP4
APP1
APP2
APP3
APP4
夜晚：自动节能减排
白天：监控资源负载情况，自动负载均衡
基于负载策略
基于时间策略
智能化、自动化资源调度: 白天，基于负载策略进行资源监控，自动负载均衡，实现高效热管理 夜晚，基于时间策略进行负载整合，将不需要的服务器关机，最大限度降低耗电量
降温去噪，绿色办公
说明： 1分贝是人类耳朵刚能听到的声音；20分贝以下的声音，我们可以认为他是安静；20—40分贝大约是在耳边喃喃细语；40—60分贝属于我们正常的交谈；60分贝以上就属于吵闹范围了
内部网络与外部网络之间的网络安全系统。一项信息安全的防护系统，依照特定的规则，允许或是限制传输的数据通过。
《智能仪器仪表》课件
空气质量监测
01
智能仪器仪表可以实时监测空气质量，为环境保护部门和公众
提供准确的数据。
水质监测
Байду номын сангаас
02
通过智能仪器仪表，可以检测水体的各种参数，如pH值、浊度
、溶解氧等，确保水质安全。
气象监测
03
智能仪器仪表在气象监测中发挥着重要作用，如风速、风向、
温度、湿度等参数的监测。
05
智能仪器仪表的未来展望与挑战
1 2
医疗诊断设备
智能仪器仪表广泛应用于医疗诊断设备中，如心 电图机、血压计等，提高诊断准确率。
病人监护系统
通过智能仪器仪表，可以实时监测病人的生理参 数，为医护人员提供及时准确的病人信息。
3
医疗影像设备
智能仪器仪表在医疗影像设备中发挥着重要作用 ，如CT、MRI等设备中的图像处理和数据分析。
环境监测领域的应用
总结词
随着智能仪器仪表的普及，安全与隐私保护成为亟待解决的问题，需要加强数据 加密、访问控制和安全审计等方面的措施。
详细描述
由于智能仪器仪表通常需要收集和处理大量敏感数据，因此需要采用强大的加密 技术和访问控制机制来保护数据安全。同时，应加强安全审计和监控，及时发现 和应对潜在的安全威胁。
成本与普及率的考量
04
智能仪器仪表的实际应用案例
工业自动化领域的应用
自动化生产控制
智能仪器仪表在工业自动 化领域中主要用于实时监 测和控制生产流程，确保 产品质量和生产效率。
智能传感器
通过智能传感器，可以实 时监测机器的运行状态， 预测潜在故障，并及时采 取措施，减少停机时间。
数据集成与分析
智能仪器仪表能够收集大 量生产数据，通过数据分 析，帮助企业优化生产流 程，降低成本。
自动化仪表培训(全)ppt课件
CHAPTER 05
自动化仪表在工业生产中的 应用案例
石油化工行业应用案例
原油储罐液位测量
采用雷达液位计进行连续测量，实现 高精度、高可靠性的液位监测。
化学反应釜温度控制
采用温度变送器和控制器实现精确控 温，确保产品质量和生产安全。
石油管道流量测量
采用质量流量计进行贸易交接计量， 确保计量准确、公正。
CHAPTER 04
自动化仪表选型与使用注意 事项
选型原则及步骤
明确测量需求
根据工艺要求，确定测量参数（如压力、温 度、流量等）及测量范围。
选择合适型号
根据测量需求和仪表性能，选择适合的型号 和规格。
了解仪表性能
熟悉不同类型自动化仪表的测量原理、精度 等级、稳定性等性能指标。
考虑环境因素
根据安装环境和使用条件，选择具有相应防养建议
使用注意事项
遵守操作规程，避免超量程使用；保持仪表清洁干燥，防止腐蚀和损 坏。
日常维护
定期检查仪表显示是否正常，接线是否松动；清理表面积尘和油污等 杂物。
定期保养
按照厂家推荐的保养周期和方法进行保养，包括更换易损件、清洗内 部管路等。
故障处理
发现故障时及时停机检查，根据故障代码或现象判断故障原因并排除 ；若无法自行解决，请联系厂家或专业维修人员进行维修。
自动化仪表培训(全 )ppt课件
目 录
• 自动化仪表概述 • 自动化仪表基本原理 • 自动化仪表组成结构 • 自动化仪表选型与使用注意事项 • 自动化仪表在工业生产中的应用案例 • 自动化仪表市场前景与发展趋势
CHAPTER 01
自动化仪表概述
定义与分类
定义
自动化仪表是用于测量、显示、 记录和控制各种工业过程参数的 设备，具有自动化、智能化、高 精度等特点。
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
安全仪表系统(SIS )
中海石油建滔化工有限公司 电仪技术部
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
1 什么是安全仪表系统?
