仪表与自动控制系统培训课件

仪表与自动控制系统培训本课程介绍仪表与自动控制系统在工业过程控制中的应用涵盖基础理论、常见仪表类型、控制系统设计与调试等内容课程目标培养仪表与自动控制系提升工业自动化水平增强实际操作能力培养团队合作精神统专业人才熟悉各种仪表和控制系统的原具备现场仪表安装、调试、维掌握团队合作技能，提高解决掌握仪表与自动控制系统的基理、结构、工作特点和应用方护和故障诊断能力实际问题的能力础理论、技术和应用法仪表与自动控制系统概述仪表和自动控制系统是现代工业生产中不可或缺的一部分，它们共同构成了工业自动化系统的核心仪表负责测量和采集生产过程中的各种参数，而自动控制系统则利用这些信息来调节和控制生产过程，实现安全、高效、稳定地运行仪表与自动控制系统协同工作，使工业生产更加自动化，提高生产效率和产品质量，降低生产成本，并保障生产安全仪表的分类和特点按测量原理分类按测量对象分类根据测量原理，仪表可以分为机械式、电气式、电子式、智能式等按测量对象可以分为压力仪表、温度仪表、流量仪表、液位仪表、成分仪表等按测量范围分类按输出信号分类根据测量范围，可以分为低量程、中量程、高质量程仪表等按输出信号分类，可以分为模拟信号仪表和数字信号仪表常见仪表类型介绍压力仪表温度仪表流量仪表液位仪表压力仪表用来测量压力，常见温度仪表用来测量温度，常见流量仪表用来测量流体的流量液位仪表用来测量液体的液位类型包括压力表、压力变送器类型包括温度计、热电偶、热，常见类型包括涡轮流量计、，常见类型包括液位计、液位、压力开关等电阻等电磁流量计、差压流量计等开关、超声波液位计等压力仪表压力仪表用于测量流体压力，是工业生产中常见的仪表之一常见的压力仪表包括压力表、压力传感器、压力变送器等压力表利用弹性元件的形变来指示压力值，压力传感器将压力信号转换为电信号，压力变送器则将压力信号转换为标准的电流或电压信号压力仪表在许多领域都具有重要应用，如化工、电力、石油、天然气等其应用场景包括管道压力监测、设备运行状态监控、工艺参数控制等温度仪表温度仪表用于测量和显示介质的温度，是工业过程控制中的重要组成部分温度仪表种类繁多，根据测量原理和用途分为多种类型，如热电偶、热电阻、热敏电阻等温度仪表广泛应用于电力、化工、冶金等领域，为生产过程的安全稳定运行提供保障流量仪表涡轮流量计电磁流量计超声波流量计通过测量流体旋转涡轮的速度来确定流量，利用法拉第电磁感应定律，测量流体通过磁通过测量超声波在流体中传播的时间差来确适用于液体和气体场产生的感应电压定流量，适用于液体和气体液位仪表液位仪表用于测量容器内液体的液位高度这些仪表在许多工业应用中至关重要，例如，化学处理、石油化工、食品加工和水处理它们提供有关液位变化的实时信息，为过程控制和安全操作提供关键信息常见的液位仪表类型包括浮球式、磁性液位计、超声波液位计、雷达液位计和压力式液位计其他类型仪表电气仪表机械仪表例如继电器、接触器、断路器等，用于控制和保护电路例如计数器、计时器、速度计等，用于测量机械运动参数传感器显示仪表用于将非电量转换成电量，例如压力传感器、温度传感器等用于显示测量结果，例如数字显示仪表、指针式仪表等自动控制系统原理控制目标设定期望的工艺参数，例如温度、压力、流量等，以达到生产目标测量反馈使用传感器实时测量实际工艺参数，并将数据反馈给控制器偏差比较控制器比较实际参数与设定值之间的偏差，计算控制信号执行机构控制信号驱动执行机构，例如阀门、电机等，调节工艺过程反馈控制系统结构控制器1接收反馈信号执行器2执行控制命令被控对象3控制目标传感器4测量被控量反馈控制系统由控制器、执行器、被控对象和传感器构成控制器根据反馈信号和设定值，计算控制命令，并将其发送到执行器经典控制算法PID比例控制积分控制微分控制P ID比例控制根据偏差的大小，输积分控制根据偏差累积的程度微分控制根据偏差变化的速率出相应的控制信号比例系数，输出相应的控制信号积分，输出相应的控制信号微分越大，控制作用越强系数越大，控制作用越强系数越大，控制作用越强控制系统动态特性分析控制系统动态特性是指系统在受到外部扰动或输入信号变化后，其输出响应随时间的变化规律，体现了控制系统对外部信号的反应能力常见的动态特性指标包括上升时间、峰值时间、调节时间、超调量和稳态误差等控制系统稳定性分析控制系统稳定性分析是判断系统是否能够正常工作的重要指标稳定性是指系统在受到扰动后，能否在一定时间内恢复到平衡状态稳定性定义描述稳定系统在受到扰动后能够恢复平衡系统能够正常工作不稳定系统在受到扰动后无法恢复平衡系统无法正常工作临界稳定系统在受到扰动后处于临界状态系统可能在长时间内保持稳定，也可能突然失稳控制系统设计要点性能指标控制策略

11.

