仪表工技能训练总结报告

学生实习（实训）总结报告

院（系）:_电气与信息工程学院_ 专业班级:_ 测控普071  _

学生姓名:__刘恩刚_ _ _ 学    号:_    2007440774   

实习(实训)地点:_   逸夫科技大楼I406_               _

报告题目:         关于仪表工技能训练总结报告         

        报告日期： 2011年 01月 14 日 

指导教师评语: _________________________________ ____  

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成绩（五级记分制）:                  

          指导教师（签字）:____________________

目  录

1 实习（实训）实施计划表    1

2 仪表工技能训练概述    3

3 仪表工技能训练——大支架    4

3.1 智能涡街流量计    4

3.2 LG系列标准节流装置    5

3.3 压力变送器    6

3.4 2W系列电磁阀    7

3.5 8301电—气转换器    7

3.6 ZJHP气动调节阀    8

3.7 HEP系列电/气阀门定位器    8

3.8 电子式执行机构    9

3.9 热电偶和热电阻    10

4 仪表工技能训练——仪表盘    11

4.1 XMT-7000系列智能温度控制器    11

4.2 XMT-8000工业调节器/温度控制器    12

4.3 T系列温度指示调节仪    15

5 仪器仪表调试    16

6 化工仿真心得    17

7 总结    18

附录一 仪器仪表元件清单    19

附录二 仪器仪表接线图    20

1 实习（实训）实施计划表

对于测控技术及仪器这个专业，在很大一个方向来说是对仪表的设计与操作，因此，仪表工技能训练是测控技术与仪器专业实践类教学的重要环节，是培养工程师的重要组成部分,是测控技术与仪器专业学生不可缺少的实训环节；通过这几天对诸如电动调节阀、气动调节阀以及热电偶和配套的变送器和显示器的安装与调试，了解一些仪表的特点和使用方法，为以后在实际应用中接触到相关的仪表打下坚实的基础。通过此次仪表工技能训练让我把所学到的专业知识和所看到的东西联系起来，旨在开拓我们的视野，增强专业意识，巩固和理解专业课程，为即将到来的毕业工作做好准备。

3 仪表工技能训练——大支架

3.1 智能涡街流量计

智能涡街流量计是在涡街流量变送器的基础上，集流量、温度、压力检测功能于一体，并能进行温度、压力自动补偿的新一代一体式流量计。其输出为电压脉冲频率信号，也可转换输出4—20mADC标准信号。该仪表采用先进的微机技术与微功耗新技术，功能强，结构紧凑，操作简单，使用方便，是石油、化工、电力、冶金等行业液体、气体计量和饱和蒸汽计量的理想仪表。

    3.1.1 涡街流量计特点

1）无可动部件，结构简单，可靠性高。

2）压损小，安装方便，易于维修。

3）仪表的流量参数不受测量的压力、温度、密度、粘度及其组分等参数的影响。

4）仪表精度高，重复性好；测量范围宽，可达 1:15 以上。

5）仪表压力损失小，运行费用低，更具节能意义。

6）输出信号与流量呈线性关系，具有脉冲信号、模拟信号等。

7）应用范围广，液体、气体、蒸汽流量均可测量。

8）可检测介质的温度与压力并进行自动补偿。

9）采用LCD显示，清晰直观，读数方便。

    3.1.2 涡街流量计工作原理

基于卡曼涡街原理，如果将一个非流线形物体的探头（如三角柱体）垂直插入管道流体中，当流速足够大时，在流量元件的下游便会交替地产生旋涡，随着旋涡尺寸的增大，便会离开流量元件向下游流去，形成两列漩涡，即涡街（如右图）。这一过程称为旋涡的剥离。旋涡剥离的频率与流体的流动速度及柱状物的宽度有关，在一定的流速范围内，与介质流速成线性关系，且这一关系不受流体的密度、粘度、压力、温度的影响。由于旋涡分离在柱体两侧产生压力脉动，探头体产生交变应力，埋设在探头体内的压电晶体元件受交变应力作用而产生交变电荷。检测放大器将交变电荷进行变换处理后，输出频率与介质流速成正比脉冲信号，送至积算仪（或智能表的积算单元）进行处理和显示或输出 4～20mA 标准电流信号。

