過程儀表培訓教程

1、過程控制儀表培訓過程控制儀表培訓過程控制定義過程控制定義m過程控制過程控制 工業(yè)中的過程控制過程控制是指以溫度溫度、壓力壓力、流量流量、液位液位和成分濃度(含量分析)等工藝參數(shù)作為被控變量的自動控制。 以表征生產(chǎn)過程的參量參量為被控制量使之接近接近 給定值或保持在給定范圍保持在給定范圍內(nèi)內(nèi)的自動控制系統(tǒng)。(鍋爐蒸汽) 這里“過程過程”是指在生產(chǎn)裝置或設(shè)備中進行的物質(zhì)和能量的相互作用和轉(zhuǎn)換過程（物理變化或者化學反應）（物理變化或者化學反應） 過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng) 過程控制中最常見參數(shù)儀表有以下三種過程控制中最常見參數(shù)儀表有以下三種m一、溫度測量儀表m二、壓力測量儀表m三、流量測量儀表常用的過

2、程儀表常用的過程儀表一、溫度測量及常用溫度儀表一、溫度測量及常用溫度儀表 溫度是用來表征工藝介質(zhì)、工藝設(shè)備、管線、容器、爐膛冷熱程度的一大參數(shù)。常用單位： K(K=t+273.15)A、熱膨脹式溫度計：玻璃棒（酒精、水銀），直讀。B、雙金屬溫度計（萬向型）：也是膨脹原理，直讀式C C、熱電阻：常用的有、熱電阻：常用的有PT100 PT100 、 Cu50Cu50，遠傳式，遠傳式D D、熱電偶：西貝克電動勢，遠傳式，輸出、熱電偶：西貝克電動勢，遠傳式，輸出mVmV信號。信號。1 1、熱電阻、熱電阻 RTD(Resistance Temperature Detector)m 構(gòu)成：熱電阻大都由純金

3、屬材料制成，目前應用最多的是鉑和銅，最常用的 PT100，用云母、陶瓷等于鉑絲做成的專用電阻m 原理：熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。mPT100即表示溫度在0時電阻值是100（見分度表） PT100PT100熱電阻分度表熱電阻分度表熱電阻特點與接線方式熱電阻特點與接線方式m1、測量精度高； (0.15+0.002|t|) m2、測量范圍大（200800，常用在200500）； m3、接線方式有兩線制、三線制、四線制 （最常用的是三線制，為了消除導線電阻的影響） 熱電阻熱電偶外觀與接線盒圖片熱電阻熱電偶外觀與接線盒圖片接線盒接線盒2 2、熱電偶、熱電

4、偶 TCTC（Thermo Couple）m工作原理：工作原理：由兩種不同的導體或半導體A和B組成一個回路，其兩端相互連接時，只要兩結(jié)點處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為T0 ，稱為自由端（也稱參考端）或冷端，回路中將產(chǎn)生一個電動勢，該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應”，兩種導體組成的回路稱為“熱電偶”，根據(jù)不同材質(zhì)與測量范圍指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為中國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶 SS S分度號熱電偶分度表分度號熱電偶分度表3 3、雙金屬溫度計與玻璃管溫度計、雙金屬溫度計與玻璃管溫度計 雙金屬溫度計：雙金屬溫度計：主

5、要的元件是一個用兩種或多種金屬片疊壓在一起組成的多層金屬片，利用兩種不同金屬在溫度改變時膨脹程度不同的原理工作 玻璃管溫度計：是一種膨脹式溫度計玻璃管溫度計：是一種膨脹式溫度計. .是根據(jù)是根據(jù)物質(zhì)的熱脹冷縮原理制造的。物質(zhì)的熱脹冷縮原理制造的。 二二 壓力測量壓力測量1、基本概念、基本概念 在物理概念中，壓力是垂直作用在單位面積上的力。是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一，在壓力測量中，常有絕對壓力、表壓力、負壓力和真空度之分。所謂絕對壓力是指被測介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力，用符號Pj表示。地面上的空氣柱所產(chǎn)生的平均壓力稱為大氣壓力，用Pq來表示。絕對壓力與大氣壓力之差，稱為表壓力，有Pb來表

6、示。即Pb=Pj-Pq。當絕對壓力值小于大氣壓力值時，表壓力為負值（即負壓力），此負壓力值的絕對值，稱為真空度，用Pz來表示P表P真P絕P絕絕對壓力的零線大氣壓力線絕對壓力、表壓、（真空度）的關(guān)系壓力儀表種類壓力儀表種類m現(xiàn)場壓力表m電接點壓力表m壓力開關(guān)m壓力變送器壓力變送器/ /差壓變送器差壓變送器壓力儀表壓力儀表m現(xiàn)場壓力表現(xiàn)場壓力表，從表盤直徑看最常見的有 60mm、100mm、150mm 三種規(guī)格。從接口看最常見的有M20X1.5, 1/2NPT, 法蘭連接（有法蘭尺寸和耐壓等級要求）壓力儀表壓力儀表m電接點壓力表電接點壓力表一般有雙節(jié)點在一個量程范圍內(nèi)，上下限作為報警、或啟泵的條件

