定義
控制儀表(controlinstrument),自動控制被控變數的儀表。它將測量信號與給定值比較後,對偏差信號按一定的控制規律進行運算,並將運行結果以規定的信號輸出。工程上將構成一個過程控制系統的各個儀表統稱為控制儀表。在化工生產中,又稱控制器或調節儀表。是將被控變數按一定精確度自動控制在設定值附近的化工儀表。它把所需控制的被控變數的測量值與要求的設定值進行比較,得出偏差,按照一定的函式關係(稱為控制規律)發生控制作用,操縱控制閥或其他執行器以實現對生產過程的控制。在化工生產中常見的被控變數有溫度、流量、壓力、液位和成分等。常規的控制儀表內部用模擬信號聯繫和運算,故稱模擬控制儀表,也稱調節器。控制儀表內部用數位訊號聯繫和運算的,稱為數字式控制儀表,也稱數字調節器。
分類
按控制儀表使用能源可分為電動、氣動和液動三種。按結構又可分為基地式和單元組合式兩種。基地式的特點在於儀表的所有部件之間,以不可分離的機械結構相連線,裝在一個箱殼之內,利用一台儀表就能解決一個簡單自動化系統的測量、記錄、控制等全部問題,如溫度控制器、壓力控制器、流量控制器、液位控制器等。單元組合式控制器包括變送、調節、運算、顯示、執行等單元,其特點在於儀表由各種獨立的單元組合而成,單元之間採用統一化標準的電信號(4~20mA或0~10mA)或氣壓信號 (0.02~0.1MPa)聯絡。根據不同要求,可把單元以任意數量組成各種簡單的或複雜的控制系統。常用的有電動單元組合式和氣動單元組合式控制儀表。控制規律
化工自動化中一般常用三種基本控制規律(或稱作用方式):①比例作用(P),控制器輸出的變化與偏差的變化成比例。偏差越大,控制作用越強。在化工中可單獨使用,如液位控制等,用於不要求嚴格消除殘餘偏差的場合。②積分作用(I),控制器輸出的變化率與偏差成比例。偏差存在時間越長,控制作用也越強,這種控制作用主要用於要求消除殘餘偏差的場合,但在化工中較少單獨使用。③微分作用(D),控制器輸出與偏差的變化率成比例,用於需要加速調節過程的場合,在化工中不單獨使用。常用的控制規律往往是比例作用與其他作用的組合。如一般參數(如流量)的控制常用比例積分作用(PI);對慣性較大的對象(如溫度、成分)控制常用比例積分微分作用(PID)。套用
可與各類感測器、變送器配合使用,實現對溫度、壓力、液位、容量、力等物理量的測量和顯示,並配合各種執行器對電加熱設備和電磁、電動閥門進行PID調節和控制、報警控制,數據採集和記錄輸入規格
萬能輸入,採用數字校正及自校準技術,測量精確穩定,消除了溫漂和時漂引起的誤差故障分析
故障原因
(1)液位控制儀表系統指示值變化波動頻繁時,首先要分析液面控制對象的容量大小,來分析故障的原因,容量大一般是儀表故障造成。容量小的首先要分析工藝操作情況是否有變化,如有變化很可能是工藝造成的波動頻繁。如沒有變化可能是儀表故障造成。(2)液位控制儀表系統指示值變化到最大或最小時,可以先檢查檢測儀表看是否正常,如指示正常,將液位控制改為手動遙控液位,看液位變化情況。如液位可以穩定在一定的範圍,則故障在液位控制系統;如穩不住液位,一般為工藝系統造成的故障,要從工藝方面查找原因。(3)差壓式液位控制儀表指示和現場直讀式指示儀表指示對不上時,首先檢查現場直讀式指示儀表是否正常,如指示正常,檢查差壓式液位儀表的負壓導壓管封液是否有滲漏;若有滲漏,重新灌封液,調零點;無滲漏,可能是儀表的負遷移量不對了,重新調整遷移量使儀表指示正常。液位控制儀表
(1)液位控制儀表系統指示值變化波動頻繁時,首先要分析液面控制對象的容量大小,來分析故障的原因,容量大一般是儀表故障造成。容量小的首先要分析工藝操作情況是否有變化,如有變化很可能是工藝造成的波動頻繁。如沒有變化可能是儀表故障造成。
(2)液位控制儀表系統指示值變化到最大或最小時,可以先檢查檢測儀表看是否正常,如指示正常,將液位控制改為手動遙控液位,看液位變化情況。如液位可以穩定在一定的範圍,則故障在液位控制系統;如穩不住液位,一般為工藝系統造成的故障,要從工藝方面查找原因。
(3)差壓式液位控制儀表指示和現場直讀式指示儀表指示對不上時,首先檢查現場直讀式指示儀表是否正常,如指示正常,檢查差壓式液位儀表的負壓導壓管封液是否有滲漏;若有滲漏,重新灌封液,調零點;無滲漏,可能是儀表的負遷移量不對了,重新調整遷移量使儀表指示正常。
流量控制儀表
1、流量控制儀表系統指示值達到最小時,首先檢查現場檢測儀表,如果正常,則故障在顯示儀表。當現場檢測儀表指示也最小,則檢查調節閥開度,若調節閥開度為零,則常為調節閥到調節器之間故障。當現場檢測儀表指示最小,調節閥開度正常,故障原因很可能是系統壓力不夠、數字顯示控制儀系統管路堵塞、泵不上量、介質結晶、操作不當等原因造成。若是儀表方面的故障,原因有:孔板差壓流量計可能是正壓引壓導管堵;差壓變送器正壓室漏;機械式流量計是齒輪卡死或過濾網堵等。
2、流量控制儀表系統指示值達到最大時,則檢測儀表也常常會指示最大。此時可手動遙控調節閥開大或關小,如果流量能降下來則一般為工藝操作原因造成。若流量值降不下來,則是儀表系統的原因造成,檢查流量控制儀表系統的調節閥是否動作;檢查儀表測量引壓系統是否正常;檢查儀表信號傳送系統是否正常。
3、流量控制儀表系統指示值波動較頻繁,可將控制改到手動,如果波動減小,則是儀表方面的原因或是儀表控制參數不合適,如果波動仍頻繁,則是工藝操作方面原因造成。