仪表自动化专业培训综合手册

仪表自动化专业培训综合

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仪表自动化专业培训手册

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第一部分仪表及自动化基础知识

1、输气行业中采用的现场仪表设备主要包括哪些？其作用如何？

答:・现场显示仪表:压力表、温度表、差压表等，其主要作用

是就地显示现场工艺参数值。

・现场远传仪表：压力变送器、温度变送器、差压变送

器、热电阻等。变送器的作用是将现场的物理参数转

换为标准信号进行远传，热电阻的作用是）将现场的温

度信号转化为电阻信号,便于远传。

•阀门执行机构：电动阀门执行机构（俗称电动头）、气

动阀门执行机构、气液联动执行机构等。其主要作用

是实现阀门的现场自动或远程自动控制。

・各类开关:压力开关、温度开关、差压开关、液位开

关、阀位指示开关等。主要做用是提供远传信号，作

为控制依据。

•另外还有组分分析仪、可燃气体探头、振动探头

等。

2、什么叫仪表的精度等级？

答：仪表的精度等级是指该仪表允许的最大绝对误差的绝对值除

以仪表的量程,乘以100%,然后去掉百分号后所得的数值。

即:精度=I最大允许绝对误差I/量程*100

3、输气行业中常见的温度表主要有哪几种类型？

答:主要有双金属温度计、压力式温度计及玻璃管式温度计等。

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4、温度检测元件主要有哪两种？

答:温度检测元件主要有热电阻和热电偶两种。

5、常见的热电阻主要有哪两种材料制成？Pt100中的100有什么

含义？

答：常见的热电阻材料主要由金属铜和转制成，Pt100中的100是

指在摄氏0度时热电阻的阻值为100欧姆。

6、在仪表中,PI、PT、ThTT分别代表什么含义？符号如何？

答：PI、PT、TLTT分别代表压力表、压力变送器、温度

表、温度变送器，符号分别如下：

7、输气行业中常见的压力表等级有哪几种？

答:主要有0.25级、1.0级、1.5级。

8、仪表中所说的标准信号是指什么（三型以上表）？

答:仪表中的标准信号是指4—20mADC直流电流信号。

9、什么叫变送器？

答：变送器是能揩现场的物理信号经过转换,转变成4—20mADC

的电流信号的设备。例如压力变送器可将现场的压力信号转

换成4—20mADC的电流信号,以便于远传到控制室。

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10、一般阀门执行机构的信号主要有哪几种？

答：一般阀门执行机构的信号主要有：开阀信号、关阀信号、阀

门开到位信号、阀门关到位信号等。

11、常见压力表的连接头主要有哪几种形式？有何优缺点？

答：当前输气管线上的压力表连接形式主要有两种，公制M20X

1.5螺纹和1/2NPT（M）o

公制螺纹与表阀连接时，采用垫片密封（平面密封），一般不需

缠绕生料带（为使仪表安装牢固,可缠绕少量生料带）o此方

式的优点是安装仪表的方向调节方便，但需要附加垫片。

NPT螺纹与表阀连接时，由螺纹进行线密封，一般应缠绕生料

带。此方式的优点是不需另加垫片,密封牢固,但仪表调节方

向比较麻烦。

12、一般现场显示仪表指示在仪表量程的什么位置时较为理想？

答:一般应在仪表量程的2/3左右处较为理想。

13、根据下图说明压力表的安装和拆卸步骤。

压力表

放空口

仪表网

放空小阀

开表小阀

管墩

输气管线

答：安装步骤：确认开表小的处于关闭状态,放空阀处于打开状

态。确认压力表与仪表阀螺纹匹配，将压力表安装于仪表阀

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±o缓慢打开开表小阀，同时关闭放空阀，确认仪表工作正常

后安装结束。

拆卸步骤：关闭开表阀，缓慢打开放空阀放空，确认压力表指针

为零后,用两把扳手将压力表卸下,将仪表阀与压力表接口用

塑料胶布包好，

14、什么叫表压？它与绝压之间的换算如何？

答：表压就是以大气压为零点的压力，一般用字田G表示。与其

