1、现场仪表常识现场仪表常识仪表车间仪表车间主要内容主要内容n第一部分：常规仪表第一部分：常规仪表n第二部分：常用调节阀第二部分：常用调节阀n第三部分：常用的自动调节回路组成第三部分：常用的自动调节回路组成n第四部分：第四部分：DCS系统系统n第五部分：第五部分：SIS（安全仪表系统）（安全仪表系统）n第六部分：第六部分：仪表常见故障仪表常见故障 第一部分第一部分 四大参数测量及原理四大参数测量及原理n温度温度n压力压力n流量流量n物位物位温度仪表及选用温度仪表及选用温度是表示被测物体冷热程度的物理量，是工业自动化温度是表示被测物体冷热程度的物理量，是工业自动化生产中的一个重要控制指标，是化学反应
2、程度的一个标生产中的一个重要控制指标，是化学反应程度的一个标志。志。按温度仪表的测量方式可分为按温度仪表的测量方式可分为接触式接触式和和非接触式非接触式两类。两类。（1）接触式的温度仪表结构比较简单、可靠，测温精度）接触式的温度仪表结构比较简单、可靠，测温精度 也较高。但是有测温过程延迟的现象。也较高。但是有测温过程延迟的现象。（2）非接触式测温由于测温元件不和被测物体接触，测）非接触式测温由于测温元件不和被测物体接触，测 温响应也较快，测温范围宽。但缺点是受外界因素的影温响应也较快，测温范围宽。但缺点是受外界因素的影响造成的测量误差较大。响造成的测量误差较大。主要有光学高温计、光电高温主要有
3、光学高温计、光电高温计和辐射高温计，其测量的温度值一般在要求不是很高计和辐射高温计，其测量的温度值一般在要求不是很高的地方用，优点是温度变化响应较快。目前较为先进的的地方用，优点是温度变化响应较快。目前较为先进的测温方式是利用光导纤维红外辐射进行测温测温方式是利用光导纤维红外辐射进行测温(我厂硫磺有我厂硫磺有一台红外线测温仪）一台红外线测温仪）.接触式温度仪表分类接触式温度仪表分类 固体的膨胀：固体的膨胀：双金属温度计双金属温度计 热膨胀热膨胀 液体的膨胀：玻璃管温度计液体的膨胀：玻璃管温度计 气体的膨胀：压力式温度计（温包毛细管）气体的膨胀：压力式温度计（温包毛细管）金属热电阻：铜、铂、镍热
4、电阻等金属热电阻：铜、铂、镍热电阻等 热电阻热电阻 半导体热敏电阻：锗、碳等电阻半导体热敏电阻：锗、碳等电阻 廉金属热电偶：铜廉金属热电偶：铜-康铜、镍铬康铜、镍铬-镍硅镍硅 贵金属热电偶：铂铑贵金属热电偶：铂铑-铂铑、铂铑铂铑、铂铑-铂铂 热电偶热电偶 难熔金属热电偶：钨铼系、钨钼系等难熔金属热电偶：钨铼系、钨钼系等 非金属热电偶：硅化物系非金属热电偶：硅化物系等等双金属温度计双金属温度计n原理：利用固体受热产生几何位移作为测温信号的一原理：利用固体受热产生几何位移作为测温信号的一种固体膨胀式温度计。其感温元件通常是由两种膨胀种固体膨胀式温度计。其感温元件通常是由两种膨胀系数不同，彼此又牢固
5、结合的金属制作成平螺旋型或系数不同，彼此又牢固结合的金属制作成平螺旋型或直螺旋型的结构。绕成螺旋形的双金属感温元件一端直螺旋型的结构。绕成螺旋形的双金属感温元件一端固定，另一端连接指针轴。当被测物体温度变化时，固定，另一端连接指针轴。当被测物体温度变化时，两种金属由于膨胀系数不同，使螺旋管曲率发生变化，两种金属由于膨胀系数不同，使螺旋管曲率发生变化，通过指针轴带动指针偏转，直接显示温度示值。通过指针轴带动指针偏转，直接显示温度示值。n选型时注意事件：选型时注意事件：合适的尾长合适的尾长（嘴子的长度和管道半径）（嘴子的长度和管道半径）测量指示范围。测量指示范围。连接时合适的接口（连接时合适的接口
6、（M16、M27）双金属温度计热电阻和热电偶热电阻和热电偶n热电阻是利用电阻与温度呈一定的函数关系的金热电阻是利用电阻与温度呈一定的函数关系的金属导体或半导体材料制成的感温元件。也就是说属导体或半导体材料制成的感温元件。也就是说当温度发生变化时，其电阻值发生相应的变化而当温度发生变化时，其电阻值发生相应的变化而得到温度值。得到温度值。n热电偶是目前使用最广泛的测温元件。它是利用两种不热电偶是目前使用最广泛的测温元件。它是利用两种不同的导体串接成一个闭合回路，如导体的两端出现温差，同的导体串接成一个闭合回路，如导体的两端出现温差，导体就会产生电势差，就可以根据电势差得出一个温度导体就会产生电势差
