仪表测量 控制元件日常维护 项目名称 仪表测量 控制元件日常维护所属班组 XX汇报人 王XX汇报时间 2018 8 常规仪表测量 控制回路 报警 联锁仪表测量控制回路 PFD和PI D图 PFD ProcessFlowDiagram的缩写 主要介绍工艺装置流程 工艺设备和管道主要参数 仪表位置等 PI D ProcessInstrumentDiagram的缩写 主要介绍工艺装置流程上仪表位置及控制 联锁方案等 现场接线盒标识 EI 1001 接4 20mA信号AI 变送器 AO 调节阀 TR 1001 接Pt 100等热电阻信号 TH 1001 接热电偶mV信号 主电缆为补偿导线型 EA 1001 接DI信号 WIKA表 开关 按钮等信号 EX 1001 接带24VDC电的DO信号 24VDC供电 报警灯 电磁阀等 ES 1001 接带220VAC电的DO信号 220VAC供电 现场公共旋转报警灯和喇叭 电磁阀等 现场接线盒 2020 1 13 6 仪表位号 温度 T TI 1001 指示 TIC 1001 控制 TCIAL 1001 TSL 1001 温度低报 TCOAL2 1001 温度低联锁报 TCIAH 1001 TSH 1001 温度高报 TCOAH2 1001 温度高联锁 流量 F FI 1001 指示 FIC 1001 控制 FCIAL 1001 FSL 1001 温度低报 FCOAL2 1001 温度低联锁报 FCIAH 1001 FSH 1001 温度高报 FCOAH2 1001 温度高联锁 液位 L 压力 P 分析仪表 A和Q 振动 V 位移 G 转速 S 2020 1 13 7 电动变送器采用4 20mA电流信号原因 4 20mA电流信号适用在现场和中控制室之间的远传 可以避免传输导线的压降损失而引起的误差 另在失电的情况下可以直观发现 二线制优点 1 既是电源线 24VDC供电 又是信号线 4 20mA电流信号 可节省大量电缆线和安装费用 2 有利于安全防爆 2020 1 13 8 气动变送器采用20 100KPa信号原因 气动仪表在正常工作时 节流元件后的最小工作压力可以为大气压 即P2 101 33KPa 绝压 为了使介质不处于超临界状态 节流元件前的压力P1 绝压 应符合公式P2 P1 0 528 P1 101 33 0 528 192KPa 绝压 经圆整 将气动仪表上限工作压力定为100KPa 表压 下限压力定为20KPa 1 是因为弹簧波纹管等弹性元件在刚开始受力时线性较差 2 为了避免信号起点和仪表零点相混 2020 1 13 9 仪表的精度 仪表的精度等级指的是仪表的基本误差的最大允许值 是根据引用误差来划分的 绝对误差 测量值 真值相对误差 绝对误差 仪表示值 100 引用误差 绝对误差 量程 100 2020 1 13 10 仪表测量元件 温度测量仪表 T 热电阻 热电偶 双金属温度计 压力测量仪表 P 压力变送器 压力开关 电接点压力表 流量测量仪表 F 差压变送器 转子流量计 涡街流量计 电磁流量计 质量流量计 超声波流量计 流量开关 2020 1 13 12 液位测量仪表 L 玻璃板液位计 浮筒式液位计 法兰式差压液位变送器 单法兰式和双法兰式 液位开关 在线分析仪表 Q 包括露点仪 水分仪 PH计 组份 色谱仪 电导仪 气体 H2 O2 CO CO2 分析仪等 特殊仪表 压缩机的振动 S 位移 G 转速 S 等探头 大机组监控仪 Bently3300 Bently3500 无纸记录仪 2020 1 13 13 报警仪 A 可燃气体 H2 烃类 报警仪和有毒气体 H2S CL2等 报警仪 2020 1 13 14 温度测量元件 热电阻 Pt 100等热电偶双金属温度计温度变送器 将热电阻的电阻信号或热电偶mV信号转换为4 20mA信号 2020 1 13 15 温度单位 摄氏温标 又称百分温标 它把标准大气压下冰的融点定为零度 0 把水的沸点定为一百度 100 在0 到100 之间划分一百等分 