化工仪表及自动化
实验指导书
化工教研室
绪论
生产与生活的自动化是人类长久以来所梦寐以求得目标，在18世纪自动控制系统在蒸汽机运行中得到成功的应用以后，自动化技术时代开始了。
随着工业技术的更新，特别是半导体技术、微电子技术、计算机技术和网络技术的发展，自动化已经进入了计算机控制装置时代。自动化技术的进步推动了工业生产的飞速发展，在促进产业革命中起着十分重要的作用.特别是在石油、化工、冶金、轻工等部门，由于采用了自动化仪表和集中控制装置,促进了连续生产过程自动化的发展，大大地提高了劳动生产率，获得了巨大的社会效益和经济效益。
为了适应社会发展的需要，同时满足应用型本科院校的教学要求，本实验教材全面系统地介绍了化工过程检测仪表的基本知识，重点介绍工业生产过程中的压力、流量、物位、温度的检测原理及相应的仪表结构选用、实验装置和实验方法、注意事项以及数据处理等。同时除介绍工业生产过程中的自动控制系统方面的应用知识，还分别介绍了构成自动控制系统的被控对象、控制仪表及装置,在简单、复杂控制系统的基础上,介绍了高级控制系统与计算机控制系统。
目录
实验1 实验安全教育、配备实验仪器 0
实验2 常见化工仪表的认知 (1)
实验3 压力表校验 (3)
实验4 流量计的校核 (4)
实验5 热电偶的校验 ............................................................................................................... .。。7
实验1 实验安全教育、配备实验仪器
一、化工仪表及自动化实验室学生守则
化工仪表及自动化实验室守则是学生正常进行实验的保证,学生进入实验室必须遵守以下规则：
（1）进入实验室，须遵守实验室纪律和制度，听从老师指导。
（2）未穿实验服，未写实验预习报告者不得进入实验室进行实验。
（3）进入实验室后要熟悉周围环境，熟悉防火及急救设备器材的使用方法和存放位置，遵守安全规则。
（4）实验前，清点、检查仪器，明确仪器规范操作方法及注意事项（老师会给予演示），否则不得动手操作。
（5）实验中，保持安静，认真操作,仔细观察，积极思维，如实记录，不得擅自离开岗位.
（6）实验室公用物品（包括器材、药品等）用完后，应归放回原指定位置。
（7）爱护公物,注意卫生,保持整洁，节约用水、电、气及器材。
（8）实验完毕后，要求整理，清洁实验台面，检查水、电、气源，打扫实验室卫生. （9）实验记录经教师签字认可后，方可离开实验室.
二、实验课学习方法
（1）预习并写预习报告
认真阅读实验教材及相关参考资料，明确实验目的、理解实验原理、掌握实验方法、熟悉实验内容并简明扼要的写出预习报告。认真听讲。
（2）操作
认真、独立操作，仔细观察现象,做好记录。应按拟定的实验操作计划与方案进行。
做到轻（动作轻、讲话轻）,细（细心观察、细致操作），准（参数调节准、结果及其记录准确）,洁(使用的仪器清洁，实验桌面清洁，实验结束把实验室打扫清洁）。（3）交正式实验报告
做完实验后，应解释实验现象，并作出结论，或根据实验数据进行计算和处理，主要包括：a、目的，b、原理，c、操作步骤及实验性质、现象，d、数据处理，e、经验与教训，f、思考题回答。
三、配备实验仪器
（1）熟悉化工仪表及自动化实验规则和要求
（2）领取实验常用仪器。
四、值日生守则
（1）清扫实验室卫生，包括地面、水槽、实验台面、公共实验仪器等。
（2）将所有仪器放回原处,方便下一班级同学使用。
(3）关闭所有水龙头、电源、窗户等。
实验2 常见化工仪表的认知
一、领取实验常用仪表器材,熟悉其名称、规则，理解使用注意事项。
二、压力表的认知
压力是指由气体或液体均匀垂直地作用于单位面积上的力。在工业生产中，压力是重要的操作参数之一。压力常用P表示,根据国际单位制压力用帕（Pa)来表示,工程上经常用兆帕(MPa）表示。测量压力或真空度的仪表种类很多，按照转换原理不同大致可分为四类：
1.液柱式压力计
它根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量的。按结构形式不同有U型压差计、单管压力计和斜管压力计等。
2.弹性式压力计
它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。比如弹簧管压力计、波纹管压力计和膜式压力计等。
3.电气式压力计
它通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（电压、电流、频率等）来进行测量的仪表.如各种压力传感器和压力变送器。
4.活塞式压力计
它根据水压机液体传送压力的原理将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的.
三、标准流量计的认知
一般所讲的流量大小是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小，及瞬时流量.而某一段时间内流过管道的流体流量的总和称为总量.流量和总量可以用质量表示也可以用体积表示，质量流量用M表示，体积流量用Q表示。常用的流量单位有吨每小时（t/h）、千克每小时（kg/h）、千克每秒（kg/s）、立方米每小时（m3/h）、升每小时（L/h）、升每分
（L/min）等。测量流体流量的仪表叫做流量计，流量计的测量原理和仪表结构形式各不相同，主要有下列分类方法:
1.速度式流量计
它以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量。比如差压式流量计、转子流量计、电磁流量计、涡轮流量计、堰式流量计等。
2.容积式流量计
它以单位时间内所排出流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量。比如椭圆齿轮流量计、活塞式流量计等。
3.质量流量计
它以测量流体流过的质量M为依据来计算流量。质量流量计分直接式和间接式两种。
四、热电偶、热电阻的认知
温度是表征物体冷热程度的物理量,是各种工业生产和科学实验中最普遍重要的操作参数.温度用T来表示，常用的温度单位有摄氏度(℃),而温度的国际单位为开尔文（K)。温度不能直接测量,只能借助于冷热不同物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性来加以间接测量。按照测量的原理不同来分,可分为膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计五类。下面主要来学习一下热电偶温度计和热电阻温度计：
1.热电偶温度计
热电偶温度计是以热点效应为基础的测温仪表。它由三部分组成:热电偶(感温元件）、测量仪表（毫伏计或电位差计）、连接热电偶和测量仪表的导线（补偿导线及铜导线)。热电偶温度计是把温度的变化通过测温元件—热电偶转化为热电势的变化来测量温度的.工业上常用的热电偶为以下几类：a）铂铑30—铂铑6热电偶（分度号为B），测温范围为300~1600℃；b) 铂铑10—铂热电偶（分度号为S）,测温范围为-20～1300℃；c）镍铬-铬硅（铬铝）热电偶（分度号为K）,测温范围为-50～1000℃.
2.热电阻温度计
热电阻温度计是由热电阻（感温元件)、显示仪表（不平衡电桥或平衡电桥)以及连接连接导线组成.热电阻温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度的测量。由于温度的变化导致金属导体电阻的变化，因此，只需设法测出电阻值的变化就可以达到温度测量的目的.热电阻适用于测量-200～500℃的液体、气体、蒸汽及固体表面的温度.常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻.
五、动圈仪的认知
动圈仪是一种全量程指示的控制仪表,与一次测量元件配合使用,能将温度、压力、流量、液位、电压、电流等各种工业参数进行指示.它由细导线绕成的可动线圈靠金属张丝或轴尖支承在永久磁铁极靴的间隙中，当电流通过可动线圈时感生磁场与永久磁场相互作用产生力矩,驱动线圈偏转，使张丝或游丝变形而产生反力矩，当二力矩平衡时指针稳定在某一位置.指针转角的大小与流过线圈的电流成正比，指针在标尺上指示出被测值.