对应的是绝压，用字母A表示。它们之间的换算关系为：

绝对压力=表压+一个大气压

15、热电阻的现场接线有几种方式，各有何优缺点？

答：热电阻的现场接线主要有两线接法、三线接法和四线接法。

两线接法的主要优点是电缆敷设量少,接线简单，但因没有补

偿导线,电缆电阻随温度的变化对测量精度影响较大;三线、

四线连接的优点是存在补偿导线,因此测量精度较高,但接线

及电缆敷设麻烦。一般采用三线制接法较多。

16、什么是PLC?它在控制系统中起什么作用？

答：PLC就是可编程序控制器的缩写。它是由中央处理器CPU、

存储器、输入输出接口等组成，因此它实质上也是一台计算

机。它采用模块式结构,抗干扰能力较强,适合与工业控制现

场。早期PLC的主要作用继电器的替代品,现代PLC不但能

实现继电器的全部功能,而且还具备计算机的很多功能,如算

术运算、逻辑运算、数据传送、网络等功能。在输气工艺

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中PLC一般作为过程控制单元。

17、SCADA系统是什么含义？

答:SCADA就是监督控制与数据采集的缩写。

18、我站机组控制的PLC型号是什么，每台机组有几台PLC,采

用何种控制方式？

答：机组PLC型号为：GEFanucseries90-70,每台机组由两台

PLC控制,采用双机热备的控制方式。

19、站控PLC的作用是什么,有几台PLC,采用何种控制方式？

答:站控PLC作为过程控制单元实现对清管站、压气站工艺参数

的数据采集、制门的开关及连锁控制、火灾报警、紧急停机

及紧急关站等。采用两台PLC双机热备的控制方式。

20、站控室站控计算机采用何种操作系统及工控软件，在站控计

算机上可实现哪些操作？

答：站控室站控计算机操作系统为WINDOWSNT4.0

WORKSTATION,工控软件为INTELLUTIONFIX7.0软件。站

控计算机上可实现的操作有:各种工艺流程的切换、对阀门实

现开关及联锁控制、启停机组、报警报表打印及趋势浏览、

监视全站工艺参数等。

21.如何登录WINDOWSNT系统,如何登录站控系统？

答：登录WINDOWSNT系统需同时按Ctr+Alt+Del键，在出现的

对话框中输入用户名及密码后确定即可。

如何登录站控系统需在FIX软件及应县站主画面启动后，经过

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按“登录“按钮，输入用户名和密码进行登录。

22、我站机组振动监视器厂商及型号是什么？主要监视哪些部位

的振动？

答：振动监视器生产厂家为美国BENTLYNEVADA公司3300系

列。

主要监视部位为：电机的径向振动，齿轮箱的径向、轴向合箱

体振动,压缩机的径向合轴向振动。

23、简述出站威力巴所用3095变送器功能及特点，与其它变送

器有何不同？

答：3095变送器是ROSEMOUNT生产的多参数变送器，它能够同

时传递压力、温度、差压三个信号。它支持HART协议，可经

过相应软件对其进行组态，计算流量。支持多参数和软件组态

（不是手操器）是它区别于其它变送器如3051的主要区别。

24、应县站站控系统采用了何种网络？

答:站控系统采用MB+网络,双网;另外还有以太网络辅助。

25、SCP、UCP是什么含义？

答:SCP含义为站控制盘,UCP为机组控制盘。

当将模式转换开关至于SCP时，由站挣系统起停压缩机组；当

模式转换开关至于UCP时,由机组控制盘上起停压缩机组。

第二部分提高部分

1、简述压力变送器的结构及原理。

去（=□.•

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压力变送器基本结构如图所示，主要由取压部件、放大调

整A/D、D/A转换电路、输出电路等组成。取压部件的外壳

由高强度金属制成，壳内浇注玻璃绝缘体，其两侧镀一层金属膜

作为电容的固定电极，中间放置压感膜片，膜片两侧空腔内充以

硅油。

当外界压力变化时，取压部件电容随之变化，这一变化被电

路拾取，经电路处理，最后由输出电路转化为4-20mA直流电流

输出。

2、以简图的形式说明PLC的基本结构。

答:

输

入

可编程控制器（PLC）结构如图，主要由处理器、内存单元、

供电单元、输入/输出接口组成。CPU是整个可编程控制器大脑,

它在系统程序的控制下，经过读输入状态、执行用户程序并使内

部继电器得电或失电、更新输出这个过程完成过程控制。

3、如何理解PLC中扫描的概念？

答:可编程控制器从现场输入设备读取数据,执行根据工艺逻辑编

制的控制程序,驱动现场输出设备实现开关控制。

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实质上,这最后一个过程是分两部分进行的。当处理器执行内

部编程逻辑时，它使每一个内部线圈得电或失电，这些内部线

圈的得电或失电在此刻不会影响输出设备的状态。当处理器

执行完整个逻辑控制程序，使全部内部线圈得电或失电后，才

实现输出接口模件的数据更新,从向建动连接到每个接口模件

端子上的现场设备。

从读取输入,执行程序到更新输出的过程叫扫描。

完成一次扫描的时间叫扫描周期。扫描周期是程序扫描时间

与I/O更新时闫之和。如图

读输入状态

执行控制程序并使

-1—4cCC/=f!_1_

更新输出

4、说明机组控制系统PLC主框架由哪些模板组成？各模板的作

用是什么？

答：机组控制系统PLC主框架由PS-40KPS-402)、CPU-

401(CPU-402).GBC-401(GBC-404)、GBC-402(GBC-

405)、

CCM-401(CCM-402)、ETH-401(ETH-402)、PCM-

401(PCM-4012)、GBC-403(GBC-406).AI-401(AI-402)组

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成。

PS-401(PS-402)为电源模板,为主备PLC提供电源。

CPU-401(CPU-402)为主备PLC的处理器模板。

GBC-401(GBC-404)、GBC-402(GBC-405)、GBC-

403(GBC-406)是GENUS总线控制模板，具作用一是与从

PLCGENUS总线控制模板通信，另一作用是连接GENUS的

I/O模块。

CCM-40KCCM-402)是通信模板,与站控系统通信。

ETH-401(ETH-402)是以太网接口模板，与集线器连接，和人

机界面计算机组成以太网。

PCM-40KPCM-4012)为可编程协处理器模板，分别与本特例

振动监视器和LINK-401连接,实现与其通信。

AI-401(AI-402)是模拟量输入模板，实现机组部分模拟量输入

功能。

5、说明X-LINK设备的功能及作用。

答：X-LINK是通信协议转换设备，可实现MODBUS到

PROFIBUS之间的协议转换。在机组控制中完成与变频器的通

信。

6、由机组控制的阀门有哪些？主要作用是什么？

答：机组控制阀门有进口阀、出口阀、加载阀、防喘阀(循环

阀)、机组放空阀。

进口阀、出口阀为电控气动常关阀，在机组运行中实现气流的

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进出。

加载阀为电控电动阀门，在机组启动过程中实现吹扫及加载作

用。

防喘阀（循环阀）为电控气动常开阀门，经过程序控制其开度

来达到喘振控制的目的。

放空阀为电控气动常开阀门,实现机组放空。

7、应县站控制系统中常见英文缩写

序号英文缩写中文描述

1MCC马达控制中心

2RSP远程设定点

3SP设定点

4PV过程值（实际值）

5SCP站控仪表盘

6UCP机组控制盘

7HUB集线器

8ESD紧急停机

9MB+增强型MB总线

10VFD变频设备（变频器）

11RTD电阻温度检测

12SPD浪泳保护设备

13DE驱动端

14NDE非驱动端

15LAN局域网

16SS选择开关

17SD停机

8、机组可编程控制器的收操器（HANDMONITOR）有何用途?

