工业仪表与自动化交叉应用技术培训22900.docx
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1、工业仪表与自动动化交叉应用用技术2.1 自动化化仪表在现代工业生产产中,自动化化仪表广泛地地应用在生产产的各个环节节。2.1.1 仪仪表类别单元组合仪表可可分为现场安安装仪表和控制室安装装仪表两大部部分。1、一次仪表 一次仪表表就是现场安安装仪表,主主要为测量变变送单元和执行单元两类类。一次仪表表传输信号为为420mA直流流电流,一般般供24V直流电电。图2-11为电动单元元组合仪表的的简单控制系系统。图2-1 电动动单元组合仪仪表的简单控控制系统框图图(1)变送单元元变送单元能将各各种被测参数数如温度、压压力流量、液液位等物理量量转换为对应应的420mA直流电流流,传送到显显示、调节等等单元
2、供显示示记录或控制制。变送单元元的主要器件件有温度变送送器、压力变变送器、流量量变送器、差差压变送器等等。(2)执行单元元指的是操作阀门门之类的执行行元件,可以以按照控制器器输出(如PPLC或MCU的D/A)的控控制信号改变变操纵变量的的大小,实现现控制目的。主主要器件有角角行程电动执执行器和直行行程电动执行行器等。角行程电动执行行器:它以电电源为动力,接接受4-200mADC或0-10mmADC信号号将此转换成成与输入信号号相对应的转转角位移,自自动地操纵风风门挡板、蝶阀、球阀等调节机机构,完成自自动调节任务务,或者配用用电动操作器器实现远方手手动控制。直行程电动执行行器:它以电电源为动力,
3、接接受统一的标标准4-200mADC或或0-10mmADC信号号将此转变成成与输入信号号相对应的出出轴直线位移移,自动地操操纵调节阀或其它终端机机构等完成自自动调节任务务,或者配用用电动操作器器实行手动摇摇控。广泛地地用于发电厂厂、钢铁、石石油、化工、轻轻工等工业部部门的调节系系统中。2、二次仪表 二次仪表表主要是控制制室内安装的的仪表,主要要为转换单元、调节单元、运算单元、显示单元、给定单元和辅助单元。二二次仪表之间间传输的信号号为15V直流电压压,一一般须须供24VDDC电 。(1)转换单元元转换单元为电动动单元组合仪仪表与其他类类型仪表之间间联系的桥梁梁,将电压、频频率等电信号号或202
4、00KPPa的标准大大气压信号转转换成相应的的420mA直流流电流信号,从从而与仪表的的控制系统连连接起来。转转换单元主要要器件有直流流毫伏转换器器、频率转换换器、气-点转换器。(2)调节单元元调节单元主要是是将来自变送送单元的测量量信号(PVV值)与给定定信号(SPP值)进行比比较,按照偏偏差情况给出出控制信号,去去控制执行器器的动作,使使测量值(PPV)与给定定值(SP)相等。调调节单元主要要器件有比例例调节器(PP)、比例积积分调节器(PI)、比例微调节分器(PD)、比例积分微分调节器(PID)以及具有特殊功能的调节器。(3)运算单元元运算单元将几个个直流电流信信号或电压信信号进行加、减
5、减、乘、除、乘乘方、开方等等数学运算,适适用于多参数数综合控制、配配比控制、流流量信号的温温度压力矫正正运算等。现现集成于PLLC或MCU的CPU运算单单元。(4)显示单元元显示单元对各种种参数进行指指示、记录、报报警和积算,供供操作人员监监视控制系统统的工况使用用,目前较多多为监控主态态画面。(5)给定单元元给定单元输出4420mA直流流电流,作为为被控变量的的给定值(SSP)送到调调节单元,实实现定制控制制。给定单元元输出也可以以供给其他仪仪表作为参考考基准值。给给定单元的主主要器件有恒恒流给定器、比比值给定器和和时间程序给给定器。(6)辅助单元元辅助单元有操作作器、阻尼器器、限幅器、安安
6、全栅等。操作器:用于手手动操作; 阻尼器器:用于压力力流量等信号号的平滑、阻阻尼缓冲; 限幅幅器:用于限限制电流电压压信号的上、下下极限; 安全栅栅:用于将危危险场所与非非危险场所隔隔开,起安全全防爆作用。 配电器:主要功能是通过直流转换器为现场安装的两线制变送器提供一个隔离的电源,同时又将两线制变送器输送来的(420)mA DC信号转换成与之隔离的(15)V DC直流电压信号,供给指示表,记录仪,调节器,广泛用于工业生产过程检测与控制系统。图2-2 电动动单元组合仪仪表的组合方方式2.1.2 仪仪表的位号表表示在检测、控制系系统中,构成成一个回路的的每个仪表都都应有自己的的仪表位号。根根据H
