工业自动化仪表及控制装置设备的分类标准及基础知识

工业自动化仪表及掌握装置设备的分类标准及根底学问!随着生产规模的不断扩大和生产技术的进展,对生产过程自动化水平提出了越来越高的要求.因此,工业仪表也经受了一个从无到有、由简洁到简单，由单一功能向多功能的进展过程。从最初的只能在现场测量并显示温度〔如玻璃温度计、压力〔U、液位(如玻璃管液位计的就地检测仪表和只能进展简洁掌握除检测各种参数的检测元件和检测仪表愈加齐全外，过程掌握仪表的进展更是日月异，经受了由气动单元组合仪表、电动单元组合仪表、电子式综合掌握装置到工业计算机掌握系统的飞跃.工业自动化仪表品种繁多，从信息的获得、传递、反映和处理的过程把工业自动化仪表分为五大类〔检测仪表；2〕显示仪表〔)掌握仪表)执行器〔5〕集中监测与掌握装置。 检测仪表 生产过程中，介质在设备、管道不同部位的温度压力流量物位以及其他物理量瞬息万变，始终处于变化之中。检测仪表就是用以检测上述物理量在每个瞬间的量值。依据所测量工艺参数的不同，检测仪表可分为如下几种： 1．温度仪表:常用的温度测量仪表有玻璃温度计、双金属温度计、压力式〔温包〕温度计、温度开关、热电偶、热电阻，还有辐射高温计及光学高温计、光电比色高温计等辐射式温度计。压力仪表：压力测量仪表用于检测压力、真空和压差。依据其工作原理可分为：弹性式压力计〔按其弹性元件又分为弹簧管压力计、膜片压力计、膜盒压力计、压力开关等〕;传感式压力计〔如电阻式、电容式、电感式、霍尔式压力计等；液柱式压力计〔如U还有精度较高通常用于校验标准压力表的活塞式压力计。流量仪表：流量测量仪表品种繁多，目前应用最为广泛的是由节流装置和与其配套的差压流量变送器。常用的水表、转子流量计、椭圆齿轮番量计、靶式流量计、电磁流量计、旋涡流量计、阿钮巴流量计、质量流量计等。物位仪表：物位仪表主要测量塔器和槽、罐类容器内某种介质的液位或两种不同比重液体的界面及固体物料的料位。液位计中最为常见的是玻璃管液位计、玻璃板液位计，其他还有差压式液位计和浮力式液位计(如浮球液位计、液位开关、浮筒液位计、浮标液位计、钢带液位计、储罐液位称重仪等。用于固体物料料位检测的有电阻式料位计、电容式料位计、物位开关、重锤探测物位计、音叉料位计、超声波物位计、放射性料位计等。成分表:成分表用于检定工艺介质的成分及测定某种组分(或某些组分直至全组分锆等，热学式〔如热导式、热化学式质谱仪、工业气相色谱仪等。在安装在线成分表时，一般都需要对所取的样品进展预处理,使样品的状态、温度、压力、流量等参数符合分析仪表工作条件的要求，因此需要配置一些由过滤器、除尘器、枯燥容器、冷却器、转子流量计、水封和阀门及管路等介质〔如烟道气脏气样、炉气等高温气样、重油分析取样、腐蚀性组分取样及环境检测取样等，其取样预处理系统则更为完善，这类成品形式的取样预处理系统称为取样预处理装置.另外，还有一些物性检测仪表如水分计、湿度计、密度计、浓度计、浊度计、粘度计等也往往划归成分表.机械量仪表:工业上常用的机械量仪表有测厚仪、热〔如称重装置〔如电子皮带秤，皮带跑偏、打滑检测装置，称重显示仪，称重装袋装置等。显示仪表此类仪表是指与检测仪表配套用以指示或记录被测参字显示仪和指示或记录温度用的电子电位差计、电子平衡电桥〔电子电位差计、平衡电桥还可以附加电动调整器或气动调整器等组成复合型仪表)及具有流量累计功能的积算型仪表。掌握仪表掌握仪表一方面承受过程检测仪表及变送器的测量信调整阀〕的动作,组成闭环掌握系统。掌握仪表依据信号类型可分为摸拟式掌握仪表和数字式掌握仪表两大类。、电动〕和组装式仪表。单元组合仪表按其在掌握系统中的功能分为不同的单元，各单元仪表独立存在，可依据需要任意组合成不同的检测调整系统，系统组成敏捷、便利。各单元之间的信号传〔又称为模拟信号〕.单元组合仪表广泛应用于20世纪50～70年月初，属真正功能分散的仪表,即用一块仪表来完成所要求的某一功能.变送器外从功能而言应属检测仪表.单元组合仪表按其工作能源又分为气动单元组合仪表和电动单元组合仪表两类：气动单元组合仪表：气动单元组合仪表是在原来的气动仪表根底上进展而来的。