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1、组块电气仪表基本知识l 系统简单介绍l 结合项目介绍常用的现场电气仪 表一、控制系统1.1中控系统概述 海上平台的中控系统主要目的是保 证人身安全，保证生产的持续性，保护平 台及其设施。平台的中央控制系统包括生产过程 监控系统（DCS），紧急关断系统（ESD ）和火气监控系统（F&G），平台通过卫 星实现与陆地终端的通讯。1.2 生产过程监控系统（DCS）DCS基本概念： 集散控制系统（DCS），它是利用计算机技 术、控制技术、通讯技术、图形显示技术实现过程 控制和过程管理的控制系统，它以多台微处理器分 散应用于过程控制，通过通讯总线、CRT显示器、 键盘、打印机等又能高度集中地操作、显示、报
2、警 。基本特点: 集中控制,分散管理一般由四大部分构成：（1）过程输入/ 输出接口单元。（2）过程控制单元。（3）CRT操作站。（4）高速数据通路1.3 应急关断系统（ESD）n ESD控制系统的功能是在事故或故障状态下 ，使生产能够安全有序的关停并处于安全状态下， 从而避免灾难的发生，既避免对生产设备和人员的 伤害及对环境的影响等，因而控制系统设计必须遵 故障安全的原则，整个系统的硬件和软件的可靠性 要求都很高。n ESD系统按照安全独立原则要求，独立于 DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。在正常 情况下，ESD系统是处于静态的，不需要人为干预 。只有出现紧急情况时，不需要经过DCS系
3、统，而 直接由ESD发出保护联锁信号，进行安全保护，避 免危险扩散造成巨大损失。l紧急关断系统的设计原则：某一级别关断均不 能引起较高级别的关断，只能启动本级和所有 较低级别的关断。紧急关断发生后，操作人员 只有在确认故障排除后才能手动复位。l平台紧急关断系统一般分为四级ESD-1级关断为弃平台关断。ESD-2级关断为火气关断 ESD-3级关断为生产/公用系统关断。 ESD-4级关断为单元关断 1.4 火气探测系统（F&G)l设置火气探测系统（F&G）的主要目的是为了及时 、准确地探测到可能或已经发生的可燃气体泄漏事 故和火情，并及时采取相应措施,以保护各个井口平 台人员和设施的安全。系统的控
4、制逻辑由独立的火 气探测系统实现。l火气探测系统（F&G）由火气控制设备、现场探测 /报警设备组成，该系统与消防、紧急关断（ESD ）、报警（包括PA）、HVAC等系统有接口。与其他系统的接口水喷淋系统:火气探测系统探测到生产区 或井口区火灾情况时，释放电磁阀给电，会自动 地打开相应区域的喷淋阀，并作相应的关断。CO2 系统: 一般由现场控制盘和火气系统 联合执行。现场控制盘设置手动/自动按钮 。手动 时只能通过现场手动释放按钮进行CO2释放。火 气探测系统探测到火灾情况只报警，现场确认并 手动地采取适当的措施 。自动时即可通过现场手 动释放按钮进行CO2释放，也可通过火气系统表 决后的启动释
5、放信号进行CO2的释放。 二、现场仪表 压力类仪表 温度类仪表 流量类仪表 液位类仪表 阀门类仪表2.1压力类仪表 选型:l量程的选择 根据被测压力的大小确定仪表量程 。对于弹性式压力表，在测稳定压力时，最大 压力值应不超过满量程的3/4；测波动压力时， 最大压力值应不超过满量程的2/3。最低测量压 力值应不低于全量程的1/3。l精度选择 一般工业用压力表1.5级或2.5级已 足够,科研或精密测量用0.5级或0.35级的精密 压力计或标准压力表。l使用环境及介质性能及连接形式的考虑。2.1.1 压力表（隔膜式）当测量介质的压力作用于 隔膜，则隔膜产生变形，压缩压 力仪表测压系统的密封液，使其
6、形成PP的压力。当隔膜的 刚性足够小时，压力表测压系统 形成的压力就近于测量介质的压 力。考虑流体的脉动和机械的 震动对弹性元件和传动机构的疲 劳损伤，在泵出、入口的压力表 上一般增加阻尼器，同时表壳密 封且充硅油。 n2.1.2差压计n 差压计主要用于滤 器的压力降检测，通过 此仪表来确定滤器是否 需要清洗。该仪表主要 通过膜片感压，当膜片 两端压力发生变化的同 时，表的指针也跟随相 应的变化，指示出滤器 两端的差压值，巡检人 员便可根据此读数来确 定该滤器是否需要清洗 。2.1.3压力变送器压力变送器主要用于连续测量管线和设备上的压力 ， 然后经变送器主体内的室和放大线路板，将所 测压力转
7、换为420mA的输出信号。对液体流量测量，变送器应被安装得低于管道取压口位置。对气体流量测量，变送器应被安装得高于管道取压口位置。n2.1.4差压变送器n差压变送器可以由过 程管线支撑安装，或 使用备选的安装托架 安装于垂直或水平管 道上或墙面上。2.1.5压力开关压力开关是靠压力、差压开关通过波纹管 式、隔膜式或活塞式传感器对压力变化做出动 作。当压力信号达到设定点时，压力开关的触点跳开/闭合,从而把压力信号转换为电信号。2.1.6压力安全元件是一种断裂 型的安全泄压装置 。当爆破片两侧压 力差达到预定温度 下的预定值时，爆 破片即刻动作（爆 破片上的膜片破裂 或脱落），泄放出 压力介质。由
8、爆破 片和夹持器两部分 组成。 n2.2 温度类仪表 温度套管：所有的温度仪表 都配有温度套管(即温井 )，材质为316不锈钢（ 用于普通场合）、 MONEL（用于海水场合 ）或DUPLEX SS（用 于井口液体的场合）。 使用温度套管的优点是 避免介质直接接触测温 元件，防止腐蚀、损坏 。测温元件可以随时拆 下维修，而不需要关断 工艺系统。温度变送器（热电阻）测温元件为铂热电 阻Pt100，并将测量温度 转换成420mA信号输 出到中控系统进行控制。温度变送器可和温 度传感器装为一体，也可 分开安装。仪表可通过安 装架固定在2”的管道上 ；也可通过装板固定在平 面上。n2.3 流量类仪表2.