7、，就可以根据电势差得出一个温度值。我厂一般常用的是值。我厂一般常用的是K K型型（镍铬（镍铬-镍硅）镍硅）、S S型（铂铑型（铂铑-铂）铂），我厂热电偶的连接接口为，我厂热电偶的连接接口为M33M332 2或或G1G1，或法兰，或法兰连接，极少为连接，极少为M27M272 2热电偶测温原理图toE(t，0）E(t，to）E(to，0）热电偶t指示仪表（DCS）补偿导线K型热偶的补偿导线为：铜康铜S型热偶的补偿导线为：铜铜镍合金toto法兰连接热电偶螺纹连接热电偶带切断阀热电偶（催化用）刚玉管热电偶（高温用，硫磺炉子）压力仪表压力仪表n任何一个物体上受到的压力都包括大气压力和被测介任何一个物体上
8、受到的压力都包括大气压力和被测介质的压力（一般称为表压）两部分。作用在被测物体质的压力（一般称为表压）两部分。作用在被测物体上这两部分压力总和称为绝对压力。而普通的工业压上这两部分压力总和称为绝对压力。而普通的工业压力表测量的都是表压值，即：力表测量的都是表压值，即：P表表P绝大气压绝大气压。n当绝对压力大于大气压值时测得的表压值为正值，称当绝对压力大于大气压值时测得的表压值为正值，称为正表压。当绝对压力小于大气压时测得的表压值为为正表压。当绝对压力小于大气压时测得的表压值为负值，称为负表压，既真空度。测量真空度的仪表称负值，称为负表压，既真空度。测量真空度的仪表称为真空表。为真空表。弹性压力
9、表弹性压力表（测量的是表压：被测压力与大气压之差）（测量的是表压：被测压力与大气压之差）n弹性压力表是一种历史悠久、应用广泛的压力测量仪弹性压力表是一种历史悠久、应用广泛的压力测量仪表。它的结构简单，牢固耐用，可直接安装在工艺设表。它的结构简单，牢固耐用，可直接安装在工艺设备、管线上作现场压力指示。对于各种特殊的、备、管线上作现场压力指示。对于各种特殊的、恶劣恶劣的工作环境（高温、低温、振动、腐蚀）都可以找到的工作环境（高温、低温、振动、腐蚀）都可以找到各种各种专用的压力表专用的压力表来满足各种特殊用途的需要如：氨来满足各种特殊用途的需要如：氨用压力表、氧气压力表（禁油）、乙炔压力表、氢气用压
10、力表、氧气压力表（禁油）、乙炔压力表、氢气压力表、抗硫压力表、高温压力表等。压力表、抗硫压力表、高温压力表等。n弹簧管压力表弹簧管压力表的敏感元件是截面为椭圆形的弹性的敏感元件是截面为椭圆形的弹性C形管，形管，在在C形管承受压力时形管承受压力时C形管自由端位移带动指针来指示形管自由端位移带动指针来指示压力。其仪表本身精度不是很高，用来测量不结晶、压力。其仪表本身精度不是很高，用来测量不结晶、不凝固，对钢、铜合金没有腐蚀作用的液体、蒸汽和不凝固，对钢、铜合金没有腐蚀作用的液体、蒸汽和气体介质的压力。气体介质的压力。现场压力表选择现场压力表选择n压力表的量程选择应注意：压力表的量程选择应注意：在测
11、稳定的压力时，正常操作压力应为压力表上限的在测稳定的压力时，正常操作压力应为压力表上限的1/31/32/32/3，最高不能超过压力表上限的最高不能超过压力表上限的3/43/4。在测脉动压力时，正常操作压力应为压力表上限的在测脉动压力时，正常操作压力应为压力表上限的1/31/31/21/2，最高不能超过压力表上限的最高不能超过压力表上限的2/32/3。在测高压压力时，正常操作压力应为压力表上限的在测高压压力时，正常操作压力应为压力表上限的3/5.3/5.为了保证压力测量的精度，最小压力测量值应高于压力表测量为了保证压力测量的精度，最小压力测量值应高于压力表测量量程的量程的1/31/3处。处。n电
12、接点压力表是指兼有压力传感器功能的压力表，既可作就地压力电接点压力表是指兼有压力传感器功能的压力表，既可作就地压力指示又可输出电信号作远方显示用，它往往是在膜片或转动机构上指示又可输出电信号作远方显示用，它往往是在膜片或转动机构上增加了变送发讯装置将压力信号转化为电信号进行远传，在工业上增加了变送发讯装置将压力信号转化为电信号进行远传，在工业上经常用作电接点压力表来参加控制或联锁。经常用作电接点压力表来参加控制或联锁。n压力表、电接点压力表的接头是压力表、电接点压力表的接头是M20M20*1.51.5管螺纹，没有锥度，所以用管螺纹，没有锥度，所以用垫片密封（四氟、退火紫铜垫、石墨缠绕垫）。乙炔
13、不能使用铜垫垫片密封（四氟、退火紫铜垫、石墨缠绕垫）。乙炔不能使用铜垫片片n使用时应注意不同介质、温度、压力选用不同的压力表。使用时应注意不同介质、温度、压力选用不同的压力表。普通压力表（高于60）电接点压力表流量仪表流量仪表n在过程仪表与装置中，流量仪表主要有两大功在过程仪表与装置中，流量仪表主要有两大功用，既作为过程自动化控制系统的检测仪表和用，既作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。在石油化工等过程生测量物料数量的总量表。在石油化工等过程生产企业中，流体流量参数检测与控制是最常见产企业中，流体流量参数检测与控制是最常见的参数之一，它关系到生产过程的质量与安全。的参数之一