答:手操器可直接插入I/O接口模板,对I/O模板进行配置,强制开

关量和模拟量输入输出模板。

9、简述机组启动过程中，润滑油泵的测试过程。

答：润滑油泵的测试过程为：应急润滑油泵、备用润滑油泵、主

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润滑油泵。

10、本特例振动监视系统由哪些部分组成？

答:本特例振动监视系统由现场振动探头、8mm近程变换器及控

制室监视器模板组成。

11、本特例振动监视系统中，控制室的监视器由哪些模板组成,

其作用如何？

答：本特例振动监视系统中，控制室的监视器由电源模板POWER

SUPPLY3300/12、系统监视器SYSTEMMONITOR3300/03、

双路径向振动监视模板DUALVIBRATIONMONITOR3300/16、

双路轴向振动监视模板DUALTHRUSTMONITOR3300/20、双

路加速度振动监视模板DUALACCECEROMETERMONITOR

3300/25组成。

系统监视器SYSTEMMONITOR3300/03模板主要作用是调整各

振动模板的报警和停机值、系统复位、于PLC通信等。

双路径向振动监视模板DUALVIBRATIONMONITOR3300/16

主要是监视压缩机、西门子电机、齿轮箱的径向振动。

双路轴向振动监视模板DUALTHRUSTMONITOR3300/20的作

用是监视齿轮箱及压缩机的轴向位移振动。

双路加速度振动监视模板DUALACCECEROMETERMONITOR

3300/25作用是监视齿轮箱箱体的振动。

12、怎样经过系统监视器调整其它振动监视模板的报警和停机

的设定点？

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答：首先关掉振动监视器电源，将要调整设定值的模板取下，将相

应跳线跳到使能位置，安装好模板后重新上电。按住振动监视模

板上DANGER或ALERT按钮，同时按系统监视器上的增加或减

少按钮即可改变相应的设定值。

13、怎样对3300/16模板进行通道及危险旁路？

答：为了旁路通道A或B,设置开关BA（旁路通道A）或开关

BB（旁路通道B）到左边（ON）o旁路指示灯变亮，OK指示灯熄

灭,振动信号下降到零位。

危险旁路：将危险旁路跳线（W13E）安装。设置DB到左边

（ON）o两个旁路指示灯亮。危险报警器LED指示灯亮，当超过

危险值时,危险继电器驱动失效。

14、FLUKE744仪表有何主要功能？

答：FLUKE744表是一种过程测量及校验仪表，它的主要有

MEASURE（测量）、SOURCE（源）、HART等模式。

在MEASURE模式下能够对交直流电压、电流、电阻、频率、

热电阻、热电偶等进行测量。

在SOURCE模式下，能够作为信号源对回路进行校验和测试。信

号源类型主要有电压信号、电流信号、热电阻、热电偶等。

在HART模式下，可与支持HART协议的设备进行通信。如可经

过744表与智能压力变送器连接和通信。

另外，FLUKE744还可与压力模块配合对压力设备如变送器进行

校验。

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15、压力模块与FLUKE744表如何连接？

答：压力模块的输入信号位压力信号，输出信号为电信号，其输出

线与FLUKE744表连接,如图即可对仪表进行校验。

16、机组控制系统上位机MMI上的机组允许启动项目有哪些?

答:主要有以下几部分：

NON-VENTEDSHUTDOWNSCLEARED

VENTEDSHUTDOWNSCLEARED

VALVESINPROPERSHUTDOENPOSITION

LUBEOILRESERVOIRLEVELOK

LUBEOILRESERVOIRTEMPERATUREOK

VIBRATIONMONITORFAULTSCLEARED

UPSFAULTSCLEARED

VFDFAULTSCLEARED

VFDTRANSFORMERGASACCUMO/OILLOSS

UNITNOTSTARTINGORRUNNING

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PERMISSIVETOSTARTFROMVFDCONTROLLER