9、3.1电磁流量计 电磁式流量计属于测速流量计, 是利用法拉 第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流 量的仪表。它的应用的范围很广, 可以测量各种腐蚀性介质: 酸、碱、盐溶液以及带有悬浮颗粒的浆液。缺点：不能测量电导率很低的液体。不能测量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体 n2.3.2转子流量计n 浮子式流量计是 一种流体阻力式流量 计。浮子流量计是以 浮子在垂直锥形管中 随着流量变化而升降, 改变它们之间 的流通 面积来进行测量的体 积流量仪表, 又称转子 流量计。 2.3.3涡街流量计 涡街流量计又称卡门旋涡流量计, 它是利用 流体自然振荡的原理制成的一种旋涡分离型流量计 。当流体以足够
10、大的流速流过垂直于流体流向的物 体时, 若该物体的几何尺寸适当, 则在物体的后面, 沿两条平行直线上产生整齐排列、转向相反的涡列 。涡列的个数, 即涡街频率, 和流体的流速成正比。 因而通过测量旋涡频率, 就可以知道流体的流速, 从 而测量 流体的流量。 2.3.4 一体化差压流 量计节流元件与变 送器结合。在管道中安装 阻力件，流体通过阻 力件前后出现压差， 依据此压差按照一定 函数关系计算出所在 管道的流量。2.3.5科里奥利质量流量计 n 科里奥利质量流量计是利用流体在直线运动 的同时处于一旋转系中, 产生与质量流量成正比的 科里奥利力原理制成 的一种直接式质量流量仪表 。科里奥利质量流
11、量计直接测量质量流量, 与被测 介质的温度、压力、密度、粘度变化无关。可测 量流体范围广泛, 包括高粘度液的各种液体、含有 固形物的浆液、含有微量气体的液体、有足够密 度的中高压气体。 n2.4 液位仪表2.4.1磁翻版式液位计2.4.2差压液位计差压液位计是根据流体静力学原 理对液位、界面进行检测。无论是开口 式容器或者是封闭式容器，容器内同一 液层水平面上的压力处处相等。n2.4.3 雷达液位计n 雷达液位计采用发射反射 接收的工作模式。雷达液位计的 天线发射出电磁波，这些波经被测 对象表面反射后，再被天线接收， 电磁波从发射到接收的时间与到液 面的距离成正比。而电磁波的传输 速度为常数，
12、则可算出液面到雷达 天线的距离，从而知道液面的液位 。2.5阀门类仪表2.5.1自立式调节阀自立式压力调节阀是利用被调节对象自身压 力的变化，直接移动调节机构，达到压力调节的目的 。该阀具有结构简单，操作维护方便，无需外来能源 ，取压孔就在阀体上等特点。自立式调节阀有两种：一种是调节阀前的压 力，当阀前的压力超过设定点的时候，调节阀开启， 释放压力，使阀前的压力保持不变；如果阀前压力低 于设定点时，调节阀关小，使阀前压力增加到设定点 。另一种是调节阀后的压力，当阀后的压力低于设定 点的时候，调节阀开启；如果阀后压力高于设定点时 ，调节阀关小，使阀后的压力保持在设定点。2.5.2紧急关断阀：紧急
13、关断阀是工艺安全系统的重要组成部分， 它能够根据现场或远传的关断信号及时有效地切断 或打开管线流体的通路，从而保证生产设施及人身 的安全。当中控向关断阀的电磁三通阀提供24 V电源 时，电磁阀导通，仪表气经过过滤器和电磁三通阀 进入关断阀的气缸或直接进入关断阀的执行机构， 将关断阀打开，同时行程开关动作将关断阀打开的 状态传送到中控系统在显示器上显示。n2.5.3气动调节阀气动调节阀由执行机构及调节阀两部分组成 ，同时配备一定的辅助装置，如阀门定位器。气动 调节阀工作时，阀门定位器将来自控制器的控制信 号成比例的转换乘气压信号输出至执行机构，使阀 杆产生位移，其位移量是通过机械机构反馈到阀门 定位器，当位移反馈信号与输入的控制信号相平衡时，阀杆停止动作，调节阀的开度与控制信号相对应。
