常用仪表符号与仪表

1,常用仪表符号及仪表原理,2,自动化仪表的分类,3,检测仪表 显示仪表 控制仪表 执行器,4,检测仪表 温度仪表 压力仪表 流量仪表 液位仪表 分析仪表 秤重仪表 其它仪表,5,显示仪表 指示仪 记录仪 报警器 累计器,6,控制仪表 气动单元组合仪 电动单元组合仪 分散型控制系统DCS 可编程控制器系统PLC 可编程调节器 工业控制机系统PCS 安全仪表系统SIS,7,执行器 气动控制阀 电动控制阀,8,符号统一规定 工艺管道及仪表流程图P&ID中的仪表符号，应符合过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号GB2625-81,9,10,11,平面敷设图中的图形符号及走向的表示方法应符合 炼油厂自动化仪表管线平面布置图图例及文字代SH/T3015-2000,12,13,14,15,16,17,18,19,20,国内外或组织标准代号 GB 中国国家标准 HG 中国化学工业部行业标准 SH 中国石化总公司行业标准 JB 中国机械工业部行业标准 ISO 国际标准化组织标准 IEC 国际电工委员会标准 ANSI 美国国家标准 ASME 美国机械工程师协会标准 NEC 美国国家电气规程 DIN 德国国家标准 JIS 日本国家标准,21,常用英文缩写 CPU 中央微处理器 DCS 分散控制系统 ESD 紧急停车系统 FAT 工厂验收测试 P&ID 工艺管道及仪表流程图 PLC 可编程序控制器 SIS 安全仪表系统 UPS 不间断电源 DI/DO 数字输入 / 数字输出 A/M 自动 / 手动 CCR 中央控制室 E/P 电/气 FC 故障关 FO 故障开,22,仪表原理,23,温度仪表 接触式 非接触式,24,接触式温度计: 结构简单 测温精度较高 价格便宜 测温较滞后 根据被测介质条件选择测温保护套管,25,非接触式温度计: 测温较快 测温范围宽 但受外界因素测量误差较大 结构复杂 价格昂贵 主要用于热电偶无法测量超高温场合,26,接触式温度计: 热膨胀 热电阻 热电偶,27,双金属温度计: 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 双金属温度计是用途十分广泛的就地温度计,28,热电阻: 利用电阻与温度呈一定函数关系的金属导体或半导体材料制成的感温元件 测量精度高 响应速度快 无需冷端温度补偿 价格昂贵 不适应振动场合 铂电阻 铜电阻 响应时间315秒，带套管90120秒,29,铂电阻技术性能 主要使用在测量精度高、响应速度快、温度-200400场合,30,热电偶: 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下,31,热电偶: 体积小 安装方便 测量范围宽 价格便宜 容易校验 热电势与温度呈非线性关系 精度低 I级1.5或0.4%t II级2.5或0.75%t III级2.5或1.5%t 主要使用在测量精度低、高温场合,32,压力仪表 弹簧管压力表 隔膜压力表,33,弹簧管压力表 敏感元件是截面积为椭圆形的弹性C管，在C形管承受压力p时C形管自由端带动指针来指示压力 主要测量不结晶、不凝固、对钢没有腐蚀作用的 液体 气体 蒸汽,34,隔膜压力表 弹性敏感元件是带有波纹的圆形膜片，当膜片受压时一侧会产生微小变形，以带动联轴指针指示压力 主要测量腐蚀性 易结晶 易粘稠介质,35,流量仪表 电磁流量计 涡街流量计 涡轮流量计 超声波流量计 容积式流量计 浮子流量计 质量流量计 热式质量流量计 差压式流量,36,电磁流量计 工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压 E= kBDv,37,优点: 腐蚀性 带颗粒 泥浆 污水等介质 测量范围宽，20：1 输出特性为线性 直管段短 压损小 缺点： 不适用高温 低温介质 不适用低电导率液体 不能测量气体 蒸汽,38,涡街流量计 应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关 f=kv/d,39,优点: 结构简单 维修量小 气体 液体 蒸汽 测量范围宽，20：1， 输出特性为线性 压损小 缺点： 直管段长 不适用振动场合,40,容积式流量计 工作原理为：流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压力差流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下特产生旋转，并将流体由入口排向出口在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。,41,优点: 精度高 可测高粘度介质 测量范围宽，10：1 缺点： 结构复杂 体积大 不适用高温 低温 高压介质 维修量大,42,浮子流量计： 被测流体从锥形管下端流入，流体的流动冲击着转子，并对它产生一个作用力，这个力的大小随流量大小而变化，当这个力达到平衡时，转子就平稳地浮在锥管内某一位置上并对应相应的流量,43,优点: 可测小流量 测量范围宽10：1 输出特性为线性 直管段短 压损小 缺点： 不适用高温 高压 不适用大口径 精度低1.6级,44,科里奥利质量流量计： 是一种利用流体在振动管中流动而产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理来直接测量质量流量的仪表,45,优点: 精度高 可测质量流量 温度 密度 测量范围宽，20：1100：1 无需直管段 缺点： 体积大 价格高 不适用振动场合 零点漂移大 无大口径产品,46,孔板流量计： 充满管道的流体，当它们流经管道内的孔板时，流束将在孔板处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在孔板前后便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在孔板前后产生的压差就越大，所以可以通过测量压差来衡量流体流量的大小,47,优点: 气体 液体 蒸汽 加工简单 性能稳定 价格低， 是标准件无需标定 差压变送器更换灵活 缺点： 测量范围窄3：14：1 差压信号与流量为平方关系（非线性） 直管段较长 引压线容易堵 泄漏压损大,48,液位仪表 差压式液位计 电容式液位计 超声波液位计 雷达液位计 磁翻板液位计,49,差压液位计: 液体的深度和压力成正比，测量敞口容器时候 用压力变送器就可以了，P=Hpg。