《化工仪表基本知识》PPT课件.pptVIP

仪表维修基本知识,掌握仪表的分类. 掌握各种仪表的作用.,学习目标,青岛丽东化工有限公司 电仪部,1. 仪表的定义 2. 仪表的种类和现状 3. 仪表系统概述 3. 液位检测仪表 4. 温度检测仪表 5. 流量检测仪表 6. Differential Pressure Transmitter(差压变送器) 7. Control Valve(调节阀) 9. Solenoid Valve(电磁阀) 10. 压力表 11. DCS(集散控制系统) 12. ESD System(紧急停车系统) 13. On-Line Analyzer(在线分析仪),目录,仪表的定义,为实现对加热炉,容器,旋转机器等设备的控制目标而安装的测量设备,我们称之为仪表,仪表的作用是为了实现工厂的连续运转而对生产过程进行判断和调整.,常用的测量参数包括温度,流量,压力,液位,重量,成分等等,请把你知道的仪表种类说一下!(回答正确的有奖品),仪表系统的种类,DCS(HONEYWELL TDC 3000) ESD: TMR PLC 主要装置 Controller (MARK V, Governor, ASESA/AHESA, ACCS, Anti-Surge Controller, Bagging System, Docking Sonar, T/T 输出, ) 其他 Controller (AB PLC, Siemens PLC, ,仪表测量基本参数(温度,压力,液位,流量) Transmitter, Switch, ,Vibration Monitoring System, Gas Detector Monitoring System CMS, TMS,自动火灾报警和消防设备, CCTV, 压力表, Level Gauge, Flow Indicator, 现场温度表, ,Control Valve, On-Off Valve, Solenoid Valve, MOV, AOV, Igniter,Regulator, Needle Valve, 测量和校正装备, 装备配件, Cable, Relay, 电线, Panel, Box, ,LT,TT,PT,DCS,Motor Stop,Vibration H/H,仪表系统概述,1. 仪表系统的构成(General),2. Power & Signal & Utility(电源/信号/公用系统),DCS,ESD系统使用UPS及Battery Charger双重供电.,1. Displacement Type(位移型), Displacer(浮筒)浸在液体中,接收与其 深度和密度成正比的浮力的变化 浮力的变化通过Torque-Tube(扭力管) 以角度位移被检测出来,再转化为4-20mA 电信号,原理与结构,液位检测仪表, 各种装置的液位计在设计选型时,除了Glass-Gauge以外原则上选用 Displacement Type(当液位高度超过2m时,适合用差压型), 实际上在化工厂 Displacement Type是主流,理由是结构简单,值得信赖,差压型液位计适用于液位测量距离超过2000mm的液位测量, 并且使用的最广泛., 容器内液位改变时,液柱产生的静压也 相应产生变化. 利用导压管将容器底部液体与变送器的 高压侧连接,容器上部与变送器低压侧连接.,原理与结构,2.差压型(Differential Pressure) Type, 位移型, 差压型,3.超声波/雷达液位计,4.放射性液位计,*适用于密闭容器内高温,高压,高粘度, 强腐蚀,粉尘,颗粒等状态的测量.,* 主要安装在Oil Tank , Sump/Pit (油罐和储槽),原理:通过测量发射出去的超声波被 液面反射再返回接收装置的时间,原理:液位发生变化时,测量放射线被液体吸收后的变化量.,温度计种类,-200 0 500 1000 1400,R型热电偶,K型热电偶,E型热电偶,J型热电偶,T型热电偶,PT热电阻,Bi-metal双金属,热电偶,* 工厂中PT测温电阻(RTD)主要用于 Bearing (轴承)温度的测量, 此外的温度测量大部分采用热电偶(Thermocouple).,电阻式机械式,1. 种类及使用范围,温度检测仪表,原理与结构,2. 热电偶(Thermocouple),将两种不同材料的导体焊接起来,形成闭合回路,当两接点温度不同时,回路内便会产生mV级温差电势., Sheath Type(铠装型)热电偶 温度响应迅速,所以使用最多.