仪表自动化应用及发展前景的培训

宁夏宝丰能源集团股份有限公司技术培训仪表自动动化应用用及发展展前景自动化仪仪表广泛泛应用于于装备、、改造传传统产业业的工艺艺流程的的测量和和控制，，是现代代化大型型重点成成套装备备的重要要组成部部分，是是信息化化带动工工业化的的重要纽纽带。自动化仪仪表的应用目前，在在我国电电力、石石油、冶冶金、化化工、建建材、轻轻工等工工业领域域的企业业新建和和改造过过程中，，除工艺艺流程和和工艺设设备外，，企业更更重视自自动化仪仪表和控控制系统统，以增增加产品品品种，，提高产产品质量量，降低低成本，，获取更更多利润润。而且且企业要要安全地地生产，，达到国国家对环环保的要要求，需需要用新新的检测测技术，，功能更更强的控控制方法法来控制制生产过过程，对对系统的的可靠性性、精确确度、乃乃至操作作和维护护以及节节省投资资方面提提出了更更高的要要求。因因此企业业用户需要了解解国际上上新的检检测技术术和控制制系统的的发展状状况及其其新产品品在应用用方面的的经验；；而仪表表制造厂厂则必须须研究、、开发与与生产适适销对路路的产品品，并要要在改造造现有企企业方面面提供系系统集成成解决方方案自动化仪仪表通俗俗地来说说就是用用以检出出、测量量、观察察、计算算各种物物理量、、物质成成分、物物性参数数等的器器具或设设备。从从专业的的角度来来说，仪仪器仪表表也可具具有自动动控制、、报警、、信号传传递和数数据处理理等功能能，例如如用于工工业生产产过程自自动控制制中的气气动调节节仪表，，和电动动调节仪仪表，以以及集散散型仪表表控制系系统也皆皆属于仪仪器仪表表。一、工业业过程检检测1、温度度检测仪仪表1）热电电阻2)热热电偶2、压力力检测仪仪表表压和绝绝压及相相互关系系3、液位位测量仪仪表差压式测测量仪表表；浮力力式测量量仪表；；辐射式式测量仪仪表；4、流量量测量仪仪表差压式测测量仪表表；容积积式测量量仪表；；漩涡式式测量仪仪表；电电磁式测测量仪表表；转子子测量仪仪表；超超声波测测量仪表表；科氏氏力质量量测量仪仪表。5、过程程分析测测量仪表表在线色谱谱、PH分析仪仪、电导导分析仪仪、水表表、氧表表。6、特殊殊仪表状态监测测仪表、、转速测测量仪表表等二、工业业过程控控制1、电动动1）电动动阀2)变变频器3）电机机（数字字量）2、液动动电液转换换器→各各类阀门门3、气动动电气转换换器→各各类阀门门三、过程程控制策策略1、调节节器（电电动和气气动）2、DCS系统统3、PLC系统统4、CCS机组组控制系系统

四、保证证工业过过程安全全1、TRICON的SIS系系统2、黑马马的SIS系统统3、DeltaVSIS系系统4、横河河的SIS系统统5、ABB的SIS系系统

五、离心心式压缩缩机的防防喘振控控制1、离离心式式压缩机机的特性性曲线与与喘振离心式压压缩机的的特性曲曲线通常常指：出出口绝对对压力p2与人人口绝对对压力p1之比比(或称称压缩比比)和入入口体积积流量的的关系曲曲线；效效率和流流量或功功率和流流量之间间的关系系曲线。。对于控控制系统统的设计计而言，，则主要要用到压压缩比和和入口体体积流量量的特性性曲线，，见图6—20中实线线。离心式压压缩机在在运行过过程中，，有可能能会出现现这样一一种现象象，即当当负荷降降低到一一定程度度时，气气体的排排出量会会出现强强烈振荡荡，同时时机身也也会剧烈烈振动，，并发出出“哮喘喘”或吼吼叫声，，这种现现象就叫叫做离心心式压缩缩机的““喘振””。喘振是离离心式压压缩机的的固有特特性，而而事实上上少数离离心泵也也可能喘喘振。离离心泵工工作中产产生不稳稳定工况况需要两两个条件件：一是是泵的P—Q特特性曲线线呈驼峰峰状；二二是管路路系统中中要有能能自由升升降的液液位或其其他能贮贮存和放放出能量量的部分分。因此，对对离心泵泵的情况况，当遇遇到具有有这种特特点的管管路装置置时，则则应避免免选用具具有驼峰峰型特性性的泵。。对离心压压缩机，，由于它它的性能能曲线大大多呈驼驼峰型，，并且输输送的介介质是可可压缩的的气体，，因此，，只要串串联着的的管路容容积较大大，就能能起到贮贮放能量量的作用用，故发发生不稳稳定跳动动的工作作情况便便更为容容易。连连接离心心式压缩缩机不同同转速下下的特性性曲线的的最高点点，所得得曲线称称喘振极极限线。。其左侧侧部分称称为喘振振区，如如图6——20中中阴影部部分。喘振情况况与管网网特性有有关。管管网容量量越大，，喘振的的振幅越越大，而而频率越越低；管管网容量量越小，，则相反反。2、引起起喘振的的因素当离心式式压缩机机的负荷荷减小到到一定程程度时，，会造成成压缩机机的喘振振，这是是引起喘喘振的最最常见因因素。除除此之外外，被压压缩气体体的吸入入状态，，如分子子量、温温度、压压力等的的变化，，也是造造成压缩缩机喘振振的因素素。

