自动化仪表培训(全)分解

培训内容：对各种仪表按照测量对象的不同，进行分类介绍，并就各类仪表的构成和工作原理作深入简出的讲解。各类测量仪表依次为：一、温度检测仪表二、压力检测仪表三、液位检测仪表四、流量检测仪表五、分析仪表六、全线紧急停车按钮（ESD）的控制培训内容：将各类仪表按照现场仪表和远传仪表这两大类，就仪表的工作原、内部组成、结构特点、在使用中的注意事项等几方面，进行逐一地论述。温度检测中的现场仪表：1、万向型双金属温度计远传仪表：1、防爆型铂电阻2、平均温度计压力检测中的现场仪表：1、全不锈钢压力表2、全不锈钢耐震压力表远传仪表：1、智能型防爆压力变送器2、智能型防爆差压变送器3、压力开关液位检测中的远传理仪表：1、雷达液位计2、磁致伸缩液位计3、音叉式液位开关流量检测中的远仪表的安全管理传仪表：1、超声波流量计2、流量开关分析仪表：1、密度分析撬座（密度计、光学界面检测仪）温度检测仪表现场仪表——双金属温度计（一）结构特点：双金属温度计是工业上测量温度常用的现场一次表，具有适应范围广、结构简单、安装方便等特点。由指针、刻度盘、表壳、指针轴、感温元件、保护管组成。可分为1.0、1.5、2.0、2.5、4.0五个精度等级。站上使用的双金属温度计主要为1.0级、1.5级两种，安装在密度计撬座、储油罐、进出站管线、部分阀门后等位置，用于测量相应位置的油品温度。（二）原理：双金属温度计用膨胀系数不同的两种金属片牢固结合在一起组成感温元件,一般绕制成螺旋形,其一端固定,另一端装有指针.但温度变化时,感温元件曲率发生变化，自由端旋转，带动指针在刻度盘上指示温度数值。（三）双金属温度计使用中的注意事项：1，温度计个部件装配要牢固，不得松动，不得有锈蚀，保护应牢固、均匀和光洁。2，温度计表头的玻璃要保持干净，以免防碍正确读数。3，温度计刻度盘上的刻线、数字和其他标志应完整、清晰。4，温度计指针与刻度盘面间的距离应不大于5mm,但也不应触及刻度盘，对于可调角双金属温度计该项检查应在从轴项位置到径项位置的全过程中进行。5，温度计安装套管内要加变压器油，以确保测量准确。温度检测中的远传仪表——1、温度变送器（防爆型铂电阻）2、平均温度计（一）概述各站选用的是美国罗斯蒙特公司生产的智能型温度变送器。主要安装在部分阀门后、进出站等工艺管线上，用以测量油品温度值，温度变送器一般都是垂直安装在输油管线上。此外，在现场还安装一个温变用于测量站内地温。相关性能参数：型号：SQ-PT-Z-80E-0205精度：±0.1％量程±0.1℃量程：0----50℃；-10---30℃环境温度：-40—85℃输出：4—20mA和HART信号电源：12—42.4Vdc传感器：PT100，A级，四线制（二）组成及接线：温度变送器由变送模板、检测模板以及模拟量输出模板等组成，通过后面的接线板将4—20毫安的模拟量信号接到PLC机柜上，再通过转换在站控机上显示各个被测的温度参数值接线如图所示：（三）校验及量程修改：50电阻温变安全栅Pt24VDCS500温变FLUKS7441、校验:将温度变送器从安装管线上拆下来，按上图将FLUKE与温变连接好。打开FLUKE电源→按MEAS/SOURCE键，选择“SOURCE”→按TC/RTD键两次→按▽键，选择“Pt100(385)”→按SETUP键→按ENTER键→按▽键，选择“24VDC”→按ENTER键→按DONE键→按MEAS/SOURCE键，选择“MEAS”→按mA键→按MEAS/SOURCE键，这FLUKE屏幕显示→输入温度值将温变显示与FLUKE对比，进行温度变送器校验。2、温变量程修改:按HART键→SET键，选择“basic”→按ENTER，选择“下限”或“上限”输入要更该的数值，按ENTER键→按SEND键→按DONE键退出，更改完成。