自动化仪表王宝旭

1、 制作人：王宝旭制作人：王宝旭目录目录：项目一项目一 罗克韦尔自动化有限公司罗克韦尔自动化有限公司(NYSE: ROK)是全球最大的专注于工业自是全球最大的专注于工业自动化与信息的公司，致力于帮助客动化与信息的公司，致力于帮助客户提高生产力，以及世界可持续发户提高生产力，以及世界可持续发展。罗克韦尔自动化总部位于美国展。罗克韦尔自动化总部位于美国威斯康星州密尔沃基市，在威斯康星州密尔沃基市，在80多个多个国家设有分支机构，现有雇员约国家设有分支机构，现有雇员约22,000人。人。自动化有限公罗克韦尔司简介自动化有限公罗克韦尔司简介 整个实验室的建设采用集成架构，集成架构可把工业自整个实验室的建

2、设采用集成架构，集成架构可把工业自动化中多种控制整合在一起，包括但不限于：顺序控制、过动化中多种控制整合在一起，包括但不限于：顺序控制、过程控制、传动控制、运动控制等程控制、传动控制、运动控制等,有效地结合了罗克韦尔公有效地结合了罗克韦尔公司的三层网络结构，包括控制网、以太网、设备网。司的三层网络结构，包括控制网、以太网、设备网。罗克韦尔自动化网络拓扑图罗克韦尔自动化网络拓扑图模拟生产流水线模拟生产流水线流水线装置，罗克韦尔控制网流水线装置，罗克韦尔控制网控住之一，主要作用是提高生控住之一，主要作用是提高生产效率，对产品进行包装，操产效率，对产品进行包装，操作方便，还可以对产品进行分作方便，还

3、可以对产品进行分类，计数。类，计数。此设备由旁边的电脑对其编程来控此设备由旁边的电脑对其编程来控制的运行的生产线设备。首先由右制的运行的生产线设备。首先由右边的机械手将物件夹到传送带上，边的机械手将物件夹到传送带上，再从右至左传送，传送带两侧有金再从右至左传送，传送带两侧有金属片使物件保持在中间运行。属片使物件保持在中间运行。项目二 小型双电梯模拟小型双电梯模拟电梯信号控制系统有继电器逻辑型、电梯信号控制系统有继电器逻辑型、PLC 型及微机控制型，基于微机控制型及微机控制型，基于微机控制系统，采用系统，采用 CAN 总线技术作为信号总线技术作为信号通信方式。信号控制系统通信方式。信号控制系统主

4、要有机房控制器、层站控制器、轿主要有机房控制器、层站控制器、轿厢控制器等组成。厢控制器等组成。CompactLogix 控制器控制器有各种数字量、模拟量和特殊模块有各种数字量、模拟量和特殊模块可供选择。可供选择。16 点和点和 32 点模块以很点模块以很小的体积提供了高密度小的体积提供了高密度 I/O。内置。内置的可拆卸端子块提供了与的可拆卸端子块提供了与 I/O 传感传感器和执行机构的连接。可从模块下器和执行机构的连接。可从模块下面将面将 I/O 接线到接线到 I/O 端子。端子。蒸馏控制系统蒸馏控制系统蒸馏水机控制系统主要实现控制被控原蒸馏水机控制系统主要实现控制被控原料罐内部温度、压力以

5、及电料罐内部温度、压力以及电导率等物理量满足不同产品规格要求。导率等物理量满足不同产品规格要求。控制系统可以根据不同产品需要控制系统可以根据不同产品需要设定相关参数设定相关参数同时设置参数上下限同时设置参数上下限并实时显示相关参数数值变化并实时显示相关参数数值变化控制各个管道阀门开度控制各个管道阀门开度从而保证产品从而保证产品按照预设工艺参数生产按照预设工艺参数生产超限时超限时会有报警显示和相关保护动作。同时根会有报警显示和相关保护动作。同时根据客户需要据客户需要产品加工完成后打产品加工完成后打印参数报表和存储参数报表印参数报表和存储参数报表项目三项目三 ControlLogix5000控制平

