2024年度工业自动化工程仪表基础知识教程

工业自动化工程仪表基础知识教程12024/3/23目录CONTENCT工业自动化工程仪表概述工业自动化工程仪表基础知识工业自动化工程仪表的选型与安装工业自动化工程仪表的维护与保养工业自动化工程仪表在智能制造中的应用实验环节：工业自动化工程仪表实践操作22024/3/2301工业自动化工程仪表概述32024/3/23定义分类定义与分类工业自动化工程仪表是指在工业生产过程中，用于测量、显示、记录和控制各种工艺参数的仪表设备。根据测量原理、使用场合和功能特点，工业自动化工程仪表可分为温度仪表、压力仪表、流量仪表、物位仪表、分析仪表等。42024/3/23工业自动化工程仪表经历了从机械化、电气化到数字化、智能化的发展历程，不断推动着工业生产的自动化和智能化水平提升。发展历程当前，工业自动化工程仪表已经广泛应用于各个工业领域，成为工业生产不可或缺的重要组成部分。同时，随着新技术、新工艺的不断涌现，工业自动化工程仪表也在不断发展和创新。现状发展历程及现状52024/3/23工业自动化工程仪表广泛应用于石油、化工、冶金、电力、轻工、纺织等各个工业领域，以及环保、水处理、食品加工等民生领域。应用领域随着工业生产的不断发展，工业自动化工程仪表的市场需求也在不断增加。未来，随着工业4.0、智能制造等战略的深入实施，工业自动化工程仪表的市场需求将更加旺盛，同时也对仪表的性能、精度、稳定性等方面提出了更高的要求。市场需求应用领域与市场需求62024/3/2302工业自动化工程仪表基础知识72024/3/23测量原理测量方法测量误差介绍工业自动化工程仪表的测量原理，包括物理量测量、化学量测量和生物量测量等。阐述工业自动化工程仪表的测量方法，包括直接测量、间接测量、组合测量和比较测量等。分析工业自动化工程仪表的测量误差来源，包括系统误差、随机误差和粗大误差等，并介绍相应的减小误差的方法。测量原理与方法82024/3/2380%80%100%传感器技术及应用介绍传感器的定义、分类、基本特性及主要技术指标等。详细介绍工业自动化工程仪表中常用的传感器，如温度传感器、压力传感器、流量传感器、物位传感器、位移传感器等。阐述传感器在工业自动化工程仪表中的应用，包括信号检测、信号处理、信号转换和信号输出等。传感器概述常用传感器传感器应用92024/3/2301020304信号处理概述模拟信号处理数字信号处理信号处理技术应用信号处理技术详细介绍数字信号的处理方法，包括采样、量化、编码、数字滤波、数字变换等。阐述模拟信号的处理方法，包括放大、滤波、调制与解调等。介绍信号处理的定义、目的、分类及基本方法。分析信号处理技术在工业自动化工程仪表中的应用，如信号调理、数据采集与处理、故障诊断与预测等。102024/3/2303工业自动化工程仪表的选型与安装112024/3/23根据工艺流程、测量范围和测量精度等要求选择合适的仪表。满足工艺要求选择经过长期实践验证、质量稳定的仪表品牌和型号。可靠性选型原则及注意事项122024/3/23经济性：在满足工艺和可靠性要求的前提下，尽量选择性价比高的仪表。选型原则及注意事项132024/3/23010203了解仪表的性能指标：如测量范围、精度、稳定性、重复性、线性度等。考虑工作环境：如温度、压力、湿度、腐蚀性等因素对仪表的影响。了解仪表的供电和信号输出方式：确保与现有系统或设备的兼容性。选型原则及注意事项142024/3/231.确定安装位置选择便于观察、维护和操作的位置，避免安装在振动、高温、潮湿或腐蚀性环境中。2.准备安装工具和材料根据仪表的安装要求准备相应的工具和材料，如螺丝刀、扳手、电缆等。安装步骤与操作规范152024/3/23按照仪表的安装孔位和尺寸，在墙面或设备上固定好支架，然后将仪表固定在支架上。根据仪表的接线图连接电源线和信号线，确保接线正确无误。安装步骤与操作规范4.连接电缆3.固定仪表162024/3/23安装步骤与操作规范01操作规范02在安装前应仔细阅读仪表的使用说明书，了解仪表的性能指标和使用方法。03在安装过程中应注意安全，遵守相关安全操作规程，如佩戴防护眼镜、手套等。04在连接电缆前应检查电缆的绝缘性能和接线端子的紧固情况，确保连接可靠。172024/3/231.通电检查给仪表通电，检查电源指示灯是否正常亮起，各部件是否工作正常。2.校准零点在空载状态下调整仪表的零点，使其指示在零位。