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第1章　仪表基础知识1

1 仪表分类1

目录1

第1篇　基础知识1

2.2　精确度2

2.1　概述2

2　仪表主要性能指标2

2.4　稳定性3

2.3　复现性3

2.5　可靠性4

1.1 图形符号5

1　常用仪表、控制图形符号5

第2章　常用图例符号5

1.2　字母代号10

1.3　仪表位号的表示方法16

1.4　HG 20505—92标准与ISA、ISO标准比较分析20

2.1　图形符号25

2　常用电工与电子学图例符号25

2.3　电气技术中辅助文字符号34

2.2　电气设备基本文字符号34

3　自控常用英文缩写35

1.1　法定计量单位组成37

1　法定计量单位37

第3章　计量知识37

1.2　常用化工计量单位对照39

2.1　企业计量标准41

2　量值传递41

1.3　数字修约规则41

2.3　企业量值传递系统42

2.2　量值传递定义42

3.2　标准电压电流源48

3.1　直流数字电压表48

3　常用计量器具48

3.3　标准气动压力信号源52

3.4　多功能便携式校准仪53

1.1　供电系统55

1 电工知识55

第4章 电工与电子学知识55

1.2　熔断器59

1.3 自动开关61

1.4　控制微电机62

1.5 电压互感器与电流互感器65

2.1 平衡电桥67

2　常用测量电路67

3.1　放大电路68

3　模拟电路68

2.2　不平衡电桥68

3.2　振荡电路73

4.1　数制与基本逻辑关系75

4　数字电路75

4.2　组合逻辑电路77

4.3　时序逻辑电路79

5.1　整流滤波电路81

5　稳压电路81

5.2　稳压电路83

5.3　集成稳压电路84

6.1　集成电路分类85

6　集成电路85

6.3　集成电路的封装形式86

6.2　半导体集成电路型号命名法86

6.4　集成电路运算放大器88

6.5　TTL电路91

6.6　CMOS数字电路95

6.7　IIL电路与ECL电路98

6.8　中外集成电路产品型号对照99

7　电工电子学常用英文缩写101

1.1　常用化工介质特性106

1　工艺知识106

第5章　工艺与安全知识106

1.2　化工企业常用工艺管道标志117

2.1　离心式压缩机118

2　常用化工设备特性118

2.2　活塞式压缩机120

2.3　风机123

2.4　离心泵124

3.2　3500监测系统126

3.1　概述126

3　机械保护系统126

3.3　PT2010多通道保护表135

（EMONITOR ODYSSEY）141

3.4　奥德赛机器状态监测信息系统141

4.1 腐蚀介质及相应防腐材料（金属和合金）146

4　防腐146

4.2　常用非金属材料155

4.3　隔离156

5.1　石油、化工企业火灾危险性及危险场所分类159

5　安全159

5.2　爆炸性物质和爆炸危险场所等级划分163

5.3　爆炸性气体、易燃易爆粉尘和易燃纤维特性165

5.4　易燃易爆场所对防爆电气设备的要求173

5.5　易燃易爆场所仪表操作注意事项174

6.1　石油、化工企业废气排放情况175

6　环保知识175

6.2　石油、化工企业废水排放情况178

6.3　污水排放标准182

6.4 主要污染物的理化性质和毒性188

7.1　700模块式气体分析系统198

7　环保监测仪表198

7.2　500型气体检测系统201

7.3　电化学传感器202

7.4　流程液体分光计203

7.5　TOCOR 200在线TOC分析仪205

附录1-1 自控专业标准体系表标准代号含义208

附录1-2 自控专业标准明细表209

参考文献215

1.1　温度测量的基本概念216

1　温度检测与仪表216

第2篇　仪表与控制系统216

第1章　检测仪表216

1.2　温度测量仪表的分类217

1.3　热电偶218

1.4　热电阻224

1.5　智能温度变送器227

2.2　压力的测量与压力计的选择228

2.1　概述228

2　压力检测与变送228

2.3　压力传感器230

2.4　智能压力变送器232

3.1　概述235

3　流量检测与变送235

3.2　差压式流量计237

3.3　容积式流量计239

3.4　智能式漩涡流量计241

3.5　电磁流量计243

3.6　超声波流量计245

3.7　转子流量计246

3.8　冲板式流量计247

3.9　质量流量计249

4.1 概述253

4　物位检测仪表253

4.2　浮力式液位计254

4.3　差压式液位计255

4.4　电容式物位计256

4.5　其他物位计258

4.6　D·K系列电感式变送器262

