现代化工仪表及自动化概述

化工仪表

及自动化绪论1人工控制与自动控制：水箱水位控制问题水位测量与变送执行器控制器给定眼手脑举个小例子人工控制的步骤：1.看（眼）——测量2.判断、思考（脑）——控制器3.执行（手）———调节阀以上的动作用仪器仪表来完成——自动化2一、化工自动化意义及目的1.意义仪表：指用于对生产过程进行自动控制的自动化装置。化工生产过程自动化：在化工设备、装置及管道上，配置一些自动化装置，替代操作工人的部分或全部的确直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行。这种部分地或全部地用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工生产过程自动化，简称为化工自动化。32.目的（1）加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。（2）减轻劳动强度、改善劳动条件。（3）保证生产、人生安全，防止事故发生或扩大，延长设备使用寿命、提高设备利用率。（4）改变劳动方式，提高工人文化技术水平，适应当代信息技术革命和信息产业革命需要。41.

初级阶段：

应用一些自动检测仪表监视生产，利用手工操作，工人根据反映主要工艺参数的仪表指示情况人工地改变操作条件，生产过程单凭经验进行。对于连续生产的化工厂，在进出物料彼此联系中装设了大的贮槽，可以克服干扰影响及稳定生产，但是生产效率低，设备投资大。二、化工自动化的发展概况52.

50~60年代：

开发化工生产各个操作单元，向着大规模、高效率、连续生产、综合利用方向发展。实际生产中应用的自动控制系统主要是压力、流量、液位和温度四大参数的简单控制。串级、比值、多冲量等复杂控制系统也得到一定程度发展。自动化技术工具主要是基地式电动、气动仪表及膜片式的单元组合仪表。此时期由于对化工对象动态特性了解不够深入，因此，半经验、半理论的设计准则和整定公式，在自动控制系统设计和参数整定中起相当重要作用。6

自动化技术工具方面，气动2型和电动2型单元组合式仪表刚投入生产不久，气动3型和电动3型单元组合式仪表相继问世，进一步发展到具有多功能的组装仪表、智能式仪表，为实现各种特殊控制规律提供了条件。新型智能传感器和控制仪表的问世使仪表与计算机之间的直接联系极为方便。而且，电子计算机的作用也越来越大。3.

70年代：7

化工生产过程自动化是一门综合性技术学科，利用自动控制学科、仪器仪表学科几计算机学科的理论与技术服务于化学工程学科。随着现代科学技术的进步，本学科将不断发展并日益被人们所重视。在化工生产过程中，由于实现了自动化，人们通过自动化装置来管理生产，自动化装置与工艺及设备已结合成为有机的整体。因此，越来越多的工艺技术人员认识到：学习仪表及自动化方面的知识，对于管理与开发现代化化工生产过程是十分必要的8

化工生产过程中需要测量和控制的参数是多种多样的，主要的有热工量（压力、流量、液位、温度等）和成分（或物性）量。所以化工自动化仪表按功能不同，大致分为四类：检测仪表（各种参数的测量和变送）；显示仪表（模拟量显示和数字量显示）；控制仪表（气动、电动控制仪表及数字式控制器）；执行器（气动、电动、液动等执行器）。利用上述各类仪表，可以构成自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制这样四种自动化系统，他们的作用如下：三、自动化系统及仪表的分类91.自动检测系统

利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、指示或记录的，称为自动检测系统。它代替了操作人员对工艺参数的不断观察与记录，因此起到对过程信息的获取与记录作用。这在生产过程自动化中是最基本的也是十分重要的内容。自动检测系统中主要的自动化装置是敏感元件、传感器和显示仪表。敏感元件也称检测元件，作用是对被测变量作出响应，把它转换成适合测量的物理量。传感器可以对检测元件输出的物理量信号作进一步信号转换，当转换后的信号为标准的统一信号（如0~10mA、4~20mA、0.02~0.1Mpa等）时，此时的传感器一般成为变送器。显示仪表的作用是将检测结果以指针位移、数字、图象等形式准确地指示、记录或储存，使操作人员能正确了解工艺操作情况和状态。102.自自动信信号和和联锁锁保护护系统统生产过过程中中有时时由于于一些些偶然然因素素的影影响导导致工工艺参参数超超出允允许的的变化化范围围而出出现不不正常常情况况时就就有可可能引引起事事故。。为此此，长长对某某些关关键性性参数数设有有自动动信号号联锁锁保护护装置置。当当工艺艺参数数超过过了允允许范范围，，在事事故即即将发发生以以前，，信号号系统统就自自动地地发出出声光光信号号警报报，告告戒操操作人人员注注意，，并及及时采采取措措施。。自动动信信号号联联锁锁保保护护电电路路按按其其主主要要构构成成元元件件的的不不同同，，可可分分为为有触触点点式式和和无无触触点点式式两类类（（有有时时可可采采用用混混合合式式））。。有触触点点式式电电路路是由由各各种种继继电电器器、、按按钮钮、、开开关关等等电电器器组组成成的的继继电电线线路路，，依依靠靠各各种种电电器器的的触触点点开开合合完完成成电电路路的的通通断断和和切切换换。。无触触点点式式电电路路利用用由由二二极极管管、、晶晶体体管管及及集集成成电电路路等等电电子子器器件件构构成成具具有有一一定定功功能能的的电电子子线线路路，，利利用用电电子子器器件件的的导导通通或或阻阻断断特特性性来来实实现现自自动动信信号号的的报报警警和和联联锁锁保保护护作作用用。。113.自自动动操操纵纵及及自自动动开开停停车车系系统统自动动操操纵纵系系统统可以以根根据据预预先先规规定定的的步步骤骤自自动动地地对对生生产产设设备备进进行行某某种种周周期期性性操操作作。。自动动开开停停车车系系统统可以以按按照照预预先先规规定定好好的的步步骤骤，，将将生生产产过过程程自自动动地地投投入入运运行行或或自自动动停停车车。。4.自动动控控制制系系统统生产产过过程程中中各各种种工工艺艺条条件件不不可可能能一一成成不不变变，，特特别别是是化化工工生生产产，，大大多多数数是是连连续续生生产产，，各各设设备备相相互互关关联联，，当当其其中中某某一一设设备备工工艺艺条条件件发发生生变变化化时时，，都都可可能能引引起起其其他他设设备备中中某某些些参参数数的的波波动动，，偏偏离离正正常常工工艺艺条条件件。。为为此此，，需需要要用自自动动控控制制装装置置对对生生产产中中某某些些关关键键性性参参数数进进行行自自动动控控制制，，使使它它们们在在受受到到外外界界干干扰扰的的影影响响而而偏偏离离正正常常状状态态时时，，能能自自动动地地调调回回到到规规定定的的数数值值范范围围内内。1213之间间的的关关系系自动动检检测测系系统统只能能完完成成““了了解解””生生产产过过程程进进行行情情况况的的任任务务；；自动动信信号号联联锁锁保保护护系系统统只能能在在工工艺艺条条件件进进入入某某种种极极限限状状态态时时采采取取安安全全措措施施以以免免发发生生生生产产事事故故；；自动动操操纵纵系系统统只能能按按照照预预先先规规定定好好的的步步骤骤进进行行某某种种周周期期性性操操作作；；只有有自动动控控制制系系统统才能能自自动动地地排排除除各各种种干干扰扰因因素素对对工工艺艺参参数数的