调试方法及验收标准182024/3/23调试方法及验收标准3.校准量程根据工艺要求选择合适的标准器，对仪表进行量程校准，使其测量范围与标准器相符。4.功能测试对仪表的各项功能进行测试，如报警功能、通讯功能等。192024/3/23010203验收标准仪表的外观应完好无损，无明显变形和划痕。通电后各部件应工作正常，无异常声音和气味。调试方法及验收标准202024/3/23调试方法及验收标准校准后仪表的测量精度应符合工艺要求，误差在允许范围内。功能测试应全部合格，满足设计要求和使用需求。212024/3/2304工业自动化工程仪表的维护与保养222024/3/23清洁保养零点校准密封性检查日常维护内容及方法定期对仪表进行零点校准，确保测量准确性。检查仪表连接部位的密封性，防止泄漏导致测量误差。定期清洁仪表外壳和内部零件，防止灰尘和污垢影响仪表性能。232024/3/23通过观察仪表显示异常、指示灯状态等，初步判断故障原因。观察法通过替换疑似故障部件，逐步缩小故障范围，最终确定故障点。替换法利用仪表自带的自诊断功能，快速定位故障部件。仪表自诊断功能故障诊断与排除技巧242024/3/23定期维护计划根据仪表使用情况和厂家建议，制定合理的定期维护计划。备份关键部件提前采购并备份关键易损部件，以便及时更换，减少停机时间。培训操作人员对操作人员进行专业培训，提高其对仪表的维护保养意识和技能水平。预防性维护策略制定252024/3/2305工业自动化工程仪表在智能制造中的应用262024/3/23123现代工业自动化工程仪表不仅具备传统测量功能，还能实现数据的智能感知、处理和分析。从传统测量到智能感知仪表在智能制造中逐渐从单一测量功能向系统集成方向发展，实现与其他设备和系统的互联互通。从单一功能到系统集成借助先进的数据处理和分析技术，仪表能够实现对生产过程的主动预测和优化，提高生产效率和产品质量。从被动响应到主动预测智能制造背景下仪表的角色转变272024/3/2303自适应控制根据生产过程的实时变化，自动调整控制参数和策略，保持生产过程的稳定性和优化。01基于模型的预测控制通过建立精确的数学模型，实现对生产过程的精确预测和控制，提高生产效率和产品质量。02多变量解耦控制针对多变量、强耦合的生产过程，采用解耦控制技术，实现对各变量的独立控制，提高控制精度和稳定性。先进控制技术在智能制造中的应用实例282024/3/23随着人工智能、大数据等技术的不断发展，工业自动化工程仪表的智能化程度将不断提高，实现更加智能、自主的生产过程控制。智能化借助工业互联网等技术，实现仪表与其他设备和系统的全面互联互通，构建数字化、网络化的智能制造体系。网络化工业自动化工程仪表将逐渐融入企业信息化系统中，实现与生产管理系统、质量管理系统等的无缝集成，提高企业整体运营效率。集成化未来发展趋势预测292024/3/2306实验环节：工业自动化工程仪表实践操作302024/3/23掌握工业自动化工程仪表的基本原理和构造。了解工业自动化工程仪表的测量原理及测量方法。熟悉工业自动化工程仪表的操作和维护方法。培养学生对工业自动化工程仪表的实际操作能力和分析解决问题的能力。实验目的和要求312024/3/23工业自动化工程仪表实验装置一套，包括传感器、变送器、显示仪表等。测量用标准信号源一台，用于提供实验所需的模拟信号。连接电缆及接线端子若干，用于实验装置的连接和搭建。实验指导书一本，包含实验原理、操作步骤、注意事项等。实验设备和材料准备322024/3/231.实验前准备2.搭建实验系统3.实验操作4.实验后处理实验步骤和操作规范阅读实验指导书，了解实验原理、操作步骤和注意事项。检查实验装置是否完好，连接电缆是否齐全。按照实验指导书的要求，连接传感器、变送器、显示仪表等设备，搭建完整的工业自动化工程仪表实验系统。注意连接顺序和接线方式，确保系统搭建正确无误。打开实验装置电源，启动测量程序。根据实验要求，调整传感器参数和测量范围，记录测量数据。在实验过程中，注意观察仪表显示变化，及时调整实验参数，保证实验的顺利进行。关闭实验装置电源，整理实验现场。对实验数据进行整理和分析，绘制相应的图表和曲线。根据实验结果，撰写实验报告，总结实验经验和教训。332024/3/23VS通过对实验数据的整理和分析，可以得出工业自动化工程仪表的测量精度、稳定性等性能指标。同时，还可以分析不同参数设置对测量结果的影响