化工儀表與自動控制

前言

隨著化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，先進(jìn)的化工儀表及自動控制技術(shù)在化工生產(chǎn)運(yùn)行裝置中的應(yīng)用就顯得尤為重要，離開先進(jìn)的化工工藝運(yùn)行控制技術(shù)的運(yùn)用，工藝介質(zhì)與工藝裝置中的運(yùn)行參數(shù)如流量、溫度、壓力、液位、轉(zhuǎn)速等參數(shù)系統(tǒng)，就無法實(shí)現(xiàn)自動檢測、顯示、自動控制和聯(lián)鎖保護(hù)。通過各種檢測儀表、控制儀表及計(jì)算機(jī)等自動化設(shè)備的合理搭配使用，可以對整個化工生產(chǎn)過程進(jìn)行自動檢測、自動控制，提高生產(chǎn)控制的精度，改善生產(chǎn)操作條件，優(yōu)化環(huán)境保護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)達(dá)到高效、優(yōu)質(zhì)、安全、低耗的目的。同時儀表與自動控制技術(shù)還廣泛地應(yīng)用在食品、制藥、石油煉制、電力等諸多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。本書以完成化工生產(chǎn)崗位上的典型工作任務(wù)所需要的化工儀表基本理論、基本操作技能與運(yùn)行管理方法為出發(fā)點(diǎn)與立足點(diǎn)，在完成離子膜燒堿生產(chǎn)、硝酸生產(chǎn)、乙烯生產(chǎn)、苯與甲苯溶液的精餾等典型化工工作任務(wù)的生產(chǎn)過程中，學(xué)習(xí)化工生產(chǎn)崗位上完成生產(chǎn)控制任務(wù)所需要的化工儀表方面的知識與技能。在內(nèi)容選擇上，以“必需”和“夠用”為基本原則，按照高職學(xué)生與化工生產(chǎn)一線崗位上員工對知識與技能掌握的認(rèn)知規(guī)律——由簡單到復(fù)雜，由易到難，組織整個教材的學(xué)習(xí)內(nèi)容，充分體現(xiàn)現(xiàn)代化工生產(chǎn)崗位需要理論與實(shí)操相結(jié)合的課程設(shè)計(jì)理念。在課程內(nèi)容的深度把握上，依據(jù)國家中級以上化工總控工職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中所要求的理論與技能水平，在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)上有意涵蓋了職業(yè)能力與職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，使化工技術(shù)類專業(yè)的學(xué)生與企業(yè)生產(chǎn)一線的員工在完成本門課程學(xué)習(xí)后，能掌握化工總控工中級工以上所要求化工儀表與控制核心技能，也為化工專業(yè)類的學(xué)生與企業(yè)員工順利完成后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本書以化工生產(chǎn)中的實(shí)際過程——“離子膜燒堿生產(chǎn)運(yùn)行過程”中的工藝參數(shù)溫度、壓力、液位、流量等的檢測和控制任務(wù)的學(xué)習(xí)為目標(biāo)，內(nèi)容包括化工生產(chǎn)過程中四大參數(shù)的檢測控制、儀表選型、讀圖識圖、系統(tǒng)構(gòu)成、參數(shù)整定、系統(tǒng)投運(yùn)，完整地介紹了化工儀表和自動控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。本書選取了離子膜燒堿生產(chǎn)工藝生產(chǎn)過程的幾個典型工作任務(wù)作為教學(xué)內(nèi)容組織的載體，按照“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)方式進(jìn)行了課程設(shè)計(jì)，確保在?；ゎ惛呗殞W(xué)生與企業(yè)生產(chǎn)一線員工能通過該課程的系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)，掌握化工生產(chǎn)中常用的儀表名稱，能看懂工藝流程圖，熟悉典型化工生產(chǎn)工藝過程中儀表與控制的運(yùn)行規(guī)律；學(xué)會使用工業(yè)檢測儀表對工藝參數(shù)進(jìn)行檢測，學(xué)會利用自動控制儀表對化工生產(chǎn)運(yùn)行進(jìn)行控制；掌握工業(yè)過程控制儀表的安裝、使用、調(diào)校、維護(hù)等技術(shù)，能掌握工業(yè)自動控制系統(tǒng)的投運(yùn)、運(yùn)行、維護(hù)、管理等知識。本書注重培養(yǎng)高職學(xué)生的實(shí)際動手能力和解決工程實(shí)際問題的能力，突出高職教育的特色，培養(yǎng)了學(xué)生的就業(yè)競爭力和發(fā)展?jié)摿?，同時能豐富化工生產(chǎn)一線崗位員工從事化工生產(chǎn)崗位操作的理論知識與技能的提升。本書是一本典型的工學(xué)結(jié)合、校企合作的特色教材。編寫本書的是從事化工儀表與自動控制教學(xué)實(shí)踐的教師和化工生產(chǎn)崗位一線工程技術(shù)人員。本書由淄博職業(yè)學(xué)院的高娟、王世榮主持編寫，參加本書編寫的有淄博康斯達(dá)自動控制技術(shù)有限公司的王建珍，山東科技職業(yè)學(xué)院的楊海慶以及淄博職業(yè)學(xué)院化學(xué)工程系的桑瀟等老師。其中“認(rèn)識化工儀表與自動控制”由王世榮編寫，任務(wù)1由桑瀟編寫，任務(wù)2、3、4、5、6中工業(yè)案例由王世榮、王建珍編寫，任務(wù)7由楊海慶編寫，其他的內(nèi)容由高娟編寫。高娟還進(jìn)行了全書的審定。本書在編寫過程中，得到同類專業(yè)高校老師和企業(yè)工程技術(shù)人員的大力支持與幫助，在此一并表示衷心的感謝！由于編者水平有限，書中難免有疏漏和不當(dāng)之處，敬請讀者批評指正，并懇請大家對本書提出寶貴意見。編者2012年12月