吸入压力力的变化化，会影影响压缩缩机的实实际压缩缩比。当当吸入压压力P1>l降低低，所需需压缩比比增大，，压缩机机易进入入喘振区区。对于吸入入气体的的分子量量变化，，压缩机机特性曲曲线的改改变情况况如图6—21所示。。图中清楚楚地表明明，在同同样的吸吸入气体体流量QA下，，分子量量大，压压缩机易易进入喘喘振区。。当吸入气气体温度度变化时时，它的的特性曲曲线将如如图6——22所所示。显显然，当当温度降降低，压压缩机易易出现喘喘振。在实际生生产过程程中，被被压缩的的气体往往往来自自上一工工序，该该工序的的操作情情况会影影响分子子量和温温度的变变化，从从而可能能引起压压缩机的的喘振。。鉴于目目前的防防喘振控控制系统统一般只只是为了了防止负负荷的减减小，且且分子量量的变化化也无法法进行在在线测量量，所以以，在上上述情况况下，防防喘振控控制系统统会“失失灵”。。对此需需要特别别加以重重视。3、喘振振的极限限方程及及安全操操作线(1)经经验公式式将将在不同同转速下下的压缩缩机特性性曲线最最高点连连接起来来所得的的一条曲曲线，称称为压缩缩机喘振振的极限限线，如如图6——23所所示。对于喘振振极限线线，可以以通过理理论推导导获得数数学表达达式。在在工程上上，为了了安全上上的原因因，在喘喘振极限限线右边边，建立立一条““安全操操作线””，作为为压缩机机允许工工作的界界限。这这条安全全操作线线可与一一个抛物物线方向向近似，，其经验验公式为为式中，Q1为吸吸人口气气体的体体积流量量；T1为吸人人口气体体的绝对对温度；；p1、、p2分分别为吸吸入口、、排出口口的绝对对压力；；K，a均为常常数，一一般由压压缩机制制造厂家家给出，，a有等等于0、、大于0和小于于0三种种情况。。式(6——7)由于式((6—7)中的的吸入口口气体的的体积流流量Q1、绝对对压力>>p1和绝对温温度T1有一定关关系，而而且还可可以依照照不同的的测量方方法和仪仪表，将将经验公公式表达达成更加加实用的的公式。。式(6——7)(2)用用差压计计测量流流量时的的安全操操作线表表达式假假如如在压缩缩机人口口处用差差压计测测量流量量Q1，，测得的的差压为为p1d，由标标准节流流装置流流量测量量公式式中，αα为常数数；ε为为气体压压缩系数数；ρ1为人口口处气体体的密度度。根据据气体方方程式(6——8)根据气体体方程式中，z为气体体压缩修修正系数数；R及及为气体体常数；；M为气气体分子子量。将将式(6—9))代入式式(6——8)并并简化后后，得式式(6——10))式(6——9)式(6——10))将式(6—10)代入入式(6—7))，得式中，式(6——11))式中，式(6——12))或式(6——13))由式6--11））可得：：式(6——12))和式((6—13)就就是用差差压计测测量入口口处气体体流量时时喘振安安全操作作线的表表达式。。4、防防喘振振控制系系统