22.控制系统设计应满足性能指标根据系统特性选择合适的控制要求，如稳定性、快速性、精策略，如PID控制、模糊控制度等等参数整定鲁棒性

33.

44.根据系统参数调整控制器参数设计鲁棒性强的控制系统，使，以获得最佳控制效果其在扰动和参数变化下保持稳定性现场总线技术应用数据传输提高效率现场总线用于将仪表和传感器连现场总线可以减少布线工作量，接到控制系统，传输实时数据提高系统安装效率降低成本灵活配置现场总线技术可以节省电缆和安现场总线允许灵活配置设备和系装成本，降低系统维护成本统，适应不同应用需求智能仪表和控制系统智能仪表智能控制系统智能仪表集成了传感器、信号处理、通信智能控制系统利用人工智能技术，如机器、控制等功能，可实现测量、控制、诊断学习、模糊逻辑等，提高系统自适应性和等功能智能仪表提高了测量精度、可靠优化能力智能控制系统能根据环境变化性和安全性实时调整控制策略，实现更优化的控制效果工业以太网技术高速传输开放协议网络拓扑广泛应用工业以太网支持高速数据传输工业以太网采用开放标准的以支持多种网络拓扑结构，灵活工业以太网广泛应用于自动化，满足工业控制系统对实时性太网协议，便于不同设备之间适应不同的工业环境控制、数据采集、远程监控等和可靠性的要求的互联互通领域工业无线通信技术无线传感器网络工业无线通信标准无线远程控制无线数据采集无线传感器网络在工业自动化常用的工业无线通信标准包括无线通信技术可以实现对设备无线通信技术可以方便地进行领域中应用广泛，例如温度、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等，不的远程控制和监控，提高生产数据采集，并将其传输到中央压力、流量等数据的采集和传同标准的性能和应用场景有所效率和安全性控制系统进行分析和处理输不同仪表校准和维护校准的重要性定期校准12确保仪表准确测量，保证生产工艺正常运行根据仪表类型和使用环境确定校准周期维护保养记录管理34清洁仪表，更换磨损部件，延长使用寿命详细记录校准结果和维护操作，便于追溯和分析现场调试和故障诊断仪表调试1根据仪表说明书和现场条件进行调试，包括零点、量程、响应时间等参数的校准故障诊断2确保仪表正常工作，并与控制系统配合良好对仪表故障进行分析判断，找出故障原因，例如传感器故障、线路故障或控制系统故障等故障处理使用仪表测试设备和相关工具进行故障排查，并记录诊3断结果根据诊断结果，采取相应的措施进行故障处理，例如更换损坏的传感器、修复线路或重新配置控制系统等完成故障处理后，对仪表和系统进行测试，确保故障排除工艺管道及仪表布置工艺管道是将生产过程中的物料、能量和信息进行传递的通路仪表布置应符合安全、可靠、经济和美观原则，并与管道走向、设备位置相协调仪表的安装位置应便于操作、维护和检修，并应考虑仪表的防腐、防尘、防潮等要求现场安全操作规程个人防护工作环境操作仪表和控制系统时，佩戴必保持工作环境整洁，避免油污、要的个人防护装备，如安全帽、杂物等危险因素手套、护目镜等操作流程安全意识严格按照操作规程进行操作，避提高安全意识，发现安全隐患及免误操作，确保安全时处理，确保安全生产工艺自动化案例分析现代化工厂自动化生产线自动化智能控制系统应用场景工业机器人自动化生产通过自动化系统优化生产流程，提高生产效智能控制系统可用于优化能源管理，提高设工业机器人广泛应用于工业自动化领域，提率，降低人工成本，提高产品质量，提升企备使用率，降低运营成本，实现可持续发展高生产效率和安全性，满足市场对更高质量业的核心竞争力和更高效率的需求行业应用实践分享石油化工电力行业冶金行业食品加工自动控制系统在石油化工生产仪表与自动控制系统在电力生自动控制系统广泛应用于冶金自动控制系统在食品加工中应中应用广泛例如，流程控制产、输配、调度、监控等方面行业，例如，炼钢过程控制、用越来越广泛，例如，温度控、安全控制、能源管理等现扮演重要角色例如，发电机轧钢机控制、电炉控制等通制、压力控制、流量控制等代化石化工厂广泛采用DCS和组控制、电网调度系统、电力过自动控制，提高生产效率，这些系统保障食品安全，提高PLC系统，实现生产过程的自监控系统等这些系统保证电降低能耗，保证产品质量生产效率，降低成本动化控制力的安全稳定供应学习心得交流分享学习体会和经验，讨论课程内容，探讨应用场景和未来发展趋势积极参与讨论，提出问题，解答疑问，促进彼此学习和进步总结学习成果，反思学习方法，不断提升学习能力和专业素养课程总结与拓展知识回顾应用实践未来发展本课程介绍了仪表与自动控制系统的基建议大家积极参与到实际项目中，将理随着智能化、数字化技术的不断发展，础知识，包括常见仪表类型、控制系统论知识应用到实际工程实践中，不断积仪表与自动控制系统将朝着更智能、更原理、设计要点等累经验集成、更安全的方向发展问答互动课堂上可以积极提问，提出你的疑问导师将详细解答你关于仪表与自动控制系统的疑问可以与同学进行讨论，分享学习心得。