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玖龙纸业（泉州）有限公司自动化仪表专业1自动化仪表基础知识讲义引言：一个典型的控制回路由测量变送、控制器、执行器和被控对象四部分组成。在造纸企业中常见的测量装置有压力变送器、浓度变送器、流量计、和温度变送器另外还有位置变送器。常见的控制器主要是调节器、DCS、PLC等，常见的执行器是：气动执行器、液压执行器、电动执行器；常见的被控对象是浆、水、蒸汽等。常见的被控量是压力、流量、温度、浓度等。压力变送器、温度变送器基础知识:1、压力变送器一般来讲传感器都是跟变送器做成一体的，但是在震动很大的场合，由于电路板受震容易损坏，需要把感压部分和变送器分开。用一根充满硅油的毛细管将压力导入压力变送器中，从而保护压力变送器免受震动的困扰。这就是常用的远传式压力变送器。2、智能变送器（温度，压力）通常需在手操器中设置上限值、下限值、单位、输出信号。也有很多智能变送器的就地显示板本身支持这些设置。3、压力变送器根据膜盒等构成的不同分为几种：电容式，扩散硅式，力矩平衡式等。4、现在在造纸企业最常用的是电容式压力差压变送器，是将压力造成的膜片的位移然后转换成电容信号，再将电容转换为微电压然后放大为我们需要的信号。5、压力的变化会造成膜片位移的变化，膜片位移了，那么左边和右边的电容就传感膜片坚固的绝缘体电容极板隔离膜片灌充液引线玖龙纸业（泉州）有限公司自动化仪表专业2发生变化，真正检测的是（C1-C2）/(C1+C2)6、不同的测量范围的差压变送器是由于膜片的厚度不同7、华氏温标与摄氏温标之间的关系为℃=5/9(℉-32)8、用差压法测量容器液位时,液位的高度取决于压力差和介质密度和取压点位置9、某温度仪表的量程为100-200℃，则温度仪表输出的电流为XmA时，其温度值的计算可以这样计算：【(X-4)/(20-4)】*(200-100)+10010、测量温度的常见传感器是热电阻和热电偶11、压力变送器经常配有三阀组来实现测压，三阀组件的投运及停运是由步骤的，主要是为了防止单向过压或者防止把冷凝罐内的冷凝水给弄没了。因此需要规定投运与停止的步骤。投运的步骤：打开正压阀，关闭平衡阀，打开负压阀；停运的步骤：关闭负压阀、打开平衡阀、关闭正压阀流量计方面的基础知识12、流量计按照原理来分的话分为电磁流量计，涡街流量计，靶式流量计，转子流量计，容积式流量计等等。但是我们造纸厂和纸浆厂主要用的就是电磁流量计。电磁流量计主要就是用来测量含带电微粒的液体用的，而对于蒸汽等气体常常用涡街流量计或者差压变送器配合流量计算仪表来测量的形式。13、电磁流量计的测量原理为法拉第电磁感应定律，街流量计的测量原理为卡门涡街原理。14、电磁流量计的原理：当导体在磁场中进行切割磁力线的运动的时候，在导体的两端就会产生感生电动势，这是因为导体中有自由运动的带电粒子受到磁感应造成的。公式时这样的E=B.L.V（E是感生电动势，B是磁感应强度，L是导线长度，V是导线运动的速度）。在管道中运动的液体当通过传感器的时候我们可以认为它是一段长为管道直径D的导体（因为电极就在管道的中心，两个电极的连线的长度正好是管道直径D），因此按照E=B.L.V我们可以看出E=B.D.V。如果流体的速度不同那么流体的流量就不同，流量是这样计算的F=V.S.(单位是立方米/小时，V是速度，S是横截面积)，那么由于V=F/S,那么带入E=B.D.V那么可以得到E=B.D.F/S,因此当B是一定的值并且管径一定的时候E就正比于流量。流量计就是利用E和F的关系，测量出电压，然后玖龙纸业（泉州）有限公司自动化仪表专业3反推出流量来。15、E＋H电磁流量计测量过程中若电流变化对应于测量值的变化较快或较慢时，应设置时间常数，此时间常数就是平常说的阻尼系数。液压、气动方面的基础知识16、液压泵按主要运动机构的形状和运动方式分为；齿轮泵，叶片泵，柱塞泵,螺杆泵。17、液压缸和液压马达一样，也是将液压能转变成机械能的一种能量装置。