內(nèi)容概要

《化工儀表與自動控制》是適用于高職高?；すに噷I(yè)項(xiàng)目化教學(xué)使用的教材，介紹了化工生產(chǎn)過程中四大參數(shù)的檢測控制、儀表選型、讀圖識圖、系統(tǒng)構(gòu)成、參數(shù)整定、系統(tǒng)投運(yùn)等化工生產(chǎn)儀表與控制方面的知識與技能，以完成化工生產(chǎn)中的控制參數(shù)溫度、壓力、液位、流量等的檢測與控制工作任務(wù)為目的?！痘x表與自動控制》結(jié)合化工總控工職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，還介紹了化工儀表和自動控制系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用?！痘x表與自動控制》編有配套電子課件。
《化工儀表與自動控制》可用于高職高?；すに噷I(yè)教學(xué)使用，也可供化工工藝、儀表專業(yè)人員參考。

書籍目錄

0認(rèn)識化工儀表與自動控制 0.1認(rèn)識化工儀表及自動控制 0.1.1化工生產(chǎn)過程及特點(diǎn) 0.1.2化工自動化的概述 0.1.3化工儀表和自動化技術(shù)的發(fā)展概況 0.1.4化工自動化儀表的分類 0.1.5 自動化系統(tǒng)的組成和分類 0.2認(rèn)識本門課程的性質(zhì)和地位 技能訓(xùn)練與思考題 1工藝參數(shù)的測量和信號轉(zhuǎn)換 1.1化工工藝參數(shù)測量的基礎(chǔ)知識 1.1.1測量的基本概念 1.1.2測量誤差 1.1.3檢測儀表概述 1.1.4檢測儀表的基本技術(shù)指標(biāo) 1.2認(rèn)識顯示儀表 1.2.1顯示儀表的概述 1.2.2模擬式顯示儀表 1.2.3數(shù)字顯示儀表 1.2.4新型顯示儀表 1.3 自動檢測過程及變送器 1.4檢測系統(tǒng)中信號轉(zhuǎn)換 1.4.1檢測系統(tǒng)的常見信號類型 1.4.2檢測系統(tǒng)中信號的傳遞形式 1.4.3信號制式及信號傳輸方式 1.5安全防爆基本知識 1.5.I防爆儀表和安全防爆系統(tǒng) 1.5.2安全柵 技能訓(xùn)練與思考題 2溫度檢測 2.1概述 2.1.1溫度 2.1.2溫度測量 2.2常用測溫儀表 2.2.1膨脹式溫度計(jì) 2.2.2壓力式溫度計(jì) 2.2.3熱電偶溫度傳感器 2.2.4熱電阻溫度計(jì) 2.2.5輻射式高溫計(jì) 2.3溫度測量儀表的使用 2.3.1溫度測量儀表的選用 2.3.2溫度測量儀表的安裝 2.3.3溫度測量儀表的故障判斷 2.4工業(yè)應(yīng)用案例——離子膜燒堿生產(chǎn)一次鹽水制備中配水罐溫度的檢測 2.4.1離子膜燒堿生產(chǎn)工藝流程簡介 2.4.2一次鹽水配水罐的溫度操作指標(biāo)要求 2.4.3一次鹽水配水罐溫度檢測系統(tǒng)的構(gòu)成 2.5簡單控制系統(tǒng) 2.5.1 自動控制系統(tǒng)的組成 2.5.2 自動控制系統(tǒng)的分類 2.5.3 自動控制系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo) 2.6識讀儀表工程圖 2.6.1管道與儀表流程圖概述 2.6.2工藝管道及控制流程圖 2.6.3技能訓(xùn)練——帶控制點(diǎn)的工藝流程圖識讀 2.6.4儀表盤布置圖識讀 技能訓(xùn)練與思考題 3壓力控制 3.1概述 3.1.1壓力 3.1.2壓力檢測的方法 3.2常用壓力檢測儀表 