B2仪表工技能训练实习指导书.docx
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B2仪表工技能训练实习指导书
仪表工技能训练
实习指导书
重庆科技学院
电气与信息工程学院
测控技术系
2014年5月
目录
第一部分仪表工技能训练概述1
一、实习的目的1
二、实习的主要内容1
1、化工过程控制系统操作仿真实习1
2、变频调速系统实习1
3、常用仪表安装、电气连接与调校实习1
4、撰写实习报告2
三、实习方式与方法2
四、实习参考资料2
第二部分仪表工技能训练实习项目5
一、化工过程控制系统操作仿真实习5
1、实习目的5
2、实习要求5
3、实习设备5
4、实习内容5
二、变频调速系统实习6
1、实习目的6
2、实习要求6
3、实习设备7
4、实习内容7
三、常用仪表安装、电气连接与调校实习8
1、实习目的8
2、实习要求8
3、实习设备8
4、实习内容9
第三部分心得与体会
第一部分仪表工技能训练概述
一、实习的目的
通过本实训环节,让学生熟悉检测仪表、执行仪表、控制仪表的实物结构及组成,掌握检测仪表、执行仪表、控制仪表的电气连接、调整与操作,了解控制系统的基本操作。
帮助学生巩固、深化和拓展知识面,使之得到一次较全面的实训。
为学生的毕业设计和从事设计、装配、维修仪器仪表工作奠定基础。
二、实习的主要内容
1、化工过程控制系统操作仿真实习
了解实际化工过程控制系统的操作流程及方法,完成“离心泵控制”、“加热炉控制”、“透平机控制”、“间隙反应过程控制”等典型化工过程控制系统的操作仿真,开车过程计算机评分达到90分以上。
2、变频调速系统实习
使用MM420变频器控制电机转速,完成调速系统的电气连接与电机的转速控制,绘制电气连接图(AutoCAD)。
掌握MM420变频器的基本操作与应用。
3、常用仪表安装、电气连接与调校实习
仪表安装:
熟悉检测仪表、控制仪表、显示仪表、信号电源在控制柜挂板及响应工位上的安装与固定;
仪表电气连接:
掌握常见仪表I/O信号线、0~36VDC电源线、220VAC电源线、气源线的布置、行走方法,掌握仪表端子的连接方法,绘制电气连接图(AutoCAD);
仪表调校:
压力变送器的连接与调试:
经气压定值器连入压力(0.02~0.4MPa),改变气压变化;输出接数显仪表(4~20mA),观察数值随气压的变化,做好记录;
气动调节阀调试:
输入4~20mA可变信号,观察阀门开度,进行量程、零点调整;按说明书进行定位器调校;
电-气转换器的调校:
输入4~20mA可变信号,观察气信号的变化(0.04~0.2MPa);
电动调节发的调校:
按说明书进行;
电磁阀的开、闭。
4、撰写实习报告
(1)主要内容:
各实训模块分别完成系统原理框图、电气连接图、主要实训内容及步骤、实训过程中遇到的问题及解决办法、相关实验结果、实训总结等;
(2)基本要求:
实训报告包括前言、目录、正文、参考文献等内容,正文采用四级标题,前言、目录、参考文献的编写参考最近出版的教材。
三、实习方式与方法
(1)每个学生均需完成所有的实训模块,实训过程中,主要由学生自行查阅说明书及相关资料,独立完成各实训模块,指导老师重点指导系统框架及实现原理;
(2)采用分组交替方式完成各实训模块,各实训模块操作人数建议不超过30人,尽可能让更多的学生得到实际动手的机会;
(3)指导老师在实训过程中帮助学生建立控制系统的概念,并尽可能结合理论教学的内容进行讲解,让学生对传感器、仪表、执行器、系统等建立完整的概念。
第二部分仪表工技能训练实习项目
一、化工过程控制系统操作仿真实习
1、实习目的
了解实际化工过程控制系统的操作流程及方法。
2、实习要求
至少完成“离心泵控制”、“加热炉控制”、“透平机控制”、“间隙反应过程控制”等4个典型化工过程控制系统的操作仿真,开车步骤计算机评分90分以上。
3、实习设备
电脑,化工仿真软件,加密狗。
运行仿真软件前切记先在该微机的打印端口插入"加密卡"(软件"狗")。
4、实习内容
吸收系统
(一)工艺流程简介
来自前一工序的生成气(富气,其中C4组分包括C3、C2占25.13%,CO和CO2占6.26%,N2占64.58%,H2占3.5%,O2占0.53%)从板式吸收塔DA-302底部经手操阀V1进入,与自上而下的吸收油(贫油,C6油)接触,将生成气中的C4组分吸收下来,未被吸收的不凝气(贫气)由塔顶排出,经手操阀V2进入盐水冷却器EA-306的壳程和尾气分离罐FA-304,通过手操阀V22回收冷凝的C6和C4,尾气经压力调节器PIC-308输出调节阀排至放空总管进入大气。