流量积算仪有温度和压力检测模拟通道以及微处理单元组成，并配有外输信号接口，输出各种信号。其他方程如下：

式中：

Vn：标准状态下的体积流量（m3）

Vg：未经修整的体积量（m3）

Pg：流量计压力检测点处的表压（kPa）

Tg：介质的绝对温度（273.15+T）K

Tn：标准状态下的绝对温度

T：被测介质摄氏温度

Pa：标准大气压（101.325kPa）

Zn：标准状态下的压缩系数

Zg：工作状态下的压缩系数

注：在钟罩或负压检定时取Zn=Zg。

    3.1.3 转换器

转换器位于检测器的上部，通过连接件与检测器连接，它包括防护罩、印刷线路板、接线端子等部分。

漩涡测量头输出信号，通过信号线输送到转换器的前置放大器进行电荷放大、低通滤波、整形、输出频率与流量成正比的方波信号，根据用户的要求也可以进行f-V/V-I转换，输出4—20mA模拟信号。转换器原理图如图2所示。

3.2 LG系列标准节流装置

节流装置是测量流量的差压发生装置，配合各种差压计或差压变送器课测量管道中各种流体的流量：节流装置包括环室孔板、喷嘴、经典文丘里管等。节流装置是与差压变送器配到使用，可测量液体、蒸汽、气体的流量，它广泛应用于石油、冶金、化工等企业。

    3.2.1 节流装置工作原理

    在充满单相连续流体的管道中，安装一个节流元件（如孔板、喷嘴等）、当流体通过节流元件的节流孔时，流束形成局部收缩，流速加快，动能增加，静压降低，在节流元件的前后产生一个静压力差，即△P=P1－P2,若节流孔面积为F,流体的质量流量为qm，体积流量qv，密度为ρ，则根据流动连续性原理和伯努利方程可推导出压力差与流体流量之间的关系式：

或。

式中a是流量系数。由上述关系可知，如果节流孔面积和流体密度一定，则流量与压力差的平方根成正比，即只要测出压差值，即可算出流量值，节流装置就是根据这个原理测量流体流量的。

    3.2.2 限流孔板工作原理

    通过测量流体流经节流装置的前后压力降，可达到测量流量流量的目的，这种测量方法是以伯努利定律和流体流动连续定律为基础的。限流孔板的基本原理和节流装置的基本原理完全一样。由于两者所起的作用和使用条件不同，所以在考虑方法和计算精度亦有差异。

首先限流孔板非计量仪表，要求精度不高，可忽略某些影响因素。如温度对管径和开口直径的影响，雷诺数对流量系数的影响等。

限流孔板只起降压限流作用。限流孔板上压力降是指永久压损。限流孔板上的压力降比节流装置上的压力降大的多。亦就是在相同的流量条件下，孔径比β的范围可扩展到0.05～0.75。

3.3 压力变送器

本次实训用得到压力变送器型号为KYB2003C型，是引进国外著名传感器研发的一种精巧型产品。是为空调、制冷机组等设备专门开发的具有高性价的压力变送器。

    3.3.1 压力变送器技术指标

测量范围：0-5MPa                  长期稳定性：±0.5%FS/年

输出信号：0.5-4.5V；4-20mA        过载压力：150%FS

供电电压：10-36V                  破坏压力：200%FS

综合精度：±0.5%FS；±3.0%FS      过程接口：7/16UNF 内螺纹（带顶针）

工作温度：-25℃—+125℃           引线方式：电缆线、快速接头

    3.3.2 压力变送器的接线图

实训中用到的压力变送器接线方式有两种，一种是4-20mA接线，另一种是1-5V接线，本次实训中用到的是4-20mA接线方式。

3.4 2W系列电磁阀

2W系列电磁阀是自动控制系统中常见的开关元件、为音乐喷泉的核心控制设备，特别适用于跑泉、跳泉的水路控制。是利用介质压力差工作的直动式电磁阀门，它采用膜片结构，具有启闭迅速、性能稳定、使用方便、可靠性高、寿命长等特点；该阀抗污能力强，可在江、河、湖、海及各种人工水域中长期使用，基高超的性能处于国内领先水平。

主要技术指标：

    1、使用压力：0～10kg/cm2

    2、最大耐压力：10kg/cm2

    3、使用流体：空气、水、油、瓦斯、煤气、液化气

    4、使用流体粘度：20CST以下

    5、工作温度：-5～80℃

    6、电压波动范围：±10%

    7、动作方式：直动式

    8、型式、常闭式（即通电后阀开启，或常开式（通电阀关闭）。

3.5 8301电—气转换器

    阀门定位器是各种气动薄膜执行机构，他与调节阀配套使用，可以克服阀杆摩擦力和阀芯不平衡力，提高调节精度和动作速度，电气转换器是连接控制室和调节阀的转换单元，实现电气转换，它们均广泛应用到工业部门。

