现场仪表基础知识汇总2

2019-12-25 13:44:54 凯崎 57

凯崎科技(大连)有限公司成立于2016年中韩合资企业。从事自动化设备、仪器仪表、传感器的技术研发、生产、加工、销售、安装、维修及其软件开发。公司拥有雄厚的技术力量、先进的生产设备、完善的检测仪器及配套设施。经过多年的发展和科学管理,公司各系列产品性能已达到国际先进水平。与国内外很多企业都有长期的互动合作。主营业务包括:流量仪表:电磁流量计(热量计)、超声波流量计(热量计)、超声波水表、涡轮流量计、涡街流量计孔板流量计、科里奥利流量计、热式质量流量计、金属管流量计、转子流量计、旋进漩涡流量计、明渠流量计等。压力仪表:压力变送器、差压变送器、压力表、压力开关料位仪表:超声波液位计、雷达物(液)位计、磁翻板液位计、投入式静压液位计、单/双法兰液位计、浮球液位计/开关、电极液位开关、音叉开关、磁致伸缩液位计、射频导纳液位计/开关等温度仪表:热电阻、热电偶、温度变送器/开关等分析仪表:PH/ORP计、浊度计、电导率、污泥浓度计、污泥洁面仪等工程项目:PLC/DCS等相关自动化工程项目便携式检测仪包括:测厚仪、测振仪、温湿度计、酸碱度控制器、探伤仪、等。广泛应用于石油,化工,机械,电力,冶金,市政,水利,农业灌溉,环保,供暖,供热,锅炉,换热站,军工,水泵等行业。

8、控制阀


8.1、控制阀的结构组成:由执行机构和阀体部件两部分组成,阀门附件包括:过滤器减压阀、电气阀门定位器、手轮机构、阀位开关、阀位变送器、气路电磁阀等。执行机构是控制阀的推动装置,它按输出信号的大小产生相应的推力,使推杆产生相应的位移(直行程或角行程位移),从而带动控制阀的阀芯动作;阀体部件是控制阀的调节部分,它直接与介质接触,由阀芯的动作改变控制阀的节流面积达到调节的目的。


8.2、执行机构的分类和作用形式:分为气动执行机构和电动执行机构两大类(均包含直行程和角行程方式)。气动执行机构又可分为气动薄膜执行机构、气动活塞执行机构(分单作用和双作用气缸)等。因未采用电动执行机构暂时不做介绍。气动薄膜执行机构可分为正、反作用两种形式,当信号压力增加时推杆向下动作的叫正作用执行机构,当信号压力增加时推杆向上动作的叫反作用执行机构。气动薄膜执行机构通常接受的气信号为20~100kPa,也有采用80~200kPa、120~300kPa气信号的执行机构,供气压力一般分别为140kPa、300kPa、340kPa。气动活塞执行机构通常采用400kPa的气源。


8.3、根据阀体部件的形式分类:直通单座截止式调节阀体、偏心旋转阀体(凸轮挠曲阀体)、球阀体、蝶阀体、楔式闸阀体、三通阀体。根据阀门的原始状态可分为故障开(气关)、故障关(气开)两种形式。


8.4、表征调节阀特性的参数:A、流通能力Cv 值;B、流量特性:EQ%、LINER、快开、抛物线;C、可调比R=Qmax/Qmin;D、压力损失S;E、阀门开度;F、阀门全关时的泄漏量;G、全行程时间。


8.5、装置采用的控制阀包括:气动薄膜调节阀、偏心旋转调节阀、气动三通切断阀、气动楔式闸阀、气动切断阀、自力式调节阀、电磁阀。


8.6、气动薄膜调节阀:直通单座调节阀只有一个阀芯和阀座,应用广泛,具有泄漏量小(标准泄漏量为0.01%C)、永许使用压差小(DN100的ΔP=120KPa)、流通能力较小(DN100的C=120)的特点,气动薄膜执行机构具有结构简单、动作可靠、维修方便、价格低廉的特点,阀芯可加工成各种流量特性的形式,膜头耗气量小。


8.7、偏心旋转调节阀:用于粘度较大的场合,具有流路简单、阻力小、流通能力大、密封可靠、操作稳定、体积小重量轻的特点。其流量特性介于线性与等百分比之间,回转行程角度为60/90度。


8.8、气动三通切断阀:一般用于流路切换,具有响应速度快、密封好的特点。


8.9、气动楔式闸阀:用作紧急切断阀,具有极高的切断性能,耗气量大。


8.10、气动切断球阀:具有流路简单、泄漏量小、压力损失最小的特点,特别适合于高粘度、悬浮液等场合,耗气量较大。


8.11、气动切断蝶阀:具有流通能力大、压损小、结构紧凑、操作转矩大、优良的切断性能和耐久性能的特点。


8.12、自力式调节阀:具有结构简单、动作可靠等特点,使用于流量变化小、调节精度要求不高或仪表气源供应困难的场合。有内取压式和外取压式,对于调节精度要求稍高的应用场合,需要采用指挥器膜头进行调节,装置所用的均为稳定阀后的压力。


8.13、控制阀的安装要求


安装前应按规定对控制阀进行强度试验、行程试验、气密试验和泄漏量试验检查。


控制阀应垂直、正立安装在水平管道上,口径大于50mm的控制阀应设置永久性支架。


安装位置应方便操作和维修,必要时应设置平台,控制阀的上下方应留有足够的空间以便维修。


控制阀阀组包括前后切断阀、排放阀、旁路阀等,其配管应组合紧凑,便于操作、维修和排液。前后切断阀起切断作用,可选用球阀、闸阀;旁路阀起手操作用,可选用截止阀、球阀;排放阀用于维修控制阀或停车时排空管道及阀门流体,还用于外接流体冲洗阀门内部和管道。