6、台控制平台 ControlLogix50000系统是系统是Rockwell最新推出的控制平最新推出的控制平台，它提供了单一的集成化控台，它提供了单一的集成化控制架构，能够实现离散、传动、制架构，能够实现离散、传动、运动、过程控制任务。系统结运动、过程控制任务。系统结构以三层网络为构架，以构以三层网络为构架，以ControlLogix控制器为核心，控制器为核心，配以功能强大的配以功能强大的RSLogix5000软件，以及相关的网络组态软软件，以及相关的网络组态软件件RSLinxs。它提供了通用的。它提供了通用的控制工具、软件环境，以及跨控制工具、软件环境，以及跨平台的通讯支持。平台的通讯支持。西

7、门子控制系统西门子控制系统SWPT-1000SMPT-1000高级多功能过程与控制实训高级多功能过程与控制实训系统，是运用工业级高精度动态仿真技系统，是运用工业级高精度动态仿真技术，针对西门子卓越工程人才能力模型术，针对西门子卓越工程人才能力模型全部内容所开发的过程控制创新实验系全部内容所开发的过程控制创新实验系统。统。 SMPT-1000被控对象取材于过程工被控对象取材于过程工业常见的锅炉与蒸发器构成的水汽热能业常见的锅炉与蒸发器构成的水汽热能系统，广泛见于石油、化工、冶金、制系统，广泛见于石油、化工、冶金、制药、食品、生物、电力等过程工业的生药、食品、生物、电力等过程工业的生产装置中。产装

8、置中。CS4000过程控制实验装置过程控制实验装置整个系统由对象系统和控制系统两部分组成：整个系统由对象系统和控制系统两部分组成：项目四项目四 执行器的构成：执行器的构成： 执行机构产生推力或位移的执行机构产生推力或位移的装置。装置。 调节机构直接改变能量或物调节机构直接改变能量或物料输送量的装置，通常称为控制阀或料输送量的装置，通常称为控制阀或调节阀。调节阀。执行器的分类：执行器的分类： 气动、电动和液动气动、电动和液动气动截止阀的主要部件有：手轮、蝶簧、隔气动截止阀的主要部件有：手轮、蝶簧、隔膜、隔膜腔、阀芯、阀体等。其具体结构膜、隔膜腔、阀芯、阀体等。其具体结构。 气动截止阀门工作原理介

9、绍气动截止阀门工作原理介绍气动截止阀门工作原理：使用压缩空气作气动截止阀门工作原理：使用压缩空气作为动力源的阀门大部分采用远程控制，由主控为动力源的阀门大部分采用远程控制，由主控室手动或自动触发动作指令，使进、排气电磁室手动或自动触发动作指令，使进、排气电磁阀动作，向执行机构内供、排压缩空气。压缩阀动作，向执行机构内供、排压缩空气。压缩空气作用在活塞或隔膜上，克服阀门动作的摩空气作用在活塞或隔膜上，克服阀门动作的摩擦力和阀杆上的弹簧弹力，从而压下擦力和阀杆上的弹簧弹力，从而压下(对于失对于失气开阀门气开阀门)或提起或提起(对于失气关阀门对于失气关阀门)阀杆，带动阀杆，带动阀芯上下动作，使阀门打

10、开或关闭。阀芯上下动作，使阀门打开或关闭。概述概述液动阀门是半球阀的一种实用操作型产品，执行机构上配上液动阀门是半球阀的一种实用操作型产品，执行机构上配上液动执行装置液动执行装置。特点特点 液动阀门更方便用户操作轻便，远距离自动化操作，发展了液动阀门更方便用户操作轻便，远距离自动化操作，发展了半球阀的用途范围，特别在恶劣的环境下不便于人工操作或半球阀的用途范围，特别在恶劣的环境下不便于人工操作或常开动作时，配套自动化电脑操作情况下，双偏心式半球阀常开动作时，配套自动化电脑操作情况下，双偏心式半球阀配置液动执行机构，更为开创新的创意。该阀门具有开启力配置液动执行机构，更为开创新的创意。该阀门具有

11、开启力小，关闭能破除结垢障碍，实现密封性能好等双偏心半球阀小，关闭能破除结垢障碍，实现密封性能好等双偏心半球阀的一切优点，耐磨。耐腐蚀材质。的一切优点，耐磨。耐腐蚀材质。用途用途 液动阀门广泛应用于水、蒸汽、污水、造纸、石油化工、液动阀门广泛应用于水、蒸汽、污水、造纸、石油化工、天然气、溶液及矿浆两相混流介质，及含尘气体，含颗粒天然气、溶液及矿浆两相混流介质，及含尘气体，含颗粒流体、粉末固体介质输送的理想设备，使用液动操作，更流体、粉末固体介质输送的理想设备，使用液动操作，更方便的适用于管理自动化，远距离操纵，配置液动讯号装方便的适用于管理自动化，远距离操纵，配置液动讯号装置，可用于自动化操作