7、G20050592行业标准准,仪表的位位号由字母代代号组合与阿阿拉伯数字构构成回路号两两部分组成。仪表的位号中,第一位字母表示被控变量,后继字母表示仪表的功能。数字回路号由工序号和顺序号组成,一半用35位阿拉伯数字表示。图2-3 仪表表位号结构图图 如图2-4 仪表表位号的标注注方法(1)在管道仪仪表流程图(也也称P&D图)和和系统图中,仪仪表位号的标标注方法是:字母代号填填写在仪表圆圆圈的上半圆圆中,回路编编号填写在下下半圆圈中,如如图2-4 仪表表位号的标注注方法(2)如果同一一仪表回路中中有两个以上上相同的仪表表,可用仪表表位号附加尾尾缀(大写英英文字母)的的方法加以区区别。例如:FT-
8、1001A、FT-1001B表示同同一回路内的的两台流量变变送器;FVV-101AA、FV-1001B表示同同一回路内的的两台控制阀。(3)当属于不不同工序的多多个检测元件件共用一台显显示仪表时(比比如上位机监监控组态画面面),显示仪仪表位号在回回路中不表示示工序号,只只编制顺序号号。在显示仪仪表回路编号号后加阿拉伯伯数字顺序号号尾缀方法表表示检测元件件的仪表位号号。例如:多多点温度仪表表位号为TII-1,相应应的检测元件件的仪表位号号为TE-11-1、TE-1-2、。(4)当一台仪仪表有两个或或多个回路共共用时,各回回路的仪表位位号都应标注注。例如:一一台双笔记录录仪记录流量量和压力时,仪仪
9、表位号为FFR-10111/PR-1012;若用于记录录两个回路的的压力时,仪仪表位号为PPR-10111/PR11012或PR10111/10112。(5)仪表位号号的第一位字字母代号(或或者是被测变变量和修饰词词字母组合)只只能按被测量量变量来选用用,而不能按按照仪表的结结构或被控变变量来选用。例例如:被测变变量为流量时时,差压式记记录仪应标注注FR ,而不不是PDR,控制制阀应标注FFV;当被测测变量为差压压时,差压式式记录仪应标标注PDR,控制阀应应标注PDVV。(6)仪表位号号中表示功能能的后继字母母,是按照读读出(输入)或或输出功能而而不是按照被被测变量选用用的,后继字字母因按照I
10、IRCTQSSA的顺序标标注。(7)仪表位号号的功能字母母代号最多不不要超过4个字母。a一台仪表具具有指示、记录功能时,仪仪表位号的功功能字母代号号只能标注“R”,而不是字字母“I”。b一台仪表具具有开关、报报警功能时,字字母功能代号号只能是“A”而不能是“S”。当字母“SA”出现时,表表示这台仪表表具有联锁和和报警功能。c一台仪表具具有多功能时时,可以用多多功能代码“U”标注,也可可将仪表功能能字母代码分分组进行标注注。例如:一一个温度控制制器带有温度度开关,则可可用两个相切切的圆圈,分分别填入TIIC-20111和TS-20011来表示示,如图2-5 多功功能温度控制制器仪表位号号(8)在
11、允许简简的化设计文文件中,构成成一个仪表贿贿赂的一组仪仪表可以用主主要仪表的仪仪表位号来表表示。例如:T-10111可以代表一一个温度控制制回路;F-1012则可以以代表一个流流量检测回路路。(9)随设备成成套供应的仪仪表,在管道道仪表流程图图(P&D图)上上也应标注仪仪表位号,但但在仪表位号号圆圈外标注注“WE”(随设备),如如图2-6 随设设备成套供应应的仪表位号号标注:表2-1仪表位位号中表示被被测变量和仪仪表功能的字字母代号项目第一位字母后继字母被测变量或初始始变量(引发发变量)修饰词读出/输入功能能输出功能修饰词A分析报警B烧嘴、火焰供选用供选用供选用C电导率控制D密度差E电压(电动
