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自動化儀錶選型設計規定——顯示控制儀錶


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6顯示控制儀錶

6.1總則

本規定適用於化工裝置盤裝式顯示、控制儀錶的選型。

在執行本規定時,尚應符合國家現行有關標準的規定。

6.2一般原則

6.2.1顯示、控制儀錶的選型,應符合總的儀錶選型原則,並註意到儀錶裝盤後能監控方便、實用、美觀。

6.2.2儀錶電動、氣動型式的選擇應符合下列要求:

 1信號傳送距離較遠(譬如超過100m),或要求信號處理迅速,或運算規律比較複雜,以及要與資料處理或計算機系統聯用時,都應選用電動式儀錶。

要求功能豐富、操作靈活、精確、高度可靠時,宜選用電動式儀錶中帶微處理器的智慧型儀錶,並根據智慧化要求的高低,分別選用其中較完善或簡易的品種。

對於比較簡單的顯示、控制系統,可選用一般的數字式儀錶或其它簡易式電動儀錶。

 2儀錶投資較少、系統簡單、技術經濟指標(包括增加氣源裝置的投資等)合理時,可選用氣動式儀錶。

 3就地儀錶盤安裝的儀錶,應考慮環境條件。對於環境比較惡劣,要求防爆、防腐、防潮等的就地儀錶盤,一般可選用氣動儀錶,當選用電動式儀錶時,這些儀錶必須具備相應的防護功能。

6.2.3儀錶功能的選用應符合下列原則:

儀錶的指示、記錄、積算、報警、自動控制、手動操作、自動程式控制等功能,應根據工藝過程的實際需要選用。

 1對工藝過程影響不大,但需要經常監視的變數,宜設指示;變化不頻繁,但必須操作的變數,可設手動操作。

 2對工藝過程影響較大,需隨時監控的變數,宜設自動控制。

 3對需要瞭解其變化趨勢的變數,宜設自動記錄。

 4對可能影響生產或安全的變數,宜設報警。

 5要求計量或經濟核算的變數,宜設積算。

 6對需要按時間、工況引數等條件作監控的變數,宜設自動程式控制。

 7需要和智慧儀錶、程控(PLC)、分散控制(DCS)和資料處理等計算機系統聯網的儀錶,應設通訊。

6.2.4儀錶精確度應按工藝過程的要求和變數的重要程度選定。一般指示的精確度應優於±1.00%,記錄的精確度應優於±1.50%。

6.2.5常用的計算單位、儀錶刻度或量程示值及其使用範圍見表6.2.5.

儀錶刻度或量程示值的使用範圍如下:

對於0-100%線性刻度的模擬顯示儀錶,變數的正常值宜使用在刻度為50%-70%的範圍,最大值可用到刻度的90%,刻度10%以下不宜使用。液位正常值一般用在刻度50%左右。

對於0-10方根刻度的模擬顯示儀錶,變數的正常值宜使用在刻度為7-8.5的範圍內,最大值可用到9.5,刻度3以下不宜使用。

對於數字顯示儀錶,變數的最大示值、最小示值必須在量程範圍之內。

6.3顯示儀錶選型

6.3.1指示、記錄儀錶選型應符合下列要求:

 1在控制室儀錶盤安裝的儀錶,宜選用矩形錶面的儀錶。需要密集安裝時,宜選用小型儀錶;需要顯示醒目時,宜選用大、中型儀錶。

在現場儀錶盤安裝的儀錶,亦可選用圓形錶面儀錶。

 2指示儀、記錄儀的量程,一般按正常生產條件選取,需要時還應包括開停車、生產故障及事故等狀態下預計的變數變動範圍。

 3要求顯示速度快、示值精確度高、讀數直接而方便,要求在測量範圍內量程可任意壓縮、遷移,或要求對輸入信號作線性處理等變換,或要求對變數作顯示的同時兼作變送輸出等,均可選用數字顯示儀錶。要求作複雜數字運算的,應選用帶微處理器的智慧型儀錶。

 4工藝過程中的重要變數需要記錄時,宜選用單筆或雙筆記錄儀。相關的多個變數需要記錄時,可採用多通道(筆式,無筆式或無紙式)記錄儀。

在多個變數中,可根據生產過程要求需要隨時選擇其中幾個進行記錄時,可採用選點切換器與記錄儀配合,作選點記錄。

多個變數,在記錄紙上能明顯區分的可採用打點式記錄,不易明顯區分的宜採用數字式記錄。

 5兩個或多個變數的記錄儀,可根據被測變數的類別和量程分別選取單一刻度、雙重或多重刻度記錄紙及標尺。

 6為了醒目、形象化,指示儀、記錄儀可選用或附設色帶、光柱顯示。特別是對於物位顯示,採用色帶或光柱顯示更為方便。

 7為了提高解析度,可選用帶量程切換裝置的顯示儀錶。

 8為了減小讀數的誤差,可選用帶量程擴展的顯示儀錶。

 9記錄間歇性生產過程的變數,可選用帶自動變速和自動開停裝置的記錄儀錶,以節省記錄紙。

 10要求對一個或多個變數作高速、精確記錄時,可選用微處理器記錄儀。當需要變速、變數程、控制、報警、製表打印等多種附加功能時,宜選用微處理器的可編程式(模擬/數字)混合型記錄儀。