如果用差压液位计 P=P2-P1=Hpg（P1=P0）。,50,优点: 安装简单 差压变送器更换灵活 维修量小 价格便宜 缺点： 不适应密度变化大的场合 不适应大量程的场合,51,电容式液位计 采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极,52,优点: 安装简单 腐蚀性 高压 缺点： 不适用低电导率液体,53,超声波液位计 超声波物位计的工作原理是由换能器（探头）发出高频超声波脉冲遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。此距离值D与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示：D=C×T/2。,54,优点: 安装简单 不受介质黏度、密度影响 缺点： 有盲区 精度低 不适应真空场合 不适应液体表面有悬浮物及泡沫的介质,55,雷达液位计 雷达波是一种特殊形式的电磁波,电磁波的物理特性与可见光相似，传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源，遇到障碍物易于被反射，被测介质导电性越好或介电常数越大，回波信号的反射效果越好。介质介电常数1.5,56,优点: 可用于易燃、易爆、腐蚀性介质 特别适用大型储罐测量 安装简单 缺点： 不适用介电常数低液体 价格高,57,分析仪表 PH计 电导率仪,58,pH计 通常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池，原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度，也取决于溶液的酸碱度。测量电极上有特殊的对pH反应灵敏的玻璃探头，它是由能导电、能渗透氢离子的特殊玻璃制成。当玻璃探头和氢离子接触时，就产生电位。电位是通过悬吊在氯化银溶液中的银丝对照参比电极测到的。,59,60,电导率仪 是将两块平行的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电压，然后测量极板间流过的电流,61,总有机碳,62,变送器 变送器是将生产过程的物理参数（如温度、压力、流量、液位等）转换成统一的电信号（电动变送器）或统一的气信号（气动变送器），送给接收器显示的仪表设备,63,变送器的种类繁多，按检测原理分，电容式、电感式、电阻式(扩散硅)、电位式、压电式、光电式、震荡式等,64,电容式: 电容式变送器有一个可变电容的传感组件，称为“室。该传感器是一个完全封闭的组件。过程压力、差压通过隔离膜片和灌充液硅油传到传感膜片引起位移，传感膜片和两电容极板之间的电容差由电子部件转换成420mA的两线制输出的电信号。,65,66,智能变送器特点: 精度高 利用内装的微处理器,能够随时测量出静压、温度变化对检测元件的影响，通过数据处理，对非线性进行校正，对滞后进行补偿，使输出信号更精确。模拟信号精度±0.1%，数字信号精度±0.075%。 功能强 具有复杂运算功能，又开方、温度压力补偿及各种复杂运算,67,测量范围宽 量程比100：1，减少变送器规格，增强通用性和互换性，方便用户 通讯功能 用手操器可在现场或控制室进行零点及量程调效。具有HART通讯协议功能 自诊断功能 用手操器可查出变送器自诊断的故障结果信息,68,执行器: 气动控制阀和电动控制阀 控制阀由执行机构和阀门两大部分组成,69,控制阀按功能可分为两大类型： 连续调节的控制阀（通常称为调节阀） 全开或全关两位式控制的控制阀 （通常称为开关阀或切断阀）,70,按执行机构的动力源分类有： 气动调节阀 电动调节阀 液动调节阀 自力式调节阀,71,按阀体结构形式分类可分为: 单座阀 双座阀 角阀 三通阀 蝶阀 偏心旋转阀 球阀 闸阀 阀体材质一般与管道材质一致或高于管道材质 阀内材质一般高于管道材质(要考虑介质温度、压力、腐蚀等）,72,执行机构中上阀盖有四种形式： 1.普通型：-40250 2.散热型:-60450 3.长颈型: -40-250 4.波纹管密封型: 150 ,4MPa适用于有毒、易挥发、易渗透工艺介质 执行机构中填料函材质有二种形式： 1.聚四氟乙烯 200 2.石墨-196600,73,调节阀泄漏量: . 以制造厂最终产品为准 开关阀泄漏量: . I根据工艺条件选 I一般为软密封,温度250,74,气动薄膜执行机构: 接受20100kpa标准气信号 正作用式薄膜执行机构 反作用式薄膜执行机构 气动活塞执行机构: 弹簧复位(正作用) 改变气缸两侧压力实现正反作用,75,调节阀气开、气关式的选择： 应满足在气源中断时，调节阀的阀位能保证工艺操作处于安全状态的要求。 FC：调节阀全关 FO：调节阀全开,76,阀门安装事项： 阀门的安装应满足工艺要求，并便于安装、维修和操作。 阀门不宜装在管沟或管架上。如必须装在高处，应加平台。 对于带气罐、手轮等