12、势)检测元件F流量比(分数)G尺度视镜;观察H手动高I电流指示J功率扫描K时间、时间程序序变化率自动-手动操作作器L物位指示灯低M水分或湿度瞬动中、中间N应力(供选用)示波器(供选用用)供选用供选用O供选用节流孔P压力、真空连接点、测试点点Q数量积算、累计R放射性、核辐射射记录S速度、频率安全开关、联锁T温度传送,变送U多变量多功能多功能多功能V振动、机械量监监视、黏度阀、风门、挡板板、百叶窗W重量、力套管X未分类X轴未分类未分类未分类Y事件、状态Y轴继电器、计算器器、转换器Z位置、尺寸Z轴表2-1说明:“供选用”的字字母,指的是是可在个别设设计中用户可可以自行定义义用比如“N”、“O”等,而
13、在表表2-1中未予予规定。“未分类”的字字母,在表22-1中未予予规定,适用用于在一个设设计中仅用一一次或有限的的几次使用,它它在不同地点点作为第一字字母或后继字字母均可有任任何含义,例例如XR-11可以是应力力记录,XX-22则可以是应应力示波器,但但要求在圆圈圈之外注明“未分类”字母的含义义。图2-7 未分分类字母的使使用后继字母的确切切含义,根据据实际的需要要可以有不同同的解释。被测变量的任何何第一位字母母与修饰字母母D(差)、F(比)、M(瞬间)、KK(变化速率率)、Q(积算或累累计)中的任任何一个组合合在一起,则则表示另外一一种含义的被被测变量。因因此应把被测测变量字母与与修饰字母的
14、的组合视为一一体看待。例例如:TDII和TI分别为温温度差指示和和温度指示。这这些修饰字母母仅在特定情情况下使用。分析变量的字母母“A”,当有必要要表明具体的的分析项目时时,仪表圆圈圈中仍写“A”,一般在圆圆圈外右上方方写出具体分分析项目(附附加标注)。例例如分析COO2的含量AQ-1011参参看图2-8,不能用COO2代替圆圈圈内的字母“A”。 图2-8 CCO2的累计计含量分析第一位字母的“U”表示多变量量,用来表示示代替多个变变量的字母组组合。后继字母“U”表示多功能能,用来表示示代替多个功功能的字母组组合。修饰字母“S”表示“安全”,仅用于紧紧急保护的检检测仪表或检检测元件及最最终控制
15、元件件。例如:“PSV”表示非常态态下起保护作作用的压力泻泻放阀或切断断阀也可用于于故障压力条条件下进行安安全保护的阀阀门;而爆破破膜则用“PSE”来标识(此此符号不表示示专业分工,仅仅用来说明符符号的使用。后继字母“G”表示用于过过程的检测观观察无标度的的仪表。例如如视镜、电视视监视器。后继字母“I”适用于可读读出模拟量或或数字被测值值的场合,比比如手动操作作器,它可以以用于标度盘盘,或设定值值指示。它不不是用于无被被测量输入的的标尺。后继字母“L”表示单独设设置的指示灯灯,用于显示示正常的工作作状态,不同同于表示故障障状态“A”的报警灯。如如果“L”指示灯是回回路的一部分分,则应与第第一位
16、字母组组合使用。例例如:表示一一个时间周期期终了的指示示灯应标注为为“KQL”。如果不是是回路的一部部分可单独用用一个字母“L”标注。例如:电电动机指示灯灯,若电压是是被测量变量量,则可记为为“EL”;若用来监视视运行状态则则为“YL”。“未分类”变量“X”,仅在有限限的场合使用用。不要用“XL”来表示电动动机的指示灯灯,允许由用用户定义的“供选用的字字母“N”或“O”来表示电动机机的运行指示示灯。用来接通、断开开、选择或切切换一个或多多个支路的装装置,可以是是开关、继电电器、位式控控制器或控制制阀,其具体体功能取决于于应用。用于于控制流体装装置,若不是是手动操作的的切断阀,则则将其标注为为控
17、制阀。自自力式控制阀阀应使用后继继字母“CV”标注,以区区别于一般控控制阀。用于于非流体的场场合,凡是自自动的,但在在回路中不是是检测装置,其其动作是由开开关或微控制制器带动的,则则用术语“继动器”或“继电器”。后继字母“Y”表示继动或或计算功能时时,应在仪表表圆圈外(一一般右上方)标标注它的具体体功能(附加加标注),但但如果功能明明显时,也可可以不加标注注。例如: 执行机构信信号线上的电电磁阀就无需需辅加标注。后继字母修饰词词H(高)、M(中)、L(低)可分分别写在仪表表圆圈外的右右上方作为附附加标注。HH、M、L应与被测量量值相对应,而而并非与仪表表输出的型号号值对应。当当表示有H(高)和
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