PIC-308的输出调节阀设有前阀V4、后阀V5和旁路手操阀V3。
冷却盐水经手操阀V26进入EA-306的管程,通过手操阀V27排出。
C6油通过手操阀V6进入吸收油贮罐FA-311,经罐底出口阀V7和V8至泵G2A(G2B为备用泵),由出口阀V9排出,通过吸收油流量调节器FRC-311的输出调节阀(其前阀为V12,后阀为V13)打入塔顶,与自下而上的生成气接触,吸收其中的C4组分成为富油,从吸收塔底排出。
塔底富油经出口阀V14、出口富油流量调节器输出调节阀(其前阀为V15,后阀为V16),再经贫、富油热交换器EA-311的壳程,通过手操阀V17进入解吸塔DA-303。
解吸塔塔顶生产出C4产品,解吸塔底部的C6油通过塔釜液位调节器LIC-312的输出调节阀(其前阀为V19,后阀为V18)进入贫、富油热交换器EA-311的管程,出口经手操阀V20进入贫油冷却器EA-312的壳程,再经手操阀V21反回吸收油贮罐FA-311循环使用。
冷却器EA-312采用冷冻盐水使贫油温度下降,有利于提高吸收效率。
盐水由入口阀V24进入EA-312管程,出口经温度调节器TIC-312的输出调节阀,再经手操阀V25排出。
随着生产过程的进行,尾气分离罐的液位将上升,吸收油因部分损耗导致贮罐的液位有所下降。
要定期用V22排放尾气分离罐内的液体,用V6补充新鲜C6油入贮罐。
主要工艺条件和指标:
吸收塔顶压1.2MPa左右吸收油温度4~6℃
富气流量5000kg/h贫油流量13300kg/h
质量指标吸收塔顶尾气中C4<0.5%,C6<0.6%
(二)操作画面说明
a工艺流程图画面
本画面的调出软键为G1,详见图9-1。
本画面可完成全部操作及控制任务。
流程图画面G1中相关设备说明如下:
DA-302吸收塔DA-303解吸塔
FA-311吸收油贮油罐FA-304尾气分离罐
EA-306尾气冷凝器EA-312循环油冷却器
EA-311贫富油热交换器G2A/B贫油泵
图9-1吸收系统工艺流程图
V1(生成气)富气进料阀V2贫气出口阀
V3PIC-308旁路阀V4、V5PIC-308前、后阀
V6新鲜C6油注入阀V7油罐出口阀
V8、V9泵G2A和入、出口阀V10、V11泵G2B的入、出口阀
V12、V!
3FRC-311前、后阀V14塔釜富油出口阀
V15、V16FIC-310前、后阀V17解吸塔入口阀
V18、V19LIC-312的前、后阀V20、V21循环油路阀
V22尾气分离罐排液阀V23FA-311泄液阀
V24、V25EA-312的盐水入、出口阀V26、V27EA-306的盐水入、出口阀
VN2氮气充压阀
b控制组画面
本画面的调出软键为C1,详见图9-2。
本画面可完成全部控制任务。
同时集成了
开车前有关准备工作的开关、分析仪表及部分手操器。
控制组画面C1中相关仪表说明如下。
调节器:
LIC-310、FIC-310、TIC-312、LIC-312、FIC-311
手操器:
V01、V06、AKB(比值设定器)
开关:
GYG、YBT、N2H、N2S
分析器:
AI-301、AI-302、AI-303
图9-2控制组画面
c指示仪画面
图9-3指示仪画面
本画面的调出软键为C2,详见图9-3。
本画面集成了指示仪表的棒图画面。
指示仪画面C2中相关仪表如下:
FI-308、FI-309、TI-310、TI-309、TI-311、PI-306、
PI-307、LI-311、LI-309、TI-308。
(三)控制系统简介
a控制回路
(1)贫油流量控制:
采用FRC-311单回路控制。
并且可以与富气流量通过比值器AKB构成一个比值控制系统,即富气流量与比值器AKB系数的乘积作为FRC-311的外给值。
(2)吸收塔液泣控制:
由LIC-310与釜采出的流量调节器FIC-310构成液位流量的串级控制系统。
(3)吸收塔压力控制:
通过控制尾气分离罐的压力来控制搭压,采用PIC-308单回路调节系统,通过调节放空气量来控制压力。
(4)循环油温度控制:
由TIC-312单回路调节系统,通过改变EA-312的盐水量来调节循环油的温度。
(5)解吸塔液位控制:
由LIC-312单回路控制釜采量来控制其液位。
b报警限
FRC-311(H)贫油流量高报警>20000kg/h
FRC-311(L)贫油流量低报警<8000kg/h
TIC-312(H)循环油温高报警>10℃
PIC-308(H)塔压高报警>1.30MPa
LIC-310(H)吸收塔釜液位高报警>85%
LI-311(H)贮油罐液位高报警>85%
LI-309(H)尾气分离罐液位高报警>65%
LIC-312(H)解吸塔液位高报警>85%
PIC-308(L)吸收塔压力低报警<1.10MPa
LIC-310(L)吸收塔釜液位低报警<15%
LI-311(L)贮油罐液位低报警<15%
LI-309(L)尾气分离罐液位低报警<15%
LIC-312(L)解吸塔釜液位低报警<15%
c指示和记录变量
FI-308富气(生成气)流量(0~10000kg/h)FI-309贫气流量(0~10000kg/h)
TI-310塔中间板温度(0~50℃)TI-309塔顶温度(0~50℃)
TI-311塔釜温度(0~50℃)PI-306塔顶压力(0~2.0MPa)
PI-307塔釜压力(0~2.0MPa)LI-311贮油罐液位(0~100%)
LI-309尾气分离液位(0~100%)TI-308尾气分离温度(0~10℃)
FI-308富气流量记录(0~10000kg/h)FRC-311贫油流量记录(0~20000kg/h)
AI-301塔顶C4含量AI-302塔釜C4含量
AI-303塔顶C6含量
d调节器
位号作用设定值(正常状态)范围
LIC-310吸收塔釜液位调节器50%(0~100%)
FIC-310富油流量调节器15100kg/h(0~20000kg/h)
FRC-311贫油流量调节器13300kg/h(0~20000kg/h)
PIC-308塔压调节器1.2MPa(0~2MPa)
LIC-312解吸塔液位调节器50%(0~100%)
TIC-312循环油温度调节器5℃(0~20℃)
e手操器
AKB比值调节器的比值设定器(0~100%)V1(生成气)富气入口阀(0~100%)
V2贫气出口阀(0~100%)V3PIC-308的旁路阀(0~100%)
V6新鲜油注入阀(0~100%)V7贮油罐出口阀(0~100%)
V14富油出口阀(0~100%)V17解吸塔入口阀(0~100%)
V20、V21循环油路阀(0~100%)V22尾气分离罐排液阀(0~100%)
V23贮油罐泄液阀(0~100%)V24、V25EA-312的盐水入、出口阀(0~100%)
V26、V27EA-306的盐水入、出口阀(0~100%)
f开关及快开阀门
公用工程具备GYG表示公用工程具备条件仪表投用YBT表示仪表投用正常。
氮置换N2H代替对系统的氮置换操作氮吹扫N2S代替对系统的氮吹扫操作
G2A开启动G2A泵G2B开启动G2B泵
V8、V9G2A的入、出口阀V10、V11G2B的入、出口阀
V4、V5PIC-308的前、后阀V12、V13FRC-311的前、后阀
V15、V16FIC-310的前、后阀V18、V19LIC-312的前、后阀
(四)操作说明
a冷态开车
(1)开车前的准备工作
①将各调节器置手动,且输出为零。
②将各手操器和开关关闭。
③开“GYG”,表示公用工程具备。
④开“YBT”,表示仪表投用。
⑤开“N2S”,表示系统氮气吹扫完成。
⑥开“N2H”,表示氮气置换合格。
b建立吸收塔和解吸塔系统C6油冷循环和热循环
①开阀门V6,向FA-311引入贫油,LI-311上升。
②当LI-311上升至50%之前,先全开V7、V8,启动泵G2A,然后开V9、V12、V13。
当LI-311上升至55%左右,手动开FRC-311的输出约20%,当塔内持液量建立后,吸收塔液位LIC-310上升。
注意调整V6阀,保证LI-311不超限。
③当LIC-310达到50%之前,全开V14、V15、V16和V17。
当LIC-310接近50%时,手动开FIC-310,C6油进入解吸塔,LIC-312上升。
当LIC-310达到50%时将LIC-310和FIC-310同时投入自动和串级。
④当LIC-312达50%之前,全开V18、V19、V20、V21、V24和V25。
当LIC-312达50%时投自动。
此时已建立C6油的冷循环。
由于设备及管线的持液量也基本建立,若继续进C6油会导致LI-311迅速上涨。
