化工仪表及自动化练习绪论l.ppt

1、化工仪表及自动化,绪论,图书信息,化工仪表及自动化（第四版）厉玉鸣主编 教育部高职高专规划教材 化工类专业适用 化学工业出版社教材出版中心,1,内容提要,化工自动化的意义及目的 化工自动化的发展概况 化工仪表及自动化系统的分类,2,何为(化工)自动化?,何为(化工)自动化,所谓自动化是在工艺设备上，配备一些自动化装置，用它们来代替操作人员的（部分）直接劳动，使生产在不同程度上按照规定的要求自动地进行，也即： 用自动化装置来管理设备（生产过程），使之正常运行。,所谓自动化是使工艺参数保持在需要的值或者状态上， 或者使生产过程按照一定的程序或者步骤运行 保证生产过程运行在最佳状态,所谓“自动控制”

2、是指应用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制，使之有目的地修正被控对象的动力学行为，以达到预期的状态或满足预期的性能要求。 随着现代科学技术的蓬勃发展，炼油、化工、冶金、电力、生物、制药等工业过程的生产规模越来越大型化、复杂化，各种类型的自动控制技术已经成了现代工业生产实现安全、高效、优质、低耗的基本条件和重要保证,一、日常生活中的自动控制模式 1.洗衣机的控制：如标准漂洗过程45分钟 ： 开始注水洗涤（20min）排水脱水（4min） 漂洗1（6min）排水脱水（4min） 漂洗2（6min）排水脱水（5min） 结束 漂洗过程说明：启动后按照预设先定好的

3、步骤和时间， 逐项自动进行（通常时间也是厂家设好的）。 系统特点：开环控制系统,工作和生活中常有自动化一说，何为自动化？,2. 普通空调的控制,制冷过程说明：开机后，按照预设先定好的温度值，对环境 温度进行循环温度检测，比较检测结果和设 定温度值，根据比较后的差值进行空调压缩 机的开停调节，由此保证环境温度和设定温 度的一致。 系统特点：位式调节 闭环控制系统,3. 变频空调的控制,制冷过程说明：开机后，按照预设先定好的温度值，对环境 温度进行循环温度检测，比较检测结果和设 定温度值，根据比较后的差值进行控制空调 压缩机的运转方向和速度，由此保证环境温 度和设定温度的一致。 系统特点：连续调节

4、 闭环控制系统,4. 工业过程的控制,控制过程说明：人工控制时通过眼、脑、手完成液位控制； 采用了自动化仪表后，由自动化装置自动 完成液位参数的自动检测、自动比较分析 、自动调节等作用，自动的将液位控制在 设工艺定值上。 系统特点：连续调节 闭环控制系统,5. 控制方式的比较,手动与自动,自动化与生产工艺的关系,了解生产对象的基本特性及其对控制的影响；根据工艺要求选择合理的自控方案； 综合考虑工艺与自控双方面的因素，掌握准确的工艺条件和数据； 了解基本测控参数的测量原理、要求，便于确定合适的测控参数、选择合适的测控点等。,典型的工业生产过程生产工艺生产设备自动控制。 自控与工艺的关系：自控为工

5、艺服务。,自控专业人员必须深入了解和熟悉生产工艺和设备 工艺专业人员也必须掌握自动控制的本质,化工自动化的概念,化工生产过程的自动化通常是指在石油、化工等工业生产中连续地或按一定程序进行的，以生产过程中的温度、压力、流量、物位及成份等参数作为被控变量，用各种技术、工具与方法完成检测、分析、判断和控制工作。,化工自动化的发展概况,工业生产过程,控制室,检测与控制装置,现场,仪表自动化阶段 1940s1970s 以基地式仪表为典型的局部自动化，大都是针对温度、压力、流量和液位等参数的简单控制，主要控制目的是保证控制变量的稳定和生产安全，以保证产品的产量和质量的稳定。 计算机控制阶段 1970s19

6、90s 计算机在自动化中发挥越来越巨大的作用，出现了集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）。 综合自动化阶段 1990s现在 综合自动化系统也成管控一体化系统，靠计算机及其网络来实现的，因此也成计算机集成过程系统（CIPS）,化工自动化的发展阶段,弹簧管压力表,速度式流量计,法兰式液位变送器,化工自动化的意义及目的,加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。 减轻劳动强度、改善劳动条件。 能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用率、保障人身安全的目的。 生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，以适应当代信息技术革命和信息

