第一篇 自动化仪表及选型 1
第一章 绪论 1
(一)仪表系统的选择 1
(二)单元组合仪表的选择 2
一、气动单元组合仪表选用原则 2
二、电动单元组合仪表选用原则 2
(三)信号及自动保护(联锁) 3
(四)电气设备的防火与防爆 3
一、爆炸和火灾危险场所的等级 3
二、爆炸性混合物分级、分组 3
三、防爆电气设备的类型及标志 4
四、电气设备选型 5
(五)调节系统 6
(六)刻度范围和记录纸的选用 6
一、刻度范围 6
二、刻度单位 6
三、刻度板和记录纸 7
四、记录机构的选用 7
第二章 温度测量仪表 8
(一)温度测量仪表的分类 8
一、接触式温度仪表 8
二、非接触式温度仪表 8
(二)各类温度测量仪表的比较 8
一、各类温度计的测量范围 8
二、各类温度计的特点 8
三、各类温度计的精度 8
(三)温度测量仪表的选择和应用 8
一、液体膨胀式温度计 8
二、固体膨胀式温度计 8
三、压力式温度计 11
四、热电阻及热电偶 11
五、辐射高温计 16
六、几种特殊的测温元件 16
七、温度测量仪表选型原则 20
(四)温度变送器的选用 20
第三章 压力仪表 22
(一)各类压力测量仪表的特点与应用场合 22
(二)有关选用的几点说明 22
一、量程的选择 22
二、精度的选择 22
三、使用环境和介质性能的考虑 22
四、工艺要求 22
五、仪表外型的选择 24
六、压力的表示方法及测量单位 25
(三)压力调节系统的选用 25
第四章 流量仪表 26
(一)概述 26
一、节流装置的选用 26
二、其它常用的差压感受元件 27
(二)各类流量仪表的特点与应用场合 27
(三)有关选用的几点说明 27
一、流量仪表选型原则 27
二、刻度选择 27
三、差压变送器量程选择 33
第五章 物位仪表 34
(一)物位仪表的种类 34
(二)各类物位仪表的特点与应用场合 34
(三)有关选用的几点说明 34
一、物位仪表选型原则 34
二、使用辐射式液位计时对辐射强度的考虑 34
三、量程的选择 44
四、差压式液位计迁移机构的选用 44
第六章 成分分析仪表 47
(一)成分分析仪表的种类 47
(二)成分分析仪表的选型 47
(三)各类仪表的特点与应用场合 47
(四)有关选用的说明 47
第七章 显示调节仪表 55
(一)显示仪表 55
一、显示仪表的分类 55
二、各类显示仪表的特点与应用场合 55
三、有关选用的几点说明 55
(二)电动单元组合显示调节仪表 65
一、DDZ-Ⅱ型仪表的系统组合 65
二、DDZ-Ⅱ型仪表的主要技术特性 66
三、DDZ-Ⅱ型仪表的特点与应用场合 66
四、有关选用的几点说明 68
(三)气动单元组合显示调节仪表 69
一、QDZ型仪表的系统组合 69
二、QDZ型仪表的主要技术特性 69
三、QD2型仪表的特点与应用场合 70
(四)控制器及集中控制装置 70
一、控制器 70
二、集中控制装置 74
第八章 执行器 75
(一)调节阀结构形式的选择 75
一、阀体的分类 75
二、一般选择阀体时考虑的几个因素 75
三、阀体结构的特点及一般应用场合 75
四、阀芯的选择 85
五、有关阀体选择的其他几个问题 86
六、上阀盖及填料的选择 92
七、材质的选择 94
(二)执行机构的选择 94
一、执行机构的分类 94
二、气动执行机构 94
三、电动执行机构 100
(三)辅助装置 101
一、阀门定位器 101
二、气动保位阀 102
三、手轮机构 102
四、阻尼机构 102
第九章 仪表盘、箱、台 103
(一)各类仪表盘的特点与应用场合 103
(二)仪表盘的组合及应用 103
(三)颜色的选择 104
参考资料 104
第二篇 自动调节系统的设计 106
第一章 自动调节系统设计中应注意的事项 106
(一)自控与工艺的关系 106
