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自動化控制裝置和儀表

發布時間:2025-09-06 15:09:17

Ⅰ 化工自動化儀表化工自動化儀表分類


化工自動化儀表是現代化工生產中不可或缺的重要組成部分,它們的分類方法多種多樣,根據不同的原則可以進行相應的劃分。本文將從幾個主要角度對化工自動化儀表進行分類,旨在幫助讀者更好地理解其多樣性和應用。



按照儀表所使用的能源分類,化工自動化儀表可以分為氣動儀表、電動儀表和液動儀表。其中,氣動儀表利用壓縮氣體作為能源,電動儀表則是以電能作為動力來源,而液動儀表的能源通常為液體,但由於其較為少見,通常不被提及。



在儀表組合形式方面,化工自動化儀表又可以分為基地式儀表、單元組合儀表和綜合控制裝置。基地式儀表通常是一個獨立的儀表,直接連接到現場設備。單元組合儀表則將多個功能部件組合在一起,形成一個功能較為完整的系統。綜合控制裝置則進一步集成了更多功能,實現更高程度的自動化控制。



從儀表安裝形式來看,化工自動化儀表分為現場儀表、盤裝儀表和架裝儀表。現場儀表直接安裝在現場設備附近,便於實時監控。盤裝儀表則安裝在控制櫃或儀表盤上,便於集中管理和遠程操作。架裝儀表通常安裝在標準的儀表架上,便於大型系統的集中布置。



隨著微處理機技術的蓬勃發展,儀表的自動化程度也不斷提高。根據儀表是否引入微處理機(器),可以將儀表分為自動化儀表與非自動化儀表。自動化儀表通常具有更高的精度、穩定性以及智能化程度,能夠實現更復雜的控制邏輯。



根據儀表信號的形式,化工自動化儀表可以分為模擬儀表和數字儀表。模擬儀表通過連續變化的信號來表示信息,適用於許多傳統應用場合。而數字儀表則通過離散的信號進行信息傳輸,具有更高的可靠性和精確性,廣泛應用於現代自動化系統中。



化工自動化儀表的分類涵蓋了能源、組合形式、安裝形式、自動化程度以及信號形式等多個方面,每種分類方法都有其獨特的優勢和適用場景。然而,這些分類方法之間並非完全獨立,它們之間往往存在相互交叉和滲透,使得化工自動化儀表的分類呈現出一種復雜的網路結構。因此,在實際應用中,往往需要結合具體需求和環境條件,靈活選擇和組合不同的分類方法,以實現最優化的系統設計和操作。


(1)自動化控制裝置和儀表擴展閱讀

化工儀表及自動化,最早出現在四十年代,那時的儀表體積大,精度低。六十年後半期,隨著半導體和集成電路的進一步發展,自動化儀表便向著小體積、高性能的方向迅速發展並實現了用計算機作數據處理的各種自動化方案。七十年代以來,儀表和自動化技術又有了迅猛的發展,新技術、新產品層出不窮,多功能組裝式儀表也投入運行,特別是微型計算機的發展在化工自動化技術工具中發揮了巨大作用。

Ⅱ 過程式控制制與自動化儀表有哪些新技術

新技術專題

過程式控制制的發展過程及應用

過程式控制制的發展過程及應用

過程式控制制通常是指石油、化工、電力、冶金、輕工、建材、核能等工業生產中連續的或按一定周期程序進行的生產過程自動控制,它是自動化(Automation)技術的重要組成部分。過程式控制制技術是利用測量儀表、控制儀表、計算機、通信網路等技術工具,自動獲取各種過程變臉的信息,並對影響過程狀況的變數進行自動調節和操作.以達到控制要求等目的的技術.由於被控過程的多樣性.而且控制參數多屬予多變數.非線性、分布參數和時變參數.因此過程式控制制中應用的控制方案的種類和內容十分豐富。

過程式控制制系統組成:被控過程(Process),過程檢測控制儀表(Instrumentation),被控過程是指運行中的多種多樣的工藝生產設備
;過程檢測控制儀表包括:測量變送元件(Measurement),控制器(Controller),執行機構(Control
Element)。過程式控制制系統的發展.隨著工業生產要求的提高和技術的進步經歷了一個相當長的過程.生產過程要求的不斷提高、控制理論及策略演算法的深入研究。控制技術工其及手段的進展三者相互影響、相互促進.推動過程式控制制技術不斷的向前發展。過程式控制制技術的發展歷史主要是圍繞自動化儀表(包括微型計算機)技術和校制理論兩方面展開的,大致經歷了以下幾個階段。
一,儀表化與周部自動化階段

20世紀40年代以後,生產過程基本上處於手工操作狀態,只有少徽的檢側儀表用於生產過程監側,操作人員主要根據觀側到的反映生產過程的關鍵今數,用人工來改變操作條件。憑經臉去控制生產過程。20世紀40年代未.生產過程進人儀表化與局部自動化階段.這一階段的主賈特點是採用的控制儀表為基地式儀表和部分單元組合式儀表(氣動I型和電動I型).而且多效是氣動式儀表.其結構方案大多是單抽人一單拍出的單迴路定值系統。到20世紀60年代自動化儀表發展到以單元組合儀表為主要控側儀表。控制理論基礎是以傾域法和根軌跡法為主的經典控制理論。控制的主要目的是保持工業生產的連續性和毯定性,減少擾動.實現了對生產過程的集中控制.以單迴路PID,比例、積分、徽分控制策略為主.針對不同的對象與要求製造專門的控制器,如物料按比值配里的比值控制器、克服大滯後的史密斯預估器、克眼特定干擾的前抽控制器等。同時.簡單的串級、比值、均勻和選擇性等多種復雜控側系統開始得到應用。控制理論方面,出現了以狀態空間法為基礎,以極小值原理和動態規劃等最優控制理論為本特徵的現代控制理論,傳統的單物人/單輸出系統發展到多物人/多輸出系統。以現代控制理論為主要基礎,以微型計算機和高檔儀表為工具,對較復雜的工業過程進行控制。這階段的建模理論、在線辨識和實時控制已突破前期的形式,繼而涌現了大量的先進控制系統和高級控制策略,如克服對象特性時變和環境干擾等不確定影響的自適應控制,消除因模型失配而產生不良影響的預測控制等。這階段的主要任務是克服干擾和模型變化,滿足復雜的工藝要求,提高控制質量。

