自动化仪表的选型1.ppt

自控设备的选型自动化仪表的选型 l构成控制系统，除自动控制装置外，还需 要其它类型的自动化仪表，包括检测仪表 、成分分析仪表、显示仪表、调节阀等 本节介绍各类自动化仪表的选型索引l自动化仪表选型的一般原则l温度仪表的选型l压力仪表的选型l流量仪表的选型l物位仪表的选型l过程分析仪表的选型l显示仪表的选型l调节阀的选型 l自动化仪表选型的资料来源自动化仪表选型的一般原则 l工艺过程的条件¡工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、 毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件， 它关系到仪表选用的合理性、仪表的使用寿命及 车间的防火、防爆、保安等问题l操作上的重要性¡各检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指示 、记录、积算、报警、控制、遥控等功能选定依 据自动化仪表选型的一般原则l经济性和统一性¡在满足工艺和自控的要求前提下，进行必要的 经济核算，取得适宜的性能／价格比 ¡为便于仪表的维修和管理，在选型时也要注意 到仪表的统一性 l仪表的使用和供应情况¡选用的仪表应是较为成熟的产品，经现场使用 证明性能可靠的货源供应充沛选型的依据l中华人民共和国行业标 准《自动化仪表选型规 定》〔HG 20507-92〕温度仪表的选型l一般原则l就地温度仪表的选型l集中温度仪表的选型l温度仪表附属设备的选型 一般原则l温度仪表的标度（刻度）单位，统一采用摄氏 温度（℃）。

l检测元件插入长度的选择应以检测元件插至被 测介质温度变化灵敏具有代表性的位置为原则 但在一般情况下，为了便于互换，往往整个 装置统一选择一至二挡长度 l检测元件保护套材质不应低于设备或管道材质 如定型产品保护套太薄或不耐腐蚀（如铠装 热电偶），应另加保护套管 l安装在易燃易爆场所的就地带电接点的温度仪 表，应选用防爆型 就地温度仪表的选型l精确度等级 ¡一般工业用温度计：选用1.5级或1级l测量范围¡最高测量值不大于仪表测量范围上限值的90 ％，正常测量值在仪表测量范围上限值的1 ／2左右¡压力式温度计测量值应在仪表测量范围上限 值的1／2～3／4之间 就地温度仪表的选型l双金属温度计¡在满足测量范围、工作压力和精确度的要求 时，应优先选用¡表壳直径一般选用φ100mm，在照明条件较 差、位置较高及观察距离较远的场所，应选 用φ150mm¡仪表外壳与保护管连接方式，一般应选用万 向式，也可以按照观测方便的原则选用轴向 式或径向式 就地温度仪表的选型l压力式温度计¡适用于－80℃以下低温、无法近距离观察、有振动 及精确度要求不高的就地或就地盘显示l玻璃温度计¡仅用于测量精确度较高、振动较小、无机械损伤、 观察方便的特殊场合。

¡由于汞害，一般不宜使用玻璃水银温度计 集中温度仪表的选型 l检测元件¡根据温度测量范围，选用相应分度号的热电偶 、热电阻或热敏电阻l热电偶适用于一般场合热电阻适用于无振 动场合热敏电阻适用于要求测量反应速度 快的场合¡根据测量对象对响应速度的要求，可选用下列 时间常数的检出测元件：l热电偶：600s、100s和20s三级；l热电阻：90～180s、30～90s、10～30s和 ＜10s四级；l热敏电阻：＜1s 集中温度仪表的选型¡根据使用环境条件，按下列原则选用接线盒：l普通式：条件较好的场所；l防溅式、防水式：潮湿或露天的场所；l隔爆式：易燃、易爆的场所；l插座式：仅适用于特殊场合¡一般情况可选用螺纹连接方式，对下列场合应 选用法兰连接方式：l在设备、衬里管道和有色金属管道上安装；l结晶、结疤、堵塞和强腐蚀性介质：l易燃、易爆和剧毒介质 集中温度仪表的选型¡在特殊场合下使用的热电偶、热电阻：l温度高于870℃、氢含量大于5％的还原性气 体、惰性气体及真空场合，选用钨铼热电偶 或吹气热电偶；l设备、管道外壁和转体表面温度，选用表面 或铠装热电偶、热电阻；l含坚硬固体颗粒介质，选用耐磨热电偶；集中温度仪表的选型l在同一个检测元件保护套管中，要求多点测 温时，选用多点（支）热电偶；l为了节省特殊保护管材料（如钽），提高响 应速度或要求检测元件弯曲安装时，可选用 铠装热电偶。