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
SIS可以包括或不包括软件 SIS的一部分也可能是人的动作
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
SIS安全仪表系统
如图2所示，这是一个气液分离容器A液位控制的安 全仪表功能回路图。对这个安全仪表功能完整的描述 是：当容器液位开关达到安全联锁值时，逻辑运算器 （图3）使电磁阀2断电，则切断进调节阀膜头信号， 使调节阀切断容器A进料，这个动作要在3秒内完成， 安全等级必须达到SIL2。这是一个安全仪表功能的 完整描述，而所谓的安全仪表系统，则是类似一个或 多个这样的安全仪表功能的集合。
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
图1 SIS的构成
下图为由PES构成的SIS
检测单元
输入模块
PES 控制模块
输出模块
执行单元
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页) 化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
1 什么是安全仪表系统?
在IEC61508 中，SIS被称为安全相关系统（Safety Related System）,将被控对象称为被控设备（EUC）。
IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪 表功能（Safety Instrumented Function,SIF）的仪表系统。SIS是由 传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最终元件 （如电磁阀、电动门等）的组合组成,如图1所示。
安全仪表系统(SIS )
中海石油建滔化工有限公司 电仪技术部
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
1 什么是安全仪表系统?
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
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SIS可以包括或不包括软件 SIS的一部分也可能是人的动作
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
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SIS安全仪表系统
如图2所示，这是一个气液分离容器A液位控制的安 全仪表功能回路图。对这个安全仪表功能完整的描述 是：当容器液位开关达到安全联锁值时，逻辑运算器 （图3）使电磁阀2断电，则切断进调节阀膜头信号， 使调节阀切断容器A进料，这个动作要在3秒内完成， 安全等级必须达到SIL2。这是一个安全仪表功能的 完整描述，而所谓的安全仪表系统，则是类似一个或 多个这样的安全仪表功能的集合。
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
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图1 SIS的构成
下图为由PES构成的SIS
检测单元
输入模块
PES 控制模块
输出模块
执行单元
化工有限公司安全仪表系统SIS(PPT77 页)
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1 什么是安全仪表系统?