8301电—气转换器具有可靠性较好，不易堵塞，排堵方便快捷，耗气小，节约能源等优点，在广大用户中取得了良好的运行效果。

    3.5.1 8031电气转换器工作原理

电气转换器是用波纹管来反馈，使通入到波纹的输出压力产生的力与力矩马达通入的电流信号i所产生的力相平衡。

    3.5.2 产品主要参数对照表

如表1所示：

表1 8301电气转换器主要参数对照表

    3.6.1 ZJHP气动调节阀

ZJHP型气动单座调节阀（气动精小型单座调节阀、气动薄膜单座调节阀），是由多弹簧气动薄膜执行机构和顶导向式直通低流阻单座阀组成。具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、流体通道呈S流线型、压降损失小、阀容量大、流量特性精确，配用电-气阀门定位或气动阀门定位器，可实现对工艺管路流体介质的自动调节控制，广泛应用于精确控气体、液体、蒸汽等介质的工艺参数如压力、流量、温度、液位等参数保持在给定值。是符合IEC标准的新一代通用调节阀产品。

    3.6.2 工作原理

气动调节阀就是以压缩空气为动力源，以气缸为执行器，并借助于电气阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节，接收工业自动化控制系统的控制信号来完成调节管道介质的：流量、压力、温度等各种工艺参数。气动调节阀的特点就是控制简单，反应快速，且本质安全，不需另外再采取防爆措施。 

3.7 HEP系列电/气阀门定位器

HEP系列电/气阀门定位器 是把调节装置输出的电信号变成驱动调节阀动作的气信号，而且具有阀门定位功能，即克服阀杆摩擦力，抵消被调介质压力变化而引进的不平衡力，从而使阀门开度对应于调节装置输出的控制信号，实现正确定位。

    3.7.1 阀门定位器特点

1、可靠性高、体积小、重量轻。

2、磁电组件部分采用新型动圈结构，可靠稳定线性好。

3、除防爆接线盒外，在危险性区域现场可打开克盖进行调整和检修。

4、量程、零点调整钮采用手轮式、调整方便，并带有锁定装置。

5、配有与各类型执行机构相配的安装板及附件，故安装容易，调整方便。

6、防爆性能好，本安型防爆等级iaПCT5  隔爆型防爆等级dПCT6。

    3.7.2 阀门定位器工作原理

HEP定位器的工作是基于力平衡原理，在定位器处于稳定状态时，其反馈回路与力平衡系统处于平衡状态。当输入信号，阀杆摩擦力或流体作用发生变化，磁电组件的作用力与因阀杆位置变化引起的反馈回路产生的作用力就处于不平衡状态，定位器调节执行机构气室压力，其结果使反馈系统回路又处于平衡状态，阀杆停留在新的位置又与定位器输入信号相对应。

    3.7.3 阀门定位器技术范围  

阀门定位器技术范围如表2所示:

表2 技术范围

LPS系列全电子式电动执行机构，应用了国外先进技术，体积小，重量轻，伺服放大器内装，增强了过载保护及故障诊断能力，连线简单、操作方便。

　　LPS系列直行程电动执行机构最大行程达到100mm，最大推力可达40KN，适合于直线动作阀门的开关和调节控制。

3.8.1 执行机构工作原理

电路原理如图5所示，外接电源接到变压器后，给控制电路、输出电路和可控硅供电，控制电路、输出电路和外接电源间采用变压器隔离，控制电路同可控硅之间采用光电耦合，控制信号为DC4-20mA的电流信号或DC1-5V电压信号。执行机构的位置反馈信号为DC4-20mA及DC1-5V。执行机构的过载保护采用先进的时间保护电路。当发生过载时，伺服放大器上的过载保护指示灯亮，同时输出一组过载保护无源交流开关信号（开关容量<=1A，AC24V-AC220V）；此时在有效区域内可自动复位，也可以通过复位按钮或外接复位按钮强行复位。