六、DCS实训装置的认知
实验3 压力表校验
一、实验目的
1、熟悉活塞式压力计的基本结构、工作原理及使用方法。
2、熟悉弹簧管压力表的基本结构、工作原理、以及用标准压力表对工业压力表进行校
验、调整的方法。
二、实验内容
用标准弹簧管压力表校验并调整工业用弹簧压力表。
2.1实验设备
1、标准压力表一块。
2、工业用压力表一块。
2。2 实验步骤和方法
1、实验设备图：
1、手柄；
2、油缸；
3、储油杯；
4、标准杯；
5、被校表；
6、7、8、阀门；9、活塞筒；10、活塞杆；11、砝码
2、准备工作：
(1)、把标准压力表及被校压力表在活塞压力计上安装好，检查活塞压力计在水平位置.
(2）、排净管道中的气体。
a、关闭阀门6、7、8，打开储油杯阀。
b、转动手柄1后退油缸中小活塞吸油、再推进活塞将气体赶走，如此反复几次，直
至储油杯口无气泡为止。
c、最后将活塞退回、将油吸入油缸内，然后关闭储油杯阀。
3、工业用压力表的调整与校验
（1）、初检压力表
a、打开阀门6、7。
b、挪动手柄给以零点压力与最大量程压力，对应标准压力表的读数，看被校表的零点是否正确、量程是否合适。
（2）、观察压力表的内部结构（弹簧管）
（3）、校验压力表
按量程分五等分进行校验，接上行、下行读出标准表与被校表的示值,根据效验结果判断仪表精确等级。
三、校验记录、计算
1、列表
将记录数据、计算结果列表（参照下表）
2、结论:按被校表的给定精度等级：合格或不合格。
实验4 流量计的校核
一、实验目的
1、熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。
2、掌握流量计的标定方法之一——容量法。
3、测定孔板流量计的孔流系数与雷诺准数的关系。
二、基本原理
对非标准化的各种流量仪表在出厂前都必须进行流量标定,建立流量刻度标尺（如转子流量计）、给出孔流系数（如涡轮流量计)、给出校正曲线（如孔板流量计）。使用者在使用时，如工作介质、温度、压强等操作条件与原来标定时的条件不同，就需要根据现场情况，对流量计进行标定。
孔板、文丘里流量计的收缩口面积都是固定的，而流体通过收缩口的压力降则随流量大小而变，据此来测量流量，因此，称其为变压头流量计。而另一类流量计中，当流体通过时,压力降不变，但收缩口面积却随流量而改变，故称这类流量计为变截面流量计，此类的典型代表是转子流量计。
1、孔板流量计的校核
孔板流量计是应用最广泛的节流式流量计之一，本实验采用自制的孔板流量计测定液体流量,用容量法进行标定，同时测定孔流系数与雷诺准数的关系。
孔板流量计是根据流体的动能和势能相互转化原理而设计的，流体通过锐孔时流速增加,造成孔板前后产生压强差,可以通过引压管在压差计或差压变送器上显示。其
基本构造如图4—1所示。
若管路直径为d1，孔板锐孔直径为d0,流体流经孔板前后所形成的缩脉直径为d2，流体的密度为ρ，则根据柏努利方程，在界面1、2处有：
图4—1 孔板流量计
（4—1）
或（4—2）
由于缩脉处位置随流速而变化，截面积又难以指导，而孔板孔径的面积是已知的，因此，用孔板孔径处流速来替代上式中的，又考虑这种替代带来的误差以及实际流体局部阻力造成的能量损失，故需用系数C加以校正。式(4—2）改写为
（4-3）
对于不可压缩流体，根据连续性方程可知，代入式（4-3）并整理可得
（4—4）
令(4—5）
则式(4-4）简化为（4-6）
根据和即可计算出流体的体积流量：
（4-7）
或（4-8）
式中：－流体的体积流量，m3/s；
－U形压差计的读数，m；
－压差计中指示液密度,kg/m3；
－孔流系数，无因次；
由孔板锐口的形状、测压口位置、孔径与管径之比和雷诺数Re所决定，具体数值由实验测定。当孔径与管径之比为一定值时，Re超过某个数值后，接近于常数。一般工业上定型的流量计，就是规定在为定值的流动条件下使用。值范围一般为0.6—0。7。
孔板流量计安装时应在其上、下游各有一段直管段作为稳定段，上游长度至少应为10d1，下游为5d2。孔板流量计构造简单,制造和安装都很方便，其主要缺点是机械能损失大.由于机械能损失，使下游速度复原后，压力不能恢复到孔板前的值，称之为永久损失。d0/d1的值越小，永久损失越大。
三、实验装置与流程
实验装置如图4-2所示.主要部分由循环水泵、流量计、U型压差计、温度计和水槽等组成，实验主管路为1寸不锈钢管（内径25mm）.
图4-2 流量计校合实验示意图
四、实验步骤与注意事项
1. 熟悉实验装置，了解各阀门的位置及作用。
2. 对装置中有关管道、导压管、压差计进行排气，使倒U形压差计处于工作状态。
3. 对应每一个阀门开度，用容积法测量流量，同时记下压差计的读数，按由小到大的顺序在小流量时测量8－9个点,大流量时测量5－6个点。为保证标定精度，最好再从大流量到小流量重复一次,然后取其平均值。
4。测量流量时应保证每次测量中，计量桶液位差不小于100mm或测量时间不少于40s.
5. 主要计算过程如下：
(1）根据体积法（秒表配合计量筒)算得流量V（m3/h);
（2）根据;
（3）读取流量V（由闸阀开度调节）对应下的压差计高度差R，根据和，求得C0值.
（4）根据,求得雷诺数,其中d取对应的d0值。
（5)在坐标纸上分别绘出孔板流量计和文丘里流量计的－Re图。
五、实验报告
1。将所有原始数据及计算结果列成表格,并附上计算示例。
2。在单对数坐标纸上分别绘出孔板流量计和文丘里流量计的－Re图。
3。讨论实验结果。
六、思考题
1. 孔流系数与哪些因素有关?
2. 孔板、文丘里流量计安装时各应注意什么问题？
3。如何检查系统排气是否完全？
4. 从实验中，可以直接得到ΔR－V的校正曲线，经整理后也可以得到－Re的曲线，这两种表示方法各有什么优点？
实验5 热电偶的校验
一、实验目的
1、掌握精密型电子电位差计正确使用方法。
2、掌握热电偶的检验方法。
3、掌握确定仪表精密度的方法。
二、实验内容
1、识别热电偶的种类及电极方向。
2、进行热电偶校验。
三、实验设备与仪器
1、温度控制系统1套
2、精密电位差计1套
3、铂铑—铂热电偶及补偿导线1套
4、镍铬-镍硅热电偶及补偿导线1套
四、实验原理
实验装置连接如图5-1所示。
图5-1 热电偶校验装置连接图
五、注意事项
1、温度控制系统产生各点温度需一定时间，温度恒定后才可进行实验。
2、标准电池有一定安装位置，不可随意倒置，否则电池会毁坏.
3、完成试验后要断开电源，避免电池耗尽。
六、实验说明及操作步骤
1、由实验指导人员讲解实验的基本要求、操作和注意事项。
2、实验步骤
（1）、熟悉装置,了解装置及压力表结构及各部分作用。
（2）、用经验方法识别热电偶：根据热电偶材料的颜色、粗细、硬度等物理特征,识别热电偶的种类及热电偶的正负电极.
(3）、按连线图正确接线。
（4)、根据需要,通过温度控制系统的控制器设定温度。
(5）、精密电位差计调整。
（6）、温度控制系统温度稳定后检测热电偶电势，根据被校热电偶的检测范围分3~4点。
（7）、数据记录及处理:记录各校验点对应数据,数据记录表参见检测技术Ⅱ实验报告本，按报告要求进行计算.
七、实验报告
1、用专门的实验报告纸进行。
2、要求有实验题目、目录、实验目的、实验设备及连接图、自己做实验的步骤，实验数据记录.