NORMALSTOPSEQUENCEINACTIVE

UNITREADYTOSTART

17、机组上位机正常运行时,由哪些软件运行,作用是什么？

答：正常运彳亍的软件有：DRTCP/IPDriver.RSCHED:DRS4W

ReportSchedulerVo3.13、MMIRuntimeVo3.20、Trends四各

程序。

DRTCP/IPDriver是上位机与PLC通信程序，负责建立与下位机

通信。

RSCHED:DRS4WReportSchedulerVo3.13,该软件负责设定报

警、事件及参数的存储及打印。

MMIRuntimeVo3.20是人机界面软件，显示正常运行时的各屏

幕。

Trends负责设置、存储、显示各参数的历史趋势。

18、站控系统中使用了几台BM85,各起什么作用？

答：一共使用了三台BM85,第一台BM85负责站控系统与A、B

机组及配电系统通信，第二台BM85负责站控系统与空压机系统

通信，第三台BM85负责站控系统与北京调度中心通信及备用路

由。

19、机组MMI上正常停机顺序包括哪几部分？

答；包括NORMALSTOPSEQUENCEINITATED

UNITRAMPINGDOWNTOMINIMUMSPEED

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SURGECONTROLDISABLED

STOPCOMMAND(OFF2)ISSUEDTOVFD

VFDRAMPINGTOZERORPM

VALVESINNON-VENTEDSDPOSITION

NORMALSTOPSEQUENCECOMPLETED

20、简述主密封系统的工作过程。

答：主密封气经过过滤器FL-600流向差压控制阀PCV-650,差压

指示器PDIC-605控制该差压控制阀的动作,将孔板FO-605两端

的差压控制在69kPa,密封气的设计流量为IO2Nm3/hr,最大流量

为150Nm3/hro主密封气以2.54Nm3/hr的流量经过孔板FE-611

和FE-621,在每条放空管线上都安装了爆破片以防止过压和密封

气倒流，放空管线上还安装了压力开关以监视主密封气放空压力,

当出现超压时控制系统将产生报警乃至过压停机信号。

21、简述工艺气冷却风扇的控制逻辑。

答：每台机组的工艺气冷却风扇分上下两台，一主一备，当主风扇

发生故障时,备用风扇可自动投入工作。控制设定点为：当压缩机

出口温度高于48度时风扇启动，当温度降低倒40度后风扇停

止。

22、简述润滑油冷却风扇电机的控制方式？

答：润滑油冷却风扇为上下两台，一主一备，当主风扇发生故障时,

备用风扇可自动投入工作。其电机的转速根据设定点温度采用变

频调速，PID控制，由机组PLC输出4-20mA的电流信号进行控

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制。

23、如某压缩机单级压比为L8,总共3级，当压缩机进口压力Ps

为2.0MPa时,计算其出口压力。

答：出口压力=Ps*1.8*1.8*1.8=11.664MPa0

24、3095多参数变送器的温度采集方式有哪两种？

答：一种为正常方式，既采集现场热电阻的实际值，第二种方式为

固定温度值方式,即可经过软件将其配置为某一常数值,这样参加

流量计算时就使用此温度值,而不采用现场实际值,这种方式适合

对现场热电阻进行维护时使用。

25、Model3095MVEngineeringAssistant(EA)Software软"(牛可

在哪些操作系统上运行？HARTMODEM有什么作用？

答：Model3095MVEngineeringAssistantEA)Software软件可在

MSDOS3.1或更高、MICROSOFTWINDOWS3.1、

WINDOWSFORWORKGROUPS3.11或WINDOWS95系统上

运行，但此软件不可在WINDOWSNT下运行。

HARTMODEM的作用是实现RS-232接口及协议到HART协议

之间的转换。

第三部分实际问题茁解决

1、当控制系统中某一检测元件如温度损坏,机组无法启动时，可

经过什么方法启动机组？

答:在确信该点实际温度无异常的情况下,可经过手操器将该点强

制为一个正常的温度值,这样机组就可正常启动了。