7、。壓力儀表壓力儀表m壓力開關(guān)壓力開關(guān) 壓力開關(guān)是一種簡單的（壓力控制裝置），當被測壓力達到額定值時，壓力開關(guān)可發(fā)出（警報或控制）信號。 2、壓力開關(guān)的工作原理是：當被測壓力超過額定值時，彈性元件的自由端（產(chǎn)生位移），直接或經(jīng)過比較后推動（開關(guān)元件），改變（開關(guān)元件）的通斷狀態(tài)，達到控制被測壓力的目的。 3.壓力開關(guān)采用的彈性元件有（單圈彈簧管）、（膜片）、（膜盒）及（波紋管）等。 開關(guān)元件有（磁性開關(guān)）、（水銀開關(guān)）、（微動開關(guān)）等。 4.壓力開關(guān)的開關(guān)形式有（常開式）和（常閉式）兩種。 5、壓力開關(guān)的調(diào)節(jié)方式有（兩位式）和（三位式）兩種。 6.壓力開關(guān)的參數(shù)可調(diào)，依實際使用壓力范圍調(diào)節(jié) 壓力

8、儀表壓力儀表m壓力變送器（壓力變送器（pressure transmitterpressure transmitter） 是指以輸出為標準信號的壓力傳感器，是一種接受壓力變量按比例轉(zhuǎn)換為標準輸出信號的儀表。它能將測壓元件傳感器感受到的氣體、液體等 物 理 壓 力 參 數(shù) 轉(zhuǎn) 變 成 標 準 的 電 信 號 （ 如420mADC等），以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。壓力儀表壓力儀表m差壓變送器差壓變送器 一般使用來測量阻力、液位或者與流量節(jié)流元件配套使用測量流量流量儀表。壓力儀表壓力儀表壓力變送器的特點m精度高 （0.065%）m輸出信號 4-20mA 供電電

9、壓 24VDCm量程、零點量程、零點外部連續(xù)可調(diào) （手操器）m通訊協(xié)議 （HART 協(xié)議） 通過在420mA電流上疊加頻率信號實現(xiàn) 數(shù)字通訊 （信號可以雙向傳輸）壓力儀表壓力儀表常用的變送器品牌m1、Honeywell變送器m2、Rosemount 變送器m3、EJA 變送器三、流量 測量流量計流量計：流量是表征生產(chǎn)過程中所傳送物料數(shù)量的數(shù)。一般分為重量流量和體積流量KG/h、M3/h，常用的有以下幾種類型A、孔板：前后差壓與流量的平方成正比孔板：前后差壓與流量的平方成正比B、轉(zhuǎn)子流量計（變截面積）：轉(zhuǎn)子的高度與流量成正比C、楔形流量計：前后差壓與流量平方成正比。適用于介質(zhì)粘度大、易結(jié)晶、易結(jié)

10、焦、有顆粒的場合。D、靶式流量計：靶受介質(zhì)沖擊發(fā)生位移，其大小與流量成正比。E、超聲波流量計：通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表F、質(zhì)量流量計：克利奧里力原理，測量精度高，用于交接。G、電磁流量計：法拉第電磁感應原理。H、渦輪流量計：根據(jù)渦輪轉(zhuǎn)動的頻率測量流量。流量計 孔板流量計孔板流量計 工作原理：采用介質(zhì)流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差與流量之間存在一定關(guān)系的進行測定的， Q=Ksqur（ P） Q 流量、 K、常數(shù)、 P 差壓 適用介質(zhì)：測量氣體、蒸汽、液體及引的流量，廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過程控制和測量 流量計流量計 孔板截面圖與現(xiàn)

11、場安裝圖孔板截面圖與現(xiàn)場安裝圖流量計（孔板）流量計（孔板）流量計溫度壓力補償安裝圖例流量計溫度壓力補償安裝圖例流量計（孔板）流量計（孔板）流量公式：F=P3*SQRT(C1/(273+P2)*(P1+101)/C 2) C1：設(shè)計溫度（K） C2：設(shè)計壓力（KPa） P1：實際壓力（Kpa） P2：實際溫度 （） P3：未補償前流量金屬管轉(zhuǎn)子流量計金屬管轉(zhuǎn)子流量計浮子在測量管中，隨著流量的變化，將浮子向上移動，在某一位置浮子所受的浮力與浮子重力達到平衡適于高溫、高壓和強腐蝕性介質(zhì)；可用于易燃、易爆危險場合電磁流量計原理特點根據(jù)導電流體通過外加磁場時感生的電動勢來測量導電流體流量的一種儀器。 測量不受流體密度、