自动化仪表的选型

《自动化仪表的选型》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动化仪表的选型（172页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、过程控制工程设计 自控设备的选型与表达,第二节 自动化仪表的选型,构成过程控制系统，除自动控制装置外，还需要其它类型的自动化仪表，包括检测仪表、成分分析仪表、显示仪表、调节阀等。本节介绍各类自动化仪表的选型。,索引,自动化仪表选型的一般原则 温度仪表的选型 压力仪表的选型 流量仪表的选型 物位仪表的选型 过程分析仪表的选型 显示仪表的选型 调节阀的选型 自动化仪表选型的资料来源,自动化仪表选型的一般原则,工艺过程的条件 工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件，它关系到仪表选用的合理性、仪表的使用寿命及车间的防火、防爆、保安等问题。 操作上的重要性 各

2、检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指示、记录、积算、报警、控制、遥控等功能选定依据。,自动化仪表选型的一般原则,经济性和统一性 在满足工艺和自控的要求前提下，进行必要的经济核算，取得适宜的性能价格比。 为便于仪表的维修和管理，在选型时也要注意到仪表的统一性。 仪表的使用和供应情况 选用的仪表应是较为成熟的产品，经现场使用证明性能可靠的。货源供应充沛。,选型的依据,中华人民共和国行业标准自动化仪表选型规定HG 20507-92,温度仪表的选型,一般原则 就地温度仪表的选型 集中温度仪表的选型 温度仪表附属设备的选型,一般原则,温度仪表的标度（刻度）单位，统一采用摄氏温度（）。 检测元件插入长度

3、的选择应以检测元件插至被测介质温度变化灵敏具有代表性的位置为原则。但在一般情况下，为了便于互换，往往整个装置统一选择一至二挡长度。 检测元件保护套材质不应低于设备或管道材质。如定型产品保护套太薄或不耐腐蚀（如铠装热电偶），应另加保护套管。 安装在易燃易爆场所的就地带电接点的温度仪表，应选用防爆型。,就地温度仪表的选型,精确度等级 一般工业用温度计：选用1.5级或1级。 测量范围 最高测量值不大于仪表测量范围上限值的90，正常测量值在仪表测量范围上限值的12左右。 压力式温度计测量值应在仪表测量范围上限值的1234之间。,就地温度仪表的选型,双金属温度计 在满足测量范围、工作压力和精确度的要求时

4、，应优先选用。 表壳直径一般选用100mm，在照明条件较差、位置较高及观察距离较远的场所，应选用150mm。 仪表外壳与保护管连接方式，一般应选用万向式，也可以按照观测方便的原则选用轴向式或径向式。,就地温度仪表的选型,压力式温度计 适用于80以下低温、无法近距离观察、有振动及精确度要求不高的就地或就地盘显示。 玻璃温度计 仅用于测量精确度较高、振动较小、无机械损伤、观察方便的特殊场合。 由于汞害，一般不宜使用玻璃水银温度计。,集中温度仪表的选型,检测元件 根据温度测量范围，选用相应分度号的热电偶、热电阻或热敏电阻。 热电偶适用于一般场合。热电阻适用于无振动场合。热敏电阻适用于要求测量反应速度

5、快的场合。 根据测量对象对响应速度的要求，可选用下列时间常数的检出测元件： 热电偶：600s、100s和20s三级； 热电阻：90180s、3090s、1030s和10s四级； 热敏电阻：1s。,集中温度仪表的选型,根据使用环境条件，按下列原则选用接线盒： 普通式：条件较好的场所； 防溅式、防水式：潮湿或露天的场所； 隔爆式：易燃、易爆的场所； 插座式：仅适用于特殊场合。 一般情况可选用螺纹连接方式，对下列场合应选用法兰连接方式： 在设备、衬里管道和有色金属管道上安装； 结晶、结疤、堵塞和强腐蚀性介质： 易燃、易爆和剧毒介质。,集中温度仪表的选型,在特殊场合下使用的热电偶、热电阻： 温度高于8

6、70、氢含量大于5的还原性气体、惰性气体及真空场合，选用钨铼热电偶或吹气热电偶； 设备、管道外壁和转体表面温度，选用表面或铠装热电偶、热电阻； 含坚硬固体颗粒介质，选用耐磨热电偶；,集中温度仪表的选型,在同一个检测元件保护套管中，要求多点测温时，选用多点（支）热电偶； 为了节省特殊保护管材料（如钽），提高响应速度或要求检测元件弯曲安装时，可选用铠装热电偶。,集中温度仪表的选型,变送器 与接受标准信号显示仪表配套的测量或控制系统，选用变送器。 在满足设计要求的情况下，推荐选用测量和变送一体化的变送器。,集中温度仪表的选型,显示仪表 单点显示选用一般指示仪，多点显示宜选用数字式指示仪，要求查阅历史