12、与集中控制。置，可用于自动化操作与集中控制。液动阀门液动阀门电动执行机构电动执行机构 对于执行机构最广泛的定义是：对于执行机构最广泛的定义是：一种能提供直线或旋转运动的驱动装一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用某种驱动能源并在某种控置，它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作。执行机构使用液制信号作用下工作。执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。作用。电动执行器的原理，电动执行机构的工作原理电动执行器的原理，电动执行机构的工作原理 通俗习惯说法：电动执行器通俗习惯说法：电动执

13、行器= =电动执行机构。电动执行机构。教课书等教材上指：电动执行器教课书等教材上指：电动执行器= =电动执行机构电动执行机构+ +阀体。阀体。 因为阀体的种类较多：直通阀、蝶阀、球阀、闸阀等等。因为阀体的种类较多：直通阀、蝶阀、球阀、闸阀等等。电动执行机构电动执行机构+ +各种阀体就形成了另一类产品各种阀体就形成了另一类产品电动调节阀（还可细电动调节阀（还可细分成：电动调节直通阀，电动调节蝶阀，电动调节球阀等等）。分成：电动调节直通阀，电动调节蝶阀，电动调节球阀等等）。所以习惯上电动执行器就指电动执行机构，不含阀体。所以习惯上电动执行器就指电动执行机构，不含阀体。操作器作用是：操作器作用是：一

14、一 传递信号，在控制室内为操作者提供可视的输入及反馈信号传递信号，在控制室内为操作者提供可视的输入及反馈信号值，便于观察现场阀位。值，便于观察现场阀位。二二 在控制信号失灵或检修系统时，可用其直接操作电动执行机在控制信号失灵或检修系统时，可用其直接操作电动执行机构，完成事故检修情况下的人工手动操作。构，完成事故检修情况下的人工手动操作。气动薄膜式执行结构气动薄膜式执行结构有有正作用正作用( (信号压力增加时推杆向下动作，信号压力增加时推杆向下动作，ZMA)ZMA)和反作用和反作用( (信号压力增加时推杆向上信号压力增加时推杆向上动作，动作，ZMB)ZMB)两种型式。两种型式。 输出输出连杆位移

15、连杆位移 行程，规格有：行程，规格有：10，16，25，40，60，100mm输入输入气体压力：气体压力：0.02-0.1MPa气动活塞式执行结构气动活塞式执行结构特点是输出力大，结构简洁、特点是输出力大，结构简洁、可靠、轻小、动作速度快、抗可靠、轻小、动作速度快、抗震性好。可与直通单双座、角震性好。可与直通单双座、角型、套筒、隔膜、小型等直行型、套筒、隔膜、小型等直行程类调节阀组配并带上定位程类调节阀组配并带上定位精精 调节阀调节阀一个局部阻力可变的节流元件。阀芯移动改变一个局部阻力可变的节流元件。阀芯移动改变了阀芯与阀座间的流通面积，即改变阀的阻力了阀芯与阀座间的流通面积，即改变阀的阻力系

16、数，使被控介质流量相应改变系数，使被控介质流量相应改变。 调节阀的调节阀的结构结构由上阀盖、下阀盖、阀体、阀座、阀芯、由上阀盖、下阀盖、阀体、阀座、阀芯、阀杆、填料和压板等构成。阀杆、填料和压板等构成。阀的结构型式阀的结构型式1.1.直通单座阀直通单座阀2.2.直通双座阀直通双座阀3.3.角形阀角形阀4.4.三通阀三通阀5.5.蝶阀蝶阀6.6.套筒阀套筒阀7.7.偏心旋转阀偏心旋转阀8.8.高压阀高压阀1.1.直通单座阀直通单座阀 直通单座阀直通单座阀 如下图所示，直通单座调如下图所示，直通单座调节阀有一个阀芯和一个阀座。图中，阀杆节阀有一个阀芯和一个阀座。图中，阀杆与阀芯连接，当执行机构作直