这两者不同点在于：液压马达将液压能转变成连续回转机械能：液压缸将液压能变成直线运动或摆动的机械能。液压缸的种类繁多，通常根据其机构特点分为活塞式，柱塞式，回转式三大类；按其作用来分，有单作用式和双作用式。18、液压控制阀（简称液压阀）在液压系统中被用来控制液流的压力，流量和方向，保证执行元件按照负载的需求进行工作。液压阀的品种繁多，即使同一种阀，因应用场合不同，用途也有差异。19、溢流阀按机构形式分为直动型和先导型，它旁接在液压泵的出口保证系统压力恒定或限制其最高压力，有时也旁接在执行元件的进口，对执行元件起到安全保护作用。电磁溢流阀除完成溢流阀的功能外，还可以在执行元件不工作时液压泵卸载。20、液压系统通常由动力部分、控制部分执行部分和辅助装置组成。21、压强的单位常用的有BAR、Pa、PSI。记住：通常说的1公斤的压力是指的压强，而不是压力，大小为1Kg力/cm2。22、节流调速回路根据节流阀的位置分为进口节流、出口节流和旁路节流三种。23、溢流阀一般在定量泵作动力源的系统中起定压阀作用，在变量泵作动力源的系统中起安全阀作用。24、减压阀控制的是阀门出口处压力，溢流阀控制的是阀门进口处压力。25、阀的安装型式有底板安装和螺纹连接。26、液压伺服阀的滑阀按零中位时阀的开口型式分为零开口、正开口、负开口三种型式。27、斜盘式轴向柱塞泵通过改变斜盘角度来实现变量，叶片泵通过改变转子的偏心来实现变量。28、气动三联件指的是过滤器、油雾器和减压阀。他们各有作用，缺一不可。29、顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀，因用于控制多个执行元件的玖龙纸业（泉州）有限公司自动化仪表专业4动作顺序而得名。DCS\QCS方面的基础知识30、测量定量为100-800G/M2的纸页，定量传感器常用放射源的化学名称为氪85,化学符号85Kr，半衰期10.7年,发射β射线。31、定量传感器工作基本原理：定量传感器是利用装在下探头的放射源放射出的射线，穿过纸页，由上探头的检测装置检测，射线将上探头的电离室中的惰性气体离子化，产生一个很微弱的电流，电位计将这个电流检测放大输出，定量传感器就是充分利用了射线随纸张克重的增加而衰减这一特性来测量的。32、水分传感器工作基本原理：水分传感器是利用了红外线对水分非常敏感，不同波长的红外光，对水分吸收不同这一特性来测量的。水分测量是红外光线将通过纸页前的基准电流与通过纸页吸收后的参考电流的比率来计算测量。33、红外线水份传感器以1.9M为水份的测量波长,以1.8µM为水份的参考波长，通过其他运算，对纸页水份测量。定量控制是控制纸页的绝干定量34、QCS定量水份控制中，为了避免与定量的相互影响，一般采取解耦控制。35、为了扫描纸张的特性（定量，水分，厚度，灰分等等）从而能够控制这些指标，扫描架诞生了，扫描架上装有相应的探头来检测各指标。为了实现精确测量，扫描架配有许多精密部件和装置，这些部件和装置的作用分别为：a)支架：用于扫描时支撑扫描头。b)扫描架传动端：包含交流驱动马达、位置编码器、皮带、扫描头分离离合器等等。c)扫描架电缆端：包括AC220V电源接线及处理、信号接线及所有信号处理电路板，水、电、气的引入等等。d)扫描头：包括所有用于测量纸张特性的传感器，玖龙纸业（泉州）有限公司自动化仪表专业5e)开关和指示灯：用于控制和监视扫描架及扫描头的运行。36、以太网线：用于扫描架与QCS之间的信号传输。37、DCS组网时常用的网络结构为星形、环形、总线形。38、仪表现在常用的电信号为4-20mA，因此DCS系统的输入输出的模拟量信号也是4-20mA为主。对于需要1~5V或者其他信号的仪表，常常用隔离转换器来实现。执行器方面的知识39、阀门按照功用可以分为开关阀和调节阀，调节阀可以用来连续的调节过程量，开关阀则只能控制过程介质的有无。40、气动开关阀通常配两用五通电磁阀和气源来实现换向的动作。41、两位五通电磁阀的意思是：它的阀芯只有两个位置，它有5个通路，它是靠电磁作用来使阀芯动作，在两个位置的5个通路的通断情况不同。