自動(dòng)化儀表培訓(xùn)全課件

培訓(xùn)內(nèi)容：對(duì)各種儀表按照測(cè)量對(duì)象的不同，進(jìn)行分類(lèi)介紹，并就各類(lèi)儀表的構(gòu)成和工作原理作深入簡(jiǎn)出的講解。各類(lèi)測(cè)量?jī)x表依次為：一、溫度檢測(cè)儀表二、壓力檢測(cè)儀表三、液位檢測(cè)儀表四、流量檢測(cè)儀表五、分析儀表培訓(xùn)內(nèi)容：將各類(lèi)儀表按照現(xiàn)場(chǎng)儀表和遠(yuǎn)傳儀表這兩大類(lèi)，就儀表的工作原、內(nèi)部組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、在使用中的注意事項(xiàng)等幾方面，進(jìn)行逐一地論述。溫度檢測(cè)中的現(xiàn)場(chǎng)儀表：

1、萬(wàn)向型雙金屬溫度計(jì)

遠(yuǎn)傳儀表：1、防爆型鉑電阻2、平均溫度計(jì)壓力檢測(cè)中的現(xiàn)場(chǎng)儀表：1、全不銹鋼壓力表2、全不銹鋼耐震壓力表

遠(yuǎn)傳儀表：1、智能型防爆壓力變送器2、智能型防爆差壓變送器

3、壓力開(kāi)關(guān)液位檢測(cè)中的遠(yuǎn)傳理儀表：1、雷達(dá)液位計(jì)2、磁致伸縮液位計(jì)3、音叉式液位開(kāi)關(guān)流量檢測(cè)中的遠(yuǎn)儀表的安全管理傳儀表：1、超聲波流量計(jì)2、流量開(kāi)關(guān)分析儀表：1、密度分析撬座（密度計(jì)、光學(xué)界面檢測(cè)儀）溫度檢測(cè)儀表現(xiàn)場(chǎng)儀表——雙金屬溫度計(jì)（一）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：雙金屬溫度計(jì)是工業(yè)上測(cè)量溫度常用的現(xiàn)場(chǎng)一次表，具有適應(yīng)范圍廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便等特點(diǎn)。由指針、刻度盤(pán)、表殼、指針軸、感溫元件、保護(hù)管組成?？煞譃?.0、1.5、2.0、2.5、4.0五個(gè)精度等級(jí)。油站上使用的雙金屬溫度計(jì)主要為1.0級(jí)、1.5級(jí)兩種，安裝在油箱、進(jìn)出油管上、軸承等，用于測(cè)量相應(yīng)位置的溫度。（二）原理：雙金屬溫度計(jì)用膨脹系數(shù)不同的兩種金屬片牢固結(jié)合在一起組成感溫元件,一般繞制成螺旋形,其一端固定,另一端裝有指針.但溫度變化時(shí),感溫元件曲率發(fā)生變化，自由端旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)指針在刻度盤(pán)上指示溫度數(shù)值。溫度檢測(cè)中的遠(yuǎn)傳儀表——1、溫度變送器（防爆型鉑電阻）2、平均溫度計(jì)（一）概述各站選用的是美國(guó)羅斯蒙特公司生產(chǎn)的智能型溫度變送器。主要安裝在部分閥門(mén)后、進(jìn)出站等工藝管線上，用以測(cè)量油品溫度值，溫度變送器一般都是垂直安裝在輸油管線上。此外，在現(xiàn)場(chǎng)還安裝一個(gè)溫變用于測(cè)量站內(nèi)地溫。相關(guān)性能參數(shù)：型號(hào)：SQ-PT-Z-80E-0205精度：±0.1％量程±0.1℃量程：0----50℃；-10---30℃環(huán)境溫度：-40—85℃輸出：4—20mA、HART信號(hào)和ProfiBus總線信號(hào)等電源：12—42.4Vdc傳感器：PT100，A級(jí)，二線制、三線制、四線制（二）組成及接線：