其外 部是保护套管,内部是热偶丝和氧 化镁绝缘物.,3. 热电阻(RTD:Resistance Temperature Detector),特点:测量低温时可以达到高精度. 工作范围 : -200 +200 利用金属电阻随温度上升而增加的原理 Pt 100由于线性较好,所以使用较多,1. 差压式流量计, 流体流经孔板装置(Orifice-Plate)前后压力会发生变化,差压流量计就是根据差压的大小来测量流体的流量.,差压流量计在工厂中使用较广,约占所有流量计的85%.,流量检测仪表,2. 容积式流量计,椭圆齿轮流量计:通过检测 OVAL-Gear (椭圆齿轮)的转数来测量流量 罗茨流量计:利用无齿轮转子的Root型.,用于高粘度流体测量,工厂中主要安装于 Fuel Oil Line(燃料油线) 及产品输出线,3. 涡轮(TURBINE)流量计, 当叶轮(Wheel)以与流速成正比的速度旋转时,用拾波器 (Pick-up Coil) 来检测转速脉冲(Pulse) 测量流量时可以达到高精度( 0.2%) 在上游要加装过滤器( Strainer) 安装于输出线上,价格昂贵,4. 超声波流量计, 用于不允许出现压力损失的大流量测量. 原理:测量超声波发生器发射的超声波被检测端 检测出的时间或频率的变化. 在工厂主要用于放火炬气线(Flare Gas Line).,5. 质量流量计, 当流体在振动的管中流动时, 传感管( Sensor Tube)在科氏力(Coriolis Force) 作用下产生扭曲, 扭曲产生的相位差与质量流量成正比. 不受温度变化的影响. 主要用于厂际之间原料或产品的计量.,6. 流量计的性能比较,流量计种类,精度,Range-Ab (量程比),直管段长度,压力损失,其他要求,Orifice 孔板流量计,+- 2% FS,3 : 1,20 D,中,Ventury 文丘里流量计,+- 2% FS,5 : 1,15 D,小,Flow-Nozzle 流量喷嘴,+- 2% FS,5 : 1,15 D,中,面积式流量计,+- 2% FS,10 : 1,不需要,小,容积式流量计,+- 0.5% FS,10 : 1,不需要,大,加装过滤器,Turbine 涡轮流量计,+- 0.5% FS,10 : 1,20 D,大,加装过滤器,电磁流量计,+- 1.0% FS,20 : 1,极小,无,质量流量计,+- 1.0% FS,20 : 1,20 D,小,一种测量差压(Differential Pressure) 的变送器, 广泛用于压力(Pressure), 液位(Level), 流量(Flow )的测量.,D/P Transmitter(差压变送器),为了得到必要的工艺条件(Process Condition ) ,流量,压力,液位,温度 (Flow, Pressure, Level, Temperature)等等,而在管线中加入的流速控制 (Flow Rate)设备.,Actuator Part 执行器部分,Body Part 阀体部分,Control Valve(调节阀),1. Control-Valve(调节阀的流量),为了确定阀门的大小(Valve Size),需要用到 Cv值的概念,所有的阀门都有规定的Cv值, 它能显示流体通过阀门的流量.,2. Cv是什么?,3. 阀门(Valve)的流量特性, Control-Valve调节阀的开度 ( Opening)与流量之间的关系 调节阀前后压差保持一定时,阀门 的流量特性称为阀门的固有流量 特性,阀芯(Plug)形态, 常用流量 为Cv值的 1.5倍 规定 Cv值的 60% 可满足常用流量 最大流量可带1.2倍Cv 的阀门,选取原则,4. 阀门形态与特性,Single-seat 单座阀,Double-seat 双座阀,Cage-valve 笼式阀,Ball-valve 球阀,Butter-fly 蝶阀,Fail to Open : 供给气源(Air)中断 ,阀门(Valve)打开(Open). Fail to Close :供给气源(Air)中断 ,阀门(Valve)关闭(Close).,Direct Action(正作用) : 输入增加,阀杆向下运动 . Reverse Action(反作用) :输入增加,阀杆向上运动.,Double Seat Valve : 有两个阀座,在小作用力下即可工作,适合大口径场合. Cage Valve : 抑制噪音和振动能力强,适用于高压差,不含杂质的场合. Ball Valve :切断性能好, 