3、计算各误差、确定仪器的精度等级，并判断检验的仪器是否合格，要有结论，完成思考题，最后写出本次实验的体会。
八、思考题
1、热电偶接线为何使用补偿导线？
2、精密直流电位差计中“粗”、“细”和“短”三个按键的作用是什么？
3、检流计有什么作用？
第二章过程参数的检测与仪表 教学要求：掌握检测仪表的基本性能指标（精度等级、变差、灵敏度等） 掌握压力的检测方法（液柱测压法、弹性变形法、电测压法） 学会正确选用压力计 掌握应用静压原理测量液位和差压变送器测量液位时的零点迁移 差压式流量计测量原理，常用节流元件，转子流量计结构、测量原理 掌握容积式流量计（腰轮流量计）结构、工作原理、使用场合 掌握应用热电效应测温原理 掌握补偿导线的选用 掌握冷端温度补偿的四种方法；了解热电偶结构，分类 重点：弹性变形法、电测压法 压力计选用 应用差压变送器测量液位的零点迁移问题 补偿导线的选用和冷端温度补偿 难点：确定精度等级，压电式测量原理 应用差压变送器测量液位的零点迁移问题 第三导体定理 电桥补偿法 §2.1 概述 一、检测过程及误差 1．检测过程 检测过程的实质在于被测参数都要经过能量形式的一次或多次转换，最后得到便于测量的信号形式，然后与相应的测量单位进行比较，由指针位移或数字形式显示出来。 检测误差 误差-------测量值和真实值之间的差值 误差产生的原因：选用的仪表精确度有限，实验手段不够完善、环境中存在各种干扰 因素，以及检测技术水平的限制等原因， 根据误差的性质及产生的原因，误差分为三类。 （1）系统误差 ------------在同一测量条件下，对同一被测参数进行多次重复测量时，误差的大小和符号保持不变或按一定规律变化 特点：有一定规律的，一般可通过实验或分析的方法找出其规律和影响因素，引入相应的校正补偿措施，便可以消除或大大减小。 误差产生的原因：系统误差主要是由于检测仪表本身的不完善、检测中使用仪表 的方法不正确以及测量者固有的不良习惯等引起的。 （2）疏忽误差 ------------明显地歪曲测量结果的误差，又称粗差， 特点：无任何规律可循。 误差产生的原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心（如读错、算错数据等）、
课前准备：多媒体课件制作、演示实验设备调试、以4人/小组进行分组。 一、作业点评（15分钟） 1、展示作业成果 上次课我们曾布置了作业——根据生活中的实际控制问题，构建一个合理的自动控制系统。哪个小组愿意向大家展示一下你们的学习成果？ 2、教师点评 教师根据学生的作业完成情况，作恰当地点评，以引导学生的学习兴趣，逐渐培养学生分析问题、解决问题的能力。 二、控制系统集成（30分钟） 通过以上分析，我们已经知道了单回路控制原理及系统组成的四大部分——被控对象、测量与变送、调节器和执行器。自然很想组成一个真实的控制系统、并通过实际运行以验证结果。但要组成一个真实的控制系统、并正常运行，得解决好：1）仪表之间的信号联络；2）仪表的合理参数设置；3）系统调试等问题。下面逐一介绍，并通过实践掌握基本的操作技能。 1、建立信号制的原因 这是因为实际控制系统中所使用的仪表安装在不同场所，各仪表之间用统一的联络信号，才能方便地把各个仪表组合起来，而且，还可以通过各种转换器，将不同系列的仪表连接起来，混合使用。这就是仪表的信号制概念。 2、电模拟信号制标准 信号制有多种，有模拟信号、数字信号和频率信号。由于本书只讨论模拟量控制，因此就模拟信号制作介绍。目前国际电工委员会将电流信号4～20mA，DC和电压信号1～5V，DC，确定为过程控制系统电模拟信号的统一标准。（注：我国旧标准为0～10mA（DC）和电压信号0～1V，DC，工业上二种形式都存在）。信号下限从某一确定值开始，即有一个活零点，电气零点与机械零点分开，便于检验信号传输线有否断线及仪表是否断电，并为现场变送器实现两线制提供了可能性。 由于有电流信号和电压信号两种联络方式，因此，其联接方法和适用场合各不相同。
化工仪表及自动化 实验指导书 化工教研室 绪论 生产与生活的自动化是人类长久以来所梦寐以求得目标，在18世纪自动控制系统在蒸汽机运行中得到成功的应用以后，自动化技术时代开始了。 随着工业技术的更新，特别是半导体技术、微电子技术、计算机技术和网络技术的发展，自动化已经进入了计算机控制装置时代。自动化技术的进步推动了工业生产的飞速发展，在促进产业革命中起着十分重要的作用.特别是在石油、化工、冶金、轻工等部门，由于采用了自动化仪表和集中控制装置,促进了连续生产过程自动化的发展，大大地提高了劳动生产率，获得了巨大的社会效益和经济效益。 为了适应社会发展的需要，同时满足应用型本科院校的教学要求，本实验教材全面系统地介绍了化工过程检测仪表的基本知识，重点介绍工业生产过程中的压力、流量、物位、温度的检测原理及相应的仪表结构选用、实验装置和实验方法、注意事项以及数据处理等。同时除介绍工业生产过程中的自动控制系统方面的应用知识，还分别介绍了构成自动控制系统的被控对象、控制仪表及装置,在简单、复杂控制系统的基础上,介绍了高级控制系统与计算机控制系统。 目录 实验1 实验安全教育、配备实验仪器 0 实验2 常见化工仪表的认知 (1) 实验3 压力表校验 (3) 实验4 流量计的校核 (4) 实验5 热电偶的校验 ............................................................................................................... .。。7
实验1 实验安全教育、配备实验仪器 一、化工仪表及自动化实验室学生守则 化工仪表及自动化实验室守则是学生正常进行实验的保证,学生进入实验室必须遵守以下规则： （1）进入实验室，须遵守实验室纪律和制度，听从老师指导。 （2）未穿实验服，未写实验预习报告者不得进入实验室进行实验。 （3）进入实验室后要熟悉周围环境，熟悉防火及急救设备器材的使用方法和存放位置，遵守安全规则。 （4）实验前，清点、检查仪器，明确仪器规范操作方法及注意事项（老师会给予演示），否则不得动手操作。 （5）实验中，保持安静，认真操作,仔细观察，积极思维，如实记录，不得擅自离开岗位. （6）实验室公用物品（包括器材、药品等）用完后，应归放回原指定位置。 （7）爱护公物,注意卫生,保持整洁，节约用水、电、气及器材。 （8）实验完毕后，要求整理，清洁实验台面，检查水、电、气源，打扫实验室卫生. （9）实验记录经教师签字认可后，方可离开实验室. 二、实验课学习方法 （1）预习并写预习报告 认真阅读实验教材及相关参考资料，明确实验目的、理解实验原理、掌握实验方法、熟悉实验内容并简明扼要的写出预习报告。认真听讲。 （2）操作 认真、独立操作，仔细观察现象,做好记录。应按拟定的实验操作计划与方案进行。 做到轻（动作轻、讲话轻）,细（细心观察、细致操作），准（参数调节准、结果及其记录准确）,洁(使用的仪器清洁，实验桌面清洁，实验结束把实验室打扫清洁）。（3）交正式实验报告 做完实验后，应解释实验现象，并作出结论，或根据实验数据进行计算和处理，主要包括：a、目的，b、原理，c、操作步骤及实验性质、现象，d、数据处理，e、经验与教训，f、思考题回答。 三、配备实验仪器