溫度變送器由變送模板、檢測(cè)模板以及模擬量輸出模板等組成，通過(guò)后面的接線板將4—20毫安的模擬量信號(hào)接到PLC機(jī)柜上，再通過(guò)轉(zhuǎn)換在站控機(jī)上顯示各個(gè)被測(cè)的溫度參數(shù)值

接線如圖所示：（三）校驗(yàn)及量程修改：50電阻

溫變安全柵Pt24VDCS500

溫變FLUKS744校驗(yàn):

將溫度變送器從安裝管線上拆下來(lái)，按上圖將FLUKE與溫變連接好。打開(kāi)FLUKE電源→按MEAS/SOURCE鍵，選擇“SOURCE”→按TC/RTD鍵兩次→按▽鍵，選擇“Pt100(385)”→按SETUP鍵→按ENTER鍵→按▽鍵，選擇“24VDC”→按ENTER鍵→按DONE鍵→按MEAS/SOURCE鍵，選擇“MEAS”→按mA鍵→按MEAS/SOURCE鍵，這FLUKE屏幕顯示→輸入溫度值將溫變顯示與FLUKE對(duì)比，進(jìn)行溫度變送器校驗(yàn)。（四）日常應(yīng)用1、正常時(shí)溫變就地顯示溫度和電流兩種參數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)顯示的溫度值和站控室顯示溫度值一致。2、當(dāng)溫變出現(xiàn)就地和遠(yuǎn)傳都沒(méi)有顯示故障時(shí)，是由以下幾種原因造成的：溫變損壞、保險(xiǎn)熔斷、安全柵損壞、接線松動(dòng)。3、當(dāng)溫變出現(xiàn)遠(yuǎn)傳值不準(zhǔn)故障時(shí)，是由以下幾種原因造成的量程設(shè)置不對(duì)、接線端子出現(xiàn)輕微漏電。4、溫變要定期校驗(yàn)，安裝套管內(nèi)要填加變壓器油.MEASUES。。。。。...mASOURCE。。。。。?！妫ㄈ┦褂弥凶⒁馐马?xiàng)1、在測(cè)量范圍內(nèi),示值誤差,不應(yīng)大于允許誤差,（允許誤差=±精度×量程％）。2、在測(cè)量范圍內(nèi)，回程誤差應(yīng)不大于允許誤差絕對(duì)值。3、輕敲位移，輕敲表殼后,指針示值變動(dòng)量應(yīng)不大允許誤差絕對(duì)值的1/2。4、外觀：（1）壓力表的零部件裝配應(yīng)牢固,無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。（2）壓力表安全孔上應(yīng)有防塵裝置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)防塵橡膠蓋脫落時(shí)要重新安好。（3）壓力表按其所測(cè)量介質(zhì)不同,在壓力表上應(yīng)有下表中規(guī)定的色標(biāo),并注名特殊介質(zhì)的名稱(chēng).氧氣表還必須標(biāo)有紅色“禁油”字樣.（4）玻璃應(yīng)無(wú)色透明,不應(yīng)有妨礙讀數(shù)的缺陷和損傷。（5）分度盤(pán)應(yīng)平整光潔,各標(biāo)志應(yīng)清晰可辨。（6）巡檢中發(fā)現(xiàn)壓力表有滲漏情況，應(yīng)關(guān)閉壓力表根部閥，匯報(bào)處理。壓力檢測(cè)中的遠(yuǎn)傳儀表——壓力變送器差壓變送器（一）安裝位置和作用各站選用的是羅斯蒙特公司生產(chǎn)的智能型防暴壓力變送器。主要安裝在進(jìn)出站管線、主泵和給油泵進(jìn)出口、調(diào)節(jié)閥組前管線上、計(jì)量撬出口管線上。用于檢測(cè)被測(cè)管線內(nèi)壓力，將測(cè)得的值進(jìn)行遠(yuǎn)傳及現(xiàn)場(chǎng)顯示，遠(yuǎn)傳壓力信號(hào)用于站控機(jī)顯示及參與工藝控制和控制保護(hù)。（二）性能參數(shù)型號(hào)：3051TG4A2B21AE5M5T1Q4（艾默生）精確度等級(jí):