7、数据的，宜选用一般记录仪。 信号报警系统，宜选用带接点讯号输出的指示仪或记录仪。 多点记录宜选用中型记录仪（如30点记录仪）。,温度仪表附属设备的选型,当多点共用一台显示仪表时，应选用质量可靠的切换开关。 采用热电偶测量1600以下的温度，当冷端温度变化使测量系统不能满足精确度要求，而配套显示仪表又无冷端温度自动补偿功能时，应选用冷端温度自动补偿器。,温度仪表附属设备的选型,补偿导线 根据热电偶的支数、分度号和使用环境条件，应选用符合要求的补偿导线或补偿电缆。 按使用环境温度选用不同级别补偿导线或补偿电缆： 20100选用普通级； 40250选用耐热级。 有间断电加热或强电、磁场的场所，应选用

8、屏蔽补偿导线或屏蔽补偿电缆。 补偿导线的截面积，应按其敷设长度的往复电阻值，以及配套显示仪表、变送器或计算机接口允许输入外部电阻来确定。,压力仪表的选型,压力表的选择 压力变送器、压力传感器的选择 压力仪表安装附件的选择,压力表的选择,按照使用环境和测量介质的性质选择压力表类型 在大气腐蚀性较强、粉尘较多和易喷淋液体等环境恶劣的场合，宜选用密闭式全塑压力表。 稀硝酸、醋酸、氨类及其它一般腐蚀性介质，应选用耐酸压力表、氨压力表或不锈钢膜片压力表。 稀盐酸、盐酸气、重油类及其类似的具有强腐蚀性、含固体颗粒、粘稠液等介质，应选用膜片压力表或隔膜压力表。其膜片或隔膜的材质，必须根据测量介质的特性选择。

9、,压力表的选择,结晶、结疤及高粘度等介质，应选用膜片压力表。 在机械振动较强的场合，应选用耐震压力表或船用压力表。 在易燃、易爆的场合，如需电接点讯号时，应选用防爆电接点压力表。,压力表的选择,下列测量介质应选用专用压力表 气氨、液氨：氨压力表、真空表、压力真空表； 氧气：氧气压力表； 氢气：氢气压力表； 氯气：耐氯压力表、压力真空表； 乙炔：乙炔压力表； 硫化氢：耐硫压力表； 碱液：耐碱压力表、压力真空表。,压力表的选择,精确度等级的选择 一般测量用的压力表、膜盒压力表和膜片压力表，应选用1.5级或2.5级。 精密测量和校验用压力表，应选用0.4级、0.25级或0.16级。 单位及标度（刻度

10、） 压力仪表一律使用法定计量单位。即：帕（Pa）、千帕（kPa）和兆帕（MPa）。 对于涉外设计项目和引进仪表，可以采用国际通用标准或相应的国家标准。,压力表的选择,外型尺寸的选择 在管道和设备上安装的压力表，公称直径为100mm或150mm。 在仪表气动管路及其辅助设备上安装的压力表，公称直径为60mm。 安装在照度较低、位置较高以及示值不易观测场合的压力表，公称直径为200mm或250mm。,压力表的选择,测量范围的选择 测量稳定的压力时，正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的2313。 测量脉动压力（如：泵、压缩机和风机等出口处压力）时，正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1213。

11、测量高、中压力（大于4MPa）时，正常操作压力值不应超过仪表测量范围上限值的12。,压力变送器、压力传感器的选择,以标准信号（420mA）传输时，应选用变送器。 易燃、易爆场合，应选用气动变送器或防爆型电动变送器。 结晶、结疤、堵塞、粘稠及腐蚀性介质，应选用法兰式变送器。与介质直接接触的材质，必须根据介质的特性选择。,压力变送器、压力传感器的选择,使用环境较好、测量精确度和可靠性要求不高的场合，可以选用电阻式、电感式远传压力表或霍尔压力变送器。 测量微小压力（小于500Pa）时，可选用微差压变送器。,压力仪表安装附件的选择,测量水蒸汽和温度大于60的介质时，应选用螺旋型或U型弯管。 测量易液化

