《化学工程仪表与控制》课件

《化学工程仪表与控制》课件本课件将带领您深入了解化学工程仪表与控制的理论和实践，涵盖仪表的种类、选型、安装、校准、维护，以及控制系统的设计和应用，旨在提升您在化学工程领域的技术水平课程简介本课程旨在介绍化学工程中常见的仪表与控制技术，并探讨其在实际生产过程中的应用内容涵盖温度、压力、流量、液位等测量仪表，以及分析仪表、课程将通过理论讲解、案例分析、实验操作等方式，帮助学生掌智能仪表等握相关知识和技能仪表与控制的重要性仪表与控制是现代化学工程不可或缺的一部分，对安全生产、提高效率、降低成本具有重要意义保障安全提高效率12仪表监测过程参数，及时发现控制系统优化生产过程，提高异常，防止事故发生产量，降低能耗降低成本3仪表与控制技术有助于提高产品质量，降低生产成本常见的化学工程仪表化学工程中常见的仪表种类繁多，可根据测量参数的不同进行分类温度测量仪表压力测量仪表热电偶、热电阻、温度计等压力表、差压变送器、压力传感器等流量测量仪表液位测量仪表流量计、涡街流量计、超声波流液位计、雷达液位计、超声波液量计等位计等温度测量仪表温度测量仪表广泛应用于化学工程中，用于监测和控制反应温度、设备温度等热电偶热电阻温度计利用两种不同金属的接触点产生电压来测量利用金属电阻随温度变化的特性来测量温通过液体的膨胀或收缩来指示温度温度度压力测量仪表压力测量仪表用于监测和控制容器内压力、管道压力等123压力表差压变送器压力传感器利用弹簧或膜片来指示压力利用压力差来测量液位或流量利用应变片或压电晶体来测量压力流量测量仪表流量测量仪表用于监测和控制流体的流速或流量流量计通过测量流体的流速来计算流量涡街流量计利用流体通过涡街时产生的涡流频率来测量流量超声波流量计利用超声波在流体中的传播速度来测量流量液位测量仪表液位测量仪表用于监测和控制容器内的液位高度液位计1利用浮力原理测量液位雷达液位计2利用电磁波测量液位超声波液位计3利用超声波测量液位分析仪表分析仪表用于测量物质的成分、浓度、特性等气相色谱仪1分离和分析混合气体液相色谱仪2分离和分析混合液体红外光谱仪3分析物质的分子结构智能仪表智能仪表是集成了传感器、信号处理、微处理器等技术的现代化仪表12自诊断自校准能够自动检测故障并发出警报可以自动进行校准，确保测量精度3自学习能够根据历史数据进行优化和调整仪表选型与安装选择合适的仪表是保证测量准确性和可靠性的关键选型安装根据测量对象、精度要求、环境条件等进行选择按照规范进行安装，确保仪表正常工作仪表校准仪表校准是确保仪表测量准确性的重要步骤定期进行校准，确保仪表符合标准要求使用标准仪器进行校准，记录校准结果仪表维护定期维护仪表是延长其使用寿命的关键清洁检查定期清洁仪表，防止灰尘和污垢定期检查仪表，发现故障及时维影响测量精度修更换超过使用寿命的仪表需要及时更换信号处理信号处理是将仪表输出的信号进行处理，使其能够被控制系统识别和利用放大1增强信号强度，提高信噪比滤波2去除干扰信号，提高信号质量转换3将信号转换为控制系统可识别的形式控制的基本概念控制是指对过程进行调节，使之按照预定的目标运行设定值控制系统的目标值反馈值实际过程参数的值偏差设定值与反馈值之差控制量用来调节过程的变量闭环控制系统闭环控制系统是指将过程参数的反馈值与设定值进行比较，并根据偏差调整控制量传感器1测量过程参数控制器2根据偏差计算控制量执行器3执行控制器的指令，调节过程参数常见的控制方式常见的控制方式包括开环控制、闭环控制、前馈控制等开环控制1控制量不受过程参数反馈值的影响闭环控制2控制量受过程参数反馈值的影响前馈控制3利用干扰变量信息来预测偏差，提前进行调节控制及其调校PID控制是最常用的控制方式，通过比例、积分、微分三个部分来调节控制量PID123比例积分微分根据偏差大小进行调节消除偏差，使系统稳定预测偏差变化趋势，提前进行调节比例积分微分控制器--控制器是实现控制的核心部件，通过调节比例、积分、微分参数来优化控制效果PID PID参数设置算法实现根据过程特点和控制目标调整参数利用算法计算控制量，实现控制目标PID PID高级控制技术高级控制技术是近年来发展起来的新型控制技术，能够实现更精准、更智能的控制模型预测控制（）模糊控制神经网络控制MPC分布式控制系统分布式控制系统（）是一种将控制功能分散到多个节点的控制系统DCS灵活扩展可靠性高12可以根据需要添加新的控制节单个节点故障不会影响整个系点统易于维护3各节点可以独立维护现场总线技术现场总线技术是一种将仪表和控制系统连接起来的通信技术数据传输标准协议通过总线传输仪表数据和控制指令使用统一的通信协议，实现互联互通信息共享实现仪表数据和控制信息共享过程监控与优化过程监控与优化是利用仪表数据和控制系统，对生产过程进行实时监控和优化数据采集1收集过程参数数据数据分析2分析过程数据，发现问题和趋势控制优化3根据分析结果，优化控制策略仪表系统设计仪表系统设计是指根据生产过程的需求，设计和配置仪表系统需求分析确定仪表系统功能和性能要求系统架构设计仪表系统架构，选择仪表和控制系统系统配置配置仪表参数，设定控制策略安全与环保因素仪表系统设计和应用应充分考虑安全和环保因素安全1选择安全可靠的仪表，建立安全控制机制环保2降低能耗，减少排放，保护环境自动化案例分析通过案例分析，了解仪表与控制技术在实际生产过程中的应用生产优化1通过优化控制策略，提高生产效率质量控制2通过精确控制过程参数，保证产品质量安全保障3通过监测过程参数，及时发现问题，防止事故发生课程小结本课程介绍了化学工程仪表与控制的基础知识和应用技术，旨在提升学生的实践能力123理论学习实践操作案例分析掌握仪表与控制的基本概念和原理学习仪表的选型、安装、校准和维护了解仪表与控制技术在实际生产过程中的应用问题讨论课程结束后，我们将进行问题讨论，帮助学生加深对仪表与控制技术的理解知识回顾问题解答回顾课程内容，巩固知识点解答学生提出的问题。