《过程控制与自动化仪表》 课程标准 招生对象：教学时数： 学历层次：课程代码： 修业年限：学分数： 适用专业：制订人： 一、课程概述 1.课程定位 “过程控制与自动化仪表”是电气自动化技术专业的核心课程，是针对电气自动化设备装配调试岗位的典型工作任务而设置的课程。通过本课程学习，使学生掌握过程控制基本知识和常用变送器、控制器、执行器的基本应用，熟悉常用生产过程自动化设备和典型过程控制系统，具有过程控制系统的集成、组装、调试、运行、维护、管理等职业能力。 本课程的前导课程有“电子技术”、“电机与电气控制”、“PLC控制技术”等，后续主要是“岗位综合实训”、“顶岗实习”等实践教学环节。 2.设计思路 (1)内容设计 根据电气设备装配调试员岗位中的仪表校准与参数调整、过程控制系统装配与调试等典型工作任务，选择来源于企业且涵盖温度、流量、压力、物位等参量控制的典型过程控制系统，结合行业标准，选取液位定值控制系统、温度定值控制系统等真实产品作为课程教学项目。遵循学生认知规律，按照由浅入深、由简单到复杂的原则，进行项目序化，将自动控制系统的建模、自动控制系统的分析及校正无缝融合到项目教学过程中。按控制系统建模、分析及校正、变送器类型与选择、执行器设计与选型、控制器方案设计与调试等系统调试与运行维护的工作过程，组织精选教学内容。 (2)教学设计 项目教学以教师为主导、学生为主体，采用“理论+实践”的方法组织实施。教学过程采用多媒体教学法、实践操作法等教学方法相结合，在课堂教学、仿真教学与实验操作教学等多种教学手段的配合下，经过理论考核、综合平时表现及实验考核对学生进行综合评价，以实现本课程教学。
自动化仪表控制系统管理制度 第一章总则 第一条为加强公司自动化仪表设备及控制系统 的管理工作，控制和优化工艺条件，保障仪表设备安全经济运行，依据国家有关法规及相关管理规定，制定本制度。 第二条本制度适用于公司自动化仪表控制系统的管理。 第三条控制系统主要包括集散控制系统（DCS）、紧急停车系统（ESD）、可编程控制器（PLC）、安全逻辑控制系统（SIS）、ITCC、CCC 等九项系统。 第四条控制系统的日常维护。 （一）系统点检制度 1、仪表设备管理部门应加强对系统的日常维护检查，根据系统的配置情况，制定系统点检标准，并设计相应的点检表格。 2、系统点检应包括以下主要内容： A、主机设备的运行状态。 B、外围设备（包括打印机等）的投用情况和完好状况。 C、各机柜的风扇（包括内部风扇）运转状况。 D、机房、操作室的温度、湿度。 3、点检记录要字迹清楚、书写工整，并定期回收，妥善保管。 （二）系统周检制度 1、仪表设备管理部门(仪表保运单位)应根据设备保养手册的规定，制定周检项目、内容和合理的周期，并做好DCS（PLC）系统周检记录。 2、系统周检应包括如下主要内容： A、确认冗余系统的功能和切换动作是否准确可靠。 B、清洗过滤网。
C、清洗CRT。 D、检查风扇及风扇的保护网。 E、定期清洗打印机。 F、清洗机房内设备的表面灰尘。 G、系统中的电池按期更换。 H、定期对运动机件加润滑油。 I、检查供电及接地系统，确保符合要求。 3、系统周检发现的问题，应及时填写缺陷记录，并立刻组织人员处理解决。 （三）系统硬件管理 1、仪表设备管理部门(仪表保运队伍)应有专人负责保养，按规定进行点检、周检和维护。 2、建立系统硬件设备档案，内容应名细到主要插件板，并作好历次设备、卡件变更记录。 3、系统硬件的各种资料要妥善保管，原版资料要归档保存。 4、在线运行设备检修时，要严格执行有关手续，按照规定，做好防范措施。 （四）系统软件管理 1、系统软件和应用软件必须有双备份，并妥善保管在金属柜内；控制系统的密码或键锁开关的钥匙要由专人保管，并严格执行规定范围内的操作内容。软件备份要注明软件名称、修改日期、修改人，并将有关修改设计资料存档。 2、系统软件无特殊情况严禁修改；确需修改时，要严格按照申请、论证手续，主管经理批准后实施。 3、应用软件在正常生产期间不宜修改。按工艺要求确需重新组态时，要有明确的修改方案，并由生产管理部门、工艺车间和仪表负
蒸发操作实训装置 安全事项 使用之前，请仔细阅读本手册，以便正确使用。 危险 若不采取适当的预防措施，将造成严重的人身伤害、伤亡或重大的损失。 为了防止触电或者产生错误动作和故障，在确认安装完成之前，请不要接通电源。 接通电源后，请不要触摸端子，否则会有触电危险。 装置在接通电源的状态中，不要把水溅到控制柜的仪表以及端子排上，否则会有漏电、触电或火灾的危险。 切断电源并挂上禁止通电警示牌后，才可以进行设备单元的拆卸或检修，否则会有触电危险。 注意 化工类实验应在良好的通风环境下进行。 实验物料请勿直接排入生活地沟。 使用装置前,首先检查本装置的外部供电系统，本装置供电电压为380VAC,频率50Hz。 请勿将运转设备长时间闭阀运行。 外部供电意外停电时请切断装置总电源，以防重新通电时运转设备突然启动
而产生危险。 如遇到意外情况，请立即切断电源。 每次停车后请及时切断总电源，并将装置内的物料排放干净。 注意定期对运转设备进行保养，尤其是长时间未使用的情况下，以保证装置的正常使用。
第1章装置说明 1.1工业背景 使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质组成提高的单元操作称为蒸发。在化工、轻工、制药、食品等许多工业行业的生产过程中，常常需要使用蒸发操作过程，将溶有固体溶质的稀溶液浓缩，以达到符合工艺要求的浓度，或析出固体产品，或回收汽化出来的溶剂。例如，由电解法制得的烧碱（NaOH）溶液中，只含有大约10%左右的NaOH，要达到工艺要求的约42%的浓度必须用蒸发操作除去部分水分，或将浓缩液结合其他操作进一步加工处理以获得固碱；食糖、果汁、奶粉、抗生素等的生产也需要利用蒸发操作使溶液得到浓缩；利用蒸发操作可使海水淡化（制取淡水）等。 本装置是以“NaOH-水溶液”为体系，选用升膜式蒸发器、以导热油代替水蒸气作为热源，结合高校实训教学大纲要求设计而成的。 1.2实训功能 1.2.1膜蒸发岗位技能：加热温度测控操作；进料浓度及进料量测控操作； 1.2.2质量控制岗位技能：蒸发浓缩液取样及成分分析操作；浓缩液浓度控制； 1.2.3现场工控岗位技能：进料泵的变频调节及手阀调节；加热器温度测控；蒸 汽输送压力测控；各换热器总传热系数测定； 1.2.4化工仪表岗位技能：变频器、差压变送器、热电阻、无纸记录仪、声光报 警器、调压模块及各类就地弹簧指针表等的使用；单回路、串级控制等控制方案的实施； 1.2.5就地及远程控制岗位技能：现场控制台仪表与微机通讯，实时数据采集及 过程监控；总控室控制台DCS与现场控制台通讯，各操作工段切换、远程监控、流程组态的上传下载等。