3.2.1彈性式壓力計(jì) 3.2.2電氣式壓力計(jì) 3.2.3智能型壓力變送器 3.2.4活塞式壓力計(jì) 3.3壓力表的選用、安裝及故障判斷 3.3.1壓力計(jì)的選用 3.3.2技能訓(xùn)練——壓力表的選擇 3.3.3壓力表的安裝 3.3.4實(shí)踐應(yīng)用——壓力檢測故障判斷 3.4工業(yè)應(yīng)用案例——脫氯塔的壓力控制 3.4.1離子膜燒堿生產(chǎn)中真空脫氯工藝介紹 3.4.2脫氯塔的工藝條件控制要求 3.4.3脫氯塔壓力控制方案 3.5認(rèn)識執(zhí)行器 3.5.1執(zhí)行器的概念解讀 3.5.2氣動薄膜控制閥 3.5.3電動執(zhí)行器 3.5.4電—?dú)廪D(zhuǎn)換器及電—?dú)忾y門定位器 3.5.5控制閥的選擇 3.5.6氣動執(zhí)行器的安裝和維護(hù) 技能訓(xùn)練與思考題 4液位控制 4.1物位檢測 4.1.1概述 4.1.2物位檢測的方法 4.2常用物位檢測儀表 4.2.1差壓式液位變送器 4.2.2浮力式液位計(jì) 4.2.3電容式物位計(jì) 4.2.4核輻射式物位檢測儀表 4.2.5超聲波式物位儀表 4.2.6雷達(dá)物位計(jì) 4.2.7重錘物位計(jì) 4.3物位儀表的使用 4.3.1物位儀表的選用 4.3.2實(shí)踐應(yīng)用——物位檢測故障處理 4.4 工業(yè)應(yīng)用案例——精制鹽水罐液位控制 4.4.1二次鹽水精制的工藝流程簡介 4.4.2精制鹽水的工藝控制要求 4.4.3精制鹽水的液位控制系統(tǒng)的構(gòu)成 4.5控制規(guī)律 4.5.1概述 4.5.2位式控制 4.5.3 比例控制（P）  4.5.4積分控制（I） 4.5.5微分控制（D）  4.6自動控制儀表 4.6.1概述 4.6.2模擬式控制儀表 4.6.3數(shù)字式控制器 4.7可編程序控制器（PLC）  4.7.1可編程序控制器概述 4.7.2可編程控制器的基本工作原理 4.7.3 PLC的編程語言 技能訓(xùn)練與思考題 5流量控制 5.1概述 5.2常用流量檢測儀表 5.2.1差壓式流量計(jì) 5.2.2轉(zhuǎn)予流量計(jì) 5.2.3渦輪流量計(jì) 5.2.4漩渦流量計(jì) 5.2.5靶式流量計(jì) 5.2.6電磁流量計(jì) 5.2.7橢圓齒輪流量計(jì) 5.2.8超聲波流量計(jì) 5.2.9質(zhì)量流量計(jì) 5.3流量檢測儀表的選用 5.4工業(yè)應(yīng)用案例——電解槽鹽水流量的控制 5.4.1電解工序工藝簡述 5.4.2流量控制要求 5.4.3進(jìn)電解槽鹽水流量控制系統(tǒng)的構(gòu)成 5.5簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和投運(yùn) 5.5.1簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.5.2控制器參數(shù)的工程整定 5.5.3控制系統(tǒng)的投運(yùn) 技能訓(xùn)練與思考題 6復(fù)雜控制 6.1復(fù)雜控制系統(tǒng) 6.1.1串級控制系統(tǒng) 6.1.2均勻控制系統(tǒng) 6.1.3比值控制系統(tǒng) 6.1.4前饋控制系統(tǒng) 6.1.5分程控制系統(tǒng) 6.1.6選擇性控制系統(tǒng) 6.1.7多沖量控制系統(tǒng) 6.2 工業(yè)應(yīng)用案例——大中型工業(yè)鍋爐汽包液位的檢測與控制系統(tǒng) 