此类仪表以0。14MPa压缩空气为工作能源，承受压力0.02~0.1MPa的压缩空气为统一信号。正由于其工作能源和信号传输均为压缩空气，在炼油、化工生产装置中应用气动单元仪表具有自然防爆的作用。其缺点是气动信号传输距离一般在150m单元仪表：变送单元〔即变送器〕包括压力变送器、差压变送器、靶式流量变送器、内藏孔板流量变送器、单〔〔〔外浮筒液位变送器及温度变送器等.显示单元仪表如色带指示仪、条形指示仪、多针指示仪、指示记录仪、积算器等。调整仪、比例〔积分、微分〕调整仪〔器〕等.计算单元仪表如加减器、乘除器、比值器等.e．给定单元仪表如定值器，时间程序定值器等。f．关心单元仪表如气动〔Q〕操作器、手动/自动切换操作器、高〔低〕值选择器、继动器、切换器、限幅器、配比器、负荷安排器、大流量过滤减压阀等.电动单元组合仪表:电动单元组合仪表以直流电源为其工作能源。此类仪表因其根本电子元件的更换代经受了Ⅰ型〔电子管电路、Ⅱ型〔晶体管电路〕和Ⅲ型〔线性集成电路型仍广泛应用于炼油化工生产装置中.现所介绍的电动单元组合仪表仅指Ⅲ型。电动Ⅲ型仪表使用DC24V安装于掌握室内的各单元仪表之间的信号传输承受DC1～5V及执行机构之间则为DC4～20mA电流信号。为满足不同的防爆要求，现场安装的变送器及与其连接的掌握室输入输出单元〔安全保持器、安全栅〕等又有隔爆型、本质安全型之分。另外，由于工业计算机掌握技术进展的需要，近年来还开发了以微处理器为核心的智能化单元仪表,成为电动单元仪表的军。电动单元组合仪表包括下述各单元：a.变送单元(即变送器〕包括压力变送器、差压变送器、靶式流量变送器、内藏孔板流量变送器、单〔双〕法兰差压〔液位)变送器、内〔外)浮筒液位变送器、温度〔温差〕变送器、智能压力变送器及智能差压变送器等。〔双)针指示仪、色带指示仪、单〔双方〕积算器等。c。调整单元仪表包括指示调整器、SPC/DDC后备调整器、多通道阀位跟踪调整器、特别功能调整器、积分器、微分器等。d。计算单元仪表如加减器、乘除器、开方器等.e。转换单元仪表包括电流信号转换器、脉冲/电压转换器、频率/电流转换器、阻抗转换器、函数转换器、电/气转换器、气/电转换器等。f.给定单元仪表即恒流给定器、比值给定器、比率给定器、报警给定器、参数程序给定器、时间程序给定器等.g.关心单元仪表如电动〔D型〕操作器、DDC操作器、安全保持器、安全栅、配电器、电压箱、信号选择器、隔离器、反向器、升降器、信号阻尼器、信号倒向器、信号限幅器、变化率选择器等.(2〕组装式综合掌握仪表是过程掌握仪表进展过程中的一个的系列，又称组装式综合掌握装置。它承受组件组装式构造，可以便利敏捷地0-10V直流电压信号体制。并可接收现场检测仪表和检测元件的各种气动信号和电动信号〔包括电流、电压、触点、脉冲、频率、编码等。组装式综合掌握装置包括以下仪表和组件:a。输入输出组件：输入转换组件、输出转换组件、脉mV/V转换组件、P/E转换组件、积算功率驱动器组件等.b.信号处理组件：信号缓冲组件、继电器缓冲组件、信〔除组件、开方组件、加法组件、函数组件、限幅组件、信号选择组件等、积算组件、报警组件、规律组件。c.调整组件：PID组件(比例、积分、微分组件)、动态补偿组件、跟踪组件、多输出接口组件、声光掌握组件。d。关心组件及其他组件：电源安排组件、信号安排组件、切换组件、给定组件、继电器组件、监控组件。e.显示操作仪表：单〔双〕针指示仪、单〔双〕笔记录仪、三〔四〕笔记录仪、趋势记录仪、手操器、掌握显示操作器。〔3〕基地式调整仪表在工业自动化仪表由就地检测显示向集中掌握进展过程中，产生了一种集测量、显示、调整功能于一体的仪表，我们称之为基地式调整仪表或简称为基地式仪表。如具有气动调整器的指示记录调整仪以及一些只有单一调整功能的就地调整器〔如温度调整器，压力调整器、差压调整器，流量调整器。基地式调整仪表以其工作能源又有气动和电动之分.自力式调整器也是就地调整仪表的一种，它因依靠于被测介质作为其工作能源而得名,故又称为直接作用式调整器。另外,由于它与其调整阀合为一体,所以自力式调整器又称为自力式调整阀。