整套化工工程设计包括化:工工艺设计；总图运输设计；土建设计公用工程（供电、供热、供排水、采暖通风）设计；自动控制设计机修、电修等辅助车间设计；外管设计工程概算与预算。 化工工程设计的程序：编写项目建议书；编制可行性研究；编写计划任务书；设计阶段施工、试车、竣工验收；项目后评价。基本建设阶段分为三个时期：投资决策前期；投资期；生产期。 可行性研究的基本任务：是对拟建项目的必要性和可行性分析预测的的一种科学方法，是根据国民经济长期发展规划、地区发展规划和行业发展规划的要求，对拟建项目在技术、工程和经济上是否合理进行的全面分析、系统论证、多方案比较和综合评价，是建设项目立项核准的依据，是编制和审批计划任务书、环境影响报告书、安全预评价报告书、能评的依据。 设计任务书的作用及任务：设计任务书是在设计前发给设计人员的指令性文件，它是设计工作的根本依据；它的任务是给设计工作提出有关设计的原则、要求和指示。 化工厂设计一般分为三种:通用的工程设计、因地制宜的工程设计和工程设计.。设计阶段的划分一般按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设计水平的高低可以分为三个阶段、二个阶段和一次性完成等三种情况。三个阶段分别为初步设计、技术设计（或扩大初步设计）和施工图设计。设计阶段划分原则：大型企业，技术比较复杂或生产技术比较新的工厂，一般可以三个阶段进行设计，即初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段；技术上比较成熟的中小企业，为了简化设计，可分为两个阶段设计（即技术设计和施工图设计两个阶段或扩大初步设计和施工图设计两个阶段）；技术上简单、生产规模小的工厂或个别车间，且设计比较成熟的设计，可以直接采用一个阶段设计，即施工图设计。化工厂工程设计指导思想的“五化”原则：工厂布置一体化；建（构）筑物轻型化；生产装置露天化；公用工程社会化；引进技术国产化。化工工艺设计项目(内容)：生产方法的选择；物料计算；能量计算；生产工艺流程设计；设备设计与选择；车间布置设计；化工管道设计；提出非工艺设计条件；设计说明书的编写；概算的编制。化工基本建设的三算：在初步设计阶段编制的概算、施工图设计阶段编制的预算、工程竣工后由建设单位进行的决算合称为基本建设的“三算”。工艺设计的准备工作：搜集并掌握相关设计资料；现有技术及建厂地的现场调研；组织各专业技术团队；设计进度计划（可行）。 各种生产方法的技术经济比较：产品成本；原料和主要材料的用量及供应的可能性；水电汽的用量及供应；副产品的利用，废水废物的处理；生产技术是否先进，装备简单或者复杂；生产自动化、机械化程度；基本建设投资；建筑占地面积和展开面积；主要基建材料用量及供应的可能性；设备制作的复杂程度及供应的可能性。设计资料的来源：科学研究单位拥有的资料；设计单位拥有的资料；生产企业单位拥有的资料；基本建设部门拥有的资料；国外的技术援助和其他有关资料；为设计而进行的试验研究结果；现场调查资料；供销单位的产品目录、样本、销售价格等资料；其他有关部门的资料；书籍文献。搜集资料的原则：要去粗取精。按照设计要求，选出能反映事物本质的资料，舍弃不能说明问题的资料；要去伪存真。要把资料加以核实，切勿鱼目混珠。如果有两种矛盾资料存在时，切忌主观臆测加以肯定，要用科学分析的方法来分清真伪；要掌握新资料。科学技术是在不断前进的，往往新的资料要比旧的资料在技术上要先进，在经济上比较合理。但是在某些场合也要根据具体情况确定，不可机械搬用。工艺流程设计的任务:(1)确定以下各项内容确定采用多少生产过程（或工序）来构成由原料到产品的全过程，以及每个生产过程之间如何连接；;确定每个生产过程的具体任务，即物料通过该生产过程发生什么物理变化、化学变化和能量变化；确定由什么设备来完成每一个生产过程以及各设备的操作条件；确定控制方案、选用合适的控制仪表；确定三废治理和综合利用方案；确定安全生产措施，例如设置安全阀、阻火器、事故储槽、危险状态下发出信号或自动开启防空阀、或自动停车连锁等。(2)在工艺流程设计的不同阶段，绘制不同的工艺流程图。工艺流程设计的三个阶段：按照设计程序分为：1. 流程框图、方块物料流程图、流程示意图和流程简图2.物料流程图和带控制点的工艺流程图3.管道及仪表流程图（也称施工图设计阶段带控制点的工艺流程图）分别对应可行性研究阶段（预可行性研究阶段）、初步设计阶段（扩大初步设计阶段）和施工图设计阶段。工艺流程示意图设计：（1）原则：在工艺流程示意图设计时，力求在主要路线上做到技术上先进，经济上合理。在可能的条件下，采用新工艺新技术。（2）图例只要求标出管线图例（3）无须标出阀门、仪表等。工艺流程示意图的画法：采用由左至右展开式。先工艺流程，次图例，最后设备一览表。在绘图技术上，不要求精工细作，要少花时间。但是在考虑技术路线问题上，则不能马虎，要多花时间，多加研究。工艺流程简（草）图构成：（1）工艺流程；（2）图例；（3）设备一览表；（4）标题栏；（5）图框。设计流程时需要考虑的技术问题：必须具备工业化生产的概念；根据生产方法，确定主要化工过程及设备（包括化学反应过程）；设备的相对高低位置对连续操作程度、动力消耗、厂房展开面积、劳动生产率等都有直接和间接关系；在设计流程时，同时应该了解设备中的压力差，从压力高的设备向压力低的设备中的自然流动也可以是自下而上流；同一化工过程可以用不同的方法和设备来完成。 物料衡算的目的：原材料消耗定额，判断是否达到设计要求；各设备的输入及输出的物流量，摩尔分率组成及其他组成，并列表，在此基础上进行设备的选型及设计，并确定三废排放位置、数量及组成，有利于进一步提出三废治理的方法；作为热量计算的依据；根据计算结果绘出物流图，可进行管路设计及材质、仪表及自控设计的选取等。物料衡算的依据：1）设计任务书中确定的技术方案、产品生产能力、年工作时间及操作方法2）建设单位或研究单位所提供的要求、设计参数及实验室试验或中试等数据，主要有：a）化工单元过程的主要化学反应方程式、反应物配比、转化率、选择性、总收率、催化剂状态及加入配比量、催化剂是否回收使用、安全性能（爆炸上下限）等。 b)原料及产品的分离方式，各步的回收率，采用物料分离剂时，加入分离剂的配比。c)特殊化学品的物性，如沸点、熔点、饱和蒸汽压、闪点等。3）工艺流程简图(或示意图或框图)。 物料衡算基准：时间基准；质量基准；体积基准；干湿基准。热量衡算基本原理：能量衡算的基本方程式；热量计算中各种热量的说明。 热量衡算依据：能量衡算是以热力学第一定律为依据，能量是热能、电能、化学能、动能、辐射能的总称。化工生产中最常用的能量形式为热能，故化工设计中经常把能量设计称为热量计算。 热量衡算目的：通过热量衡算可确定传热设备的热负荷，以此为依据设计传热型设备的形式、尺寸、传热面积等，并为反应器、结晶器、塔式设备、输送设备、压缩系统、分离及各种控制仪表等提供参数，以确定单位产品的能耗指标；同时也为非工艺专业（热工、电、给水、冷暖）设计提供设计条件作准备。 工艺设备的设计与选择的目的：确定车间内所有工艺设备的台数，型式和主要尺寸；为完成车间布置设计，并为下一步施工图设计、其他非工艺设计项目提供足够的相关条件。 标准设备或定型设备:成批成系列生产的设备，可以从产品目录或样本手册中查阅其规格及牌号，并可以从设备生产厂家买到。 非标准设备或非定型设备：是化工过程中需要专门设计的特殊设备，是根据工艺要求，通过工艺计算及机械计算而设计，然后提供给有关工厂制造的设备。 选择设备的基本要求：选择设备的基本原则：技术先进、操作安全、经济合理；技术经济指标要求；设备结构的要求。设备技术经济指标：单位生产能力；消耗系数；设备价格；管理费用；产品总成本。定型设备的选择方法及原则：根据设计项目规定的生产能力和生产周期考虑设备台数，设备选型依据有关手册和生产厂家的产品目录；注意设备备件的供应情况，对供应紧张的备件，最好在订货时也订购备件；按其生产能力，一般偏高一个等级选用，也可以按工厂的近期发展要求选配。泵的选择依据：生产工艺对液体输送量的要求；装置扬程的高度要求；液体的性质；操作条件；地理位置(装置系统的管路布置条件)等。换热器设计的基本原则：基本要求；介质流程；终端温差；流速；压力降；传热系数；污垢系数；标准化原则。 