+/-0.075﹪量程：0.6MPa，1.6MPa，2.5MPa，6MPa，10MPa，16MPa等輸出信號(hào):4-20mADC線性電源電壓:24VDC被測(cè)介質(zhì):汽油,柴油帶雷電保護(hù)器（三）結(jié)構(gòu)原理

1，結(jié)構(gòu)

壓變主要有傳感器、信號(hào)放大器、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、數(shù)-模轉(zhuǎn)換器、操作鍵、顯示屏等幾部分組成。（五）日常維護(hù)

1、巡檢時(shí)要注意檢查壓變引壓管有無(wú)滲漏情況；現(xiàn)場(chǎng)指示值與站控機(jī)上的顯示值是否一致。

2、當(dāng)發(fā)現(xiàn)壓變引壓管出現(xiàn)輕度滲漏時(shí)，關(guān)閉壓變根部閥前要和調(diào)度聯(lián)系，采取相應(yīng)保護(hù)措施，因?yàn)橛行鹤兊臏y(cè)量值參與了工藝調(diào)節(jié)控制，在受控設(shè)備運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉些壓變的根部閥會(huì)引起誤動(dòng)作，引起事故。

3、當(dāng)發(fā)現(xiàn)壓變測(cè)量值不準(zhǔn)，很有可能是引壓管內(nèi)有空氣或根部閥沒(méi)有打開(kāi)。

4、當(dāng)發(fā)現(xiàn)壓變就地值和遠(yuǎn)傳值都沒(méi)有顯示時(shí)，很有可能是防雷擊端子損壞或接線松動(dòng)。

液位檢測(cè)儀表——雷達(dá)液位計(jì)1、測(cè)量原理（如圖所示）

t=2d/Cd=Ct/2H=L－d=L－Ct/2只要測(cè)得微波的往返時(shí)間t，即可計(jì)算得到液位的高度H。探測(cè)器對(duì)時(shí)間測(cè)量有兩種方式，即微波脈沖法及連續(xù)波調(diào)頻法。微波脈沖法：脈沖頻率大多為5～6GHz微波脈沖法的原理圖如下：

LHtd由發(fā)送器將脈沖發(fā)生器生成的一串脈沖信號(hào)通過(guò)天線發(fā)出，經(jīng)液面反射后由接收器接收，再將信號(hào)傳給計(jì)時(shí)器，從計(jì)時(shí)器得到脈沖的往返間t。

難點(diǎn)：必須精確地測(cè)量時(shí)間t。

解決方法：變脈沖雷達(dá)波為合成脈沖雷達(dá)波，通過(guò)測(cè)量發(fā)射波與反射波的頻率差，間接地求往返時(shí)間，計(jì)算出雷達(dá)波的傳播距離。

液面到天線距離d的計(jì)算公式如下:d=（C/2）·Δt=（C/2）·(Δf/S)S=Δf0/Δt0式中：Δf──測(cè)量量，它關(guān)系到d的精度；