在通常情情况下，，压缩机机的喘振振主要是是负荷减减少所致致，而负负荷的升升降则是是由工艺艺所决定定的。为为使压缩缩机不出出现喘振振，需要要确保任任何转速速下，通通过压缩缩机的实实际流量量都不小小于喘振振极限线线所对应应的最小小流量QB。根据这一一思路，，可采取取如图6—24所示的的循环流流量法，，来设计计固定极极限流量量法和可可变极限限流量法法等两种种防喘振振控制系系统。(1)固固定极限限流量法法采采用部分分循环法法，始终终使压缩缩机流量量保持大大于某一一定值流流量，从从而避免免进入喘喘振区运运行，这这种方法法叫做固固定极限限流量防防喘振控控制。图图6—25中QB即为为固定极极限流量量值。显然，压压缩机不不论运行行在哪一一档转速速下，只只要满足足Q≥QB的条条件，压压缩机就就不会出出现喘振振。用固固定极限限法所设设计的控控制方案案结构简简单，如如图6——26所所示。图图中的流流量控制制器，即即以QB值作为为其固定定设定值值的防喘喘振控制制器。QB的取取值应以以现场压压缩机能能达到的的最高转转速所对对应的喘喘振极限限流量为为好。压压缩机正正常运行行时，控控制器的的测量值值恒大于于设定值值，而旁旁路控制制阀是气气关阀，，此时控控制器具具有正向向作用和和PI特特性，输输出达最最大值时时使阀关关闭。当当压缩机机吸气量量小于设设定值时时，旁路路阀打开开，压缩缩机出口口气体经经旁路返返回至压压缩机人人口，气气量又增增大到大大于QB值。这这时虽然然压缩机机向外供供气量减减少了，，但防止止了喘振振的发生生。这种固定定极限流流量法不不足之处处在于当当压缩机机低速运运行时((如图6—25中的n1，n2转速速情况下下)，压压缩机的的能耗过过大，这这对压缩缩机负荷荷需经常常改变的的生产装装置就不不够经济济；但从从另一方方面讲，，则有控控制方案案简单、、系统可可靠性高高、投资资少等优优点。(2)可可变极限限流量法法为为了减少少压缩机机的能量量消耗，，在压缩缩机负荷荷有可能能经常波波动的场场合，可可以采用用调节转转速的办办法来保保证压缩缩机的负负荷满足足工艺上上的要求求。因为为在不同同转速下下，其喘喘振极限限流量是是一个变变数，它它随转速速的下降降而变小小。所以以最合理理的防喘喘振控制制方案应应是在整整个压缩缩机负荷荷变化范范围内，，使它的的工作点点沿着如如图6——23所所示的喘喘振安全全操作线线而变化化，根据这一一思路设设计的防防喘振控控制系统统，就称称为可变变极限流流量法防防喘振控控制系统统，它的的原理如如图6——27所所示。在设计防防喘振控控制系统统时，尚尚需注意意如下几几点：①旁路控控制阀在在压缩机机正常运运行的整整个过程程中，测测量值始始终大于于设定值值，因此此必须考考虑防喘喘振控制制器的防防积分饱饱和问题题。否则则就会造造成防喘喘振控制制系统的的动作不不及时而而引起事事故。②在实际际的工业业设备上上，有时时不能在在压缩机机入口处处测量流流量，而而必须改改为在出出口处，，但压缩缩机制造造厂所给给的特性性曲线往往往是规规定测量量人口流流量的，，这时就就需要将将喘振安安全操作作线方程程进行改改写。可可以从人人口、出出口质量量流量相相等这一一等式出出发，写写出pld与出口流流量的差差压值p2d之间的关关系式，，然后把把安全操操作线方方程式中中p1d替换掉，，再以此此方程进进行防喘喘振控制制系统的的设计。。③喘振安安全操作作线方程程式中的的压缩机机出、人人口处的的压力p1、p2均指指绝对压压力。因因此，若若所用的的压力变变送器不不是绝压压变送器器，则必必须考虑虑相对压压力和绝绝对压力力的转换换问题。。④防止压压缩机喘喘振的工工况：防止进气气压力低低、进气气温度高高、和气气体分子子量小等等。防止管网网堵塞使使管网特特性改变变。要坚持在在开、停停车过程程中，升升降速不不可太快，并且且先升速速后升压压和先降降压后降降速。开、关防防喘阀时时平稳缓缓慢。关关防喘阀阀时要先先低压后后高压，，开防喘喘时要先先高压后后低压。。如万一出出现“旋旋转失速速”和““喘振””时，首首先应全全部打开开防喘阀阀，增加加压缩机机的流量量，然后后再根据据具体情情况进行行处理。。

由于现代代科学技技术的不不断发展展进步使使得对自自动化仪仪表提出出了更高高更新的的要求，，而以此此满足现现代化建建设的发发展的要要求。其其仪表的的发展趋趋势的最最核心的的理念就就是不断断利用新新的工作作原理和和采用新新材料来来制作新新的自动动化仪表表的元器器件，例例如利用用超声波波、微波波、射线线、红外外线、核核磁共振振、超导导、激光光等原理理和采用用各种新新型半导导体敏感感元件、、集成电电路、集集成光路路、光导导纤维等等元器件件。其目目的是实实现仪器器通过微微型计算算机的使使用来提提高仪器器仪表的的性能，，提高仪仪器仪表表本身自自动化、、智能化化程度和和数据处处理能力力。自动动化仪表表不仅供供单项使使用，而而且可能能通过标标准接口口和数据据通道与与电子计计算机结结合起来来，组成成各种测测试控制制管理综综合系统统，以满满足更高高的技术术要求。。自