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化工仪表及自动化绪论课件

化工仪表概述

自动化技术在化工领域应用

典型化工仪表介绍与选型原则

化工自动化控制系统组成与功能

化工仪表安装调试与维护保养方法

安全生产与环境保护要求

contents

目

录

01

化工仪表概述

化工仪表是用于测量、显示、记录和控制化工生产过程中各种工艺参数（如温度、压力、流量、液位等）的仪器设备的总称。

定义

化工仪表在化工生产中起着至关重要的作用，它们能够实时监测和控制生产过程中的各种参数，确保生产安全、稳定和高效运行。同时，化工仪表也是实现化工生产自动化和智能化的重要基础。

作用

分类

根据测量原理和使用场合的不同，化工仪表可分为温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表等多种类型。

特点

化工仪表具有高精度、高稳定性、高可靠性等特点，能够适应化工生产过程中的恶劣环境和复杂工况。同时，随着科技的不断发展，化工仪表的智能化、网络化、集成化等趋势也日益明显。

化工仪表的发展经历了从机械式到电子式、从模拟式到数字式、从单一功能到多功能集成的发展历程。随着计算机技术和自动化技术的不断发展，化工仪表的智能化和网络化水平不断提高。

发展历程

未来化工仪表的发展将更加注重智能化、网络化、集成化和绿色化等方面的创新和发展。例如，基于人工智能和大数据技术的智能仪表将能够实现更加精准和高效的测量和控制；基于物联网技术的网络化仪表将能够实现远程监控和故障诊断等功能；基于微纳制造技术的微型化仪表将能够实现更加便捷和灵活的测量和控制等。

发展趋势

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自动化技术在化工领域应用

控制理论

自动化技术基于控制理论，通过对系统输入、输出和内部状态进行建模和控制，实现对化工生产过程的精确控制。

传感器与执行器

传感器用于检测化工生产过程中的各种参数（如温度、压力、流量等），执行器则根据控制指令对生产过程进行调节。

控制系统

包括开环控制和闭环控制两种类型。开环控制根据预设指令进行操作，而闭环控制则通过反馈机制对生产过程进行实时调整。

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SCADA（数据采集与监控系统）

对化工生产过程进行远程监控和数据采集，方便管理人员及时了解生产情况。

01

DCS（分布式控制系统）

实现对化工生产过程的全面监控和集中管理，提高生产效率和安全性。

02

PLC（可编程逻辑控制器）

用于控制化工生产过程中的各种设备和装置，实现复杂的逻辑控制功能。

自动化技术可以大幅度提高化工生产的自动化程度，减少人工干预，从而提高生产效率。

提高生产效率

通过精确的控制和优化，自动化技术可以降低化工生产过程中的能耗和物耗，从而降低生产成本。

降低生产成本

自动化技术可以实现对化工生产过程的精确控制，减少人为因素对产品质量的影响，提高产品质量的稳定性和一致性。

提高产品质量

自动化技术可以实时监测化工生产过程中的各种参数和异常情况，及时采取相应措施，增强生产安全性。

增强安全性

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典型化工仪表介绍与选型原则

利用弹性元件受压变形的原理，测量并指示压力值。

弹性式压力计

电气式压力计

活塞式压力计

将压力转换为电信号进行测量和显示，具有高精度和远传能力。

基于静压平衡原理，用于高精度测量和校准其他压力计。

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利用流体流过节流装置产生的差压与流量之间的关系进行测量。

差压式流量计

通过测量流体对转子的推动力矩来推算流量，适用于小口径和低流速测量。

转子流量计

利用流体流过涡街发生体产生的旋涡频率与流量之间的关系进行测量。

涡街流量计

利用测温物质的热胀冷缩原理，通过指针或数字显示温度值。

膨胀式温度计

基于热电效应原理，将温度转换为电势进行测量和显示。

热电偶温度计

利用测温物质的电阻随温度变化的特性进行测量和显示。

热电阻温度计

超声波物位计

利用超声波在气体、液体中的反射特性来测量物位高度。

浮球式液位计

通过浮球随液位升降而转动，带动指针或数字显示液位高度。

雷达物位计

基于雷达测距原理，通过发射微波并接收其反射信号来测量物位高度。

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根据测量对象、测量范围和精度要求选择合适的仪表类型。

考虑被测介质的物理和化学性质，选择与之相适应的仪表材质和结构。

了解现场环境条件，如温度、压力、湿度等，选择具有相应防护等级的仪表。

注意仪表的安装、使用和维护要求，确保测量结果的准确性和可靠性。

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04

化工自动化控制系统组成与功能

控制系统的定义

由被控对象、测量变送器、控制器和执行器组成的闭环系统，用于实现特定控制目标。

控制系统的分类

根据控制目标的不同，可分为温度控制、压力控制、流量控制、液位控制等；根据控制策略的不同，可分为PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

测量变送器

将被控对象的物理量转换为标准信号，如温度变送器、压力变送器等。

控制器

接收测量变送器的信号，根据控制策略输出控制信号，如PID控制器、P