(二)调节系统的正确设置 106
(三)安全措施 107
(四)设计方案的经济比较 107
第二章 简单调节系统 109
(一)对象特性的描述及调节系统过渡过程质量指标 109
一、对象特性的描述 109
二、自动调节系统的过渡过程质量指标 110
(二)选择被调参数 111
(三)分析干扰因素、选择操作参数 111
(四)测量滞后对调节系统的影响 112
(五)负荷变化对调节质量的影响 113
(六)调节规律对调节质量的影响及调节器选型 113
一、位式调节器 113
二、比例式调节器 114
三、比例积分调节器 114
四、比例积分微分调节器 114
五、调节器选型 114
(七)气动调节阀流量特性及调节阀气开、气闭，调节器正、反作用的选择 116
一、流量特性的定义 116
二、理想流量特性 116
三、工作流量特性 119
四、调节阀流量特性选择 123
五、调节阀气开、气关和调节器正作用、反作用的选择 128
第三章 复杂调节系统 131
(一)串级调节系统 131
一、确定串级调节系统副回路的原则 131
二、串级调节系统的应用场合 132
三、串级调节系统调节器型式的选择 132
四、串级调节系统的实施方案 133
(二)均匀调节系统 135
一、采用宽比例加积分作用的单回路液位调节形式的均匀调节系统 135
二、液位与流量串级调节形式的均匀调节系统 136
三、液位与流量双冲量调节形式的均匀调节系统 137
(三)比值调节系统 137
一、开环比值调节系统 137
二、具有一个闭环的比值调节系统 138
三、具有两个闭环的比值调节系统 144
四、串级比值调节系统 144
(四)采用模拟计算装置的调节系统 146
一、用温度和压力校正的气体流量调节系统 146
二、内回流调节系统 151
(五)自动选择性调节系统 155
一、一个自动选择性调节系统的例子 155
二、积分饱和及其防止办法 157
(六)前馈调节系统 159
一、前馈环节的动态模型及其实施方案 159
二、前馈调节系统的应用场合 162
三、一个多变量前馈调节的例子 163
第四章 炼油、化工典型单元调节方案 166
(一)泵和压缩机的自动调节 166
一、离心泵的压力、流量调节 166
二、往复泵的压力、流量调节 168
三、往复式压缩机的调节 169
四、离心压缩机的调节 171
(二)换热器和重沸器的自动调节 180
一、无相变换热器的自动调节 181
二、一侧有相变换热器的调节 183
三、两侧有相变换热器的调节 186
(三)反应器的自动调节 187
一、固定床反应器的自动调节 187
二、沸腾床反应器的自动调节 201
三、聚合釜的自动调节 207
(四)精馏塔的自动调节 209
一、精馏塔自动调节的要求与影响因素 209
二、精馏塔的压力调节 210
三、精馏塔的温度调节及按成分进行调节 216
四、精馏塔的流量调节 225
五、精馏塔的液位调节 228
六、吸收解吸塔的自动调节 231
七、共沸精馏塔与萃取精馏塔的自动调节 231
八、液—液抽提塔的自动调节 232
(五)管式加热炉的自动调节 233
一、概述 233
二、加热炉的温度调节 233
三、加热炉进料的流量调节 236
四、加热炉燃料系统的自动调节 236
五、加热炉的安全措施 238
(六)锅炉给水自动调节 238
一、锅炉水位变化的主要干扰因素 238
二、给水调节系统的方案选择 239
三、锅炉给水调节系统设计中需注意的几个问题 242
(七)调合作业的自动调节 243
一、随动流量比值调节 243
二、由总流量给定的流量比值调节 244
三、由成分分析仪表给定的流量比值调节 244
四、数字式累计总量调合系统 245
第五章 程序控制系统 246
(一) 移动床水处理的程序控制 246
(二) 一、工艺概况 246
