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仪表规范

作者:Peter Welander,CONTROL ENGINEERING 编辑2007.01.23阅读 6049

  为新的流程或是改进过的流程选择相应的设备是一件很困难的事情,特别是当这个流程包括不熟悉的领域时。例如一个人有流量或压力测量的经验,也许会认为温度传感器比较棘手。当面临一个新的应用领域时,该如何着手完成这个流程呢?
  选择设备的开始就是对流程和受控对象的仔细分析。每一个测量点都必须有一个用途。在较大的控制计划中,如果这个用途是模糊的,就很容易导致错误的设备选型。太精确的设备浪费资金,而太简单的设备又不能提供足够准确的信息,有时甚至是错误的信息。仔细研究流程图的每一个点控制工程网版权所有,然后分别问如下问题:
  ■  测量变量和相应的单位是什么?(压力、温度等等)。
  ■  当此流程正常工作时,它的工作区间是什么?如果这个流程是全新的或者是尚处设计阶段,这个问题就比它听起来要难回答得多。
  ■  当系统处于故障状态时,它的非正常工作区间是什么?为了保护系统中的设备不被损坏,这些设备的工作区间需要被扩展到什么范围?为了防止工作流程出现的异常峰值损坏设备,就需要提供高等级的保护措施www.cechina.cn,而这样却降低了精度等级。
  ■  测量值的精度要求有多高?因为这一点对于设备的成本有
很大影响。
  ■  单位除了是一种表示方法,是否还有其他功能?
  AmeriChem System公司的系统集成工程师Greg Ferro说:“你的流程很少会运行于极端条件下。它们通常只有很窄的工作区间,你只要选择可以满足这个区间的设备就可以了。当然,有时候工程师们不能预测实际的工作情况,而且这种不可预测性比大家认为的要高。如果客户要求设计一个可以每分钟可以处理80加仑的系统,而你却发现系统实际上只需要每分钟处理8加仑,这时你就有麻烦了。”选择合适的工作区间和精度一样重要,实际上,这两者是直接相关的。精度通常表示成满量程的百分比或者测量比。工作于极端状态下的代价是牺牲了精度,所以明确制造商对最优工作区间的定义是很重要的。容量工具条就显示了最优工作区间。
  PID工具条图示了一个简单的流程图和它所支持的设备。我们可以把标题进一步细化,考虑每个设备的安装和用途。一旦每个设备的用途和功能参数被确定了,下一步要做的就是选择一个具体的制造商和产品型号。
  如何表述精度
  当一台设备参与测量时,它提供的是一个近似值CONTROL ENGINEERING China版权所有,因为设备不可能绝对精确。在测得值和理想值之间总存在着某种因素引起的差异。在实际应用中,工程师的目的是减小这种差异,使之在过程上下文中可以被忽略。测得值和理想值之间的差异程度就是精度等级。在容差上下限之间的区域就是误差区间。
  根据仪器、系统与自动化学会(ISA),有5种方法来表述精度等级:
  1. 用被测变量本身来表示。如100psi±2psi。
  2. 测量区间或量程的百分比。0-500psi压力即±1%的量程,在整个测量范围内的任何一个点都具有±5psi的误差区间。
  3. 测量区间上限值的百分比。(当测量区间下限为0,这个值和第二条的值时相同的。)
  4. 测量跨度的百分比,使用于测量下限不为0的情况,例如:一种温度传感器:100-200℃的精度等级。
  5. 实际测得值的百分比:0-100psi压力定额为实际测得值的1%。(意思就是在测得值为10时精度为±0.1,但是当测得值为100时精度就是±1。这说明越低的测得值具有越高的精度,但是这种情况较少发生。)
  大多数设备使用方法1、2、3、4或几种方法的结合控制工程网版权所有,并把精度与测量区间或测量上限联系起来。实际上对于所有种类的设备,测量区间都以某种形式与精度联系着。

点击看原图过程仪表举例  这个简单的化学品混合流程图解释了设备选型的基本原则在此水被加入到化学试剂中得到稀释的最终产品过…

点击看原图


过程仪表举例
  这个简单的化学品混合流程图解释了设备选型的基本原则。在此,水被加入到化学试剂中,得到稀释的最终产品。过程条件的改变要求混合比在很窄的区域内变化。所有的流量和压力变送器把测得值转换后传送给PLC,大多数的仪器都会即时显示测得值。
  试剂流经一个泵、一个止回阀,到一个电动-气动控制阀。液体经过电磁流量计CONTROL ENGINEERING China版权所有,为了保证流体畅通和测量的高精度,液体还需再流经混合点前的压力变送器。
  水先流过一个过滤器,一个差分压力传感器跨接在过滤器两端,用于监控过滤器的状态。如果差分读数超过设定值,报警限就会被触发,说明此时过滤器处的残留物过多。在流过了止回阀和泵之后,一个控制阀会调节流量,以保持试剂的比例。在控制阀后面有一个压力变送器和涡旋流量计,用来测量吞吐量。对于这个不是很关键的测量点,简单且便宜的斡旋传感器足够了。
  在两种成分混合之后,一个压力变送器会监控静态搅拌器之前的混合溶液。在混合液流到存储罐之前,使用一个孔盘和差分压力变送器来测量最终体积。两条供料管道被检验,来确保最终体积的正确性。所有这些因素都由PLC联系起来,然后再调节控制阀,保证体积和























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