42、阀门由阀体和执行机构组成。43、开关阀通常需要3个数字量的信号:2DI,1DO。2个DI是开反馈和关反馈，1个DO是阀门的开关命令信号。44、当DCS系统送给开关阀的DO信号有24VDC的时候两位五通电磁阀的线圈得电，从而吸引阀芯动作，从而导致气路换向，使执行器动作，阀门的阀芯动作。45、阀门类型表示方法中：代号A表示安全阀；阀门类型表示方法中：代号S是表示疏水阀。46、阀门定位器是配合调节阀一起工作的单元，如果没有定位器，那么调节阀没法实现定位，甚至都不能动作。具体说来定位器配合调节阀时的具体作用体现为：1、提高控制精度2、实现分程控制3、改善调节阀特性4、使阀门动作反向PLC方面基础知识47、可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController简称PLC，现在，仍常常将PLC简称PC。常见的可编程序控制器有SIEMENS的S7系列、三菱、ABB、AB。CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度。PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开玖龙纸业（泉州）有限公司自动化仪表专业6关量输入DI，开关量输出DO，模拟量输入AI，模拟量输出AO等模块。开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。48、PLC的编程非常重要，在实际生产中常常需要对生产工艺和过程进行修正和调整，那么就需要对PLC中的程序进行修改，修改常常使用专用编程器或者普通PC。无论是编程器还是普通PC都需要安装特殊编程应用软件，这些软件中用来编制应用程序的语言主要有三种：1、梯形形图LAD2、功能块FBD3、语句表（指令助记符）STL。49、PLC的输入输出信号可以分为数字量和模拟量：其中模拟量按信号类型分，有电流（DC）型4-20mA,0-20mA、电压（DC）型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。50、在用户程序执行阶段，PLC的CPU扫描用户程序的顺序为先上后下。51、SIEMENS的PLC一般包括用来算术运算和逻辑运算的CPU，用来供电的电源模块PS，用来接输入输出信号的信号模块SM，用来进行机架扩展的接口模块IM,只是用来占用一个实际的模块位置但是没有具体作用的占位模块DM，用于特殊功能的功能模块FM，用来PLC之间或者与其他自动化产品通讯的通讯模块CP.实际操作类52、卷取正常换辊初级臂必须停在turn-up位置。53、气垫式流浆箱液位控制是通过调节进入流浆箱的压缩空气的压力来实现的。54、在线式游离度仪一个测量循环主要由取样、混合、预滤、测量、冲洗五步组成。55、有许多情况会导致压光机前断纸刀会自动断纸，情况大约有以下这些：(1)、卷取及压光机处检测控制到断纸（一压前断纸，一压、二压中间处断纸，二压后断纸）。（2）、后烘施胶机、前烘及压榨处断纸时。56、压光机压区闭合的联锁条件：（1）、压光机压区打开状态开关检测到。（2）、传动传输SYM辊和热辊旋转信号。（3）、热辊和SYM辊间没有速差。（4）、未发生断纸，且断纸检测开关选择状态正确。玖龙纸业（泉州）有限公司自动化仪表专业7（5）、液压泵开启压力正常。（6）、SYM液压单元开启。（7）、未按下紧停按钮。57、卷取自动控制换辊过程：（1）、降落臂上升，从辊轴库中取辊轴。（2）、降落臂带着辊轴一起下降，将辊轴放到初级臂上。（3）、锁紧钳夹紧。（4）、辊轴STARTER到达工作位置，带动辊轴旋转，使辊轴与卷纸缸速度匹配。（5）、初级臂到达换辊位置，额颈吹风到达工作位置。（6）、收到换辊信号后，吹风换辊。（7）、次级臂被弹到刹车站（8）、初级臂下落到轨道上。（9）、次级臂返回同释放臂进行压力交换。（10）、初级臂上升到达ＵＰ位置。（11）、降落臂