14、，它关系到生产过程的质量与安全。流量仪表起着举足轻重的作用，它们是能源管流量仪表起着举足轻重的作用，它们是能源管理及贸易结算的必备的工具。理及贸易结算的必备的工具。n我厂常用的流量计可以按流量计检测信号反映的是体积流量或质量流量来我厂常用的流量计可以按流量计检测信号反映的是体积流量或质量流量来进行分类，可以分为进行分类，可以分为体积流量计体积流量计和和质量流量计质量流量计。有很多流量计虽然在仪表。有很多流量计虽然在仪表或或DCSDCS上显示为上显示为质量流量（孔板）质量流量（孔板），它是基于所测的介质的密度是不变的，它是基于所测的介质的密度是不变的，这就造成了不能在工艺密度发生变化时，其测量值
15、的准确。这就造成了不能在工艺密度发生变化时，其测量值的准确。n体积流量计检测的信号反映体积流量，它们在测量的原理上都和密度有紧体积流量计检测的信号反映体积流量，它们在测量的原理上都和密度有紧密的关系。如我厂常用的有电磁流量计、涡轮流量计、涡街流量计、超声密的关系。如我厂常用的有电磁流量计、涡轮流量计、涡街流量计、超声波流量计及容积式流量计。这些流量计的输出信号与管道中流体的平均流波流量计及容积式流量计。这些流量计的输出信号与管道中流体的平均流速或体积流量成一定的关系，是反映真实体积流量的流量计，这些仪表在速或体积流量成一定的关系，是反映真实体积流量的流量计，这些仪表在安装时一般要求仪表前后有直
16、管段，以减少测量的误差，这类仪表一般用安装时一般要求仪表前后有直管段，以减少测量的误差，这类仪表一般用于企业内部的生产与控制，在原料进厂或产品出厂（就是贸易交接）的地于企业内部的生产与控制，在原料进厂或产品出厂（就是贸易交接）的地方是不允许使用的。方是不允许使用的。流量测量仪表按测量原理分类可分为：流量测量仪表按测量原理分类可分为：1.节流型流量计（差压式流量计）：节流型流量计（差压式流量计）：各种孔板、喷嘴、均速管流量计各种孔板、喷嘴、均速管流量计（适合测量大口径循环水，如四循有一台，缺点：测量小孔怕堵，可（适合测量大口径循环水，如四循有一台，缺点：测量小孔怕堵，可加切断阀解决）、楔形流量计
17、加切断阀解决）、楔形流量计。4.转子（浮子）流量计：n玻璃转子流量计（就地指示用）、远传金属管转子流玻璃转子流量计（就地指示用）、远传金属管转子流量计。测量原理：流体自下向上流过浮子时，浮子上量计。测量原理：流体自下向上流过浮子时，浮子上有差压、流体动压、摩擦力和向下的浮子本身的重量有差压、流体动压、摩擦力和向下的浮子本身的重量相平衡。流量增大，向上的力加大，浮子上升，浮子相平衡。流量增大，向上的力加大，浮子上升，浮子在锥管中不同的位置代表不同在锥管中不同的位置代表不同 的流量大小。的流量大小。5.超声波流量计：n测量原理：安装于管道的两个换能器，一组发测量原理：安装于管道的两个换能器，一组发
18、出超声信号，一组检测接受信号，微处理器计出超声信号，一组检测接受信号，微处理器计算超声波从发出到接受的时间差算超声波从发出到接受的时间差t,此此t流流体流速有关，测得体流速有关，测得t即可计算出流速，从而即可计算出流速，从而得到流量大小。得到流量大小。n优点：非接触式、安装方便（不用切断流体）、优点：非接触式、安装方便（不用切断流体）、适用大口径测量适用大口径测量n缺点目前我厂使用的两种超声波流量计由于管缺点目前我厂使用的两种超声波流量计由于管道、安装附件存在热胀冷缩，加上耦合剂的老道、安装附件存在热胀冷缩，加上耦合剂的老化，信号发射和接受存在问题。化，信号发射和接受存在问题。6.涡街流量计n
19、涡街流量计是由漩涡发生体和频率检测器构成的变送器、涡街流量计是由漩涡发生体和频率检测器构成的变送器、信号转换等环节组成。输出信号转换等环节组成。输出4 420mADC20mADC信号或脉冲电压信信号或脉冲电压信号，可检测号，可检测ReRe在在2 2*10104 4 7 7*10106 6范围的液体、气体、蒸汽范围的液体、气体、蒸汽流量。涡街流量传感器是孔板流量计最理想的替代产品流量。涡街流量传感器是孔板流量计最理想的替代产品.涡街流量计是基于卡门涡街原理而研制成功的一种具有涡街流量计是基于卡门涡街原理而研制成功的一种具有国际先进水平的新型流量计，由于它具有其它流量计不国际先进水平的新型流量计，
