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工业自动化仪表的测量基础与发展

要实现生产装置的过程自动化,在设计过程中不仅要考虑合理的日本nohken控制方案,也要选择正确的测量方法,根据工况条件及工艺数据,正确地选择自动化仪表。

目前,世界已进入了信息化的时代,微电子技术、计算机技术、网络技术、自动化技术等高、新技术都得到迅速发展,工业自动化仪表领域拓宽,技术更新更是令人瞩目。工业自动化仪表已从模拟仪表技术正步入数字化和智能化技术领域。

第一节 工业自动化仪表测量基础
现代工业的一个重要特点是生产装置大型化,高度自动化。自动化是生产装置大规模工业生产安全操作、平稳运行、提高效率(高产、低耗)的基本条件和重要保证。现代化程度越高,这种依从关系越紧密。
工业自动化仪表技术内容包括生产工艺过程中各种工况信息的检测、转换、显示和控制。
一、自动化仪表的分类
自动化仪表可简单的分为检测仪表、显示仪表、控制仪表、执行器四大类。
检测仪表:流量、压力、物位、温度、成分分析
显示仪表:指示仪、记录仪、累计器、信号报警器、屏幕显示器
控制仪表:基地式调节器、气动单元组合仪、电动单元组合仪、分散型控制系统DCS、可编程调节器、工业控制机IPC、组装式仪表、计算机控制系统、安全控制系统FSC
执行器:气动调节阀、电动调节阀
二、工业自动化仪表主要品质要求
根据工业自动化仪表应用特点,对它的品质要求如下2。
(1)精确度,测量值与实际值的差异程度,表示测量误差大小。
(2)灵敏度,仪表稳态时输出变化对输入变化的比值。表示仪表对被测参数变化的灵敏程度。
(3)非线性误差,对于理论上具有线性特性的仪表,实际上输入输出特性曲线对理论线性特性的偏离程度。
(4)变差,仪表正向(上升)特性与反向(下降)特性差异程度。
(5)动态误差,由于检测环节中存在的元件动惯量(时间常数)、测量传递滞后(纯滞后时间)带来的误差。
第二节 工业控制仪表的发展
一、模拟式控制仪表
多年来,在自动化仪表的发展过程中,模拟式控制仪表是一个重要环节。它包括基地式仪表、单元组合仪表(气动、电动)和组装式仪表。
二、数字式控制仪表
集散型控制系统、可编程控制器(PLC)、工业PC机

第三节 工业过程安全控制仪表的发展

随着生产装置大型化、生产操作复杂化,对生产过程安全控制的要求越来越高。

安全控制的目的是:

① 避免人员或生产设备的损伤;② 避免由于事故而造成的环境污染;③减少事故停车的损失。
安全控制一般包括两方面内容:
① 信号报警,这是警告操作人员,生产操作已偏离正常工况,应引起警觉;
② 联锁/停车系统,这是当生产将要发生事故时而采取的紧急措施,避免事故的发生,保障操作人员和相关设备的安全。
在早期的石油化工装置中,信号报警采用闪光报警器,联锁/停车系统则大多选用继电器或固态逻辑插卡。由于DCS、PLC的出现,信号报警和联锁、停车系统的实施有了新的发展,微处理器为报警信息存储、快速处理提供了良好的手段。

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