应注意关小V6,防止LI-311超限。
建立C6油循环时,稳定工况的关键是控制FRC-311不宜过大,否则难于控制各液位。
冷循环一旦建立,解吸塔会立即升温(本软件仅仿真吸收塔部分,解吸塔的相关现象由软件自动生成。
操作从略)。
可观察到系统各测量点温度上升,说明系统已进入热循环阶段。
c氮气升压:
为了稳定富气进塔的流量,提高开车阶段的吸收效率,在接收富气前将吸收塔用氮气升压有好处。
开氮气充压阀VN2,将DA-302压力提到1.0MPa以上,关VN2。
d接收富气(C4混合气):
确认热循环已建立,氮充压完成,可开始进富气。
①逐渐开V1,同时开V2约10%~20%左右。
注意各检测点压力逐渐上升。
②开V4、V5,当PIC-308压力升至1.2MPa左右时投自动。
③随压力上升,逐渐开大V1和V2,使FI-308达到2000kg/h左右。
④进富气达到一定负荷后,开V26和V27,调整两阀使TI-308在5℃以下,以便在
FA-304中分离C6油。
e手动开TIC-312的输出,使温度降低至5℃左右,投自动。
f设“AKB”为53.5%左右,将FRC-311投自动和比值调节(以串级表示)。
g提升进富气负荷。
逐渐开大V1和V2,待吸收塔顶温TI-309下降至7.0℃左右,
使进气流量缓慢提高到5000kg/h左右。
注意当LI-309高于60%时,可适当开V22阀。
由于C6油在吸收解吸过程中有一定损耗,当LI-311下降时应适当开大V6补充C6油。
h将系统调整到正常工况。
设计值范围如下。
FI-3085000kg/hFRC-31113300kg/h
PIC-3081.20MPaTI-308<5.0℃
TIC-3125.0℃LIC-31050%
LIC-31250%LI-30950%
LI-31150%AI-301<0.6%
AI-302<0.6%
(五)开车评分信息
本软件设有三种开车评分信息画面。
a简要评分牌
能随时按键盘的F1键调出。
本评分牌显示当前的开车步骤成绩、开车安全成绩、正常工况质量(设计值)和开车总平均成绩。
为了有充分的时间了解成绩评定结果,仿真程序处于冻结状态。
按键盘的任意键返回。
b开车评分记录
图1开车评分记录画面
能随时按键盘的Alt+F键调出。
本画面记录了开车步骤的分项得分、工况评分的细节、总报警次数及报警扣分信息。
显示本画面时,软件处于冻结状态。
按键盘的任意键返回。
详见图1。
c趋势画面
本软件的趋势画面记录了重要变量的历史曲线,可以与评分记录画面配合对开车全过程进行评价。
(六)开车评分标准
a开车步骤评分要点
①各调节器置手动,各调节器输出为零,各手操器关闭9分
②公用工程GYG开,仪表投用YBT开,氮气吹扫完成N2S开,
氮置换合格N2H开9分
③开V6阀,进贫油10分
④DA-302塔顶进油,开始油循环15分
⑤LIC-310大于45%,投自动和串级10分
⑥LIC-312大于45%,投自动。
氮升压完成10分
⑦冷却器EA-306投用10分
⑧冷却器EA-312投用10分
⑨开V1进富气,且开度大于30%15分
总计:
98分
b正常工况质量评分要点
①4800 ②3000 ③1.19 ④13100 ⑤4.5 ⑥TI-308<5.5℃5分 ⑦40% ⑧40% ⑨LIC-301投自动,投串级,且48% ⑩LIC-312投自动,且48% ⑾FIC-310投自动,投串级5分 ⑿FRC-311投自动,投比值(串级代)5分 ⒀TIC-312投自动5分 ⒁塔顶C4含量AI-301<0.6%10分 ⒂塔顶C6含量AI-303<0.6%10分 总计: 98分 二、变频调速系统实习 1、实习目的 了解变频调速系统的工作原理,掌握MM420变频器的基本操作与应用。 2、实习要求 至少完成利用MM420控制电机转速与正反转。 扩展部分: 利用外部输入电压控制MM420的输出,从而控制电机转速。 3、实习设备 MM420、三相交流电机;扩展: 0~10V可调电压源(可用ADAM4024替代)、ADAM4520、ADAM4024、串口连接线、PC、AdamApax.NETUtility软件。 4、实习内容 (1)按说明书完成电气连接,并用AUTOCAD完成电气连接图的绘制,图见附页1,附页2。 (2)熟悉MM420常用参数的设定,利用MM420控制电机启停、转速设定、正反转设定等常见操作。 