应远离连续振动的设备,当安装于振动场合时应有防振措施。


用于高粘度、易凝固、高温等场所时,应采取保温或伴热措施;用于低温流体时应采取保冷措施。


用于浆料、高粘度流体时应配冲洗管线。


控制阀的方向不可装反,否则将影响调节流量特性并可能损坏控制阀。


8.14、控制阀的投用与停用方法


控制阀投用前,应检查其安装是否符合要求、系统调试是否合格、管道是否吹洗干净、压力试验是否已完成。


溶剂试运时先走旁路,冲洗一定时间后将控制阀全开,投入运行一定时间后即可投入正常使用。


控制阀停用时,对于易结垢的介质应打开排污阀将介质排净,对于易凝固的介质应排净并用低压蒸汽或工厂风进行扫线,保证阀内不结垢、不残留固体杂质。


自力式调节阀的开表顺序:关闭旁路阀 → 检查阀后压力应小于阀后设定压力 → 缓慢开启自力式调节阀前截止阀 → 开启自力式调节阀后截止阀。停表顺序:关闭自力式调节阀前、后截止阀 → 开启旁路阀。


9、控制回路


9.1、几种控制方案:单回路PID控制、串级控制、分程控制、选择控制、比值控制、自定义顺序程序控制等。


9.2、单回路PID控制回路的组成:1个参数检测仪表、1个PID控制器、1个执行机构(控制阀)各一个。


9.3、串级控制回路包括内环和外环,一般由2个参数检测仪表、2个PID控制器、1个执行机构(控制阀)组成。


9.4、选择控制回路一般由1个或2个参数检测仪表、1个或2个PID控制器、1个选择器、1个或2个执行机构(控制阀)组成。


9.5、比值控制回路一般由2个参数检测仪表、1个或2个PID控制器、1个或2个执行机构(控制阀)组成。


9.6、自定义顺序程序控制回路(SFC)一般用于配制、加料、混合,或者以时间/动作为先后顺序周而复始循环工作场合 ,如变压吸附等


10、联锁回路


10.1、联锁是指为了保护关联设备或工艺系统、人身安全等而设置的自动保护控制停车装置;


10.2、联锁回路的构成:联锁条件(输入AI/DI)、联锁逻辑(与/或/非等)、联锁结果(输出AO/DO);


10.3、联锁的分类:单元设备/机组局部联锁、工艺装置整体联锁、安全联锁切换;


10.4、联锁的实现:一般由接触器、继电器和自动开关的组合电路或者由可编程微处理器(如PLC/DCS/ESD等)来实现;


10.5、对联锁元件的要求:检测控制可靠、响应灵敏快速、几乎不产生误动作。


11、DCS控制系统


DCS系统的主要结构:人机界面(操作站)、主控制器(控制站)、输入/输出接口(I/O卡件)以及数据交换通道(2层通讯网络及交换机)。


DCS的主要功能包括:现场数据采集显示、报警、运算控制,人机交互操作,数据记录、累积,趋势记录,报表功能等


11.1、DCS组态简介


系统组态是指在工程师站上为控制系统设定各项软硬件参数的过程。由于DCS 的通用性和复杂性,系统的许多功能及匹配参数需要根据具体场合而设定。例如:系统由多少个控制站和操作站节点(操作站节点是工程师站、操作员站、服务器站、数据管理站、时间同步服务器等的统称)构成;系统采集什么样的信号、采用何种控制方案、怎样控制、操作时需显示什么数据、如何操作等等。另外,为适应各种特定的需要,集散系统备有丰富的I/O 卡件、各种控制模块及多种操作平台。在组态时一般根据系统的要求选择硬件设备,当与其它异构系统进行数据通讯时,需要提供系统所采用的协议和使用的端口。


12.1、PID参数的含义:


PID控制的数学模型:G(S)=KP(1+1/TiS+TDS)


P:比率度,P=1/ KP,KP为系统增益或放大倍数,KP越大则系统响应速度越快,但会导致系统容易出现超调而发生振荡,甚至发散;


I:积分时间,或者说复位时间,I越大,则系统调整时间越长,达到稳态的时间越长,系统表现的越稳定;


D:微分时间,或置位时间,一般在大滞后系统中引入,起超前作用以消除系统滞后影响,防止因反应滞后带来的更大的超调


12.2、参数整定的方法:A、试凑法;B、扩充临界比例度法;C、扩充响应曲线法;D、衰减曲线法


13、防爆、防腐及防护等级


13.1、仪表的防爆等级:Ex d II B T4 其中Ex:防爆总标志;d:结构形式,隔爆型;II:类别,工厂用;B:防爆级别,B级;T4:温度组别,T4组,最高表面温度≤135℃


13.2、防腐:工艺介质的腐蚀性要求直接接触介质的测量仪表部分材质具有较强的抗腐蚀性,如流量计传感器、温度计套管、压力/差压变送器的测量室、调节阀的流通部分、分析仪器的采样器等,具体做法有:A、采用抗腐蚀的材料,如哈氏合金,PP/PE/PVC等;B、采用喷涂、电镀、堆焊、衬里耐腐材料;C、采用耐腐蚀的隔离液进行隔离防腐等


13.3、防护等级:是指电气设备的外壳防止人体、固体异物、水进入壳内,造成人员伤害、设备损坏等有害影响。表示为:IPXX 其中第一特征字表示外壳防止人体、固体异物进入的防护等级,共有0~6七个级别;第二特征字表示外壳防止水进入壳内造成有害影响的能力,共有0~8九个级别.

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