二、程序控制装置介绍 247
三、程序控制装置的选用 248
四、执行机构的选用 249
五、阀门启、闭信号 249
(二)空分装置中可逆式换热器的程序控制 249
一、工艺概况 249
二、电气—气动切换系统 250
(三)其他程序控制装置介绍 253
参考资料 253
第三篇 自控设计资料 254
第一章 控制室的设计 254
(一)概述 254
(二)控制室 254
一、位置选择 254
二、控制室与其他辅助房间 255
三、控制室内平面布置 256
(三)仪表盘 259
一、结构形式 259
二、盘面仪表布置 259
三、盘后配线、配管 261
四、盘后配置 263
五、盘的安装 265
(四)模拟盘、幻灯、阴极射线管显示装置 267
一、模拟盘 267
二、幻灯 267
三、阴极射线管 268
(五)盘上仪表高密度安装 268
(六)建筑要求 269
(七)采光与照明 270
一、天然采光 270
二、人工照明 270
(八)采暖通风 271
(九)安全防护 272
一、控制室地沟、线槽处理 272
二、防振 273
三、接地 273
第二章 仪表供电、供气 274
(一)仪表供电 274
一、负荷分类 274
二、仪表供电要求 274
三、供电方式 274
四、设备选择 282
(二)仪表供气 283
一、供气系统 283
二、供气质量 283
三、供气方式 284
四、管材选用 285
第三章 信号、联锁系统设计 294
(一)信号、联锁系统的基本组成环节 294
(二)信号、联锁系统设计注意事项 295
(三)信号系统实用线路 296
一、电容充电式信号报警系统 296
二、不闪光信号报警系统(1) 296
三、不闪光信号报警系统(2) 297
四、不闪光信号报警系统(3) 299
五、区别瞬间事故的不闪光信号报警系统 300
六、区别第一事故不闪光信号报警系统 301
七、闪光信号报警系统(1) 302
八、闪光信号报警系统(2) 303
九、闪光信号报警系统(3) 303
十、区别瞬间事故闪光信号报警系统 304
十一、区别第一事故闪光信号报警系统 304
十二、闪光信号报警系统(区别电机正常开停车与事故) 306
十三、闪光信号报警系统(区别工段事故地点) 307
(四)联锁保护系统实用图 309
一、合成氨厂氢氮气压缩机联锁保护 309
二、石油炼厂催化裂化装置的主风机和压缩机联锁保护 309
三、天然气蒸汽转化炉的联锁保护 309
四、炼厂催化裂化装置的气动联锁保护系统 311
五、火炬点火装置的联锁系统 311
第四章 管线的敷设 314
(一)架空敷设 314
(二)管、电缆沟敷设 316
(三)直埋敷设 316
(四)排管敷设 317
第五章 仪表的保温伴热 319
第六章 (一)概述 319
(二)仪表导压管线和仪表箱的散热计算 319
(三)蒸汽伴热 322
(四)电伴热 326
第六章 调节阀和流量的计算 330
(一)流通能力和调节阀口径的计算 330
一、定义及其物理意义 330
二、决定调节阀口径的顺序 331
三、最大流量和最小流量 332
四、压降的确定 332
五、一般液体的C值计算 333
六、气体的C值计算 335
七、饱和蒸汽和过热蒸汽的C值计算 337
八、液体闪蒸时的C值计算 338
九、两相流的C值计算 344
十、三通调节阀的口径计算 345
十一、调节阀开度 347
十二、可调范围的验算 348
(二)蝶阀口径及操作力矩计算 349
一、蝶阀口径计算 350
二、蝶阀的不平衡力矩及所需的操作力矩计算 350
(三)用节流装置测量流体流量的计算 352
一、基本原理和取压方式 352
二、计算用有关参数及其确定方法 354
三、液体、蒸汽、气体节流装置计算——角接取压法 360
四、液体、蒸汽、气体节流装置计算——1〃法兰取压法 362