1.2　取样与预处理系统264

1.1　过程分析仪表的组成264

第2章　分析仪表264

1　概述264

1.3　过程分析仪表的主要技术特性与选择269

1.4　过程分析仪表的选用270

2.1　色谱分析的基本原理271

2　工业色谱仪271

2.3　SQG系列工业气相色谱仪272

2.2　工业色谱仪的组成272

3.2　氧化锆分析仪276

3.1　概述276

3　氧量分析仪276

3.3　DH—6型氧化锆氧分析仪279

3.4　磁式氧分析器280

4.1　测量基本原理281

4　热导式气体分析器281

4.2　热导式分析仪的测量线路283

4.3　热导池的结构284

4.5　RD型热导式气体分析仪285

4.4　热导式分析仪的应用及使用条件285

4.6　几种国外热导式分析器简介287

5.1　红外线分析器的检测原理288

5　红外线分析器288

5.3　取样系统289

5.2　红外线分析器的结构组成289

5.5　QGS-08型红外线分析器290

5.4　红外线气体分析器的型号与功能290

6.1　检测原理292

6　工业pH计292

6.3　工作电极293

6.2　参比电极293

7.1　工业电导仪的检测原理294

7　工业电导仪294

6.4　仪器的维护与检修294

7.2　电导检测器295

7.3 DDD-32B型工业电导仪297

8.2　振动式黏度计300

8.1　旋转式黏度计300

8　工业黏度计300

1.1　ER180显示仪表的组成原理302

1　模拟显示仪表302

第3章　显示仪表302

1.2　输入检测单元303

1.3　伺服放大单元306

2.3　热电偶预处理电路307

2.2　基本工作原理307

2　数字式显示仪表307

2.1　数字式显示仪表的主要技术指标307

2.5　EPROM27128308

2.4　3？位模／数转换器308

3.1　无纸记录仪的基本结构309

3　无纸记录仪309

3.2　输入处理单元310

3.3　画面显示和按键操作312

3.4　组态操作314

3.5　安装与接线315

1.1　模拟式控制仪表316

1　概述316

第4章　控制仪表316

1.3　安全火花防爆型仪表及系统318

1.2　可编程调节器318

1.4　安全栅319

2.1　SLCD指示调节器322

2　数字单回路调节器322

2.2　SLPC可编程调节器328

2.3　KMM可编程调节器345

1.2　执行器的分类365

1.1 执行器在自动控制系统中的作用365

第5章　执行器365

1　概述365

1.3　执行器的构成366

2.1　气动薄膜调节阀型号编制说明373

2　调节阀的选型373

2.4　调节阀流量特性的选择374

2.3　调节阀气开、气关的选择和调节器正反作用的确定374

2.2　调节阀结构形式的选择374

2.5　调节阀结构材料的选择376

3.1　气动调节阀的性能指标380

3　气动调节阀的性能测试380

2.6　气动执行器常见故障及原因380

3.2　气动薄膜调节阀性能测试方法381

3.3　气动薄膜调节阀的简单误差分析382

4.1 阀门定位器的作用与应用383

4　阀门定位器383

4.2　电-气阀门定位器384

1.2　控制系统的分类386

1.1　控制系统的工作原理及组成386

第6章　控制系统386

1　概述386

2.1　简单控制系统的组成388

2　简单控制系统388

2.2　简单控制系统的投运和调节器参数的工程整定389

3.1　串级控制系统392

3　复杂控制系统392

3.2　比值控制系统394

3.3　选择性控制系统396

3.4　分程控制系统398

3.5　前馈控制系统400

3.6　三冲量控制系统403

4.1 自适应控制404

4　新型控制系统404

4.2　双重控制系统405

4.3　模糊控制408

5　先进控制技术［22］410

4.4　故障检测、诊断与容错控制410

5.1　软测量技术411

5.2　内模控制412

5.3　模型预测控制414

5.4　神经网络控制418

5.5　专家控制420

附录2-1　常用热电偶分度表424

附录2-2　常用热电阻分度表441

参考文献444

1.2　可编程控制器的基本组成445

1.1　可编程控制器的特点445

第3篇　可编程控制器和集散控制系统445

第1章　可编程控制器445

1　概述445

1.4 国外主要可编程控制器系列产品447

1.3　可编程控制器的分类447

2.2 MODICON通讯网络451

2.1　主机（控制器）451

2　MODICON984系列可编程控制器451

2.3 可选模块452

2.4　800系列I/O模块453

2.5　800系列远程I/O适配器和远程I/O站455