集中温度仪表的选型l变送器¡与接受标准信号显示仪表配套的测量或控制系 统，选用变送器¡在满足设计要求的情况下，推荐选用测量和变 送一体化的变送器 集中温度仪表的选型l显示仪表¡单点显示选用一般指示仪，多点显示宜选用数字 式指示仪，要求查阅历史数据的，宜选用一般记 录仪¡信号报警系统，宜选用带接点讯号输出的指示仪 或记录仪¡多点记录宜选用中型记录仪（如30点记录仪） 温度仪表附属设备的选型 l当多点共用一台显示仪表时，应选用质量 可靠的切换开关l采用热电偶测量1600℃以下的温度，当冷 端温度变化使测量系统不能满足精确度要 求，而配套显示仪表又无冷端温度自动补 偿功能时，应选用冷端温度自动补偿器 温度仪表附属设备的选型l补偿导线¡根据热电偶的支数、分度号和使用环境条件，应 选用符合要求的补偿导线或补偿电缆¡按使用环境温度选用不同级别补偿导线或补偿电 缆：l－20～＋100℃选用普通级；l－40～＋250℃选用耐热级¡有间断电加热或强电、磁场的场所，应选用屏蔽 补偿导线或屏蔽补偿电缆¡补偿导线的截面积，应按其敷设长度的往复电阻 值，以及配套显示仪表、变送器或计算机接口允 许输入外部电阻来确定。

压力仪表的选型 l压力表的选择l压力变送器、压力传感器的选择l压力仪表安装附件的选择 压力表的选择 l按照使用环境和测量介质的性质选择压力 表类型¡在大气腐蚀性较强、粉尘较多和易喷淋液体等 环境恶劣的场合，宜选用密闭式全塑压力表¡稀硝酸、醋酸、氨类及其它一般腐蚀性介质， 应选用耐酸压力表、氨压力表或不锈钢膜片压 力表¡稀盐酸、盐酸气、重油类及其类似的具有强腐 蚀性、含固体颗粒、粘稠液等介质，应选用膜 片压力表或隔膜压力表其膜片或隔膜的材质 ，必须根据测量介质的特性选择压力表的选择¡结晶、结疤及高粘度等介质，应选用膜片压力 表¡在机械振动较强的场合，应选用耐震压力表或 船用压力表¡在易燃、易爆的场合，如需电接点讯号时，应 选用防爆电接点压力表压力表的选择¡下列测量介质应选用专用压力表l气氨、液氨：氨压力表、真空表、压力真空 表；l氧气：氧气压力表；l氢气：氢气压力表；l氯气：耐氯压力表、压力真空表；l乙炔：乙炔压力表；l硫化氢：耐硫压力表；l碱液：耐碱压力表、压力真空表压力表的选择l精确度等级的选择¡一般测量用的压力表、膜盒压力表和膜片压力 表，应选用1.5级或2.5级¡精密测量和校验用压力表，应选用0.4级、0.25 级或0.16级。

l单位及标度（刻度）¡压力仪表一律使用法定计量单位即：帕（Pa ）、千帕（kPa）和兆帕（MPa）¡对于涉外设计项目和引进仪表，可以采用国际 通用标准或相应的国家标准 压力表的选择l外型尺寸的选择¡在管道和设备上安装的压力表，公称直径为 φ100mm或φ150mm¡在仪表气动管路及其辅助设备上安装的压力表 ，公称直径为φ60mm¡安装在照度较低、位置较高以及示值不易观测 场合的压力表，公称直径为φ200mm或 φ250mm压力表的选择l测量范围的选择¡测量稳定的压力时，正常操作压力值应在仪表 测量范围上限值的2／3～1／3¡测量脉动压力（如：泵、压缩机和风机等出口 处压力）时，正常操作压力值应在仪表测量范 围上限值的1／2～1／3¡测量高、中压力（大于4MPa）时，正常操作 压力值不应超过仪表测量范围上限值的1／2 压力变送器、压力传感器的选择 l以标准信号（4～20mA）传输时，应选用变 送器l易燃、易爆场合，应选用气动变送器或防爆 型电动变送器l结晶、结疤、堵塞、粘稠及腐蚀性介质，应 选用法兰式变送器与介质直接接触的材质 ，必须根据介质的特性选择压力变送器、压力传感器的选择l使用环境较好、测量精确度和可靠性要求 不高的场合，可以选用电阻式、电感式远 传压力表或霍尔压力变送器。