17、线位移时，与阀芯连接，当执行机构作直线位移时，通过阀杆带动阀芯移动。上盖板用于压紧通过阀杆带动阀芯移动。上盖板用于压紧填料，上阀盖与阀体用螺栓连接，用于阀填料，上阀盖与阀体用螺栓连接，用于阀杆和阀芯的中心定位。阀座与上阀盖一起，杆和阀芯的中心定位。阀座与上阀盖一起，用于保证阀芯与阀座的中心定位，并在阀用于保证阀芯与阀座的中心定位，并在阀芯移动时，改变流体的流通面积，从而改芯移动时，改变流体的流通面积，从而改变操纵变量，实现调节流体流量的功能。变操纵变量，实现调节流体流量的功能。图中的阀芯导向采用顶导向方式。一些直图中的阀芯导向采用顶导向方式。一些直通单座阀采用顶底导向方式，提高导向精通单座阀采

18、用顶底导向方式，提高导向精确度。一些小流量直通控制阀常采用阀座确度。一些小流量直通控制阀常采用阀座导向方式导向方式。2.2.直通双座阀直通双座阀直通双座阀直通双座阀 如下图所示。如下图所示。直通双座调节阀有两个阀直通双座调节阀有两个阀芯和两个阀座。流体从图芯和两个阀座。流体从图示的左侧流入，经两个阀示的左侧流入，经两个阀芯和阀座后，汇合到右侧芯和阀座后，汇合到右侧流出。流出。3.3.角形阀角形阀将直通的阀体改为角形将直通的阀体改为角形(相当于一个弯头相当于一个弯头)阀体，阀体，单座阀就变成了角形阀。该产品也是六十年代国单座阀就变成了角形阀。该产品也是六十年代国内联合设计的产品，其节流、受力形式

19、完全同单内联合设计的产品，其节流、受力形式完全同单座阀，它除了保留单座阀泄漏小、许用压差小的座阀，它除了保留单座阀泄漏小、许用压差小的特点外，同时还有如下特点：特点外，同时还有如下特点：1)流路简单，具有流路简单，具有“自洁自洁”性能，可适用于性能，可适用于不干净介质场合，还可进一步改进为防堵角。不干净介质场合，还可进一步改进为防堵角。(2)流阻小，具有双座阀的流量系数流阻小，具有双座阀的流量系数(比单座比单座阀大阀大)。(3)需要角形连接的场合。需要角形连接的场合。(4)阀体易于锻造毛坯，所以高压阀通常采用阀体易于锻造毛坯，所以高压阀通常采用角形阀。角形阀。4.4.三通阀三通阀 三个口，一进

20、两出，（左进，右和下出）三个口，一进两出，（左进，右和下出）和普通阀门不同的是底部有一出口，当和普通阀门不同的是底部有一出口，当内部阀芯在不同位置时，出口不同，如内部阀芯在不同位置时，出口不同，如阀芯在下部时，左右相通，如如阀芯在阀芯在下部时，左右相通，如如阀芯在上部时，右出口被堵住，左和下口通。上部时，右出口被堵住，左和下口通。因为左口和右口不在一条水平线上。当因为左口和右口不在一条水平线上。当高加紧急解列时，阀门关闭，给水走旁高加紧急解列时，阀门关闭，给水走旁路路。5.5.蝶阀蝶阀蝶板由阀杆带动，若转过蝶板由阀杆带动，若转过90，便能，便能完成一次启闭。改变蝶板的偏转角度，完成一次启闭。改

21、变蝶板的偏转角度，即可控制介质的流量。蝶阀适用于发即可控制介质的流量。蝶阀适用于发生炉、煤气、天然气、液化石油气、生炉、煤气、天然气、液化石油气、城市煤气、冷热空气、化工冶炼和发城市煤气、冷热空气、化工冶炼和发电环保、建筑给排水等工程系统中输电环保、建筑给排水等工程系统中输送各种腐蚀性、非腐蚀性流体介质的送各种腐蚀性、非腐蚀性流体介质的管道上，用于调节和截断介质的流动。管道上，用于调节和截断介质的流动。6.6.套筒阀套筒阀套筒调节阀也称笼式调节阀，套筒调节阀也称笼式调节阀，它是阀内件采用阀芯和套筒它是阀内件采用阀芯和套筒的控制阀，套筒调节阀可以的控制阀，套筒调节阀可以是直通单座阀，也可以是双是直通单座阀，也可以是双座阀或角形阀等。套筒调节座阀或角形阀等。套筒调节阀用阀笼内表面导向，用阀阀用阀笼内表面导向，用阀笼节流开孔满足所需要流量笼节流开孔满足所需要流量特性。具