每一等分为一摄氏度 华氏温标 F 规定标准大气压下冰的融点为32F 水的沸点为212F 中间划分180等分 每一等分称为一华氏度 凯氏温标 K 是一种绝对温标 也叫热力学温标 它规定分子运动停止 即无热存在 时为绝对零度或最低理论温度 0K 温标 摄氏 华氏F 凯氏K 换算 1 5 F 32 9F 9 5 322 K 273 15 2020 1 13 16 热电阻 组成 电阻体 绝缘套管 保护套管和接线盒 工作原理 铂 镍 铜等金属丝的电阻随温度变化而改变 温度越高 电阻值越大 Pt 100含义 零度时铂电阻R0 100欧姆 三线制 为了减小连接导线电阻值因环境温度变化而引起的测量误差 测量范围 铂电阻 200 850 铜电阻 50 150 常见故障 短路 断路 腐蚀 损坏 2020 1 13 17 热电阻三线制 分析 图中线电阻r1 r2 r3 I1 I2 I 2R1 R3 R2 R4 R3 R4Uab Rt R4 r1 I1 R3 r3 I2 Rt I1 2020 1 13 18 热电偶 工作原理 是利用热电效应制成的温度传感器 把两种不同的导体或者半导体材料A和B连接成闭合回路 当两个接触端温度不同时回路就会产生热电势 这种现象称为热电效应 A和B称为热电极 其中温度高的接点T称为热端 或工作端 温度低的接点成为冷端 或自由端 热电偶回路中所产生的热电势由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势所组成 2020 1 13 19 热电势产生的条件 两热电极材料相异 两接点温度不同 热电特性 非线性 2020 1 13 20 热电偶的种类 2020 1 13 21 热电偶的优点 测量精度高 因热电偶直接与被测对象接触 不受中间介质的影响 测量范围广 常用的热电偶从 50 1600 均可测量 某些特殊热电偶最低可测到 269 如金铁镍铬 最高可达 2800 如钨 铼 构造简单 使用方便 性能稳定 动态特点好 热电偶通常是由两种不同的金属丝组成 而且不受大小和开头的限制 外有保护套管 用起来非常方便 2020 1 13 22 热电偶的冷端温度补偿 从热电偶的测温原理可知 热电势的大小不仅与热端温度有关 而且也与冷端温度有关 只有当冷端温度固定不变 才能通过热电势的大小去判断热端温度的高低 当冷端温度波动较大时 必须首先使用补偿导线将冷端延长到一个温度固定的地方 然后再考虑将冷端处理为0 这称为热电偶的冷端处理和补偿 E t 0 E t t0 E t0 0 常用的补偿方法 补偿导线法 冷端补偿法 2020 1 13 23 热电偶常用温度补偿方法 补偿导线加冷端补偿法 补偿导线不是冷端补偿 只是热电偶的延长 价格比热电偶便宜 其长度对测量无影响 补偿导线的性能只是在一定的温度范围内 0 100度 和热电偶相近 例如 1 镍铬 镍硅 K 在100 时电势为4 095mV 其对应补偿导线铜 极为红色 极为绿色 康铜在100度时电势4 27mV 2 铂铑10 铂 S 在100 时电势为0 645mV 其对应补偿导线铜 铜镍在100 时电势为0 643mV 没有配补偿导线 热偶现场冷端温度大于控制室温度 补偿不够 显示偏低 反之补偿过多 显示偏高 2020 1 13 24 热电偶常见故障 热电偶或补偿导线短路 显示短路处的温度值 热电偶或补偿导线断路 显示值不变 有 断偶 保护的显示仪表上限值 热电偶现场接线柱碰到盖子 显示值偏低 NOTE 采用齐纳安全栅 补偿导线需连到AI卡 采用隔离安全栅 补偿导线只需连到安全栅进线即可 2020 1 13 25 热电偶补偿导线 镍铬 铜镍的补偿导线的线标是分别正负为红 棕 镍铬 镍硅补偿导线的颜色红 蓝 铜 铜镍热电偶补偿导线的颜色为红 白 铂铑10 铂热电偶补偿导线的颜色为红 绿 在使用热偶的补偿导线时 型号 极性都不能接错 且热电偶与补偿导线连接端所处的温度不应超过100 分度号为K的热电偶错接了补偿导线的正负极 则实际的温度如何受接线处和冷端的温度影响 