主要用于两位式切断阀(On/Off Valve ) Butter-fly Valve : 适用于大口径,低压差的场合,价格低廉,5. Positioner(定位器), 根据输入信号确定正确的阀门开度 将DCS输出的电信号(420mA),转换为气信号(0.21.0 kg/cm2g) 将仪表风(Instrument Air)由7 kg/cm2g减压到定位器工作压力1.4 kg/cm2g,由于流体流动会导致 Valve Plug(阀芯)动态和静态力的不平衡以及膜片 (Diaphragm)与弹簧 (Spring)的特性变化,出现阀门不按输入信号(Input Signal)的正确比例开启.,Solenoid Valve(电磁阀), 电磁阀线圈(Valve Coil)带电或者失电将导致三通阀开或者关 通常电磁阀在带电状态下开启,在失电状态下关闭 用于控制阀(Control Valve),紧急切断阀( Emergency Shut-off Valve) 远程紧急制动,手动复位电磁阀, 带现场手动复位手柄 按电磁阀结构形态,只有电磁阀(Solenoid)带电或不带电时,才能回到原位.,定位器,气源(Air Sup),信号(Signal),三路电磁阀(3-Way S.O.V), 常闭结构(Normally Closed Construction) 当阀门断电时,进气切断, 排气口与膜头接通;当电磁阀带电时,进气与与膜头相通,排气口关闭. 常开结构(Normally Open Construction) 当电磁阀断电时,进气与膜头接通,排气口关闭;当电磁阀接通时,进气切断,膜头与排气口接通.,原理:弹簧管受压后远端产生的角位移与压力成正比,1. Bourdon Tube Type(弹簧管型),2. Diaphragm Type(隔膜型), 安装保护用的隔膜, 利用内部注入的硅油 传导压力 主要用于腐蚀性流体,高粘度液体,浆状物等,压力表,PC,PC,PC,OTHER,HOSTS,VAX,LAN,APP,US,AM,TDC 3000 SYSTEM,NG,NG,CG,Local Control Network,HG,DATA HIWAY,BC,AMC,UCN,NIM,LOGIC,MANAGER,R,Remote I/O,APM,CCC,Remote,I/O,SERIAL LINKS,FIBER,OPTICS,EXTENDER,HM,LCN,SACDA,DHP,TM,PLC,Triconex PLC,SMM,TRANSNITTER,CONTROL VALVE,SWITCH,SOLENOID VALVE,THERMOCUPLE RTD,UWS,EPLCG,RTDB,ICS PLC,DCS(Discrete Control System)集散控制系统,SAAB(Tank Level), LCN (Local Control Network)本地控制网络 负责系统节点(System Node)间的通讯工作,是具有5Mbit/Sec的高速通讯网络(LAN) 1) 总线段同轴电缆(Bus Segment Coaxial Cable ): 最长300m 2) 光线电缆(Fiber Optic Cable) : 最长 2km 3) LCN扩展延长(LCN Extender Segment Lengths ): 4.9km 4) 可挂最多节点数(Node) : 64 5) 双重冗余电缆结构,自动切换 UCN (Universal Control Network)万能控制网 本地区域网络(Local Area Network)速度为5Mbit/Sec Carrier Band, 设备(Device) 之间采用 对等通讯(Peer-to-Peer ). 1) UCN : 最大 32 个冗余设备(Redundant Device ) 2) 电缆(Cable)采用 A和 B双重结构,每15分钟都会自动切换 3) UCN Tap : 用于UCN Trunk Cable与各设备分支电缆( Drop Cable)的连接, Tap安装时要安装一(A/B) ,不使用的部分采用75 终端电阻(Terminator Impedance)来维持.,Universal Station( US ) - Man- Machine Interface (万能工作站-人机界面) - 监视操作连续,半连续的动作,报警的发生及处理. - 趋势(Trend),过程报告日志的监视( Monitoring )及打印(Print). 