在IEC61508 中，SIS被称为安全相关系统（Safety Related System）,将被控对象称为被控设备（EUC）。
IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪 表功能（Safety Instrumented Function,SIF）的仪表系统。SIS是由 传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最终元件 （如电磁阀、电动门等）的组合组成,如图1所示。
2024版化工仪表及自动化ppt课件教学教程
课件教学教程•化工仪表概述•自动化基础知识•化工仪表测量原理与技术•化工仪表选型与安装维护目•化工自动化控制系统设计与实践•化工仪表及自动化技术应用拓展录化工仪表概述定义作用分类特点化工仪表具有高精度、高可靠性、防爆防腐、适应性强等特点，能够满足化工生产过程中的各种特殊要求。
化工仪表发展趋势网络化智能化化工仪表正逐渐向着网络化的方向发展，实现远程监控和数据共享，提高生产效率和安全性。
集成化自动化基础知识自动化概念及原理自动化定义自动化原理自动化系统组成要素控制器传感器与变送器执行器被控对象石油化工自动化技术在石油化工行业应用广泛，包括炼油、化肥、乙烯等生产过程的自动化控制。
冶金工业冶金工业中的高炉、转炉、连铸等生产过程的自动化控制，以及轧钢过程的自动化电力工业机械制造自动化技术应用领域化工仪表测量原理与技术压力单位与测量方法介绍压力的国际单位制单位以及常用测量方法，如直接测量法和间接测量法。
压力仪表分类及特点阐述不同类型压力仪表的工作原理、结构特点以及适用场景，如弹性式压力计、电气式压力计等。
压力传感器技术介绍压力传感器的种类、工作原理及其在化工生产中的应用，如压阻式传感器、压电式传感器等。
压力测量系统组成及调试详细讲解压力测量系统的组成部分，包括传感器、变送器、显示仪表等，并介绍系统调试方法和注意事项。
温度单位与测量方法温度测量系统组成及调试温度仪表分类及特点温度传感器技术介绍温度的国际单位制单位以及常用测量方法，如接触式测量法和非接触式测量法。
介绍温度传感器的种类、工作原理及其在化工生产中的应用，如热敏电阻传感器、红外传感器等。
流量单位与测量方法流量测量系统组成及调试流量仪表分类及特点流量传感器技术物位单位与测量方法物位测量系统组成及调试物位仪表分类及特点物位传感器技术化工仪表选型与安装维护选型原则及注意事项选型原则注意事项安装前准备安装步骤调试方法030201安装调试方法与步骤维护保养策略及周期维护保养策略维护保养周期化工自动化控制系统设计与实践确保系统安全、稳定、可靠，满足生产工艺要求，提高生产效率和产品质量。
化工仪表及自动化课件第七章__复杂控制系统
4 高度动态
具有快速响应和大幅度变化的特点，在控制 中需要实时调节。
化工行业中的复杂控制系统应用案例
石油化工
发电厂控制
在炼油、化工加工等领域应用广泛，如精馏塔温度、 压力控制。
保证功率输出、温度和气体流量的稳定性和高效性。
水处理厂
用于控制投加量、能耗和废水回收，保障水质水量。
反馈控制和前馈控制的区别
复杂控制系统简介
探索复杂控制系统的特点和应用领域，了解它们的基本原理和设计方法，并 探讨优化和调节的最佳实践。
复杂控制系统的特点
1 高度集成
由多个子系统和模块交互作用形成，复杂性 高且相互依赖。
2 多变量
控制多个输入和输出，要考虑多种因素的相 互作用。
3 非线性响应
与系统输入之间存在非线性关系，需要进行 非线性建模和控制。
1
反馈控制
根据输出信号的反馈来调节控制器的输入，在实时中调整控制参数。
2
前馈控制
通过提前计算和预测来预防或纠正系统中的异常，避免震荡和控制错误。
单变量控制和多变量控制的对比
单变量控制
只控制一个特定的过程变量，如温度或流量，适用于简单的系统。
多变量控制
控制多个输入和输出，可同时监测和控制多个过程变量，用于复杂系统。
模型预测控制（MPC）的优势与应用
优势
使用数学模型对系统进行预测和优化，确保系统在发电、水处理等领域的复杂系统 控制中。
自适应控制算法的应用