五、锥形入口孔板计算 363
六、特殊节流装置计算 365
(四)小管径孔板计算 366
(五)用转子流量计测量流量的计算 367
一、转子流量计的作用原理及流量计算 367
二、液体流量换算 368
三、气体流量换算 370
四、蒸汽流量换算 371
(六)电磁流量计流量计算 372
(七)涡轮流量计流量计算 372
(八)靶式流量计流量计算 373
(九)节流装置计算用图表 376
液体在15～20℃时的比重 376
气体重度、校正系数、临界温度、临界压力表 376
常用标准管尺寸和内径平方表 377
饱和气体的水分含量及水蒸汽分压表 378
饱和水蒸汽及过热水蒸汽的重度表 380
节流装置的界限雷诺数表 388
标准孔板的流量系数表(角接取压法) 388
双重孔板的流量系数表 389
1/4圆喷嘴的流量系数表 389
圆缺孔板的流量系数表 390
标准孔板流量系数表(1″法兰取压法) 390
角接取压锥形入口孔板流量系数 401
湿蒸汽校正系数F 401
液体、气体在常压下的粘度图 402
节流装置和管道材料的热膨胀系数图 407
K=1.3 法兰取压法，同心锐孔板膨胀系数Y 408
K=1.4 法兰取压法，同心锐孔板膨胀系数Y 409
确定被测介质的膨胀校正系数ε的曲线图(一) 410
确定被测介质膨胀校正系数ε的曲线图(二) 411
气体的压缩系数Z(换算压力自0～6) 411
气体的压缩系数Z(换算压力自0～40) 412
孔板的m与D和mα的关系图 413
孔板的流量系数α与m和D的关系图 422
Dg50法兰取压法，同心锐孔板雷诺数校正系数FR 425
Dg80法兰取压法，同心锐孔板雷诺数校正系数FR 426
Dg100法兰取压法，同心锐孔板雷诺数校正系数FR 427
Dg150法兰取压法，同心锐孔板雷诺数校正系数FR 428
Dg200法兰取压法，同心锐孔板雷诺数校正系数FR 429
Dg250法兰取压法，同心锐孔板雷诺数校正系数FR 430
Dg350法兰取压法，同心锐孔板雷诺数校正系数FR 431
锥形入口孔板 432
角接取压锥形入口孔板膨胀系数ε 433
1/4圆喷嘴的m与mαo的关系图 434
1/4圆喷嘴的原始流量系数αo图 439
1/4圆喷嘴的m与r/d的关系图 442
管道直径户φ10～50毫米时孔板m-α之间的关系图 445
各种节流装置的界限雷诺数 446
安装孔板(喷嘴、文丘里管)所需直管长度 447
第七章 常用电气设备材料 448
(一)控制变压器 448
一、BK型控制变压器 448
二、BKc型控制变压器 450
(二)整流器 451
一、ZXY系列仪表电源硒整流器 451
二、ZXC系列充电及其它电源硒整流器 451
(三)熔断器 452
一、BHC型插入封闭式保险丝座 452
二、BLF型螺旋式保险丝座 453
三、R1-10型管式熔断器 453
四、RL1单列螺旋式熔断器 454
(四)开关 454
一、KNX型小型钮子开关 454
二、KN3-A型钮子开关 455
三、HZ10系列组合开关 455
四、LW5系列万能转换开关 458
五、DZ 5-10、DZ 5-25型单极自动开关 463
六、HK1胶盖瓷底开关 464
七、行程开关 465
八、微动开关 467
九、切换开关 468
(五)LA系列控制按钮 471
一、用途 471
二、分类及技术性能 471
三、外形尺寸 471
(六)信号灯及数字指示管 475
一、XD系列信号灯 475
二、SZ型数字指示管 477
(七)音响器 480
一、SWS型无火花冲击式电铃 480
二、DDJ1、DDZ1系列电磁振动式电笛 480
三、DL 38系列电喇叭 481
四、701型讯响器 482
(八)继电器 482
一、中间继电器 482
二、时间继电器 491