不配对 偏高或偏低 正 负接反 热偶现场冷端温度大于控制室温度 显示偏高 反之偏低 2020 1 13 26 双金属温度计 工作原理 由两片膨胀系数不同的金属牢固地粘合在一起 其一端固定 另一端通过传动机构和指针相连 当温度变化时 由于膨胀系数不同 双金属片产生角位移 带动指针指示相应温度 工艺现场就地指示 带电接点设备 感应块 用于温度远传报警 联锁 测量范围一般 80 600 结构简单 价格便宜 使用方便 精度低 1 0 1 5和2 5级 2020 1 13 27 流量测量仪表 按测量原理不同可分为 1 差压式 节流元件 差压变送器 楔型 2 速度式 涡轮 涡街 电磁 超声波 3 容积式 腰轮 椭圆齿轮 刮板 差压式流量测量 节流元件 被测流体在管道中流经节流件时 由于流动截面变小 流速收缩 流速加快 静压降低 于是在节流件前后产生静压差 差压与流量平方成正比 种类 孔板 结构简单 价格便宜 喷嘴 耐腐蚀性能好 文丘里管 压力损小 安装有直管段要求 上游24D 下游7D 差压变送器 差压与电流成正比 需开方 2020 1 13 29 STN920 ST3000系列差压变送器 Honeywell 工作原理 利用单片机与微位移式压力 差压 敏感元件 压敏电阻复合芯片 相结合 压力 差压变化其传感器阻值即发生变化 通过电桥转换成电信号 可用SFC SmartFieldCommunicator 现场灵敏通讯器校验 精度可达0 05 0 1级 2020 1 13 30 EJA系列差压变送器 横河 差压变送器三阀组的操作原则 不让凝结水流失 不让隔离液流失 不使测量元件受热 不使变送器单向受压 造成差压变送器输出偏低的主要原因 平衡阀没关紧 三阀组件内漏 流量孔板装反 正压室有气体 2020 1 13 31 利用孔板测量流量一般需在现场差压变送器或在DCS组态中设置开方 其目的 是保证测量流量和差压 电流 成线性关系 2020 1 13 32 EJA系列差压变送器 横河 工作原理 由单晶硅谐振式传感器上的两个H型的振动梁分别将差压 压力信号转化成频率信号 送到脉冲计数器 再将两频率之差直接传到CPU进行数据处理 再经D A转化4 20mA 中心谐振梁因受压缩力而频率减少 边侧谐振梁因受张力而频率增加 两频率之差对应不同压力信号 可在模拟信号上叠加一个BT200数字信号进行通讯 2020 1 13 33 利用孔板和差压变送器测量流量 在DCS内开方 已知流量测量范围为0 200m3 h 对应的差压范围为0 25KPa 现测得变送器输出电流为8mA 问实际差压和流量为多少 2020 1 13 34 容积式流量计 工作原理 采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积 所以 容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间 通常称其为 计量空间 或 计量室 这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部分一起构成 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 流量计的转动部分在这个压力差作用下将产生旋转 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 2020 1 13 35 椭圆齿轮型容积流量计 工作示意图 2020 1 13 36 转子流量计 横河 KROHNE 测量过程中 始终保持节流件 浮子 前后的压降不变 而是通过改变流通面积来改变流量的仪表 所以被称为恒压降流量计 按其制造材料的不同 可分为玻璃浮子流量计和金属管浮子流量计两大类 2020 1 13 37 转子流量计 结构原理 浮子流量计结构主要由一个向上扩张的锥形管和一个置于锥管中可以上下自由移动的浮子组成 如图所示 流量计的两端用法兰连接或螺纹连接的方式垂直地安装在测量管路上 使流体自