 11採用選點方式作多點顯示的儀錶,其切換裝置的切換點數宜留有備用量。

6.3.2報警及巡迴檢測儀錶選型應符合下列要求:

 1指示儀錶及記錄儀錶可根據需要選用帶有報警功能的品種。

 2多點切換的指示、記錄儀錶,需要增設報警功能時,對多機組設定值相同的變數,可採用多點同定值越限報警;對設定值不同的變數,可採用多點各定值越限報警。

 3對多個重要變數的報警,宜將報警觸點信號引入多點閃光報警儀錶作聲光報警,並根據需要選取帶首出(第一事故)、重閃、回鈴、繼電器觸點輸出等各種附加功能。

 4對工藝過程影響不大,變化緩慢,但仍需要及時瞭解其變化的多個變數,宜設自動巡迴檢測儀錶,還要報警的可選用巡迴檢測報警儀錶。

 5巡迴檢測、多點報警系統,宜留有適當備用點數。

6.4控制儀錶選型

6.4.1一般生產裝置的控制儀錶,除分散型控制系統(DCS)、可編程控制系統(PLC)外,可根據情況分別選用帶微處理器智慧型儀錶、一般的數字顯示控制儀錶,電動、氣動等單元組合式(或組裝式)儀錶,以及簡易式等其它控制儀錶。

6.4.2控制儀錶,當用於不易穩定或經常開停車的生產過程時,對於模擬式儀錶宜選用全刻度指示控制器,不宜選用偏差指示控制器;對於數字式儀錶宜選用帶有光帶指示的控制器。

6.4.3控制系統種控制規律的確定應考慮物件特性、控制系統設備部件(包括檢測元件、變送器、控制儀錶、執行器等)的特性、干擾形式以及要求的控製品質等因素。

6.4.4簡單控制系統中控制器的選用應符合下列要求:

 1控制器的控制規律,通常可按表6.4.4選用。

 2位式控制器的選用原則如下:

(1)僅作聯鎖和自動開停車之用,或允許執行機構全開、全關,控製品質要求不高的簡單系統,可選用二位、三位等式控制器。

(2)要求適當改善控製品質時,可選用具有時間比例、位式比例積分或位式比例積分微分控制規律的位式控制器。

6.4.5複雜控制系統中控制器的選用應符合下列要求:

 1用於前饋、串級、間歇、非線性等複雜控制系統的控制儀錶,一般宜選用智慧型等電動單元組合式(以及組裝式)儀錶中具有相應控制功能的控制儀錶,需要時亦可選用智慧型數字控制儀錶或其它單元進行組合。

 2對於干擾較大,手動設定控制器引數較困難的控制系統,可選用帶自適應功能或帶PID自整定功能的控制器。

 3對於純滯後很大或非線性特別嚴重,適宜採樣控制的系統,可考慮選用斷續控制器。

 4程式控制儀錶的選用原則如下:

(1)對具有幾個,乃至十幾個(模擬的或數字的)輸入、輸出量,使用多個PID控制環節作多種複雜運算,並希望靈活組態的複雜控制系統,宜選用智慧型儀錶中的可編程式控制器(又稱單迴路或多迴路控制器);對於輸入、輸出量較少,要求的PID控制環節較少,運算能力較小,經過適當設定即能滿足工藝程式控制要求的系統,可選用智慧型儀錶中的固定程式控制器。

(2)需要按時間程式給定的單變數控制時,對於氣動儀錶可選用氣動時間程式定值器作給定;對於電動儀錶可選用通用函式轉換器和速率限制器配合作給定;也可選用帶程式給定裝置的其它控制儀錶。

6.4.6和計算機配合使用的控制儀錶的選用應符合下列要求:

 1在應用計算機進行直接數字控制(DDC)時,宜選用DDC後備控制器或DDC操作器配合使用。

 2在應用計算機進行設定點控制(SPC)時,宜選用SPC控制器或SPC操作器配合使用。

6.4.7需要通過手動遠程操作的方式來改變控制系統的設定值或對執行器進行直接操作的場合,可選用手動操作器(或遙控器)。

6.4.8採用電動Ⅲ型等控制器時,為了便於對控制器進行維修和維持系統的正常運行,宜備有能臨時插入儀錶盤取代該種控制器功能的便攜式備用操作器。

6.4.9控制儀錶附加功能的選用應符合下列要求:

 1對具有積分控制規律的控制器,應註意積分飽和問題。特別是只允許單項偏差存在的間歇工作的控制器,必須選用具有防積分飽和功能的控制器。

 2根據工藝過程要求(如為了生產安全,對某些控制閥有限制開度的要求等),對於控制器的輸出信號需要限幅的控制系統,宜選用具有輸出限幅功能的控制器。

 3為方便操作,控制儀錶應根據系統情況分別附有手動自動、內設定外設定等切換裝置。為了使切換無擾動,這些切換裝置應具有自動跟蹤功能。




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