12、的气体时，若取压点高于仪表，应选用分离器。 测量含粉尘的气体时，应选用除尘器。 测量脉动压力时，应选用阻尼器或缓冲器。,压力仪表安装附件的选择,在使用环境温度接近或低于测量介质的冰点或凝固点时，应采取绝热或伴热措施。 下列场合应选用仪表保护（温）箱。 露天安装的压力开关和变送器。 在有严重大气腐蚀、多粉尘和其它有害物质的厂房内安装的压力开关和变送器。,流量仪表的选型,选型依据 一般原则 一般流体、液体、蒸汽流量测量仪表的选型 腐蚀、导电或带固体微粒流量测量仪表的选型 高粘度流体流量测量仪表的选型 大管径流量测量仪表的选型 新型流量测量仪表的选型 粉粒及块状固体流量测量仪表的选型,选型依据,不同

13、类型的流量仪表性能和特点各异，选型时必须从仪表性能、流体特性、安装条件、环境条件和经济因素等方面进行综合考虑。 仪表性能：精确度，重复性，线性度，范围度，压力损失，上、下限流量，信号输出特性，响应时间等。 流体特性：流体温度，压力，密度，粘度，化学性质，腐蚀，结垢，脏污，磨损，气体压缩系数，等熵指数，比热容，电导率，导热系数，多相流，脉动流等。,选型依据,安装条件：管道布置方向，流动方向，上下游管道长度，管道口径，维护空间，管道振动，防爆，接地，电、气源，辅助设施（过滤，消气）等。 环境条件：环境温度，湿度，安全性，电磁干扰，维护空间等。 经济因素：购置费，安装费，维修费，校验费，使用寿命，运

14、行费（能耗），备品备件等。,一般原则,刻度选择 仪表刻度宜符合仪表刻度模数的要求，当刻度读数不是整数时，为读数换算方便，也可按整数选用。 方根刻度范围 最大流量不超过满刻度的95； 正常流量为满刻度的7085； 最小流量不小于满刻度的30。 线性刻度范围 最大流量不超过满刻度的90； 正常流量为满刻度的5070； 最小流量不小于满刻度的10。,一般原则,仪表精确度 用于燃料进出厂结算的计量，0.1； 用于车间班组、工艺过程的技术经济分析的计量，0.52； 用于工业及民用水的计量，2.5； 用于包括过热蒸汽和饱和蒸汽的蒸汽计量，2.5； 用于天然气、瓦斯及家用煤气的计量，2.0；,一般原则,用于

15、重点用能设备及工艺过程控制的油的计量，1.5； 用于工艺过程控制的其它含能工质（如压缩空气、氧、氮、氢、水等）的计量，2。 流量单位 体积流量用m3h、lh； 质量流量用kgh、th； 标准状态下气体体积流量用Nm3h（0，0.1013MPa）。,一般流体、液体、蒸汽流量测量仪表的选型,差压式流量计 节流装置 一般流体的流量测量，应选用标准节流装置（标准孔板、标准喷咀、文丘里管 ）。 标准节流装置的选用，必须符合GBT 2624-93的规定或国际标准ISO 5167-1980。如有新的国家标准规定，应执行新规定。,一般流体、液体、蒸汽流量测量仪表的选型,取压方式的选择 应考虑整个工程尽量采用统

16、一的取压方式。 一般采用角接取压或法兰取压方式。 根据使用条件和测量要求，可采用径距取压等其它取压方式。 差压变送器差压范围的选择 差压范围的选择应根据计算确定，一般情况下根据流体工作压力高低不同宜选： 低差压：6kPa，10kPa； 中差压：16kPa，25kPa； 高差压：40kPa，60kPa。,一般流体、液体、蒸汽流量测量仪表的选型,面积式流量计 当要求精度不高于1.5级，量程比不大于101时，可选用转子流量计。 玻璃转子流量计 中小流量、微小流量，压力小于1MPa，温度低于100的洁净透明、无毒、无燃烧和爆炸危险且对玻璃无腐蚀无粘附的流体流量的就地指示，可采用玻璃转子流量计。,一般流体、液体、蒸汽流量测量仪表的选型,普通型金属管转子流量计 对易汽化、易凝结、有毒、易燃、易爆不含磁性物质、纤维和磨损物质，以及对不锈钢（1Crl8Ni9Ti）无腐蚀性的流体中小流量测量，当需就地指示或远