常用的自力式调整器有自力式温度调整器、自力式压力调整器及自力式流量调整器.数字式掌握仪表数字式掌握仪表包括分散型掌握系统)C，工业掌握机〔)，安全掌握系统〔C〕等。2060级运算掌握，易于进展信息通信，实现集中显示操作及高级要求，从而开头运用计算机掌握系统，使生产过程综合掌握水平得到了进一步的提高。然而,随着掌握功能的高度集中，事故发生的危急性也高度集中,一旦计算机掌握系统消灭故障，掌握、监视、操作将无法进展，给生产带来很大影响,甚至会导致全局性重大事故.70生,在掌握技术、显示技术、计算机技术、通信技术进一步发展的根底上，开发研制了以微处理器和微型计算机为根底的DCS〔DistributedControlSystem治理的根底上，将掌握权分散，进一步提高了掌握系统的安全性和牢靠性.这是由于分散型掌握系统按掌握功能或掌握区域将微处理器进展分散配置，每个带微处理器的掌握站可把大量信息通过数据通信电缆送到中心掌握室的以微处理器为根底的CRT显示操作站，将这些信息集中显示或记录.同时与上位机〔过程治理计算机和生产治理计算机〕相协作对生产过程实行集中监视和治理。〔间歇掌握、统的硬件、软件进展检查，一旦觉察故障，即发出声、光报警，并显示故障所在位置。分散型掌握系统一般由现场掌握站、CRT显示操作站、通信网络和打印机等外围设备组成.在其后的进展过程中，分散掌握系统的掌握通信功能愈加完善和标准化，并依据其掌握功能的侧重点从以回路掌握为主的分散掌握系统DCS中分别出以挨次掌握为主的可编程序掌握器〔r掌握器最初的目的是用来取代由传统的继电器组成的继电联锁报警系统,其输入/输出信号均为开关信号，它承受软件编较简单的联锁。PLC的特点就是“可编程序”，只要转变程序就可转变掌握方案。其牢靠性、敏捷性和运行速度及掌握方案的简单程度，是继电器线路无法相比的。PLC的进展格外快速，并增加了模拟掌握功能、运算功能，甚至配置了CRT动态图形显示、数据库治理、文件生成等。而DCS则吸取PLC的技术特点,强化批处理、挨次掌握等功能，这种二者之间功能的渗透，将使DCS和PLC的区分是在系统小型及微型化、现场变送器智能化、现场总线标准化、通信网络标准化、DCS与PLC相互渗透,监控计算机、PC机进入DCS系统，系统软件的进一步完善，分散掌握系统将更加适应各种过程掌握的需要,并将取得更好的技术经济效益。现场总线〔FCS〕是安装在生产现场装置与掌握室内的自动掌握装置之间的数字式、串行、多点通讯双向传输的数据总线.它的根本思路是将掌握室内DCSPLC的掌握站、智能调整器等不再通过各自的输入/输出〔I/O〕通道与现场仪表〔如变送器、调整阀、开关〕一一对应连接，而只要通过H2H2/H1H1H1H2表间的通讯，对生产过程进展监控和检测。由于现场总线处于最低一层的现场装置〔现场设备和现场仪表)互连的通信网络,集成现场掌握和现场通讯的功能，所以现场总线通信网络的节点是智能变送器(包括温度、压力、流量、物位、过程分析器等〕和智能执行器等。工业计算机按其掌握治理功能分为根底自动化掌握装置及治理计算机，其中根底自动扮装置为多极掌握的第一级包括分散型掌握系统〔S、可编程规律掌握器〔C、直接数字掌握装置)和现场总线掌握系统〔S。过程治理计算机是根底自动扮装置的上位机，属多极掌握的其次级；生产治理计算机适用于多极掌握的第三~五级.执行器执行器又称掌握阀，由执行机构和阀门两局部组成。按照执行机构的动力源分类有气动掌握阀，电动掌握阀，液动掌握阀和混合型掌握阀四大类。气动掌握阀依据其执行机构形式又分为薄膜式掌握阀，活塞式掌握阀和长行程掌握阀.集中监测与掌握装置集中检测装置即利用检测元件或探测器将被测变量或报警接点信号予以集中显示的装置；集中掌握装置则是将一系列被测变量信号按设定程序对执行器进展掌握的装置.集中监测与掌握装置包括各种数据采集装置、巡回检测装置、信号报警装置、安全检测装置及工业电视及远动装置和挨次掌握装置等。集中监测与掌握装置一般分为下述几类：1。安全监测装置包括可燃气体检测报警装置、有毒气体检测报警装置、火焰监视器、自动点火装置、燃烧安全保护装置、漏油检漏装置及高阻检测装置等。2。工业电视