二,計算機集中式數字控制階段

20世紀70.80年代.微電子技術的飛速發展,大規模集成電路側造成功且集成度越來越高(80年代切一片矽片可集成十幾萬個晶體管.32位微處理器問世),單片機及其他微19計算機的出現和應用.都促使過程式控制側系統與微必計算機技術深度勝合,大大推動了過程式控制制技術的發展。這期間,多樣化自動化儀表的基本格局已經形成.雖然棋擬式儀表仍然廣泛存在,但已非主流.以微處理器為主要構成單元的韌能儀表、可編程邏輯校制器、集散式控制系統、工業PC機等儀表架構.構成了控制裝盆的主流.同時受馮·諾依曼計算機的體系結構的影響.白動

化儀表出現了組裝儀表。時至今日.這些控制裝置結構基本沒有變化,只是硬體水平和性能逐步提高.控制理論方面,出現了最優控制、非線性分布式參數控制等現代控制理論。由於生產過程的強化、控制對象的復雜和多樣,如高維、大時滯、嚴重非線性、價合及嚴重不確定性等.簡單的控制系統已無力解決這些控制問題.用計算機控制系統替代模擬控制儀表,即模擬技術由數字技術來替代。
我國過程式控制制技術的發展。50年代末期,主要採用機械式和氣動儀表 。60年代廣泛採用Ⅰ型電動單元組合儀表
。70年代中期,Ⅱ型電動單元組合儀表成為過程檢測和控制的主流產品 。80年代初,開始採用Ⅲ型電動單元組合儀表
,相繼引進了分布式控制系統(DCS)、可編程序控制器(PLC)和工業PC機(IPC)。過程自動化系統中的軟體和控制裝置能夠對設備進行調節,使其在最佳速度下運行,從而大大降低能耗。它們還能夠確保質量的一致性,降低次品率,減少浪費。過程自動化系統還能預測何時需要對生產設備進行維護,從而減少了對設備進行常規檢查的次數。常規檢查次數的降低可以減少停止和重新啟動機器所花費的時間和能源。現代控制理論,基於時域內的狀態空間分析法,著重時間系統最優化控制的研究。控制系統的特點為多輸入---多輸出系統,系統可以是線性或非線性,定常或時變的,單變數與多變數,連續與離
散系統。控制思路是基於時域內的狀態方程與輸出方程對系統內的狀態變數進行實施控制,運用極點配
置、狀態反饋、輸出反饋的方法,解決最優化控制、隨機控制、自適應控制問題。 經過20
多年的發展,它已日臻完善,在眾多的控制系統中,顯示出出類拔萃的風范,因此,可以毫不誇張地說,分散控制系統是過程式控制制發展史上的一個里程碑。目前,過程式控制制正朝高級階段走來,不論是從過程式控制制的歷史和現狀看,還是從過程式控制制發展的必要性、可能性來看,過程式控制制是朝綜合化、智能化方向發展,即計算機集成製造系統(CIMS):以智能控制理論為基礎,以計算機及網路為主要手段,對企業的經營、計劃、調度、管理和控制全面綜合,實現從原料進庫到產品出廠的自動化、整個生產系統信息管理的最優化。它表現的最大特徵是仿人腦功能,這一點在某種程度上是回復到初級階段的人工控制,但更多的是在人工控制基礎上的進步與飛躍。在現代化工業生產過程中,過程式控制制技術正在為實現各種最優的技術經濟指標、提高經濟效益和勞動生產率、改善勞動條件、保護生態環境等起著越來越大的作用。

自動控制的發展過程經過了漫長的過程,為人類的科學發展做出了巨大的貢獻,推動了人類的進步。總體來說,「自動控制理論」就是一門研究自動控制系統穩定性的科學,是控制理論與控制工程學科的主要內容。控制理論與控制工程作為一門學科,研究並且提出有關自動控制系統設計和分析的理論與方法,用於指導工程實。我們應該好好學習這門學科,為人類事業做出應有的貢獻。

Ⅲ 火電廠熱工自動化儀表都包含哪些火電廠自動化裝置都有哪些

自動化裝抄置,分四大類:1)DCS系統。2)輔網控制系統。3)單項控制系統(PLC),包括化水、暖通、消防、輸煤、電除塵、除灰、吹灰、膠球等。4)MIS和SIS.
自動化儀表:1)就地測量裝置,如孔板、噴嘴、平衡容器等。2)熱電偶、熱電阻等一次測量元件。3)就地表計:壓力表、溫度表,各種開關、就地液位計等。4)遠傳儀表,變送器(壓力、差壓、流量、液位、質量等)、化學儀表、CEMS等。5)電動、啟動執行機構。6)各種電磁閥等。

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