建立局域网,构成数据库( Data Base) , 根据组态内容作出报告 History Module ( HM ) 历史模块 -网络上的一个节点,是一个磁盘存储系统. - 记录历史过程 (Process History),用于生产过程监控. - Schematic Display, Software Message Load, Module/Gateway 等 组态 (Configuration )信息. Application Module ( AM ) 应用模块 Network Interface Module (NIM) UCN与LCN的接口模块 - UCN设备上所有设备的报警( Alarm ) 及事件(Event )的处理 - LCN与UCN通讯技术和协议的转换 Programmable Logic Controller Gateway (PLCG)可编程逻辑控制器网关 Honeywell公司 LCN与PLC系统通讯接口, 实现实时数据访问 Computer Gateway (CG)计算机网关 - 实现管理电脑与 TDC3000 及其他设备之间的数据双向通讯, LCN,Process Manager(PM, HPM, APM) - 高度的数据采集和处理功能 -执行管理( Regulatory),逻辑, 程序执行功能, 可连接40个I/O Module Logic Manager (LM) -高速逻辑功能 -使用梯形逻辑( Ladder Logic)编程, UCN 装备, 使用3个CPU ,即使有2个发生故障也能正常工作. I/O Module具有热备( Hot Standby)功能,有一个发生故障会自动的 Switch-Over Triconex PLC采用双重供电 UPS和 DC24V Battery Charger 现场电磁阀 Solenoid V/V采用的 DC110V是由 Battery Charger接收送到PLC,ESD TMR PLC(Triconex),A. Memory back-up battery B. Connectors for termination C. I/O expansion ports D. Power terminals E. Key switch F. Redundant power modules G. Three Main Processors,H. COM slot with NCM I. AI module without spare J. DI module with hot spare K. DI module without spare L. DO module with hot spare M. DO module without spare N. EICM without spare, ON-LINE MODULE 替换方法 - Logical Slot中装有两个相同的模块时 1. 两个模块每小时轮流激活,并有规律的进行完整的故障诊断. 2. 如果其中一个模块有缺陷,则自动的激活正常模块,有缺陷的模块不会被激活. 3. 如果两个模块都有缺陷,在正常状态下被激活的模块会继续工作,在双重化或一重化状态下运转时,可通过SOE或者其他方法得知其状态 4. 即使是出现故障的模块已经被激活,就绝对不能取出来 5. 没有被激活 (Active)的模块,随时都可以从机架 (Chassis)中被取出. ON-LINE MODULE 替换方法 - Logical Slot中装有一个模块时 1. 如果模块有缺陷 PASS LED会关闭(OFF), FAULT LED会打开( ON) 继续保持激活状态(Active). 2. 往Spare slot中插入新模块时,会自动在新的Slot中激活(Active), 此时把出现故障的模块取出就可以了 3. 如果在双重化或一重化状态运转,可以通过 SOE 或者其他方法得知其状态 4.即使是出现故障的模块已经被激活,就绝对不能取出来 5.没有被激活 (Active)的模块,随时都可以从机架 (Chassis)中被取出.,Emergency Shutdown Logic TMR PLC 截至 2005.05 共安装十七套,No. 工程 Manufacturer(制造厂 ) 安装时间 1 1(02,07) ICS 1999.02 2 1(03,04) Triconex 2004.11 3 2(52,53) Triconex 2001.07 4 (WCN) ICS 1997.10 5 3(62) ICS 1999.06 6 (63,64,1