2.6　控制器机架和800系列I/O机架456

2.7　编程与支持软件457

3.1　构成458

3　富士T40可编程控制器458

2.8　使用环境和电源要求458

2.9　984-685PLC硬件构成举例458

3.3　内部数据存储器的构成和分配460

3.2　地址指定范围460

3.4　指令系统461

3.5　编程操作471

3.7　T40应用举例480

3.6　T40外部接线图480

1.2　DCS的特点490

1.1　DCS的基本构成490

第2章　集散控制系统490

1　概述490

1.3　国内外DCS生产厂家一览491

1.4　国内外主要DCS产品性能比较492

2.1　系统硬件495

2　SUPCON WebField ECS-100控制系统495

2.2　系统软件综述508

3.2　EOPS操作站510

3.1　系统构成510

3　CENTUM-XL系统510

3.3　EFCD双重化现场控制站513

3.4　通信系统516

3.5　应用举例（带Smith补偿的中温串级调节系统的组态）517

4.1　系统简介519

4　Plantscape系统519

4.2　系统组成及功能概述520

4.3　混合控制器结构描述521

4.4　PlantScape监视系统523

5.1　简介527

5　Delta V系统527

5.2　Delta V系统的构成528

5.3　Delta V系统的软件530

6.1　系统概述531

6　FB-2000NS分散型控制系统531

6.2　FB-2000NS系统的通信网络533

6.3　FB-2000NS系统构成及配置534

6.4　工业控制软件ControlX536

6.5 FB-2000NS系统硬件及组件说明539

7.2　接地处理方法541

7.1　接地541

7　DCS系统的接地541

7.3　DCS系统接地举例542

8.2　故障的分析诊断543

8.1　DCS系统故障的分类543

8　DCS系统的故障诊断543

1.1　现场总线简介545

1　概述545

第3章　现场总线545

1.2　现场总线的特点547

1.3　现场总线国际标准（IEC 61158）综述549

2.1　OSI参考模型的结构551

2　开放系统互连参考模型551

2.2　物理层协议552

2.3　数据链路层协议553

2.5　OSI参考模型与现场总线通信模型554

2.4　应用层协议554

3.1　基金会现场总线的主要技术555

3　基金会现场总线555

3.2　通信系统主要组成部分及相互关系556

3.3 网络通信中的虚拟通信关系557

3.4　基金会现场总线物理层558

3.5　基金会现场总线数据链路层562

3.6　现场总线访问子层563

3.7　现场总线报文规范层564

3.8　用户层566

3.9　网络管理代理572

3.11　设备描述573

3.10　系统管理内核573

3.12　系统组态575

3.13　基金会现场总线仪表——EJA现场总线变送器简介576

3.14　基金会现场总线仪表部分目录590

3.15　现场总线系统安装591

4.1　概述595

4　PROFIBUS现场总线595

4.2　PROFIBUS基本特性596

4.3　PROFIBUS-DP简介600

4.4　PROFIBUS-PA简介605

4.5　PROFIBUS-FMS简介607

4.6　PROFIBUS协议芯片611

5.1 概述612

5　WORLDFIP现场总线612

5.2　WorldFIP现场总线物理层613

5.3　WorldFIP现场总线数据链路层614

5.4　应用层618

5.5　网络管理620

5.6　安全性623

5.7　WorldFIP设备624

6　现场总线常用英文缩写632

参考文献633

1.2　检定的基本要求634

1.1　检定（Veritication）的定义634

第4篇　仪表检定与校准634

第1章　概述634

1　检定634

2.2　校准的基本要求635

2.1　校准与检定的异同635

2　校准635

2.2　接线636

2.1　工具与仪器636

第2章　就地校准636

1 概述636

2　差压变送器就地校准636

2.3　操作步骤637

3.3　操作步骤640

3.2　接线640

3　压力变送器就地校准640

3.1　工具与仪器640

4.3　操作步骤643

4.2　接线643

4　显示仪表现场校准643

4.1　工具与仪器643

5.1　工具与仪器645

5　调节阀（附阀门定位器）现场校准645

6.1　工具和仪器646

6　调节器现场校准646

5.2　接线及校准步骤646

6.2　接线与校准647

1.4　几何量检定室659

1.3　力学检定室659