l测量微小压力（小于500Pa）时，可选用微 差压变送器压力仪表安装附件的选择 l测量水蒸汽和温度大于60℃的介质时，应 选用螺旋型或U型弯管l测量易液化的气体时，若取压点高于仪表 ，应选用分离器l测量含粉尘的气体时，应选用除尘器l测量脉动压力时，应选用阻尼器或缓冲器 压力仪表安装附件的选择l在使用环境温度接近或低于测量介质的冰 点或凝固点时，应采取绝热或伴热措施l下列场合应选用仪表保护（温）箱¡露天安装的压力开关和变送器¡在有严重大气腐蚀、多粉尘和其它有害物质的 厂房内安装的压力开关和变送器流量仪表的选型 l选型依据l一般原则l一般流体、液体、蒸汽流量测量仪表的选型l腐蚀、导电或带固体微粒流量测量仪表的选型 l高粘度流体流量测量仪表的选型l大管径流量测量仪表的选型 l新型流量测量仪表的选型 l粉粒及块状固体流量测量仪表的选型 选型依据 l不同类型的流量仪表性能和特点各异，选 型时必须从仪表性能、流体特性、安装条 件、环境条件和经济因素等方面进行综合 考虑¡仪表性能：精确度，重复性，线性度，范围度 ，压力损失，上、下限流量，信号输出特性， 响应时间等¡流体特性：流体温度，压力，密度，粘度，化 学性质，腐蚀，结垢，脏污，磨损，气体压缩 系数，等熵指数，比热容，电导率，导热系数 ，多相流，脉动流等。

选型依据¡安装条件：管道布置方向，流动方向，·上下游 管道长度，管道口径，维护空间，管道振动， 防爆，接地，电、气源，辅助设施（过滤，消 气）等¡环境条件：环境温度，湿度，安全性，电磁干 扰，维护空间等¡经济因素：购置费，安装费，维修费，校验费 ，使用寿命，运行费（能耗），备品备件等 一般原则 l刻度选择¡仪表刻度宜符合仪表刻度模数的要求，当刻度 读数不是整数时，为读数换算方便，也可按整 数选用¡方根刻度范围l最大流量不超过满刻度的95％；l正常流量为满刻度的70％～85％；l最小流量不小于满刻度的30％¡线性刻度范围l最大流量不超过满刻度的90％；l正常流量为满刻度的50％～70％；l最小流量不小于满刻度的10％一般原则l仪表精确度¡用于燃料进出厂结算的计量，±0.1％；¡用于车间班组、工艺过程的技术经济分析的计 量，±0.5％～2％；¡用于工业及民用水的计量，±2.5％；¡用于包括过热蒸汽和饱和蒸汽的蒸汽计量， ±2.5％；¡用于天然气、瓦斯及家用煤气的计量，±2.0％ ；一般原则¡用于重点用能设备及工艺过程控制的油的计量 ，±1.5％；¡用于工艺过程控制的其它含能工质（如压缩空 气、氧、氮、氢、水等）的计量，±2％。

l流量单位¡体积流量用m3／h、l／h；¡质量流量用kg／h、t／h；¡标准状态下气体体积流量用Nm3／h（0℃， 0.1013MPa） 一般流体、液体、蒸汽流量测量仪表的选型 l差压式流量计¡节流装置l一般流体的流量测量，应选用标准节 流装置（标准孔板、标准喷咀、文丘里 管 ）l标准节流装置的选用，必须符合GB／ T 2624-93的规定或国际标准ISO 5167 -1980如有新的国家标准规定，应执 行新规定 一般流体、液体、蒸汽流量测量仪表的选型¡取压方式的选择l应考虑整个工程尽量采用统一的取压方式l一般采用角接取压或法兰取压方式l根据使用条件和测量要求，可采用径距取压 等其它取压方式¡差压变送器差压范围的选择l差压范围的选择应根据计算确定，一般情况 下根据流体工作压力高低不同宜选： • 低差压：6kPa，10kPa； • 中差压：16kPa，25kPa； • 高差压：40kPa，60kPa 一般流体、液体、蒸汽流量测量仪表的选型l面积式流量计¡当要求精度不高于1.5级，量程比不大于10∶1 时，可选用转子流量计¡玻璃转子流量计l中小流量、微小流量，压力小于1MPa，温 度低于100℃的洁净透明、无毒、无燃烧和 爆炸危险且对玻璃无腐蚀无粘附的流体流量 的就地。