S──跳頻斜率，Hz。說(shuō)明：該測(cè)量方法中發(fā)射頻率不是固定的，而是等幅可調(diào)頻率（FMCW）。

d──液位計(jì)測(cè)出的空罐高度

∴LR0=Lu（L0－L1）

說(shuō)明：雷達(dá)液位計(jì)在技術(shù)上允許Lp0=Lu±1m，這樣就降低了液位計(jì)的安裝要求。

向雷達(dá)液位計(jì)輸入LR0，并?。?/p>

Lp=LR0+d

以Lp代替Lp0，則雷達(dá)液位計(jì)測(cè)得的液位為：

LR=Lp－d

由此可見(jiàn)：Lp的產(chǎn)生，使測(cè)量與機(jī)械安裝無(wú)關(guān)；使測(cè)量值與真實(shí)值有了同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的起點(diǎn)，因而提高了測(cè)量精度。3、雷達(dá)液位計(jì)的應(yīng)用問(wèn)題1）被測(cè)介質(zhì)特性①相對(duì)介電常數(shù)一般在1.5～2左右②湍動(dòng)和氣泡2）溫度通常在-40℃～+150℃之間3）操作壓力如:瑞典SAAB公司：RTG2960為4MPa；4、雷達(dá)液位計(jì)的基本設(shè)置①基本設(shè)定②安全設(shè)置③輸出④顯示5、雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn)①測(cè)量部分無(wú)位移、無(wú)傳動(dòng)部件。②與介質(zhì)不直接接觸。③測(cè)量不受溫度、壓力、蒸汽、煙霧、粉塵的限制，適用于粘度大、有毒、有腐蝕性介質(zhì)的液位測(cè)量。④使用、維護(hù)費(fèi)用低。⑤精度高計(jì)量級(jí)：±1mm，±0.5mm，特殊的可達(dá)±0.1mm

罐區(qū)管理級(jí)：±3mm

一般控制級(jí)：±5mm，±10mm⑥分辯率高計(jì)量級(jí)：1mm，0.1mm

工業(yè)級(jí)：10～20mm說(shuō)明：目前雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量范圍為：0～20m，0～35m（E+H），0～40m四、音叉液位開(kāi)關(guān)

1、工作原理：音叉由晶體激勵(lì)產(chǎn)生振動(dòng)（按某一頻率），當(dāng)音叉被液體浸沒(méi)時(shí)振動(dòng)頻率發(fā)生變化，該頻率變化由電子線路檢測(cè)出來(lái)并輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量。

2、特點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)：介質(zhì)的電參數(shù)、密度對(duì)測(cè)量不產(chǎn)生影響。結(jié)垢、攪動(dòng)、湍流、氣泡、振動(dòng)、中等粘度、高溫、高壓等惡劣條件對(duì)檢測(cè)無(wú)影響；免于維護(hù)；不需調(diào)校。說(shuō)明：音叉開(kāi)關(guān)可用于液位的上下限位報(bào)警或控制（上/下限位檢測(cè)由一選擇開(kāi)關(guān)確定）∴聲波順流時(shí)的傳播時(shí)間：T1=t1+τ