塔设备设计选择的基本原则：技术上可靠，能满足工艺要求，产品合乎规格，生产能力大；效率高、适应性好。在气液量变化时，仍能稳定地进行操作，并维持高的效率；构造简单，易于制造和安装，价廉，机械性能可靠；操作管理方便，易于清理和检修；塔压降要小。车间布置设计的内容(两部分)：车间厂房布置设计和车间设备布置设计。车间厂房布置设计是对整个车间各工段、各设施在车间场地范围内，按照它们在生产中和生活中所起的作用进行合理的平面和立面布置。设备布置设计是根据生产流程情况及各种有关因素，把各设备在一定区域内进行合理排列。设备布置设计可分为初步设计和施工图设计两个阶段，每一个阶段均要求平面和剖面布置。车间布置设计的两项内容是相互关联的，进行车间厂房布置要以设备布置草图为依据(例如对车间内生产厂房、辅助厂房所需面积的估算进行车间厂房布置设计)；而详细的设备布置图又必须在已确定的车间厂房总布置图基础上进一步具体化。 车间布置设计的依据：常用的设计规范和规定：建筑设计防火规范，石油化工企业设计防火规定，化工企业安全卫生设计规定，工业企业厂界噪声标准，爆炸或火灾危险环境电力装置设计规定等；基础资料：初步设计需要带控制点工艺流程图，施工图设计需要管道仪表流程图；物料衡算数据及物料性质；设备一览表；公用系统供排水、供电、供热、冷冻、压缩空气、外管等资料；车间定员表；厂区总平面布置图。车间布置设计的原则：最大限度的满足工艺生产包括设备维修的要求；有效的利用车间建筑面积和土地；为车间的技术经济指标、先进合理以及节能等要求创造条件；考虑其它专业对本车间布置的要求；要考虑车间发展和厂房的扩建(例如分期建设) ；车间中所采取的劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全卫生等措施符合规范要求；本车间与其它车间在总平面图上的位置合理，力求使它们之间输送管线最短，联系最方便；考虑建厂地区的气象、地址、水文等条件；人流物流不能交错。车间布置设计的程序：车间布置初步设计；管道仪表流程设计；车间布置施工图设计。化工厂总体布局主要应该满足的要求：（1）满足生产和运输要求：首先要求保证径直和短捷的生产作业线，尽可能避免交叉和迂回，使各种物料的输送距离为最小。同时将水、电、汽耗量大的车间尽量集中，形成负荷中心，并使其与供应来源靠近，使水、电汽输送距离为最小。工厂总体布局还应使人流和货流的交通路线径直和短捷，避免交叉和重叠。厂区布置要求厂容整齐，厂区环境优美，布置紧凑，用地节约（不能浪费或过分强调花园式工厂）。（2）满足安全和卫生要求：化工厂具有易燃、易爆、有毒的特点，厂区应充分考虑安全布局，严格遵守防火、卫生等安全规范和标准的有关规定，重点是防止火灾和爆炸的发生，并考虑一旦发生危险时能及时疏散和有效救援；火灾危险性较大的车间与其他车间的距离应按规定的安全距离设计；经常散发可燃气体的场所，如易燃液体灌区等，应远离各类明火源火灾、爆炸危险性较大和散发有毒气体的车间、装置，应尽量采用露天或半敞开的布置；环境洁净要求较高的工厂应与污染源保持较大的距离(例如空分)。（3）满足有关的标准和规范：如《工矿企业总平面设计规范》，《化工企业总图运输设计规范》等。（4）满足发展要求：厂区布置要求有较大的弹性，使其对工厂的发展变化有较大的适应性。（5）满足施工安装要求：特别是大型设备的吊装。（6）满足竖向布置要求：主要满足生产工艺布置和运输，装卸对高程的要求；设计标高应尽量与自然地形相适应，力求使场地的土石方工程量为最小。（7）满足管线布置要求：管网的布置及敷设方式合理，动力消耗及投资最小化。（8）绿化：绿化是保护自然界生态环境的重要措施，化工厂绿化不仅可以美化环境，还可以减少粉尘、噪声等的危害，应与平面布置一起考虑（但不能过度投资）。化工厂生产车间的组成：生产设施，包括各生产工段、原料和成品仓库及堆置场、自动控制室、储罐区等；生产辅助设施，包括动力间（压缩空气、真空等)、通风、采暖、除尘室、变电和配电室、化验室、机修间等；生活行政福利设施，包括车间办公室、工人休息室、更衣室、浴室、卫生间、倒班宿舍等；其他特殊要求如劳动保护室、保健室等。车间布置设计要求：本车间和其他车间的关系以及在总平面图上的位置；车间布置是为生产服务，必须满足生产工艺要求；车间布置设计不仅涉及工艺因素，并和其他非工艺因素有密切关系。因此，在考虑工艺本身的要求外，同时必须了解其他各专业的要求；保证经济效益，做到车间经济指标先进，节省基本建设投资；有效利用车间建筑面积和土地，要特别注意考虑设备露天化设计；考虑车间今后发展的可能性，考虑工厂扩建问题；考虑车间中劳动保护，安全技术和防火、防爆、防腐蚀措施；建厂地区的气象、地质和水文等条件。设备露天化布置的好处：(1)可以节省建筑面积，节约基本建设投资；(2)节约土建施工工程量，因而可加快基本建设进度；(3)将具有火灾及爆炸危险的设备露天化，就可降低厂房的防火、防爆等级，进而降低厂房的造价；(4)将有毒物质的设备露天化，就可减少厂房通风次数、节约通风设备及动力消耗；(5)对厂房的改建和扩建，其灵活性较大。设备露天化布置的缺点：受气候条件影响大，操作条件差，并要求有较好的自控条件。 厂房的平面轮廓：一字型、L型、T型、∏型等数种。其中以一字型最常采用，适用于中小型车间；一字型厂房便于总平面图的布置，节约用地，设备排列有较大的灵活性，便于安排交通和出入口，利于采光和通风；L型、T型、∏型布置适用于较复杂的车间，设计时应充分考虑采光、通风、交通和立面等各方面的因素。厂房柱网布置和厂房的宽度：柱网间距一般为6米，当需要大于或小于6米时，宜采用300毫米建筑模数的倍数增加或减少；一般单层、多层厂房宜采用6x6米柱网的布置；如果柱网的跨度因生产及设备要求必须加大时，一般不适宜超过12米，厂房中间若不设柱子，所用的梁就要很大，因而不经济，所以6米是常用的跨度；12米，14.4米，15米，18米宽度的厂房，常分别布置成6—6，6—2.4—6，6—3—6，6—6—6的形式（6—2.4—6 表示三跨，跨度为6米，2.4米，6米，中间的2.4米是内走廊的宽度柱网）；多层厂房总宽度，
化工工艺设计
化工工艺设计.txt我爸说过的最让我感动的一句话：“孩子，好好学习吧，爸以前玩麻将都玩儿10块的，现在为了供你念书，改玩儿1块的了。”本文由弓静虽贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 化工工艺设计的内容 编制概算编制设计文件非工艺设计项目的考虑化工管路设计车间布置设计工艺设备设计与选型能量计算工艺流程设计物料计算原料和技术路线的选择生产方法的选择 第二章化工工艺设计 化工工艺设计的准备工作 搜集并掌握相关设计资料现有技术及建厂地的现场调研组织各专业技术团队设计进度计划 设计对象的种类 已经大规模生产的品种，有成熟的经验可借鉴尚属中间试验阶段的品种，有实验数据及经验可以借鉴国内尚未试验和生产的品种，只
有文献资料可查 1.1 相关生产方法的资料搜集 1 不同生产方法及其工艺流程 2 各种生产方法的技术经济比较 选择生产方法的注意事项 几种不同的生产方法时，应该选择能够满足产品性能规格要求的生产方法充分利用新技术、新工艺，尽可能采用国内外先进的生产装置和专门技术解决处理好流程中的关键性技术难点，以保证足够的开工时数、有效的操作控制、稳定的产品质量。确保选择的生产方法具备工业化生产条件 1 选择生产方法的注意事项 从投资、产品成本、消耗定额和劳动生产率等方面进行比较。最佳的工艺路线，不但技术上先进，而且经济指标上更加合理。主要反映在生产过程中物料损耗少、循环量少、能量消耗少、回收利用好、设备投资少、生产能力大、产品收率高大规模生产应该采用连续化生产。对规模小、产品种类较多且生产能力低或不具备连续化生产条件时，可采用间歇操作