基本概念
将捕捉的反馈信号与预期模型进行比较，自动调整 控制器的输入参数。
应用实例
在化工、制造和航天等领域得到广泛应用，如火箭 推进系统和异丙醇工艺过程中的控制。
系统优化的目标与方法
DCS系统PPT课件
纠正措施 1. 检查电源及输入电源连接。
2. 联系技术支持。 联系技术支持。
1. 检查CPU操作。 2. 用确认好的同类型卡件代替原卡件;联系技术支持。
卡件通道指示灯
1. 不亮---未进行组态 2.闪烁----已经组态，无HART 通讯
DCS板卡故障分析
故障情况为：AI6、AI14、 AI22、AO30卡件上error灯 红色常亮，影响设备 24个 点位设备异常。 DCS1号柜两组控制器工作正常，1号控制器在运行，2号控制器处于standby状态； 查看上位机，工程师站自诊断界面显示cfg but not present；
关
闪烁
CPU停用
投用CPU。
尝试通讯 并且指示 灯闪烁
指示灯关闭 - 尝试通讯，指示灯不闪 烁。
CPU缺少主控制网络连接上的活动以太网通讯。
检查主网光纤及电缆连接。
尝试通讯 并且指示 灯闪烁
指示灯关闭 - 尝试通讯，指示灯不闪 烁。
CPU缺少副控制网络连接上的活动以太网通讯。
副控制器
主控制器
检查副网光纤及电缆连接。
DCS系统介绍 DeltaV系统概述 DeltaV系统的构成及功能 DeltaV系统的应用
DeltaV系统故障判断
国外的有 西屋（艾默生）ovation、FOXBORO、ABB、西门子PCS7、霍尼韦尔、横河 DCS等。
目前国内DCS主要有：新华XDPS，鲁能的LN2000，国电智深DCS，中控DCS，和利时 DCS，南京科远DCS，浙江中自等。
抗冲击能力（正常操作条件） 10 g 1/2正弦波，11ms
抗振动强度（操作限制）
从16到150Hz，0.5g
项 输入 涌入（软启动） 输出功率
2. 联系技术支持。 联系技术支持。
1. 检查CPU操作。 2. 用确认好的同类型卡件代替原卡件;联系技术支持。
卡件通道指示灯
1. 不亮---未进行组态 2.闪烁----已经组态，无HART 通讯
DCS板卡故障分析
故障情况为：AI6、AI14、 AI22、AO30卡件上error灯 红色常亮，影响设备 24个 点位设备异常。 DCS1号柜两组控制器工作正常，1号控制器在运行，2号控制器处于standby状态； 查看上位机，工程师站自诊断界面显示cfg but not present；
关
闪烁
CPU停用
投用CPU。
尝试通讯 并且指示 灯闪烁
指示灯关闭 - 尝试通讯，指示灯不闪 烁。
CPU缺少主控制网络连接上的活动以太网通讯。
检查主网光纤及电缆连接。
尝试通讯 并且指示 灯闪烁
指示灯关闭 - 尝试通讯，指示灯不闪 烁。
CPU缺少副控制网络连接上的活动以太网通讯。
副控制器
主控制器
检查副网光纤及电缆连接。
DCS系统介绍 DeltaV系统概述 DeltaV系统的构成及功能 DeltaV系统的应用
DeltaV系统故障判断
国外的有 西屋（艾默生）ovation、FOXBORO、ABB、西门子PCS7、霍尼韦尔、横河 DCS等。
目前国内DCS主要有：新华XDPS，鲁能的LN2000，国电智深DCS，中控DCS，和利时 DCS，南京科远DCS，浙江中自等。
抗冲击能力（正常操作条件） 10 g 1/2正弦波，11ms
抗振动强度（操作限制）
从16到150Hz，0.5g
项 输入 涌入（软启动） 输出功率
安全仪表系统(SIS)简介ppt课件
✓SIS用于监视生产装置的运行状况，对出 现异常工况迅速进行处理，使故障发生的 可能性降到最低，使人和装置处于安全状 态。
DCS是“动态”系统，它始终 对过程变量连续进行检测、运算 和控制，对生产过程动态控制， 确保产品质量和产量。
DCS可进行故障自动显示
DCS对维修时间的长短的要求 不算苛刻。
DCS可进行手动/自动切换
为使一个工艺装置达到安全目标需在IEC61508与61511及ISA S84.01 安全标准的基础上，对工艺过程进行故障分析，采用风险评估的方法 ，来确定装置及SIS系统的SIL等级要求。
.