aBOP具有七段显示的五位数字,可以显示参数的序号和数值,报警和故障信息,以及设定值和实际值,参数的信息不能用BOP存储。 b基本操作面板BOP按键操作功能说明 (3)扩展部分: 利用外部可调电压源控制MM420输出,绘制控制电压与电机转速的关系曲线。 可调电压源可用ADAM4024产生。 3、常用仪表安装、电气连接与调校实习 1、实习目的: 学习产品说明书阅读、使用;熟悉仪表的功能及外接端子功能;掌握仪表端子的连接方法;熟悉检测仪表的量程、零点调整方法;熟悉数字控制仪表的模式功能,掌握模式切换及参数设定的方法(至少掌握模式切换及参数设定的方法等);掌握调节阀、阀门定位器的安装调试方法 2、实习要求: 按各仪表说明书要求连接仪表的I/O信号线、0~36VDV电源线、220VAV电源线、气源线;连线应符合布线规范;绘制电气连接图(用AUTOCAD)。 3、实习内容: 项目1热电阻(偶)、继电器、控制器(PID调节器)的连接,画出电气连线图见附页3。 项目2流量计、气动调节阀、控制器(PID调节器)的连接,画出电气连线图见附页4。 项目3流量计、电动调节阀、控制器(PID调节器)的连接,画出电气连线图见附页5。 项目4热电阻(偶)、温度变送器、继电器、控制器(ADAM模块)的连接,画出电气连线图见附页6。 项目5流量计、气动调节阀、控制器(ADAM模块)的连接,画出电气连线图见附页7。 项目6流量计、电动调节阀、控制器(ADAM模块)的连接,画出电气连线图见附页8。 项目7数字控制仪表模式切换及参数设定。 面板说明 ⑦ 以96mm×96mm面板为例: ⑴PAR(SET)键: a在正常显示状态下,按PAR键立即放开,进入给定值设定 状态;在给定值设定状态下,按PAR键立即放开,退出给 ⑾ 定值设定状态 b在正常显示状态下,按PAR键3秒钟,进入参数设定状态; 在参数设定状态下,按PAR键3秒钟退出参数设定状态 C在设定状态时,按一次PAR键,存储参数的新设定值并显示 下一个参数 ⑵(AUTO/MAN)键: a在正常状态时,用于自动控制与手动控制的切换,其中 -14- 自动控制指位式控制和模糊PID控制,具体由ctrl参数确定。 手动控制时下显示窗⑥显示输出百分比值,如H50,H表示手动控制,50表示输出值为50%。 (906K无此功能,要手动控制必须将参数ctrl设为“MAnu”。 ) b在设定状态时,用于左移选择设定的位 ⑶▲键: 在参数设定状态下,增加选定位的值;在手动状态下,加大输出值 ⑷▼键: 在参数设定状态下,减小选定位的值;在手动状态下,减小输出值 ⑸上显示窗: 在正常状态下,显示测量值。 在设定状态下,显示被设定参数的符号。 ⑹下显示窗: 在正常状态下,显示设定值或输出百分比值。 在设定状态下,显示被设定参数的设定值。 ⑺OUT: 主输出指示灯 ⑻AUX1: 辅助输出1指示灯 ⑼AUX2: -15- 辅助输出2指示灯 ⑽AUX3: 辅助输出3指示灯 ⑾输出光柱(20段)(906K不带光柱) 仪器仪表 a气动调节阀(PneumaticControlValve) 气动调节阀就是以压缩气体为动力源,以气缸为执行器,并借助于阀门定位器、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,接收控制信号来完成调节管道介质的: 流量、压力、温度、液位等各种工艺过程参数。 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。 气动调节阀是石油、化工、电力、冶金等工业企业广泛使用的工业过程控制仪表之一。 b电动调节阀(ElectricControlValve) 原理: 电动调节阀就是以直流电或交流电为动力源,通过接受控制信号(如4~20mADC)来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小以控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数,实现自动化调节功能。 与气动调节阀比较: 优点: 节能(只在工作时消耗电能),环保(无碳排放),安装快捷方便(无需复杂的气动管路和气泵工作站)。 缺点: 电机发热(调
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