三、电子、晶体管继电器 499
四、干式舌簧继电器 501
(九)多回路时间控制器 503
一、DSK-B型电动时间继电器 503
二、JS-11型多回路时间继电器 505
三、JSS-8型数字计数器 506
(十)接线端子及接线盒 507
一、D1系列接线端子 507
二、B1系列接线端子板 510
三、D系列接线端子 511
四、FJX系列接线盒 513
(十一)防爆电器 514
一、 LA 522-2型化工控制按钮 514
二、 二、LA 52系列防爆充油型控制按钮 514
三、LA 53系列防爆控制按钮 515
四、CCB-2型化工防爆信号灯 517
(十二)电线、电缆、补偿导线 517
一、聚氯乙烯绝缘电线 517
二、橡皮绝缘线 519
三、氯丁橡皮绝缘电线 519
四、电力电缆 519
五、控制电缆 522
六、屏蔽电线 525
七、补偿导线 525
(十三)电磁阀 526
一、二通电磁阀 526
二、 三通电磁阀 529
(十四)自整角机 533
一、无接触式自整角机(老产品) 534
二、自整角机(新产品) 534
第八章 仪表安装材料 539
(一)金属管材 539
一、水煤气管(YB 234-63) 539
二、高压无缝钢管(H4-67)(220、320公斤/厘米2) 539
三、中低压无缝钢管(YB 231-64) 540
四、无缝不锈钢耐酸钢管 540
五、铅及铅合金管(YB450-64) 540
六、铝及铝合金管 540
七，紫铜管(YB 447-64)、黄铜管(YB 448-64) 541
八、电线套管 541
九、金属软管(别称蛇皮管) 541
(二)金属板材 542
一、普通、优质碳素钢薄钢板(GB708-65) 542
二、镀锌薄钢板(YB181-65) 542
三、不锈耐酸钢板(GB708-65，GB 709-65) 542
四、铜及黄铜板(YB 459-64、YB 460-64、YB 555-65) 543
五、铝及铝合金板(YB605-66) 543
六、铅及硬铅板(YB 489-64) 543
(三)锰铜线 543
(四)型钢 544
一、圆钢(GB702-65)(热轧) 544
二、扁钢(GB704-65)(热轧) 544
三、槽钢(GB707-65) 544
四、角钢(YB166-65) 545
五、万能角钢 545
(五)非金属管、板 545
一、软聚氯乙烯塑料管(HG2-64-65) 545
二、硬聚氯乙烯塑料管(HG 2-63-65) 546
三、常用石棉板的规格及性能(JG 69-64，JCl25-66，GB 539-65) 546
四、聚四氟乙烯生料带(密封胶带) 546
(六)尼龙单管、管缆及管件 546
一、尼龙单管 546
二、尼龙管缆 547
三、管件 548
(七)紧固零件 549
一、半圆头螺钉(GB 67-66) 549
二、六角头螺栓(半精制)(GB18-66)(精制)(GB 30-66) 549
三、光双头螺栓(JB 9-59) 550
四、六角螺母(半精制)(GB 45-66)(精制)(GB 52-66) 550
五、弹簧垫圈(GB 93-66) 551
六、垫圈(精制)(GB 97-66) 551
七、槽钢用方斜垫圈(GB 853-66) 552
八、法兰连接(H 9-67)(220及320公斤/厘米2) 552
九、拧入用双头螺栓(H15-67)(220及320公斤/厘米2) 553
十、管道用双头螺栓(H16-67)(220及320公斤/厘米2) 553
十一、螺母(H17-67) 554
十二、透镜垫(H 18-67)(220及320公斤/厘米2) 554
(八)阀门 555
参考资料 556
附录 557
Ⅰ、自控设计图例 557
Ⅱ、常用单位换算表 560
Ⅲ、隔离液 562
Ⅳ、炼油化工自控安装图册简介 564