SIS分类
1.继电器系统
采用单元化结构，由继电器执行逻辑； 可靠性高，具有故障安全特性，电压适用范围宽，一次性投资较低； 体积大，灵活性差，进行功能修改或扩展不方便，无串行通信功能，无报告和文档
功能。
2.固态电络系统
采用模块化结构，采用独立固态器件通过硬接线来构成系统，实现逻辑功能； 结构紧凑，可进行在线测试，易于识别故障，易于更换和维护，可进行串行通信，
可配置成冗余系统； 灵活性不够，逻辑修改或扩展必须改变系统硬连线，大系统操作费用较高。
3.可编程电子系统
以微处理器技术为基础的PLC，采用模块化结构，通过微处理器和编程软件来执行逻 辑；
.
SIS逻辑运算器设计选用
SIS逻辑运算器：继电器系统，可编程序电子系统，混合系统三种； 继电器用于I/O点较少,逻辑功能简单的场合； 可编程电子系统用于I/O点较多,逻辑功能复杂，与DCS、MES通信等
场合； 可编程电子系统可以是经TUV认证的PLC系统，也可是DCS和其他专
用系统； 独立设置原则： 1级SIS逻辑运算器宜与DCS分开；
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仪表并联连接
6
3、变送器信号传输方式
将测量信号传送到控制室
现场
变 送 器
控制室
E Ri
安装易且安全 须单电源供电
电源装置
二线制变送器
接收仪表
现场
控制室
电
E源
装 置
变 送
接
Ri
收 仪
器
表
对电源要求低 安装麻烦
四线制变送器
7
4、实例分析——液位定值控制系统
L N
现场
控制室
变
送
E
器
250 Ω
调节阀
电源装置
温度探头
自动控温原理
检测冷藏箱温度 控制压缩机开停 控制蒸发器热交换
3
3、电冰箱自动控温方框图
给定值 s
偏差 温度控制器
e
z
干扰作用 f
压缩机
操纵变量 （制冷剂）
冷藏箱
被控变量 t
测量元件 变送器
被控对象 被控变量 操纵变量 干扰/扰动 设定值 偏差
冷藏箱 冷藏箱温度 制冷剂流量 环境温度变化/贮藏量变化等 冷藏箱需保持的温度 冷藏箱需保持的温度与实际冷藏箱温度之差
变送器二线制传送
控 制
控制器电压输入方式
器
控制器电流输出方式
8
5、动手实践
（1）请同学们根据系 统接线图在实验装置上进 行接线练习,实际的实验 装置接线图如右图所示, 思考一下两者之间差别；
（2）试着在系统上增 加一些辅助功能，如加上 显示仪表、流量积算仪表 等，这将如何联接？
系统接线图
9
三、小 结
仪表控制系统集成
信号制概念与形式 仪表系统集成原理 实验装置集成方法
存在问题
液位测量仪表结构/使用 控制仪表的结构/使用 执行仪表的结构/使用 控制系统的投运方法
10
项目一 液位控制系统
模块二 仪表控制系统集成1源自一、作业点评 —电冰箱自动
控制系统
制冷原理
1、电冰箱制冷原理
利用制冷剂由液体状态汽化为 蒸气状态过程中吸收热量，被 冷却介质因失热量而降低温度 达到制冷的目的。
制冷系统
压缩机作用
保持制冷作用循环进行
冷藏箱
2
2、电冰箱自动控温原理图
温度控制器
电冰箱自动控温原理
4
二、控制系统集成
信号制的作用
1、仪表信号制
便于仪表组合成系统 不同系列的仪表混用
4～20mA
模拟信号制
仪表控制系统
0～10mA
“0”/“1” 数字信号制
计算机系统
频率信号制
计算机系统
5
2、模拟信号的两种联络方式
Ri
Rcm
Ro
Ri
Ii Ri
仪表串联连接
Ri
Rcm
2 Ii
Ro
Ri
Uo Rcm 2
Ri