第3章　在检定室检定659

1　检定对环境的要求659

1.1　温度检定室659

1.2　电学检定室659

2　仪表检定660

1.1　安装术语662

1　安装术语与符号662

第5篇　仪表安装662

第1章　概述662

1.2　仪表安装常用图形符号和文字代号663

2.1　施工准备阶段665

2　仪表安装程序665

2.2　施工阶段667

2.3　试车、交工阶段668

3　仪表安装技术要求669

4.2　常用校验标准表670

4.1　常用仪表施工机具670

4　常用仪表施工机具及标准表670

1.3　电气保护管671

1.2　气动管路671

第2章　仪表常用安装材料671

1　仪表安装常用管材671

1.1　导压管671

2　仪表电缆673

1.4　伴热管673

2.2　仪表用电缆674

2.1　仪表用绝缘导线674

2.3　控制电缆676

2.5　补偿导线677

2.4　屏蔽电线和屏蔽电缆677

3　仪表安装常用型钢678

4.1　阀门型号的标志说明680

4　仪表阀门680

4.2　常用阀门的选用682

4.4　仪表测量管路用阀683

4.3　气动管路用阀683

4.5　仪表用阀组687

5.2　常用保温材料的特性689

5.1　对保温材料的基本要求689

5　常用仪表保温材料689

1.1　卡套式管接头（YZG1系列）693

1　仪表接头693

第3章　仪表加工件693

1.2　铜制卡套式气动管路接头（铜管、尼龙管用）（YZG2系列）694

1.5　焊接式管接头（YZG5系列）700

1.4　扩口式管接头（YZG4系列）700

1.3　铜制卡套式气动管路接头（塑料管用）（YZG3系列）700

1.6 承插焊式管接头（YZG6系列）709

1.11　连接头（管嘴）（YZG11系列）710

1.10　电缆（管缆）接头（YZG10系列）710

1.7 内螺纹式管接头（YZG7系列）710

1.8　金属软管挠性管接头（YZG8系列）710

1.9　橡胶管接头（YZG9系列）710

1.14　短节（YZG14系列）711

1.13　玻璃板液面计接头（YZG13系列）711

1.12　压力表接头（YZG12系列）711

2　法兰712

1.16　堵头（YZG16系列）712

1.15　活接头（YZG15系列）712

2.1　钢制螺纹法兰（HG 5008—58）713

2.2 平焊法兰（HG 5010—58）715

2.3　榫槽面平焊法兰（HG 5011—58）718

2.4 凹凸面平焊法兰（HG 5012—58）721

2.5　平焊法兰（HG 5013—58）723

2.6　平焊法兰（HG 5014—58）724

2.7　榫槽面对焊法兰（HG 5015—58）726

2.8 凸凹面对焊法兰（HG 5016—58）729

2.10　凸凹面法兰盖（HG 5028—58）731

2.9　平面法兰盖（HG 5028—58）731

2.11　榫槽面法兰盖（HG 5028—58）732

3　紧固件733

1.1　温度一次仪表安装方式734

1　温度仪表安装734

第4章　常用仪表安装734

1.2　温度仪表安装注意事项735

1.3　常用温度仪表的安装736

2.1　压力取源部件安装738

2　压力仪表安装738

2.3　常用压力表的安装739

2.2　压力管路连接方式与相应的阀门739

2.4　压力变送器的安装743

3.1　转子流量计安装745

3　常用流量仪表的安装745

3.4　靶式流量计安装746

3.3　涡轮流量计安装746

3.2　质量流量计安装746

3.5　电磁流量计安装747

3.6　节流元件的安装748

3.7　差压计的安装755

4.2　浮球式液位计安装758

4.1　玻璃板液面计安装758

4　物位仪表安装758

4.5　放射性液位计安装759

4.4　浮筒液面计安装759

4.3　浮标式液位计安装759

4.7　差压法测量液面760

4.6　光导电子液位计安装760

5　常用工业分析仪表安装763

1.4　接线767

1.3　接地及接地系统的安装767

第5章 集散系统的安装与调试767

1　集散系统的安装767

1.1　集散系统安装的外部条件767

1.2　机、柜、盘安装767

2　集散系统的调试768

2.1　调试前的检查768

1.5　电源768

1.6　基本控制器、多功能控制器的安全接地与隔离768

2.4　DCS系统现场调试中的故障诊断与处理769

2.3　调试人机对话769

2.2　调试的主要方法769

1.2　调节阀安装方位的选择772

1.1　调节阀的安装772

第6章　执行器安装772

1　气动薄膜调节阀的安装772

1.4　调节阀的二次安装773

1.3　调节阀安装注意事项773