T kJS-2型三容水箱控制系统实验指导书 杭州天科教仪设备有限公司
前言 本实验指导书是根据杭州天科教仪设备有限公司推出的全新TKJS－2型三容水箱对象控制系统实验装置的相关内容编写的，可以满足各大高等院校所开设的《传感器检测与转换技术》、《过程控制》、《自动化仪表》、《自动控制理论》、《计算机控制》、《PLC可编程控制》、《集散控制》、《非线性控制》等课程实验的教学要求。 过程控制是生产过程自动控制的简称，这是自动化技术的一个重要组成部分。通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期与程序进行的生产过程自动控制。在现代工业生产过程中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起着越来越大的作用。TKJS－2型过程控制系统是以工业现场工艺设备为背景，以现行教材的教学内容为依据研发出的新一代的实验装置。它不仅能满足本、专科工业自动化、自动控制等专业的相关课程实验教学的要求，而且也适用于研究生对课题的研究与开发。 本实验指导书是实验装置的使用说明，讲述了系统的组成、硬件的特点和技术指标、软件的使用介绍。通过对实验装置各个仪表的原理、工作情况及实验原理、软硬件的详细介绍，既使教师和学生对TKJS-2型过程控制实验装置有一个充分的认识，又有益于他们对工业生产现场控制系统的了解。 由于本实验指导书编写时间较为仓促，书中的缺点和错误在所难免，敬请各院校师生和广大读者批评指正。
第一章实验对象系统介绍 “TKJS-2型三容水箱控制系统实验装置”是基于工业过程物理模拟对象，它集自动化仪表技术、计算机技术、通讯技术、自动控制技术为一体的多功能实验装置。系统包括流量、液位、压力等热工参数，可同其它控制系统统一起来实现系统参数辨识、单回路控制、串级控制、前馈控制、比值控制、多变量耦合等各种控制系统。本装置还可根据用户的需要设计构成单片机、DCS、PLC等各种控制系统。该实验装置既可作为本科、专科、高职高专过程控制课程的实验装置，也可作为研究生及科研人员在复杂控制系统、先进控制系统、智能化控制系统研究等各方面提供物理模拟对象和实验平台。 “TKJS-2型三容水箱控制系统实验装置”是根据工业自动化专业及相关专业教学特点，吸取了国内外同类实验装置的特点和长处，并与目前工业自动化现场紧密联系，采用了工业上广泛使用并处于领先地位的智能仪表，经过精心设计，多次实验和反复论证，向广大师生推出一套基于本科，着重于研究生教学、学科基地建设的实验设备。该设备可以满足《过程控制》、《自动化仪表》、《工程检测》、《计算机控制系统》、《PLC可编程控制》等课程的教学实验与研究。整个系统美
《化工仪表及自动化》课程教学大纲 开课学院：适用专业：编写人员： 石油化工学院肖东彩 教研室主任审核：院长签字： 2021年9月 - 1 - 《化工仪表及自动化》课程教学大纲 一、课程基本情况 课程基本情况表 课程名称课程编码学分学时适用专业先修课程后续课程化工仪表及自动化 4 学分；64学时课程类别开课学期 ?核心 ?必修□选修第三学期安全生产监测监控、石油化工技术、光伏材料制备技术《高等数学》、《化工识图与制图》、《电工基础》、《电子技术》《顶岗实习》二、课程说明 本课程是工科化工与制药类安全生产监测监控、石油化工技术、光伏材料制备技术专 业的专 业基础课程，为保证现代工业生产过程的平稳运行起着不可替代的作用。本课程在教 学内容方面着重基本知识、基本理论和基本设计方法的讲解；在培养实践能力方面着重设 计构思和基本设计技能的基本训练，使学生掌握化工生产中各类仪表的用途和工作原理， 掌握化工自动化的基础知识，并可以独立设计简单的自动化控制系统的能力。 三、课程学习目标
1．学习自动化及化工仪表知识，掌握化工四大参数的测量方法与常见的测量仪表， 其常用的结构、特性等基本知识，具有选用化工行业中适合的仪表的能力。 2．通过自动控制系统的学习，了解构成自动控制系统的各个基本环节，能够在生产 实践中根据生产工艺及自动控制两个方面的要求，为自动控制系统的设计提供合理的、准 确的工艺条件及数据。 3．了解化工仪表、化工自动化的前沿和新发展动向，了解计算机控制系统的组成、 特点，集散控制系统的特点、组成，具有了解常见系统的能力。 4．培养学生树立正确的设计思想，了解自动控制系统设计过程中国家有关的经济、 环境、法律、安全、健康等政策和制约因素。 5．培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握典型仪表的使用方法，具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。 课程教学内容与学习目标矩阵 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 （一）绪论（二）化工检测仪表（三）自动控制系统的基 本概念（四）过程特性及其数学模型（五）自动控制仪表（六）执行器（七）简单控 制系统（八）复杂控制系统课程内容目标1 ● ● ● ● ● 目标2 ● ● ● ● ● ● ● 目标3 ● ● ● ● 目标4 ● ● ● ● 目标5 ● ● ● ● ● ● 9 10 （九）计算机控制系统（十）典型化工单元的控制方案● ● ● ● ● ● 四、课程教学内容及教学要求 （一）绪论 1．教学内容 化工自动化的概念；化工自动化的特点；化工仪表作用、分类及化工仪表的发展。2．重点、难点无。 3．教学要求 了解本课程研究的对象、内容，学习的意义及目的，化工仪表及自动化的发展及课程 的主要内容。 （二）化工检测仪表 1．教学内容 过程测量的基本概念和误差基本知识；压力、温度、流量、液位、物质成分等参数的 测量原理、方法及应用；新型传感器的介绍。 2．重点、难点
《化工过程仿真认识实习》指导书 一、实习目的 1、使学生初步了解化工过程集散控制系统（DCS）的特点。 2、培养学生运用已学理论对相关的化工单元操作进行分析问题和解决问题的能力。 3、使学生初步了解化工生产过程控制的一般特点和规律。 4、使学生初步了解化工生产中的一些故障和事故并进行分析和处理的方法。 5、为今后学生各门相关化工课程的学习打下良好的实践基础。 6、《化工过程仿真认识实习》是认识实习计划的组成部分并且为化工过程仿真毕业实习的先修课程。 二、实习要求 1、了解化工过程自动控制的基本理论和特点，掌握化工过程集散控制系统（DCS）的一般操作。 2、能够对相关化工单元操作进行分析和仿真软件的操作。 3、认识带控制点的化工工艺流程图。 4、要求学生掌握以下控制系统的原理和操作：单回路控制系统、分程控制系统、比值控制系统、串级控制系统。 三、实习内容 1、《液位控制单元》仿真培训系统 对该化工单元操作进行分析和工艺参数的控制，进行开车、停车、正常操作和事故处理的化工过程培训。通过该单元的培训使学生了解化工过程自动控制的基本理论和特点，掌握化工过程集散控制系统（DCS）的一般操作。其工艺流程简述如下，其余详见参考资料[1]。 本流程为液位控制系统，通过对三个罐的液位及压力的调节，使学员掌握简单回路及复杂回路的控制及相互关系。 缓冲罐V101仅一股来料，8Kg/cm2压力的液体通过调节阀FIC101向罐V101充液,此罐压力由调节阀PIC101分程控制,缓冲罐压力高于分程点（5.0Kg/cm2）时，PV101B自动打开泄压，压力低于分程点时，PV101B自动关闭，PV101A自动打开给罐充压，使V101压力控制在5Kg/cm2。缓冲罐V101液位调节器LIC101和流量调节阀FIC102串级调节，一般液位正常控制在50%左右，自V101底抽出液体通过泵P101A或P101B(备用泵)打入罐V102,该泵出口压力一般控制在 9Kg/cm2，FIC102流量正常控制在20000Kg/hr。 罐V102有两股来料，一股为V101通过FIC102与LIC101串级调节后来的流量；另一股为8Kg/cm2压力的液体通过调节阀LIC102进入罐V102,一般V102液位控制在50%左右,V102底液抽出通过调节阀FIC103进入V103,正常工况时 FIC103的流量控制在30000 kg/hr。
