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自控基础知识

1 自控基础知识

第一章 自动控制系统 1.

1 概述

1、目的:(1)看懂 P&I 图;

(2)掌握单回路、复杂回路的控制原理;

2、 生产过程自动化包括自动检测、 自动控制、 自动保护 (ESD) 程序控制 . (Emergency Shut Down)

3、确保生产安全,提高劳动生产率,改善劳动条件,保护人身健康,必须实现自动控制. 1.2 自动检测

1、温度、压力、流量、液位、密度、浓度、成份在自动控制和自动保护系统中,自动检测是基础.

2、自动控制:是在测量的基础上,进一步用自动化装置代替操作工人的直接操作,自动克服扰动 对被控变量的影响,稳定工艺生产过程.

3、自动保护: (ESD) :在生产过程中,某些工艺变量超过一定限度时,就会严重影响生产,发生爆 炸等事故,为帮助操作人员及时发现问题,并自动采取紧急措施,以避免事故的进一步扩大,而设计的 自动保护联锁系统,如声光报警、联锁停车.

4、程序控制:它和自动控制系统的区别在于设定值,在自动控制系统中,其设定值为恒定或随机 变化,而程序控制,设定值随时按预先设定程序而变化.

5、控制系统应满足的三项基本要求: A 抑制外部扰动的影响;

B 确保生产过程稳定;

C 使生产过程的工况为最优化;

1.3 国内外科技现状、发展趋势及差距分析:

1、随着信息发展,国外大多数石化企业相继采用 APC 先控技术,在线优化,电子商务管理等来降 低成本,提高产品竞争力.DCS 的应用是炼化工业自动化水平的最重要的标志之一,DCS 主要生产企业 如HoneyWell TDC3000 Fisher -Rosemont CENTUM-CS 已推出了相应的产品.

2、先进控制技术, 在国外此项技术已经发展了

20 年,应用已经普及,中国石

9 年开始推广普及先 进控制, 初见成效. 中国石油

99 年开始此项工作, 并已经开始花费经费购买国外公司的先控软件 (Aspen Tech) .

3、人力资源 实现先进控制需要复合型人才,要懂计算机、仪表、工艺技术才能较好的调试使用先 控系统(建立数学模型、设计软仪表、实现多变量预估控制) . A: 培养能独立驾驱 APC 操作的高水平操作人员;

B: 软仪表应是有在线校正功能,在线质量仪表,化验分析可用于软仪表的校正;

C: 浆液浓度、产率、变化率、MFR;

第二章 检测仪表

1、根据被测变量的种类分: ①过程检测仪表:温度、压力、物位、流量、成份分析、 ;

②电工量检测仪表:电压表、电流表;

③机械量检测仪表:位移、振动、重量、速度等;

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2、根据敏感元件与被测介质是否接触: ①接触式检测仪表;

②非接触式检测仪表(超声波、放射性仪表、热电偶) ;

3、检测仪表的技术指标: ①量程:正常测量值在满刻度的 50%―70%.方根刻度:70%~85%. (-50~1200℃)上限、下限、量程;

②精度:精度=测量满围内的最大绝对误差/仪表量程 *100% [0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 0.25 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5] 全量程满围内的最大误差,测量结果的可信度;

Δ=(400-0)*0.5%=2℃ ③测量值与实际值之间的差叫绝对误差,见表 15;

表15 测量绝对误差表 被测热偶℃

0 100

200 300

400 500 上行

0 103

198 303

406 495 标准表读数 ℃ 下行

0 101

201 301

404 495 精度=(400-406)/500=1.2% ④相对误差:是被测变量的绝对误差与测量值相比较的百分数;

例如:测量范围为 0――1000℃的热偶,测量各温度点的误差均为±1℃.在200℃时的相对误差δ =±1/200*100=±0.5%;

在800℃时的相对误差δ=±1/800*100=±0.125%;

⑤引用误差:是绝对误差与量程之比*100%,仪表精度是根据引用误差来划分的;

⑥基本误差:在规定条件下(温度、电压、压力、频率),仪表本身具有的误差叫基本误差;

⑦一台 0-500℃的温度指示表,其精度为 0.5 级,求该表最大允许误差为多少? 答文: 最大允许误差为:=±0.5%*(500-0)=±2.5℃

4、温度测量仪表 摄氏温标:又称百分温标,标准大气压下冰的熔点定为零度;

把水的沸点定为一百度. 华氏温标:标准大气压下冰的熔点定为 32F,水的沸点定为 212F;

中间划分

180 等份. 开氏温标:是一种绝对温标,也叫热力学温标.他规定分子停止运动时的温度为绝对零度(0K) . ℃=5(F―32)/9 F=9/5℃+32 ℃=K―273.15 ①热电偶 :铂铑(10)-铂(S)±1.5℃、镍铬-镍硅(K)±2.5℃、 镍铬-康铜 (E)±2.5℃ ②Pt100 铂-铑铂 不耐振动 -200―850℃ 精度±1.5℃ 高温铂丝变脆迎向流体、垂直、速度 最大.螺纹联接、法兰联接、G 管(英) 、M 公制;

③双金属温度计:两层膨胀系数不同的金属结合在一起, 膨胀系数大的叫主动层, 膨胀系数小的叫 被动层.测量范围 C80℃― +600℃,精度

1、1.

5、2.5 级,耐震动;

自控基础知识 ④TI-

2203、TI

2404、TI

2504、TI-3002(插入式) 、TI3004(管壁测量);

⑤ (TAHH-2204 连锁点、 TIC-2201 控制点) 、 (TIC-2401 控制点、 连锁点、 TI-2406 监测点) 、 (TIC-2501 控制点、连锁点、TI-2506 监测点) ;

5、压力测量仪表 (1) 1Pa就是

1 牛顿的力(N)作用在 1m

2 面积所产生的压力;

(2) 1mmH2O=9.806375Pa ;

(3) 1kgf/cm

2 =9.80665*10

4 Pa=735.5 mmHg;

(4) 1bar=10

5 Pa;

(5) 绝对真空的压力称为绝对零压,以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力;

(6) 测量流体压力用的压力表上的读数叫表压,它是流体绝对压力与该处大气压力的差值;

(7) 如果被测流体的绝对压力低于大气压, 则压力表所测得的压力为负压, 其值称为真空度;

(8) 通常把纬度

45 ° 的海平面上的大气压叫做标准大气压. 它相当于 0℃时760mmHg的底部压 力(10.1325*10

4 Pa) ;

(9) 弹簧管压力表测的压力是表压(P表=P测-P大