3　电磁阀的安装774

2　气缸式气动执行器的安装774

2　仪表气动管路敷设776

1　概述776

第7章　仪表管道敷设776

3.1　导压管敷设原则777

3　仪表测量管路敷设777

3.3　管道的弯制778

3.2　导压管敷设要求778

4　电气保护管敷设779

3.5　需要特别注意的问题779

3.4　管子弯成后的固定779

4.3　电气保护管加穿线盒的原则780

4.2　管子弯曲要求780

4.1　仪表电气保护管配制的一般要求780

5.2　伴管安装中注意事项781

5.1　伴热管的特点781

5　仪表伴热管的安装781

1.1 电缆桥架的类型代号及意义782

1　仪表用电缆桥架782

第8章　仪表电缆敷设782

1.6　钢制组合式电缆桥架783

1.5　钢制托盘式电缆桥架783

1.2　玻璃钢汇线槽（BQJ系列）783

1.3　钢制槽式电缆桥架783

1.4　钢制梯级式电缆桥架783

2.2　电线、电缆、补偿导线穿管784

2.1　选择保护管的计算公式784

2　保护管口径的选择784

3.1　YHX型铝合金穿线盒785

3　电缆敷设的管件785

4.1　仪表电缆敷设注意事项786

4　仪表电缆、电线、补偿导线的敷设786

3.2　铸铁、铸铝管件786

4.3　电缆桥架选择原则787

4.2　桥架安装注意事项787

1.2　易燃易爆环境下导压管的敷设788

1.1 在易燃易爆环境下仪表安装注意事项788

第9章　恶劣环境下的仪表安装788

1　易燃易爆环境下的仪表安装788

2.3　在有氧气介质环境中的仪表安装790

2.2　介质是高温、高压的仪表安装790

2　其他恶劣环境下的仪表安装790

2.1　有剧毒介质的仪表安装790

2.4　在潮湿环境下的仪表安装792

1.2　配电盘（板）的制作安装793

1.1　供电设备安装793

第10章　仪表辅助设备制作安装793

1　仪表供电系统安装793

3.1 吊装794

3　仪表安装用支架794

2　仪表供气和供液系统的安装794

2.1 供气系统794

2.2　供液系统794

3.3　槽形支架795

3.2　悬臂式支架795

4.1 U形卡796

4　管卡796

3.4　L形支架796

3.5　抱卡796

4.2　导压管管卡（φ8～φ22）797

5　仪表盘安装798

6.3　保温箱安装799

6.2　保温箱伴热管安装799

6　保温（护）箱安装799

6.1　保温箱底座制作799

7.1　冷凝器制作800

7　辅助容器的制作安装800

7.2　隔离容器801

8　测温扩大管的制作802

1.3　单体调校内容803

的区别803

第11章　试车、交工803

1 自控仪表的单体调校803

1.1　仪表单体调校的必要性803

1.2　仪表单体调校与计量器具检定803

2.2　系统调校方法804

2.1　系统调校的条件804

1.4　单体调校方法804

1.5　单体调校的时间安排804

1.6　单体调校后的保管804

1.7　标准仪表的选取804

2 自控仪表的系统调校804

4.1　试车的三个阶段805

4　试车805

3 “三查四定”和“中间交接”805

5　交工806

4.2　试车三阶段中施工单位仪表专业的任务806

6　验收“规范”和评定“标准”807

1.1　巡回检查809

1　过程检测与控制仪表日常维护809

第6篇　仪表日常维护与常见故障处理809

第1章 日常维护809

1.3　定期排污810

1.2　定期润滑810

1.4　保温伴热811

1.5　开停车注意事项812

2.1　取样装置日常维护813

2　分析仪表日常维护813

2.2　样品预处理系统（装置）日常维护815

2.3　工业气相色谱仪日常维护820

2.4　工业酸度计日常维护826

2.5　可燃有毒气体检测报警器日常维护828

1　故障判断思路832

第2章　常见故障处理832

1.4　液位检测故障判断833

1.3　压力检测故障判断833

1.1　温度检测故障判断833

1.2　流量检测故障判断833

1.5　简单控制系统故障判断834

2.1　流量检测与控制系统故障处理835

2　仪表常见故障处理实例835

2.2　压力检测与控制系统故障处理842

2.3　温度检测与控制系统故障处理848

2.4　物位检测与控制系统故障处理852

2.5　分析仪表故障处理862

2.6　调节阀故障处理863

2.7　控制系统及DCS故障处理868

2.8　信号联锁系统故障处理884

参考文献888

化工仪表维修工889

附录1 中华人民共和国工人技术等级标准（摘选）889

附录889

化工分析仪器维修工892

化工仪表维修工895

附录2　技能鉴定规范（摘选）895

化工分析仪器维修工900