20、由于它具有其它流量计不可兼得的优点可兼得的优点.对直管段的要求较高，液体要求前直管段对直管段的要求较高，液体要求前直管段10D，后直，后直管段管段 5D，气体要求前直管段气体要求前直管段20D，后直管段，后直管段 10D，涡街流量计涡街流量计n检测原理检测原理n在流动的流体中，若垂直流动方向放置一个圆柱体，在某在流动的流体中，若垂直流动方向放置一个圆柱体，在某一雷诺数范围内，将在圆柱体的后面的两侧交替产生有规一雷诺数范围内，将在圆柱体的后面的两侧交替产生有规律的漩涡，称为卡曼漩涡，漩涡的旋转方向向内，如图律的漩涡，称为卡曼漩涡，漩涡的旋转方向向内，如图 n大量试验证明，单侧漩涡产生的频率大量试
21、验证明，单侧漩涡产生的频率f与流速与流速v和直径和直径d之之间有如下的关系：间有如下的关系：f=Srv/d Sr斯特劳尔数斯特劳尔数 为常数，与漩涡发生体的形状（制造）有关。为常数，与漩涡发生体的形状（制造）有关。质量流量计质量流量计n质量流量计一般分为直接式（内补偿式）与推导式质量流量计一般分为直接式（内补偿式）与推导式（外补偿式）两类。直接式又可分为热力式、科氏（外补偿式）两类。直接式又可分为热力式、科氏力式、动量式和差压式等几种；推导式质量流量计力式、动量式和差压式等几种；推导式质量流量计又分为温度压力补偿式和密度补偿式两种。而科氏又分为温度压力补偿式和密度补偿式两种。而科氏力质量流量计
22、是我们现在力质量流量计是我们现在 用的流量计。用的流量计。n科氏力质量流量计科氏力质量流量计n科氏力质量流量计是目前应用较多，发展较快的一科氏力质量流量计是目前应用较多，发展较快的一种直接式的质量流量计，是美国种直接式的质量流量计，是美国Micromotion公司公司首先开发出来的，所以也称首先开发出来的，所以也称Micromotion流量计。流量计。其原理：其原理：质量流量计（质量流量计（驱动线圈、检测线圈驱动线圈、检测线圈）n 管道应力影响管道应力影响 若连接流量传感器管道中心未对准（或不平行）若连接流量传感器管道中心未对准（或不平行）或管道温度改变，管道应力会形成压力、拉力、或管道温度改
23、变，管道应力会形成压力、拉力、或剪切力作用到或剪切力作用到CMF测量管间的对准，引起检测测量管间的对准，引起检测探头的不对称性，导致零点变动。探头的不对称性，导致零点变动。CMF安装好后安装好后必须调零以消除或减小这一影响。若管道严重未必须调零以消除或减小这一影响。若管道严重未对准，有可能无法调至零位。对准，有可能无法调至零位。质量流量计调零：质量流量计调零：仪表维护人员在变送器调零过仪表维护人员在变送器调零过程中，变送器若出现程中，变送器若出现ZeroTooHigh或或ZeroTooLow表示在传感器调零期间流体没表示在传感器调零期间流体没有完全终止流动，导致变送器计算出来的零点流有完全终止
24、流动，导致变送器计算出来的零点流量偏移太大而不能进行精确的流量测量，量偏移太大而不能进行精确的流量测量，在调零在调零时必须使流体完全终止流动（需要工艺人员配时必须使流体完全终止流动（需要工艺人员配合）合）。液位仪表液位仪表n玻璃板液位计是根据连通器原理，多用于就地指示或用玻璃板液位计是根据连通器原理，多用于就地指示或用来校准自动液位的零点和量程用。来校准自动液位的零点和量程用。n差压式液位计是根据仪表两端受的压力（静压）之差与差压式液位计是根据仪表两端受的压力（静压）之差与介质的高度成比例关系来进行液位指示。差压式液位计介质的高度成比例关系来进行液位指示。差压式液位计受介质的密度影响，当介质的
25、密度变化不定时，仪表示受介质的密度影响，当介质的密度变化不定时，仪表示值有一定的误差。值有一定的误差。现场注意是现场注意是：由于开工初期，介质的：由于开工初期，介质的温度、压力与正常工况有差距，所以此时要求仪表调量温度、压力与正常工况有差距，所以此时要求仪表调量程对液位都是不正确的，只有工况正常时才能进行。程对液位都是不正确的，只有工况正常时才能进行。n浮筒液位计是根据浮筒在液体中受到浮力而产生一个扭浮筒液位计是根据浮筒在液体中受到浮力而产生一个扭力矩，并带动变送部分产生相应的电信号来指示液位的。力矩，并带动变送部分产生相应的电信号来指示液位的。n磁性翻板液位计原理：当液位变化时带动了磁性浮子
