最新自动化仪表培训(全) PPT课件

1 北京中石天马科技有限公司 自动化仪表培训 2 培训内容 1 检测仪表基本知识内容提要 概述仪表信号输出类型 测量过程与测量误差仪表的性能指标工业仪表的分类油田基本流程与认知及PID图 3 2 压力检测内容提要 压力测量的基本概念压力测量仪表的分类压力仪表的安装 使用和维护压力变送器的实际操作培训 以罗斯蒙特3051压力变送器为例 4 3 温度测量仪表内容提要 概述双金属温度计热电阻温度计热电偶温度计温度变送器温度仪表的选用及安装 5 4 液位测量仪表内容提要 物位检测意义及主要类型磁翻版液位计差压式液位计雷达液位计其他物位计液位仪表的选用及安装 6 5 流量测量仪表内容提要 差压式流量计刮板流量计旋涡流量计质量流量计电磁流量计其他流量计流量仪表的选用及安装 7 6 分析仪表1 分析仪表概念2 可燃气体检测仪3 硫化氢有毒气体检测仪 8 7 常用工具的使用和现场故障处理万用表的使用375手操器的使用现场自动化仪表常见故障的处理与判断 9 8 各处理站及井站常用控制系统简介PLC的结构及基本故障判断 西门子200和300PLC为例 DCS的结构及基本故障判断 西门子 摩尔APACS 系统为例 HMI软件简介 以INTOUCH为例 10 概述 11 1 仪表岗定义 按照仪表维修检修规程 使用相应的标准计量器具 测试仪器及专用工具 对生产过程中使用的仪表 自动化装置及附属设备进行维护检修 12 负责生产过程中在线运新的自动化装置及其附属设备 仪器 仪表 PLC及DCS系统的维护保养 定期检修与故障处理 确保其正常运行 负责仪表及自动化装置更新 安装 调试 检定 开表 投用等工作 2 主要职责任务 13 仪表工在生产过程中对检测与过程仪表进行日常维护和故障处理 涉及知识面十分广泛 不但要精通检测仪表 调节器和执行器等工作原理和结构特点 而且要有一定的过程控制 自动化 知识 在故障现象中不仅有仪表故障 而且混杂有工艺和设备故障 仪表工要分析与判断故障 必须要具有一定的工艺知识和设备知识 14 对化工 石化等行业 易燃 易爆和有毒是行业的特点 仪表工在处理故障时 对这类问题绝对不能掉以轻心 15 3 自动化仪表的发展 16 仪表及自控系统在化工装置中占有重要而关键的地位 工艺介质及装置设备的运行状况如流量 温度 压力 转速 振动等参数都由仪表及自控系统进行自动检测 显示 控制和保护联锁 没有仪表及自控系统 整个装置将无法运转 17 仪表信号类型 仪表信号输出类型基本上可以分为几类 18 1 开关量 一般指的是触点的 开 与 关 的状态 一般在计算机设备中也会用 0 或 1 来表示开关量的状态 开关量分为有源开关量信号和无源开关量信号 有源开关量信号指的是 开 与 关 的状态是带电源的信号 19 一般的都有220VAC 110VAC 24VDC 12VDC等信号 无源开关量信号指的是 开 和 关 的状态时不带电源的信号 一般又称之为干接点 电阻测试法为电阻0或无穷大 注意只有0和1 通过光电耦合电路 开关量信号接进来 通过发光二极管 发光二极管发光 然后光电感应器接收光信号 转换为电信号传给处理器 20 21 22 23 24 25 26 27 2 数字量 数字量在时间和数量上都是离散的物理量 其表示的信号则为数字信号 数字量是由0和1组成的信号 经过编码形成有规律的信号 量化后的模拟量就是数字量 考虑到了编码 是块状的 28 确切的说 数字量是有源信号 比如电压5V表示1 电压0V表示0开关量是无源信号 比如用接点的闭合表示1 打开表示0 29 直流16点数字量输入模板的端子接线图和框图 30 31 32 33 34 35 3 模拟量 模拟量的概念与数字量相对应 