3.9 热电偶和热电阻

3.9.1 热电偶

E型热电偶是一种廉金属的热电偶，正极（EP）为：镍铬10合金，化学成分与KP相同，负极（EN）为铜镍合金，名义化学成分为：55%的铜，45%的镍以及少量的锰，钴，铁等元素。该热电偶的使用温度为-200~900℃。　　E型热电偶的特点:热电动势之大，灵敏度之高属所有热电偶之最，宜制成热电堆，测量微小的温度变化。对于高湿度气氛的腐蚀不甚灵敏，宜用于湿度较高的环境。E热电偶还具有稳定性好，抗氧化性能优于铜-康铜，铁-康铜热电偶，价格便宜等优点，能用于氧化性和惰性气氛中，广泛为采用。

3.9.2 热电阻

铂热电阻是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的，按0℃时的电阻值R(℃)的大小分为10欧姆（分度号为Pt10）和100欧姆（分度号为Pt100）等，测温范围均为-200~850℃.10欧姆铂热电阻的感温原件是用较粗的铂丝绕制而成，耐温性能明显优于100欧姆的铂热电阻，只要用于650℃以上的温区：100欧姆铂热电阻主要用于650℃以下的温区，虽也可用于650℃以上温区，但在650℃以上温区不允许有A级误差。100欧姆铂热电阻的的分辨率比10欧姆铂热电阻的分辨率大10倍，对二次仪表的要求相应地一个数量级，因此在650℃以下温区测温应尽量选用100欧姆铂热电阻。

4 仪表工技能训练——仪表盘

仪表盘是此次实训的显示和电源部分。它主要由智能温度控制器、工业调节器/温度控制器、温度指示调节仪和开关电源以及接线端子组成。作用是对大支架上的仪器进行数据显示和控制。

4.1 XMT-7000系列智能温度控制器

XMT-7000系列智能温度控制器是一种智能型工业调节仪表，配上相应传感器应用于机械、化工、陶瓷、轻工、冶金、石化、热处理等行业的温度、流量、压力、液位等的自动控制系统。本次实训采用的型号是XMT-7411型，主控方式为位式PID（继电器通断PID输出），辅助控制方式为上线偏差报警，输入信号为热电偶输入。

    4.1.1 XMT-7411型工作原理及主要技术指标

工作原理如图所示。

图6 XMT-7411型工作原理

输入：热电偶  K  E  S  J  T  B  R  N

      线性信号：0-5V  1-5V；0-100mA  4-20mA

基本误差：输入满量程的±0.5%±1个字

分辨率：1℃、0.1℃

采样周期：2次/sec                 报警功能：上偏差

报警输出：继电器触点AC250V 3A（阻性）

控制输出：继电器触点AC250V 3A（阻性）

控制方式：位式控制                 电源电压：AC220V（50/60Hz）

    4.1.2 接线

在XMT-7411型智能温度控制器上一共有16个端子，1-8居于仪表上面一排，9-16居于仪表下面一排，在16个端子中，2和3端子是仪表电源输入端，输入电压220V。15和16为热电偶输入端，16为热电偶的正极，15为负极。6和7为继电器输出端。

    4.1.3 各种模式详细功能

PV/SV显示模式：显示测定值（PV）于PV显示器和设定值（SV）于SV显示器。除变更设定值、各参数的数值外，通常均为此模式。

SV设定模式：出厂设定为100℃。

参数设定模式：此模式用于设定报警，PID参数等各种参数。按SET键可以数需显示表3中的参数符号。

表3 XMT-7000各种模式详细功能

XMT-8000工业以调解器/温度控制器是一种高性能、高可靠性的智能型工业调节仪表，它具有多种信号自由输入，两成自由设置；软件调零调满度，冷端单独测温，放大器自稳零，显示精度优于0.2%FS；模糊理论结合传统PID方法，控制快速平稳，先进自整定方案自由可选；输出自由可选；附加加热器短线或控制环线报警功能，所有参数显示均可屏蔽，方案用户使用等特点。

    4.2.1 XMT-8000主要技术指标

输入：热电偶  K  E  S  J  T  B  R  N

      热电阻：Pt100  Cu50  JPt100

          线性信号：0-5V  1-5V；0-100mA  4-20mA

    基本误差：输入满量程的±0.5%±1个字

    分辨率：1℃、0.1℃

采样周期：3次/sec，按需可达到8次/sec                 

报警功能：上限，下限

    报警输出：继电器触点AC250V 3A（阻性负载）

    控制输出：继电器触点AC250V 3A；SSR驱动电平输出；4-20mA电流输出

控制方式：模糊PID控制；位式控制；手动控制

手动控制：用户通过键盘修改输出量                

电源电压：AC85-2V（50/60Hz）

    4.2.2 接线

在XMT-8000工业调节器/温度控制器后面有左右两排接线端子，1-6号居于仪表左面，7-13居于仪表右面，其中7和8端子是仪表电源输入端，输入电压AC85-2V。4和5为热电偶输入端，4为热电偶正极输入端，5为负极输入端。4、5和6为热电阻输入端。1、2和3为继电器触点输出端。