26、的磁性翻板液位计原理：当液位变化时带动了磁性浮子的上下移动，从而使翻板发生翻转来指示液位的变化。也上下移动，从而使翻板发生翻转来指示液位的变化。也可以将翻板的翻转转化为电信号的对应关系来显示液位。可以将翻板的翻转转化为电信号的对应关系来显示液位。应用时应用时注意根据介质的注意根据介质的密度密度选用磁浮子和选用磁浮子和高温高温下磁浮子下磁浮子磁性退化的问题。磁性退化的问题。南常压电脱盐罐油水界位n射频导纳液位计：电极与被测容器射频导纳液位计：电极与被测容器 Co C之间形成一个等效电容，之间形成一个等效电容，Co为电极安装后为电极安装后空灌时的电容值，空灌时的电容值，C为液位变化时的为液位变化时
27、的电容值。测得液位变化的电容值，电容值。测得液位变化的电容值，即可知道罐中的液位。即可知道罐中的液位。要求：介质的介电常数变化要小。要求：介质的介电常数变化要小。缺点：在线校验比较困难。缺点：在线校验比较困难。DE射频导纳有挂料补偿的作用。射频导纳有挂料补偿的作用。n浮球液位计：对于粘度比较大液体介质的液位测量，浮球液位计：对于粘度比较大液体介质的液位测量，如减压塔液位：温度高、真空、不允许多开孔。采用如减压塔液位：温度高、真空、不允许多开孔。采用浮球液位计。浮球液位计。n原理：恒浮力原理，浮球的一半浸没在液面，由平衡原理：恒浮力原理，浮球的一半浸没在液面，由平衡杆、平衡锤与浮球形成力矩平衡机
28、构，浮球可以自由杆、平衡锤与浮球形成力矩平衡机构，浮球可以自由地随液位的变化而升降。当液位改变时，浮球的位置地随液位的变化而升降。当液位改变时，浮球的位置发生相应变化，带动主轴转动，通过角位移传感器变发生相应变化，带动主轴转动，通过角位移传感器变成相应的电信号成相应的电信号。n超声波液位计：利用仪表向被测物质发出高于超声波液位计：利用仪表向被测物质发出高于20KHz20KHz超声波，当声波碰到液面或料面时产生超声波，当声波碰到液面或料面时产生反射波，仪表测出发射波和反射波的时间差，反射波，仪表测出发射波和反射波的时间差，利用波的速度和仪表测量的时间差来计算出液利用波的速度和仪表测量的时间差来计
29、算出液面的高度。波的速率与温度有关，所以精度不面的高度。波的速率与温度有关，所以精度不是非常高。是非常高。缺点：温度高、蒸汽大、带有搅拌，缺点：温度高、蒸汽大、带有搅拌，液位波动大，超声波液位计不能正常工作液位波动大，超声波液位计不能正常工作。n放射性液位计：利用放射源产生的射线放射性液位计：利用放射源产生的射线 ，穿过被测容器及容器中的介质时，射线被不同穿过被测容器及容器中的介质时，射线被不同高度的液体或固体所吸收，故测得因被吸收而高度的液体或固体所吸收，故测得因被吸收而衰减的射线强度，就得到了相应的液位。这类衰减的射线强度，就得到了相应的液位。这类仪表更适合测量固体或粉尘状的物料。缺点是仪
30、表更适合测量固体或粉尘状的物料。缺点是大家共知的：对人体有伤害。大家共知的：对人体有伤害。雷达液位计：利用超高频的电磁波经天线向被测容器雷达液位计：利用超高频的电磁波经天线向被测容器的液面发射，当电磁波碰到液面后反射回来，仪表检的液面发射，当电磁波碰到液面后反射回来，仪表检测出发射波与回波的时间差，从而计算出液面的高度。测出发射波与回波的时间差，从而计算出液面的高度。介质的导电性能越好或介电常数越大，雷达信号的反介质的导电性能越好或介电常数越大，雷达信号的反射效果越好射效果越好.第二部分第二部分 调节阀调节阀常用调节阀外观常用调节阀外观常用调节阀外观（风开、风关，事故状风开、风关，事故状态）态
31、）调节阀调节阀n调节阀的风开、风关在调节阀的风开、风关在DCS上可以看出上可以看出 CLS 100 OPN 100 风风 风风 关关 开开 OPN 0 CLS 0小口径套筒单座调节阀小口径套筒单座调节阀（执行机构、阀体）（执行机构、阀体）蝶阀蝶阀（两位，连续调节）（两位，连续调节）三通阀三通阀（换热器，一路走）（换热器，一路走）三通阀安装实例三通阀安装实例（南常压，根据阀体标注的流南常压，根据阀体标注的流向，再根据现场工艺管道介质流向，确定三通阀的向，再根据现场工艺管道介质流向，确定三通阀的安装。安装。）自力阀自力阀我厂一般为阀后式我厂一般为阀后式自力阀的工作原理n自动压力阀后调节阀，其初始阀