模拟量是在时间和数量上都是连续的物理量 其表示的信号则为模拟信号 模拟量在连续的变化过程中任何一个取值都是一个具体有意义的物理量 如温度 电压 电流等 连续量 36 37 38 39 40 41 4 离散量 离散量是将模拟量离散化之后得到的物理量 即任何仪器设备对于模拟量都不可能有个完全精确的表示 因为他们都有一个采样周期 在该采样周期内 其物理量的数值都是不变的 而实际上的模拟量则是变化的 这样就将模拟量离散化 成为了离散量 也即是数学上的简单函数 不过采样周期是个常值 42 5 脉冲量 脉冲量就是瞬间电压或电流由某一值跃变到另一值的信号量 在量化后 其变化持续有规律就是数字量 如果其由0变成某一固定值并保持不变 其就是开关量 43 综上所述 模拟量就是在某个过程中时间和数量连续变化的物理量 由于在实际的应用中 所有的仪器设备对于外界数据的采集都有一个采样周期 其采集的数据只有在下一个采样周期开始时才有变动 采样周期内其数值并不随模拟量的变化而变动 44 这样就将模拟量离散化了 例如 某设备的采样周期为1秒 其在第五秒的时间采集的温度为35度 而第六秒的温度为36度 该设备就只能标称第五秒时间温度35度 第六秒时间温度36度 而第五点五秒的时间其标称也只是35度 但是其实际的模拟量是35 5度 45 这样就将模拟信号离散化 其采集的数据就是离散化了 不再是连续的模拟量信号 由于计算机只识别0和1两个信号 即开关量信号 用其来表示数值都是使用数字串来表示 由于计算能力的问题 其数字串不能无限长 46 即其表达的精度也是有限的 同样的以温度为例 由于数字串限制 其表达温度的精度只能达到0 1度 小于该单位的数值则不能被标称 这样就必须将离散量进行量化 将其变为数字量 即35 68度的温度则表示为35 6度 47 混合信号 即模拟信号是叠加数字信号 最常见的是通过模拟信号回路进行HART通信 类似的还有BRAIN通信协议等数字信号输出 这里可以细分为串行通信和总线通信 串行通信一般是RSC32C或RSA22 RS485等 工业上以MODBUS协议居多 总线通信则在工业上许多种类型 典型代表的有FFBUS ProfiBus CAN等 48 这些信号是根据不同应用需求而配置在仪表中 温度信号如热电偶或热电阻 不能叫仪表的输出信号 只能叫温度元件的测量方式或输出方式 当然现在许多DCS卡件或PLC的输入端口可以直接接受这种测量方式的输出信号 49 测量过程与测量误差 50 过程参数检测基本概念过程参数检测 指连续生产过程中的温度 压力 流量 液位和成分等参数的检测 检测仪表 将检测元件 变送器及显示装置统称为检测仪表 51 一次仪表 一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使用的仪表 即为检测元件 二次仪表 将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信号并显示的仪表 即包括变送器和显示装置 52 测量过程与测量误差测量过程 利用一个已知的单位量 即标准量 与被测的同类量进行比较的过程测量误差 在测量过程中测量结果与被测量的真值之间会有一定的差值 它反映了测量结果的可靠程度 53 测量误差的分类 一 绝对误差与相对误差绝对误差 指测量结果与被测量的真值之差 通常把检定中高一等级的计量标准所测得的量值作为真值 实际值 x x0 相对误差 仪表引用误差 绝对误差与测量标尺范围 量程 之比 54 最大引用误差 最大相对百分误差 允许误差 允许误差x 被测变量的测量值x0 被测变量真实值 x x0 max 最大绝对误差 55 二 系统误差 随机误差和疏忽误差 系统误差 