4.2.3 各种模式详细功能

    PV/SV显示模式：显示测定值（PV）于PV显示器和设定值（SV）于SV显示器。除变更设定值、各参数的数值外，通常均为此模式。因此在此状态下，可选运行/停止功能。

    SV设定模式：出厂设定为0℃（℉）或0.0℃（℉）。

参数设定模式：此模式用于设定报警，PID参数等各种参数。按SET键可以数需显示表4中的参数符号。

表4 XMT-7000各种模式详细功能

T系列温度指示调节仪具有可靠性高、安装方便、抗震动、抗干扰能力强、价格低等特点。可选择多种外形尺寸，控制方式完备，广泛应用于塑料、橡胶、包装、食品机械以及冶金、化工等行业，作-200℃—1600℃范围内某一段的温度测量和自动控制。

    4.3.1 T系列温控指示调节仪技术指标

仪表精度：1.5级，指示精度：2.5级  1.5级

位式调节不灵敏区：<=0.75%

比例调节：比例带2-5%，周期30s±10s

超限报警：输入超过设定值±全量程的2-5%或指定

脉冲输出：幅度大于3V，宽度大于40uS的脉冲

触点容量：AC 250V  5A（阻性负载）

电流输出：0-10mA（负载电阻约750Ω）；或4-20mA（负载电阻约250Ω）

驱动SSR：驱动电流大于15mA  空载电压大于9V（SSR为固态继电器）

工作电源：187-242V  50-60Hz  功耗小于5W。

工作环境：温度-5—60℃，相对湿度不超过85%。

    4.3.2 接线图

在温控仪中一共有12个接线端子，在实训中用到的端子有4个，“中”和“相”是电源的输入端，1和2为热电偶的输入端，1为热电偶正极，2为负极。

5 仪器仪表调试

    在这次仪表调试过程中，也遇到了不少的问题，但通过老师和我们组的共同努力，成功地解决了所有的问题。第一个问题是在按照显示仪表的时候安装板上少了一个孔，导致仪表按照不上，最后在老师的帮助下，找到了专控机，重新打了孔就行了。第一个问题是安装继电器和空气开关的时候没有两端的卡子。导致仪器安装不牢固，仪器安装不牢固是很严重的问题。最后找了工具把空气开关和继电器固定好了。还有一个问题是在接两线制变送器的线的时候，开始我们以为是变送器和24V并接起来，后来发现不对。经过老师的分析，最后是把变送器和24V供电串接起来。后来找到这样接起来，成功地解决了问题。

6 化工仿真心得

    通过这次化工仿真，我明白了透平与往复压缩的工艺流程，知道了它的结构，本系统将两种典型的动设备集成在一起，同时训练了两种动设备的操作。本系统采用自产蒸汽驱动蒸汽透平取代电动机，是国际最流行的节能方法。这也使我们大开了眼见。同时培养了勤于思考的态度和仔细认真做事的态度。也让我们养成了节能的理念。   

7 总结

通过这三周的仪表工技能培训，更加深刻地体会了各种仪器仪表的一般性能和操作规范。了解了常规仪器仪表的接线方法和仪表的电器连接图，达到了看到仪表的接线标号就知道怎么接线的水平，同时规范了各种电器的走线。在这次仪表的培训过程中，还重点纠正的常见的错误观点。比如，这次安装仪表的时候，由于空气开关没有卡子，所以导致固定不牢固，我们以为这样就可以了，经过老师的指点，必须把它安装牢固，不然有可能会出问题，在工厂这种是绝对不允许的，然后我们就找了其他的工具把它固定好了。在接热点偶和热电阻传感器的时候，由于是两线制输出，刚开始我们把它和24V并联接起来，后来显示不正确，这是三线制的接法，后来经过老师的讲解，以及我们在网上查阅资料，知道了要把仪表和变送器串接起来。这才是真确的接发。

在这次仪表培训中，不仅学到了这些技术，最重要的是学会了虚心学习的态度，以及听从安排遵守纪律的行为。无论做什么事，都得听从上面的安排，做到有组织，有纪律的办事情。

附录一 仪器仪表元件清单