6.2.1大中型工業(yè)鍋爐的工藝過程 6.2.2鍋爐汽包水位的檢測與控制 技能訓(xùn)練題與思考題 …… 7計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 附錄 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   如果器壁暴露于環(huán)境中，應(yīng)在其表面加一層絕熱層（如石棉等），以減少熱損失。為減少感溫元件外露部分的熱損失，必要時也應(yīng)對測溫元件外露部分加裝保溫層進(jìn)行適當(dāng)保溫。 （2）布線要求 ①按照規(guī)定的型號配用熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線，注意熱電偶的正、負(fù)極與補(bǔ)償導(dǎo)線的正、負(fù)極相連接，不要接錯。 ②熱電阻的線路電阻一定要符合所配的二次儀表的要求。 ③為了保護(hù)連接導(dǎo)線與補(bǔ)償導(dǎo)線不受外來的機(jī)械損傷，應(yīng)把連接導(dǎo)線或補(bǔ)償導(dǎo)線穿入鋼管內(nèi)或走槽板。 ④導(dǎo)線應(yīng)盡量避免有接頭。應(yīng)有良好的絕緣。禁止與交流輸電線合用一根穿線管，以免引起感應(yīng)。 ⑤導(dǎo)線應(yīng)盡量避開交流動力電線。 ⑥補(bǔ)償導(dǎo)線不應(yīng)有中間接頭，否則應(yīng)加裝接線盒。另外，最好與其他導(dǎo)線分開敷設(shè)。 2.3.3 溫度測量儀表的故障判斷 溫度檢測儀表常見的故障現(xiàn)象有溫度指示不正常，偏高或偏低，或變化緩慢甚至不變化等。 以熱電偶作為測量元件進(jìn)行說明。首先應(yīng)了解工藝狀況，可以詢問工藝人員被測介質(zhì)的情況及儀表安裝位置，是在氣相還是液相或其他的工藝狀況。因?yàn)槭钦Ｉa(chǎn)過程中的故障，不是新安裝的熱電偶，所以可以排除熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線極性接反、熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線不配套等因素。下面通過實(shí)例簡單介紹一下常見故障的判斷方法。 工業(yè)應(yīng)用案例1：溫度指示為零 ①工藝過程 溫度指示系統(tǒng)，采用熱電偶作為測溫元件，用溫度變送器把信號轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA信號送給DCS顯示。 ②故障現(xiàn)象DCS系統(tǒng)上溫度顯示為零。 ③分析與判斷 首先對DCS系統(tǒng)的模塊輸入信號進(jìn)行檢查，測得輸入信號為4mA，這說明溫度變送器的輸出信號為4mA。為了進(jìn)一步判斷故障是出在溫度變送器，還是在測溫元件，對熱電偶的mV信號進(jìn)行測量，從測得mV信號得知，測溫元件沒有問題，這說明溫度變送器存在故障。由于溫度變送器存在故障致使溫度變送器的輸出為4mA，致使溫度在DCS系統(tǒng)上顯示值為零。 ④處理方法 找到問題，其處理方法就是把溫度變送器送檢修理，如送檢后不能修復(fù)，唯一的方法就是更換一臺溫度變送器。

編輯推薦

《化工儀表與自動控制》可用于高職高?；すに噷I(yè)教學(xué)使用，也可供化工工藝、儀表專業(yè)人員參考。

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