指测量仪表本身或其他原因 如零点没有调整好等 引起的有规律的误差 随机误差 指在测量中所出现的没有一定规律的误差 疏忽误差 指观察人员误读或不正确使用仪器与测试方案等人为因素所引起的误差 56 基本误差 附加误差和允许误差基本误差 指仪表在规定的正常工作条件下所具有的误差 附加误差 指仪表超出规定的正常工作条件时所增加的误差 允许误差 指仪表的示值或性能不允许超过某个误差范围 57 在工程上仪表性能指标通常用精确度 又称精度 变差 灵敏度来描述 一 精确度仪表精确度简称精度 简言之就是仪表测量值接近真值的准确程度 通常用相对百分误差表示 58 式中 检测过程中相对百分误差 标尺上限 标尺下限 仪表测量范围 x 绝对误差 是被测参数测量值x1和被测参数标准值x0之差 59 仪表的精度等级 按国家统一规定的允许误差大小划分成若干等级的 仪表精度等级数值越小 仪表测量准确度越高 我国生产的仪表精度等级 0 05 0 02 0 05 0 1 0 2 0 4 0 5 1 0 1 5 2 5 4 0等 60 二 变差变差是指仪表被测变量多次从不同方向达到同一数值时 仪表指示值之间的最大差值 变差大小取最大绝对误差与仪表标尺范围之比的百分比 61 三 灵敏度灵敏度是指仪表对被测参数变化的灵敏程度 或者说是对被测的量变化的反映能力 是在稳态下 输出变化增量对输入变化增量的比值 62 一般不用绝对误差来判断仪表的质量仪表的精度不仅与绝对误差有关 而且与量程有关例 两台量程不同的仪表 如果绝对误差相同 则量程大的仪表精度较高 一台仪表量程发生变化 也影响测量的准确性 63 例1 某台测温仪表的量程是600 1100 仪表的最大绝对误差为 4 试确定该仪表的许误差与精度等级 解 相对百分误差最大值 max 4 1100 600 100 0 8 仪表的精度等级应定为1 0级 64 例2 仪表量程是600 1100 工艺要求该仪表指示值的误差不得超过 4 应选精度等级为多少的仪表才能满足工艺要求 解 仪表相对百分误差的最大值 max 4 1100 600 100 0 8 65 如果选择 1 0 则其精度等级应为1 0级 量程为600 1100 可能产生的最大绝对误差为 5 超过了工艺的要求 只能选择允许误差为 0 5 即精度等级为0 5级的仪表 才能满足工艺要求 66 对校验仪表时确定仪表的精度等级与根据工艺要求来选择仪表的精度等级意义不一样 例1 仪表的允许误差 仪表的相对百分误差的最大值 例2 仪表的允许误差 工艺要求计算出的相对百分误差的最大值 67 说明 标准表 0 05级以上的仪表工业现场采用表 精度0 5级以下仪表测量精度与量程有关在仪表精度等级一定的前提下适当缩小量程 可以减小测量误差 提高测量准确性 68 对仪表上限 被测变量的4 3倍或3 2倍 若变量波动较大 取3 2倍或2倍被测变量的值不低于仪表全量程的1 3 69 工业仪表的分类 根据能源分 气动 电动 液动 核能等根据是否可引入计算机 智能 非智能根据仪表信号形式 模拟仪表 数字仪表最通用的分类是按仪表在测量与控制系统中的作用进行划分 检测仪表 显示仪表 调节仪表 执行器 70 71 压力仪表的分类 压力测量变送器及基本知识差压测量变送器及基本知识静压物位测量仪及基本知识 72 1 差压变送器差压变送器两侧分别接不同的压力 根据压力差来测量液位的高度以及和孔板配合测量管道流量等 2 绝压变送器绝压变送器其一侧抽真空 另一侧所受压力就为绝对压力 适用于绝压场合 73 4 高静压差压变送器高静压差压变送器选用高静压膜盒 所谓静压就是当压力变送器两侧所加压力相同时其输出电流应4 00MA 但普通差压变送器当两侧压力同时增大到25MPA以上