32、芯的位置在开启状态。当阀前压力自动压力阀后调节阀，其初始阀芯的位置在开启状态。当阀前压力P1通过阀芯、阀座的节流后变为阀后压力通过阀芯、阀座的节流后变为阀后压力P2，P2并经过导压管输并经过导压管输入上膜室作用在膜片上，其作用力与弹簧的反作用力相平衡时的阀入上膜室作用在膜片上，其作用力与弹簧的反作用力相平衡时的阀芯位置决定了阀的开度，从而控制阀后压力芯位置决定了阀的开度，从而控制阀后压力n当阀后压力当阀后压力P2增加时，增加时，P2作用在膜片上的作用力也随时之增加。作用在膜片上的作用力也随时之增加。此时，膜片上的作用力大于设定弹簧的反作用力，使阀芯关向阀座此时，膜片上的作用力大于设定弹簧的反作
33、用力，使阀芯关向阀座的位置，导致阀的开度减小，流阻变大，的位置，导致阀的开度减小，流阻变大，P2降低，直到膜片上的作降低，直到膜片上的作用力与弹簧反作用力相平衡式为止，从而使用力与弹簧反作用力相平衡式为止，从而使P2降为设定值。同理，降为设定值。同理，当阀后压力当阀后压力P2降低时，动作方向与上述相反，这就是阀后压力调节降低时，动作方向与上述相反，这就是阀后压力调节的工作原理的工作原理 自力阀的整定：n由其工作原理可以得出：由其工作原理可以得出：自力阀的开度大小（阀芯自力阀的开度大小（阀芯与阀座之间）决定了阀后与阀座之间）决定了阀后压力：因此实际运行中若压力：因此实际运行中若阀后压力小于要求的
34、压力，阀后压力小于要求的压力，则减小阀杆的长度：如左则减小阀杆的长度：如左图：松开两个六角螺母，图：松开两个六角螺母，慢慢往上旋阀杆，边旋边慢慢往上旋阀杆，边旋边观察阀后压力，达到要求观察阀后压力，达到要求后锁紧两个螺母。后锁紧两个螺母。n注意：注意：正常生产中调整应正常生产中调整应格外小心。格外小心。笼式双座调节阀笼式双座调节阀HCN低噪音笼式低噪音笼式（压差大，泄漏（压差大，泄漏量大，加氢）量大，加氢）小口径单座调节阀小口径单座调节阀（压差小，泄漏量小）（压差小，泄漏量小）阀门定位器阀门定位器（克服摩擦力大、准确定位、响应速度、（克服摩擦力大、准确定位、响应速度、压降输出）、压降输出）、电
35、气转换器电气转换器调节阀手轮调节阀手轮n手轮机构有侧装和顶装两种。手轮机构有侧装和顶装两种。在以下场合可选手轮机构：在以下场合可选手轮机构：（1）当阀产生故障，为使阀）当阀产生故障，为使阀成为手动调节时。成为手动调节时。（2）需要）需要开度限位时（起开度限位器开度限位时（起开度限位器的作用）。（的作用）。（3）对大口径和）对大口径和使用贵金属做的管道，为省使用贵金属做的管道，为省去旁路节约投资时（但在特去旁路节约投资时（但在特别重要场合，仍需要设置旁别重要场合，仍需要设置旁路）。在手轮机构与阀组装路）。在手轮机构与阀组装后，应检查一下是否影响阀后，应检查一下是否影响阀全行程，若要求限位，则要全
36、行程，若要求限位，则要检查是否固定在限位开度上。检查是否固定在限位开度上。n我厂主要用于三通阀、关键我厂主要用于三通阀、关键调节阀如汽包上水液位调节调节阀如汽包上水液位调节阀等。阀等。手轮使用时注意：手轮使用时注意：手轮必须恢复至空挡位置手轮必须恢复至空挡位置，这样才能，这样才能从室内控制此调节阀。否则容易损坏调节阀。见下图：从室内控制此调节阀。否则容易损坏调节阀。见下图：手轮的指针指在手轮的指针指在中间中间“自动自动”，开工初期尤其要注意手开工初期尤其要注意手轮的位置。轮的位置。带手轮的三通阀带手轮的三通阀（南常压）（南常压）调节阀选型要点调节阀选型要点n根据事故状态选好风开还是风关根据事故
37、状态选好风开还是风关n准确提供：阀前后压力、介质（名称、特性）、准确提供：阀前后压力、介质（名称、特性）、温度、密度、最大流量、正常流量、最小流量温度、密度、最大流量、正常流量、最小流量n特殊要求：泄漏、介质腐蚀（阀芯、阀座）特殊要求：泄漏、介质腐蚀（阀芯、阀座）根据以上几点，选出合适的调节阀，避免小开度，根据以上几点，选出合适的调节阀，避免小开度，正常运行开度在正常运行开度在5070%，设计工艺提条件，设计工艺提条件条件时要慎重。条件时要慎重。孔板计算时也应注意关键的最大、正常、最小流孔板计算时也应注意关键的最大、正常、最小流量以及操作密度，粘度量以及操作密度，粘度第三部分：第三部分：1.简
38、单自动调节回路的组成简单自动调节回路的组成测量值给定值偏差调节器干扰调节对象变送器测量单元调节阀被调参数上图就是自动调节系统典型的方框图，一个简单的调节系统主要有上面图所示的调节对象（液位或流量等）、测量装置、调节器及调节阀这四大部分组成。从上图还可以看出：系统的输出是被调参数，它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端与给定值相比较。这种把系统的输出信号又引回到输入端的做法叫做反馈。反馈就是反送回来的意思。如果反馈的信号使原来的输入加强，就叫正反馈，反之叫负反馈，自动调节系统是具有被调参数负反馈的闭环系统。2.串级控制回路：串级控制回路：主要通过设置副变量来提高主变量的控制变量，由于副主
