化工仪表及自动化电子

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1、绪论一．现代工业生产与自动化modernindustrymanufactureandautomation自动化技术在工业、农业、科技以及人们的日常生活中发挥着重要的作用。自20世纪90年代以来，作为信息科学的重要分支，自动化技术本身及其应用领域得到了迅速的提高和发展。自动化技术作为国家高科技的重要组成部分，其水平高低已成为衡量国家科技实力和各个行业现代化水平的重要标志。在工业生产中，任何生产过程都是一定的工艺条件下进行，例如要求一定温度、压力等。为了正确地指导生产操作，确保生产安全，保证产品质量，一项必不可少的工作是准确、及时地检测生产过程中各个有关

2、参数的量值，并实行控制。例如，在石油、化工等石化生产中，需要对压力、温度、物位、流量等一些重要参数进行测量和控制。在现代化生产中，由于学技的发展，生产操作和控制调节不再单纯依靠工人的经验和体力，而是更多地通过自动化仪表和装置对整个生产过程进行全面的监视、控制和管理，用自动化仪表和装置代替工人的部分直接劳动，使生产不同程度地自动进行，实现生产过程自动化。化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化简称化工自动化。即在化工设备上，配备一些自动化装置，自动测量生产过程中的重要工艺参数，并与计算机（或自动控制装置）、执行机构相配合实现对生产过程的自动控制。

3、这种用自动化装置来管理化工生产过程叫化工自动化。实现化工生产自动化目的（重要意义）1．加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。因为人的操作和控制的精度和速度是有限的，如果用自动化仪表和装置去代替人的操作、检测和自动控制，使生产过程在最佳条件下进行，可大大加快生产速度，降低能耗，实现优质高产。2．减轻劳动强度，改善劳动条件，使工人从繁重的劳动中解脱出来。多数化工生产过程是在高温高压或低温低压下进行，有的物质易燃易爆或有毒、有腐蚀性，采用自动化仪表进行自动监控，这样可以使操作人员不再直接从事大量而危险的操作。1．保证安全生产，防止事故发生与扩大，

4、延长设备使用寿命，提高设备利用能力。2．改变劳动方式，使工人逐步由体力劳动转向脑力劳动。一．化工生产自动化的发展过程（经历了三个阶段）组成一个完整的生产过程控制系统一般有控制器、执行器、被控过程（或被控对象）和测量变送器四个环节，其中控制器、执行器和测量变送器都属于检测控制仪表。所以，一般认为自动控制系统由检测控制仪表和被控过程（被控对象）两部分组成。19世纪世界工业革命以来，工业生产过程经过了由简单到复杂、规模由小到大的不断发展，出现了许多大型化、现代化、多品种、精细化的过程生产系统，提供各种产品以满足人们的生活需要。生产过程的发展对控制系统的功能

5、、效率和可靠性的要求也越来越高，促使人们对生产过程理论研究不断发展，不断开发出控制系统产品，用于控制生产过程。如果没有高性能的生产过程控制系统，则大型的生产过程根本无法正常运行。根据生产过程控制所使用的检测控制仪表及控制系统的不同，生产自动化的发展过程可分为三个阶段。第一阶段：20世纪40年代以前，工业生产技术水平相对落后，生产过程大多处于手工操作状态，采用一些自动检测仪表检测主要工艺参数，由工人根据仪表反映出的工艺参数数值，凭借经验，进行手工操作调整生产过程，改变操作条件，生产效率低。40年代以后，工业生产过程自动化技术发展很快，尤其是近些年来，在

6、IT技术的带动下，生产过程控制技术发展十分迅猛。第二阶段：20世纪50年代~60年代。50年代初期，采用先进的自动检测仪表和控制系统，对生产过程中的压力、流量、液位、温度四大参数进行自动检测和控制，控制的目的是使这些工艺参数保持稳定，确保生产安全。当时生产规模比较小，大多用以压缩空气为动力的气动仪表实现就地的简单控制，使工艺参数保持在工艺要求的设定值，使生产过程较为正常的进行。当时采用的仪表是基地式气动、电动仪表。50年代后期~60年代，先后出现了气动、电动单元组合式仪表，对生产实行集中操作、集中控制，实现了生产仪表化和局部自动化。这对当时迫切希望提

7、高设备效率和扩大生产规模起到了有利的促进作用，适应了工业生产设备日益大型化与连续化的客观要求。60年代，工业生产规模不断扩大，生产过程越来越复杂，产品质量要求越来越高，对控制技术提出了新的要求，迫切需要生产过程集中控制与管理。在控制产品方面，随着电子技术的迅速发展，半导体产品取代了电子真空管，随后，集成电路取代了分立元件，电子仪表的可靠性大为提高，逐步代替了气动仪表。生产过程控制系统大量采用单元组合仪表和组装式仪表，生产过程实现了车间范围和大型系统的集中监控。为了提高控制质量和满足特殊工艺的控制要求，还开发使用了多种复杂控制系统方案，如串级控制、前馈

8、控制、比值控制、均匀控制等。第三阶段：20世纪70年代至今，开始采用电子计算机控制，出现了计算机控制系统。最