化工自动化及仪表

《化工自动化及仪表》是化工设备维修技术 专业的一门专业必修课程，突出实践性、实用 性和先进性，着重职业技能的培养。主要任务 是使学生掌握和了解有关的生产过程检测仪表 和日新月异的控制技术,以确保在生产过程中， 正确地指导生产操作、保证生产安全和生产质 量，为《金工实训》、《化工设备维修技术专 业实训》等后续课程的学习奠定基础。

煤化工系 宋正伟

? 何为化工自动化？ ? 如何来构筑一个控制系统 ? 化工自动化仪表的发展过程

? 化工自动化仪表的分类

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1.教学目标

液位控制系统

2.教学重难点
教学重点
如何来构筑一个控制系统 化工自动化仪表的分类

教学难点
如何来构筑一个控制系统

? 是化工、炼油、食品、轻工等化工类型 生产过程自动化的简称。 ? 在化工设备上，配备上一些自动化装置， 代替操作人员的部分直接劳动，使生产 在不同程度上自动地进行，这种用自动 化装置来管理化工生 ? 产过程的办法，称 ? 为化工自动化。

所谓自动化是使工艺参数保持在需要的值或者状 态上，或者使生产过程按照一定的程序或者步骤

运行，保证生产过程运行在最佳状态(理解)

最高目标

了现代工业生产实现安全、高效、优质、低耗的
设定值

基本条件和重要保证。

PC

PT

谁需要控制

控制什么 如何把控制结 果显示出来

什么时候需要控制 怎么构成一 个自控回路

拿什么来控 怎么来控

如果一个对 象有很多很 多控制回路 怎么办？

qi

q0

进 料 口
玻璃管液位计

控制器
设定值

qi
H 出 料 口

测量 仪表

h

q0
人工操作 自动控制(Automatic control)

? 加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量 和质量。 ? 减轻劳动强度，改善劳动条件。 ? 能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达 到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目 的。 ? 生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式， 提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳 动和脑力劳动之间的差别创造条件。

? 20世纪40年代以前
? 绝大多数化工生产处于手工操作状况，操 作工人根据反映主要参数的仪表指示情况， 用人工来改变操作条件，生产过程单凭经 验进行。低效率，花费庞大。

? 20世纪50年代到60年代
? 人们对化工生产各种单元操作进行了大量 的开发工作，使得化工生产过程朝着大规 模、高效率、连续生产、综合利用方向迅 速发展。

? 20世纪70年代以来，化工自动化技术又 有了新的发展
? 已发展为综合自动化，应用的领域和规模 越来越大；显示了知识密集化、高技术集 成化的特点；智能化程度日益增加 。

? 20世纪末，计算机、信息技术的飞速发 展，引发了自动化系统结构的变革

基地式系统 基地式仪表

常规仪表 控制系统 单元组合仪表： 调、变、执、算 (DDZ-II、III、QDZ) 第1代

DDC控制

集中型计算 机控制系统 变、执 (DDZ-II、III)

变、执 (DDZ-II、III) 第2代

第0 代

DCS OS：小型机、IPC CS：IPC、PLC、 智能调节器 现场仪表：DDZ-III 为主 第3代*

分布式IO DCS 现场信号根据传输距离或功能 不同连接到现场 I/O 设备上，各 现场 I/O 设备与控制站间通过网 络（现场总线）连接。 现场仪表：DDZ-III、总线仪表 过渡型*

FCS 将全厂最基础的现场 级仪表和装置均通过 现场总线连接起来， 实现全数字化通讯。 现场仪表：总线仪表 第4代*

? 化工生产过程自动化是一门综合性的技术学科。 它应用自动控制学科、仪器仪表学科及计算机 学科的理论与技术服务于化学工程学科。 ? 对于熟悉化学工程学科的人员，如能再学习和 掌握一些检测技术和控制系统方面的知识，必 能在推进中国的化工自动化事业中，起到事半 功倍的作用。

? 仪表按功能分为： 测量变送仪表 控制仪表 显示报警保护仪表 对象特性 控制规律和控制器 执行器
? 系统分类： “眼睛” “手脚” “大脑”

第一章 第二章
第三章 第四章 第五章 第六章
第九章 第七章 第八章

测量仪表对生产过程中的工艺变量进行测量，测 量结果一方面送显示仪表进行显示，另一方面送 控制仪表进行控制，控制后的信号送执行器来改 变工艺变量，是工艺变量保持在规定的变化范围 内，这样就完成了对生产过程的控制。

检测仪表 or 变送器

显示仪表

T

P

L

F

工业生产过程

执行器

控制仪表