化工生产操作手册 一、引言 化工生产操作手册是为了确保化工生产过程的安全、稳定、高效而编写的。本手册提供了一系列的指导和建议，以帮助操作员在处理化学物质和进行化学反应时做出正确的决策。尽管本手册提供了许多通用的指导原则，但在实际操作中，仍需根据特定的化学反应和设备进行调整。 二、化工生产的基本步骤 1、原料准备：根据生产计划准备适量的原料。确保原料的质量和数量符合生产要求。 2、化学反应：根据预定的反应条件和步骤，将原料混合在一起进行化学反应。反应过程中需要严格控制温度、压力等参数。 3、产品分离：化学反应结束后，需要通过分离技术将产品从反应混合物中分离出来。 4、产品精制：根据产品规格和要求，采用适当的精制方法对产品进行提纯或处理。
5、产品质量检验：对产品进行质量检验，确保其符合预设的标准和要求。 6、产品储存和运输：将产品储存于适当的容器中，并按照规定的条件进行运输。 三、化工生产操作要点 1、严格遵守安全规定：在进行化工生产操作时，必须严格遵守安全规定。操作员需要接受安全培训，了解应急处理措施和自救方法。 2、精确控制化学反应：化学反应需要精确控制反应条件，如温度、压力、原料配比等。操作员需要密切反应过程，及时调整参数。 3、正确使用设备和仪器：操作员需要了解设备和仪器的使用方法、性能和维护要求。在使用过程中，要严格遵守操作规程，确保设备正常运行。 4、做好记录和报告：操作员需要认真记录化工生产过程中的各项数据和情况，包括原料使用量、反应条件、产品分离和精制过程等。记录应准确、完整，以便进行生产和质量分析。 5、保持工作环境清洁：化工生产操作需要在干净整洁的环境中进行。
昆山市高新自动化仪表说明书 一、概述 自动化仪表在昆山高新区的应用越来越广泛，为了更好地推广和应用自动化仪表，本说明书将介绍昆山市高新自动化仪表的应用、原理和特点。通过阅读本说明书，用户可以了解到昆山市高新自动化仪表的基本信息，以及如何正确地使用和维护仪表。 二、基本信息 2.1 仪表型号 昆山市高新自动化仪表提供多种型号，包括但不限于以下几种： - 仪表型号A： 用于温度测量和控制。 - 仪表型号B：用于压力测量和控制。 - 仪表型号C：用 于流量测量和控制。 2.2 技术参数 昆山市高新自动化仪表的技术参数如下： - 测量范围：根据不同型号而定。 - 精度：根据不同型号而定。 - 输出信号：模拟信号（4-20mA）或数字信号（RS485）。- 工作电源：220VAC或24VDC。 三、应用领域 昆山市高新自动化仪表广泛应用于以下领域： ### 3.1 工业生产自动化仪表在工业生产中起着重要的作用，可以实现对温度、压力和流量等参数的测量和控制。通过合理地使用自动化仪表，可以提高生产效率、降低生产成本，并确保产品质量的稳定性。 3.2 环境监测 自动化仪表可以应用于环境监测领域，例如测量空气质量、水质监测和噪音监测等。通过实时监测环境参数，可以及时采取措施保护环境，提高居民生活质量。
3.3 能源管理 自动化仪表在能源管理中的应用有助于提高能源利用效率，减少资源浪费。通过对能源消耗进行监测和调控，可以实现能源的合理分配和节约使用。 3.4 其他领域 昆山市高新自动化仪表还适用于其他领域，如石油化工、医疗设备和实验室等。不同领域对仪表的要求有所不同，用户需要根据实际需求选择合适的仪表型号。 四、使用方法 4.1 安装 在安装自动化仪表之前，首先需要确认仪表型号和技术参数是否与实际需求相匹配。然后按照以下步骤进行安装： 1. 将仪表固定在合适位置，确保固定牢固。 2. 连接仪表的电源和信号线，并确保接线正确无误。 3. 对仪表进行必要的校准，以确保测量精度满足要求。 4.2 使用注意事项 在使用昆山市高新自动化仪表时，需要注意以下事项： 1. 仪表应避免长时间暴露在高温、潮湿或腐蚀性环境中，以免影响仪表的正常工作和寿命。 2. 仪表应定期进行维护和保养，及时清理灰尘和污垢，以确保仪表的准确性和可靠性。 3. 遵循使用手册中的操作规程，正确操作仪表，避免错误使用导致故障或损坏。 五、维护 为保证昆山市高新自动化仪表的正常运行，需要进行定期的维护工作。以下是常见的维护措施： ### 5.1 清洁定期清洁仪表外壳和显示屏，以防止灰尘、污垢等对仪表的影响。使用干净的软布擦拭，避免使用有机溶剂或酸碱类清洁剂。 5.2 校准 定期对自动化仪表进行校准，以确保测量精度和稳定性。校准的频率和方法应根据实际情况和要求进行确定。
过程控制系统课程设计指南
目录 第一部分课程设计的目的和要求1 第二部分课程设计的一般描述2 实验装置说明2 2 被控对象特性测试示例10 第三部分课程设计题目13 主题1 锅炉夹套和被加热介质的温度控制13话题2双闭环流量比控制20 话题 3 温度的滞后控制27 话题 4 流的滞后控制30
第一部分课程设计的目的和要求 一前言 过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续或按一定循环程序对生产过程进行自动控制。自动化技术的重要组成部分。在现代工业生产过程中，过程控制技术在实现各项最优技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面发挥着越来越重要的作用。 二课程设计的目的 在本课程的设计中，通过设计一套完整的生产过程控制系统，在进一步加深对《过程控制系统》课程内容的理解和掌握的基础上，重点培养学生使用《过程检测》与控制仪表》、《自动控制原理》、《微机控制技术》和《过程工程基础》等课程综合运用所学知识。锻炼学生综合知识应用能力，让学生了解设计方法、步骤、通用工程系统的系统集成和运行。 三课程设计要求 根据课程设计指南中提供的主题，根据给定的设计任务，自行设计系统结构，分析系统的特点和系统特性，根据“可选”的受控对象设计相应的控制系统，并连接实验室中的系统组件，构建硬件系统。您可以自己跳线、连接和连接对象、控制器和计算机。通过控制器、监控计算机和实验对象的在线调试、执行和观察结果，达到预期的应用功能和控制目的，比较不同方案的应用效果，完成设计任务书. 1.访问与流程相关的信息。 2.根据工艺要求分析、比较和设计方案（说明其合理性、工作原理和工作流程）。 3.受控对象用仪表来描述。 4.控制方案的选择及其讨论，控制系统框图及其描述。 5.完成了物体特性曲线的测试，建立了物体的数学模型。