聲波逆流時(shí)的傳播時(shí)間：T2=t2+τ時(shí)差法流量方程的另外一種形式：∵VP=V·cosθ=V·X／L

流量方程：式中：K───流速分布修正系數(shù)，K=V／V0V───線平均流速

V0───面平均流速（二）、超聲波流量計(jì)的組成及分類(lèi)1、組成超聲換能器（或由換能器和測(cè)量管組成的超聲流量傳感器轉(zhuǎn)換器（電子數(shù)據(jù)處理單元）二者之間用專(zhuān)用信號(hào)傳輸電纜連接。2、分類(lèi)①按聲道數(shù)分類(lèi)說(shuō)明：四聲道及以上的多聲道配置對(duì)提高測(cè)量精度起很大作用。②按被測(cè)介質(zhì)分類(lèi)氣體用、液體用（三）、超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)1、應(yīng)用范圍廣2、適用介質(zhì)多3、原理上不受管徑限制，適用于圓形、矩形管道4、可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，了進(jìn)行移動(dòng)性測(cè)量5、無(wú)壓力損失，操作費(fèi)用低6、測(cè)量精度不夠理想7、介質(zhì)溫度不能太高（受換能器耐溫限制），一般≤200℃8、技術(shù)復(fù)雜，價(jià)格較高9、傳播時(shí)間法超聲波流量計(jì)只能用于清潔液體和氣體（四）、超聲波流量計(jì)的使用1、對(duì)被測(cè)流體的要求(清潔、滿管、單相，所含懸浮顆粒不能超過(guò)允許值)2、夾裝式換能器的安裝①要知道確切的管道外徑、壁厚、材質(zhì)及襯里情況，管道內(nèi)壁不應(yīng)銹蝕、結(jié)垢、凹凸不平。②安裝換能器時(shí)，管道外壁表面應(yīng)去保溫層、去漆，銹跡應(yīng)砂平，涂勻耦合劑，不能有空隙。③換能器安裝處和管壁反射處必須避開(kāi)接口和焊縫。KROHNE超聲波流量計(jì)用途：配合壓力、溫度和密度檢測(cè)儀表，為管道泄漏檢測(cè)軟件提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，完成管道泄漏報(bào)警及泄漏點(diǎn)定位功能。同時(shí)，還完成管道運(yùn)行流量監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)計(jì)量任務(wù)。本工程采用的是德國(guó)科隆公司UFM3030K型超聲波流量計(jì)。結(jié)構(gòu)：超聲波流量計(jì)按照傳感器是否接觸流體，可分為外夾式和濕式。KROHNE超聲波流量計(jì)為濕式超聲波流量計(jì)，其流量傳感器UFS3000K和信號(hào)轉(zhuǎn)換器UFC030K采用一體化結(jié)構(gòu)方式。傳感器為三聲道專(zhuān)利技術(shù)設(shè)計(jì)，采用管道對(duì)射式安裝和弦狀通道布置，可以檢測(cè)到不同層面的流速，較好地測(cè)量非軸向?qū)ΨQ(chēng)的流體形態(tài)。工作原理科隆公司UFM3030K超聲波流量計(jì)采用基本的聲波傳播時(shí)間法，兩個(gè)傳感器發(fā)射和接收具有時(shí)間標(biāo)志的聲波脈沖。零流量時(shí)，聲波在兩個(gè)傳感器之間往返的時(shí)間是完全相同的。流體開(kāi)始流動(dòng)時(shí)，順流方向的傳播時(shí)間較短，而逆流方向的傳播時(shí)間較長(zhǎng)。通過(guò)測(cè)量上述順流和逆流的時(shí)間差，來(lái)確定管道內(nèi)流體的流量。性能：科隆公司UFM3030K型超聲波流量計(jì)，具有動(dòng)態(tài)增益補(bǔ)償功能，能實(shí)現(xiàn)全雷諾數(shù)范圍的動(dòng)態(tài)流態(tài)補(bǔ)償，能補(bǔ)償如介質(zhì)溫度、密度、粘度等變化引起的誤差，能克服如固體顆粒、氣泡、旋渦、結(jié)垢、結(jié)蠟等引起的干擾，從而保證流量測(cè)量的高精度、高穩(wěn)定性和高重復(fù)性。主要技術(shù)性能指標(biāo)：測(cè)量精度：+/-0.3%（流速＞0.5m/s），<+/-0.5%（0.3m/s<流速<0.5m/s），重復(fù)性：+/-0.2%，探頭數(shù)量：3組探頭，測(cè)量范圍：0～20m/s，功能：瞬時(shí)流量、累積流量、質(zhì)量流量、流速、聲速、流向、信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量及自診斷，防爆等級(jí)：EExd（ib）IICT3～T6，GB3836.1～3836.4.2000，ATEX94/9/EC，防護(hù)等級(jí)：IP67，IEC60529/EN60529，測(cè)量管：碳鋼，探頭：SS316L，法蘭：碳鋼，傳感器罩：碳鋼，變送器：鋁，介質(zhì)溫度：-25℃～+140℃，環(huán)境溫度：-40℃～+65℃，供電電源：24VDC，電氣接口：2×1/2’’NPT，安裝要求：直管段前10D、后5D。流量開(kāi)關(guān)用途本工程采用美國(guó)SORT21-DF6