7、产业革命的需要。,3,化工自动化的发展情况,20世纪40年代以前 绝大多数化工生产处于手工操作状况，操作工人根据反映主要参数的仪表指示情况，用人工来改变操作条件，生产过程单凭经验进行。低效率，花费庞大。 20世纪50年代到60年代 人们对化工生产各种单元操作进行了大量的开发工作，使得化工生产过程朝着大规模、高效率、连续生产、综合利用方向迅速发展。,4,化工自动化的发展概况,20世纪70年代以来，化工自动化技术水平得到了很大的提高 20世纪70年代，计算机开始用于控制生产过程，出现了计算机控制系统 20世纪80年代末至90年代，现场总线和现场总线控制系统得到了迅速的发展,5,化工仪表及自动化系统

8、的分类,按功能不同，分四类： 检测仪表 (包括各种参数的测量和变送) 显示仪表 (包括模拟量显示和数字量显示) 控制仪表 (包括气动、电动控制仪表及数字式控制器) 执行器(包括气动、电动、液动等执行器),图0-1 各类仪表之间的关系,6,化工仪表及自动化系统的分类,1.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、指示或记录的部分。,图0-2 热交换器自动检测系统示意图,7,化工仪表及自动化系统的分类,对被测变量作出响应,把它转换为适合测量的物理量。,对检测元件输出的物理量信号作进一步信号转换(变送器),将检测结果以指针位移、数字、图像等形式,准确地指示、记录或储存。,8,化工仪

9、表及自动化系统的分类,2.自动信号和联锁保护系统,对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置，是生产过程中的一种安全装置。,9,化工仪表及自动化系统的分类,3.自动操纵及自动开停车系统,自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。,自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤,将生产过程自动地投入运行或自动停车。,10,化工仪表及自动化系统的分类,4.自动控制系统,对生产中某些关键性参数进行自动控制,使它们在受到外界干扰的影响而偏离正常状态时,能自动地调回到规定的数值范围内。,11,本学科的作用,通过本门课程的学习,应能了解主要工艺参数 (温度、压力、流量及物位)的检测方法及

10、其仪表的工作原理及特点; 能根据工艺要求,正确地选用和使用常见的检测仪表及控制仪表; 能了解化工自动化的初步知识,理解基本控制规律,懂得控制器参数是如何影响控制质量的;,12,本学科的作用,能根据工艺的需要,和自控设计人员共同讨论和提出合理的自动控制方案; 能为自控设计提供正确的工艺条件和数据; 能在生产开停车过程中,初步掌握自动控制系统的投运及控制器的参数整定; 能了解检测技术和控制技术的发展趋势和最新发展动态。,13,END,应用于交通管理上的检测技术,紫金矿业的福建上杭铜矿渗漏 大连储油库燃爆 吉林永吉县两家化工企业七千多个化学原料桶被洪水冲入松花江 南京塑料四厂拆迁导致丙烯泄漏引发爆,

11、1.紫金矿业的福建上杭铜矿渗漏,事故基本情况 7月3日下午15:50左右，紫金山铜矿湿法厂岗位人员发现污水池待中和处理的污水水位异常下降，且有废水自废水池下方的排洪涵洞流入汀江。 据专家初步判断，是由于废水池防渗膜垫层异常扰动，导致防渗膜局部破损，废水渗漏到废水池下方的排洪涵洞，流入汀江。经检测，渗漏废水主要为含铜酸性废水，没有剧毒物质。,2.大连储油库燃爆,2010年7月16日晚间18时左右，大连新港附近中石油一条输油管道起火爆炸。经过2000多名消防官兵彻夜奋斗，截至17日上午，火势已基本扑灭。事故未造成人员伤亡，但大连附近海域至少50平方公里的海面被原油污染。事故起因：货轮在卸油的过程当中，发生操作不当引发的爆炸。 事故原因是，在油轮已暂停卸油的情况下，辉盛达公司和祥诚公司继续向输油管道中注入含有强氧化剂的原油脱硫剂，造成输油管道内发生化学爆炸。事故具体原因正在进一步调查分析中。,3.化