39、要通过设置副变量来提高主变量的控制变量，由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前的作用，因而回路的存在，对进入副回路的干扰有超前的作用，因而减少了干扰对主变量的影响。减少了干扰对主变量的影响。（重整的炉出口温度与瓦（重整的炉出口温度与瓦斯流量的串级，调节阀瓦斯量）斯流量的串级，调节阀瓦斯量）测 量 值给 定 值偏 差主 调 节 器干 扰副 对 象副 测 量、变 送副 调 节 器副 变 量干 扰主 对 象主 变 量主 测 量、变 送偏 差3.分程控制：分程控制：一个罐需要氮气密封，罐内需要维持一定压力，一个罐需要氮气密封，罐内需要维持一定压力，压力低了需要补压压力低了需要补压(0-50)；压力
40、高了需要放压压力高了需要放压(50-100)。阀A压力测量压力调节器罐压力偏差阀B阀A阀B第四部分第四部分 DCS系统系统我厂我厂DCS系统应用现状系统应用现状n 济南分公司自济南分公司自19901990年首次在一动力年首次在一动力3 3号炉使用号炉使用DCSDCS，现在全厂重要装置已，现在全厂重要装置已全部使用全部使用DCSDCS进行控制，至进行控制，至20072007年年5 5月，全厂共有月，全厂共有DCSDCS系统系统1919套。其中，套。其中，日本横河日本横河XL 9XL 9套；日本横河套；日本横河CENTUM-CS 4CENTUM-CS 4套；日本横河套；日本横河CS3000 3CS
41、3000 3套；套；美国霍尼韦尔美国霍尼韦尔EPKS 1EPKS 1套；国产浙大中控套；国产浙大中控JX300XP 2JX300XP 2套。套。n由于我单位多数由于我单位多数DCSDCS系统使用时间较长，自系统使用时间较长，自20042004年开始陆续更新部分年开始陆续更新部分DCSDCS系统，至系统，至20072007年年5 5月，已经更新完毕的月，已经更新完毕的DCSDCS系统有系统有2 2套（常减压、重整加套（常减压、重整加氢），已购买但尚未改造或正在改造的有氢），已购买但尚未改造或正在改造的有6 6套（油品（正实施）、一动力、套（油品（正实施）、一动力、二动力、氮气站、硫磺回收、二催化
42、）。二动力、氮气站、硫磺回收、二催化）。nDCSDCS近近2 2年来个别装置有个别卡件损坏，原因是年来个别装置有个别卡件损坏，原因是DCSDCS系统较为陈旧。系统较为陈旧。nDCSDCS控制器没有死机现象，部分做操作站和服务器的商用控制器没有死机现象，部分做操作站和服务器的商用PCPC机偶尔有死机机偶尔有死机现象。现象。n横河横河XLXL系统因是较早期产品，备件价格较高。系统因是较早期产品，备件价格较高。n霍尼韦尔霍尼韦尔EPKSEPKS系统采用操作站通过服务器与控制器交换数据的方式，存系统采用操作站通过服务器与控制器交换数据的方式，存在一定风险。在一定风险。n现在某些装置已上先进控制。二催化
43、、南常压。现在某些装置已上先进控制。二催化、南常压。集散控制系统集散控制系统DCS基本构成及概念基本构成及概念nDCS的概念的概念nXL集散控制系统集散控制系统nCENTUM-CS集散控制系统集散控制系统nCS3000集散控制系统集散控制系统n集散控制系统操作监控画面集散控制系统操作监控画面计算机控制系统的发展计算机控制系统的发展n过程控制计算机的初创时期（过程控制计算机的初创时期（50年代）年代）计算机仅仅用在工厂、实验室或其他测试环境中进行数据计算机仅仅用在工厂、实验室或其他测试环境中进行数据采集和分析，此时的计算机只起到离线的作用。采集和分析，此时的计算机只起到离线的作用。n集中式计算机
44、控制系统的发展时期集中式计算机控制系统的发展时期（6070年代）年代）计算机与变送器和执行器之间的信号双向传递不用人工干计算机与变送器和执行器之间的信号双向传递不用人工干涉，可以实现过程监测以及对过程的管理和控制。涉，可以实现过程监测以及对过程的管理和控制。n集散型控制系统（集散型控制系统（1975年）年）集散型控制系统的特点和一般结构集散型控制系统的特点和一般结构n集散型控制系统集散型控制系统 Distributed Control System 集中管理集中管理 分散控制分散控制 一般由现场控制站，人机接口和数据公路组成。一般由现场控制站，人机接口和数据公路组成。n现场控制器现场控制器 现