（四）日常应用1、正常时温变就地显示温度和电流两种参数，现场显示的温度值和站控室显示温度值一致。2、当温变出现就地和远传都没有显示故障时，是由以下几种原因造成的：温变损坏、保险熔断、安全栅损坏、接线松动。3、当温变出现远传值不准故障时，是由以下几种原因造成的量程设置不对、接线端子出现轻微漏电。4、温变要定期校验，安装套管内要填加变压器油.MEASUES。。。。。...mASOURCE。。。。。。℃压力检测中的现场仪表——压力表（一）概述压力表是石油化工最常用的压力检测仪表，按精度等级分可以分为普通压力表和精密压力表，0.6级以上的为精密压力表，0.6级以下的为普通压力表；按材质可分为普通弹簧管压力表和全不锈钢压力弹簧管压力表；根据使用的场合不同可以分为普通压力表和耐震压力表等。乌首站管线主要使用1.5级全不锈钢压力弹簧管压力表和耐震全不锈钢压力弹簧管压力表两种。（二）工作原理压力表弹簧管在压力和真空作用下，产生弹性变形引起管端位移，其位移通过机械传动机构进行放大，传递给指示装置，再由指针在刻有法定计量单位的分度盘上指出被测压力或真空量值。（三）使用中注意事项1、在测量范围内,示值误差,不应大于允许误差,（允许误差=±精度×量程％）。2、在测量范围内，回程误差应不大于允许误差绝对值。3、轻敲位移，轻敲表壳后,指针示值变动量应不大允许误差绝对值的1/2。4、外观：（1）压力表的零部件装配应牢固,无松动现象。（2）压力表安全孔上应有防尘装置，当发现防尘橡胶盖脱落时要重新安好。（3）压力表按其所测量介质不同,在压力表上应有下表中规定的色标,并注名特殊介质的名称.氧气表还必须标有红色“禁油”字样.（4）玻璃应无色透明,不应有妨碍读数的缺陷和损伤。（5）分度盘应平整光洁,各标志应清晰可辨。（6）巡检中发现压力表有渗漏情况，应关闭压力表根部阀，汇报处理。压力检测中的远传仪表——压力变送器差压变送器（一）安装位置和作用各站选用的是罗斯蒙特公司生产的智能型防暴压力变送器。主要安装在进出站管线、主泵和给油泵进出口、调节阀组前管线上、计量撬出口管线上。用于检测被测管线内压力，将测得的值进行远传及现场显示，远传压力信号用于站控机显示及参与工艺控制和控制保护。（二）性能参数型号：3051TG4A2B21AE5M5T1Q4精确度等级:+/-0.075﹪量程：0.6MPa，1.6MPa，2.5MPa，6MPa，10MPa，16MPa等输出信号:4-20mADC线性电源电压:24VDC被测介质:汽油,柴油带雷电保护器（三）结构原理1，结构压变主要有传感器、信号放大器、模-数转换器、微处理器、数-模转换器、操作键、显示屏等几部分组成。2，原理传感器产生的信号被信号放大器放大后，经模-数转换器转换成数字信号，在微处理器中经线性和温度校正后，在经数-模转换器转换成直流4-20mA输出信号。涉及测量元件的电子数据和变送器功能参数数据都被存储在两个EEPROM中，通过3个输入调整键直接在测量点进行参数调整。也可以在数字显示中读取测量结果、故障信息和工作方式。（四）接线压力变送器采用二线制接线方式，由PLC柜内24VDC直流电源提供工作电压,输出4—20mA信号经防雷端子接到PLCD模拟输入板（AI板）。＋－PLCAI板24VDC4—20mA防雷击端子压变（五）日常维护1、巡检时要注意检查压变引压管有无渗漏情况；现场指示值与站控机上的显示值是否一致。2、当发现压变引压管出现轻度渗漏时，关闭压变根部阀前要和调度联系，采取相应保护措施，因为有些压变的测量值参与了工艺调节控制，在受控设备运行时，关闭些压变的根部阀会引起误动作，引起事故。3、当发现压变测量值不准，很有可能是引压管内有空气或根部阀没有打开。4、当发现压变就地值和远传值都没有显示时，很有可能是防雷击端子损坏或接线松动。液位检测仪表——雷达液位计1、测量原理（如图所示）t=2d/Cd=Ct/2H=L－d=L－Ct/2只要测得微波的往返时间t，即可计算得到液位的高度H。探测器对时间测量有两种方式，即微波脉冲法及连续波调频法。微波脉冲法：脉冲频率大多为5～6GHz微波脉冲法的原理图如下：LHtd由发送器将脉冲发生器生成的一串脉冲信号通过天线发出，经液面反射后由接收器接收，再将信号传给计时器，从计时器得到脉冲的往返间t。难点：必须精确地测量时间t。解决方法：变脉冲雷达波为合成脉冲雷达波，通过测量发射波与反射波的频率差，间接地求往返时间，计算出雷达波的传播距离。液面到天线距离d的计算公式如下:d=（C/2）·Δt=（C/2）·(Δf/S)S=Δf0/Δt0式中：Δf──测量量，它关系到d的精度；S──跳频斜率，Hz。说明：该测量方法中发射频率不是固定的，而是等幅可调频率（FMCW）。2、实际液位的测量如图所示：Lu──检尺口到罐底基准点的距离（是罐本身固有高度）LR0──检尺所得实际液位Lp0──雷达头安装位置距罐底的值检尺口导向管雷达测量头LuLp0LR0d量油管基准点d──液位计测出的空罐高度∴LR0=Lu（L0－L1）说明：雷达液位计在技术上允许Lp0=Lu±1m，这样就降低了液位计的安装要求。向雷达液位计输入LR0，并取：Lp=LR0+d以Lp代替Lp0，则雷达液位计测得的液位为：LR=Lp－d由此可见：Lp的产生，使测量与机械安装无关；使测量值与真实值有了同一个标准的起点，因而提高了测量精度。3、雷达液位计的应用问题1）被测介质特性①相对介电常数一般在1.5～2左右②湍动和气泡2）温度通常在-40℃～+150℃之间3）操作压力如:瑞典SAAB公司：RTG2960为4MPa；4、雷达液位计的基本设置①基本设定②安全设置③输出④显示5、雷达液位计的特点①测量部分无位移、无传动部件。②与介质不直接接触。③测量不受温度、压力、蒸汽、烟雾、粉尘的限制，适用于粘度大、有毒、有腐蚀性介质的液位测量。④使用、维护费用低。⑤精度高计量级：±1mm，±0.5mm，特殊的可达±0.1mm罐区管理级：±3mm一般控制级：±5mm，±10mm⑥分辩率高计量级：1mm，0.1mm工业级：10～20mm说明：目前雷达液位计的测量范围为：0～20m，0～35m（E+H），0～40m四、音叉液位开关1、工作原理：音叉由晶体激励产生振动（按某一频率），当音叉被液体浸没时振动频率发生变化，该频率变化由电子线路检测出来并输出一个开关量。•2、特点：•适应性强：介质的电参数、密度对测量不产生影响。结垢、搅动、湍流、气泡、振动、中等粘度、高温、高压等恶劣条件对检测无影响；免于维护；不需调校。•说明：音叉开关可用于液位的上下限位报警或控制（上/下限位检测由一选择开关确定）流量检测仪表——超声波流量计（一）、工作原理（传播时间法）利用顺流和逆流时的传播速度之差与被测流体流速之间的关系求取流速。VP=V·cosθ，L=D／sinθLDVPXVθ测量管下游换能器上游换能器声碶VtDtgCDVCtVVCVDVCDVCDtttVCDVCLtVCDVCLtpp2cossin2)cos()coscos2(sincossincossincossincossin22222221221时间：声波在流体中逆流传播时间：声波在流体中顺流传播∴声波顺流时的传播时间：T1=t1+τ声波逆流时的传播时间：T2=t2+τ时差法基本流量方程)/(842)()(2232221222smTtgDCVDQTDtgCTTDtgCtDtgCV时差法流量方程的另外一种形式：∵VP=V·cosθ=V·X／L流量方程：式中：K───流速分布修正系数，K=V／V0V───线平均流速V0───面平均流速（二）、超声波流量计的组成及分类1、组成超声换能器（或由换能器和测量管组成的超声流量传感器转换