45、场控制站是一个可独立运行的计算机监测与控制系现场控制站是一个可独立运行的计算机监测与控制系统。一般由统。一般由CPU卡、电源卡、通讯卡、输入输出卡等卡、电源卡、通讯卡、输入输出卡等组成。组成。集散型控制系统的特点和一般结构集散型控制系统的特点和一般结构n人机接口人机接口 实现集中显示、操作和管理，包括操作站、工程师站实现集中显示、操作和管理，包括操作站、工程师站等。等。n数据公路数据公路 是连接现场控制站、人机接口等的网络和总线是连接现场控制站、人机接口等的网络和总线。XL集散控制系统集散控制系统nXL集散型控制系统集散型控制系统 日本日本YOKOGAWA公司产品，应用于我厂一动力、糠公司产品
46、，应用于我厂一动力、糠醛、酮苯、裂解、氢提浓、二动力、双脱、氮气站、醛、酮苯、裂解、氢提浓、二动力、双脱、氮气站、丙烷九套装置。丙烷九套装置。n基本构成基本构成 由现场控制由现场控制/监视单元、操作站、监视单元、操作站、RL总线等组成。总线等组成。1.横河横河DCS中中AOF的含义是报警输出关闭的含义是报警输出关闭2.横河横河DCS中中CAL的含义是校正方式。的含义是校正方式。3.横河横河DCS中中IOP的含义是输入回路开路。的含义是输入回路开路。4.横河横河DCS中中OOP的含义是输出回路开路。的含义是输出回路开路。5.横河横河DCS的开关仪表中，的开关仪表中，ANS+的含义是回迅错误（的含
47、义是回迅错误（MV=2，PV2）ANS-的含义是回迅错误（的含义是回迅错误（MV=0，PV0）PERR的含义是回迅不正常的含义是回迅不正常。6.横河横河DCS PV测量值，测量值，SV给定值，给定值，MV输出值，输出值，SH刻度上限，刻度上限，SL刻度下限刻度下限,RAW原始数据（原始数据（0-100），），SUM累计值，累计值，P比例度，比例度，I积分时间，积分时间，D微分时间微分时间,HI高报值，高报值，HH高高报值，高高报值，LO低报值，低报值，LL低低报值，低低报值，ALRM报警状态，报警状态，OPN阀门开，阀门开，CLS阀门关阀门关XL集散控制系统CENTUM-CS集散控制系统集散控
48、制系统nCENTUM-CS集散型控制系统集散型控制系统 日本日本YOKOGAWA公司产品，应用于我厂重油催化、公司产品，应用于我厂重油催化、气分、聚丙烯等三套装置和生产指挥控制中心。气分、聚丙烯等三套装置和生产指挥控制中心。n基本构成基本构成 由现场控制站、信息指令站由现场控制站、信息指令站(监视操作为主的人机接口站监视操作为主的人机接口站)、工程师站、通讯门单元、工程师站、通讯门单元、V网、网、E网、网、Ethernet网等组网等组成。成。CENTUM-CS集散控制系统标准控制站标准控制站(RIO)(RIO)紧凑型控制站紧凑型控制站CENTUM-CS集散控制系统供电单元RIO BUS接口卡/
49、ESB BUS接口卡CPU卡Vnet连接单元电源单元电源单元RIO BUS接口单元/ESB BUS接口单元电源分配板外部接口单元供电端子风扇单元CS3000集散控制系统nCS3000集散型控制系统集散型控制系统 日本日本YOKOGAWA公司产品，应用于我厂二加氢联合公司产品，应用于我厂二加氢联合装置、一催化、重整加氢。装置、一催化、重整加氢。n现场控制器的现场控制器的FCU部分，部分，V网等基本相同。网等基本相同。CS3000集散控制系统 CS3000集散控制系统 标准控制站标准控制站(RIO)(RIO)标准控制站标准控制站(FIO)(FIO)紧凑型控制站紧凑型控制站集散控制系统操作监控画面集
50、散控制系统操作监控画面n集散控制系统的操作监控画面一般有如集散控制系统的操作监控画面一般有如下六种下六种。集散控制系统操作监控画面n调节画面调节画面 调节画面显示每一块仪表的所有信息，可显示出过程变量、输出调节画面显示每一块仪表的所有信息，可显示出过程变量、输出值、设定值、运行方式、高低限值、报警状态、工程单位、调节值、设定值、运行方式、高低限值、报警状态、工程单位、调节参数和相关数据，并可依据不同安全级别对相应的参数进行更改。参数和相关数据，并可依据不同安全级别对相应的参数进行更改。集散控制系统操作监控画面n控制分组画面控制分组画面 以类似常规仪表的形式对各类控制、显示、运算及开关状态进行以
