自动化仪表使用与维护

本书内容以六个教学情境，13个实训任务来呈现，涵盖了温度、压力、流量、物位等检测仪表的检验与维护，同时介绍了控制器、执行器、辅助仪表等控制仪表的安装与接线，以适应就业和企业的需求。

本书以岗位典型工作任务为驱动，工学结合，内容丰富，实践性强，可作为高职高专院校及本科院校举办的职业技术学院自动化类专业及相关专业的教材，也可作为成人再教育学院、企业生产一线从事工业生产自动化技术工作的人员参考用书。

1974年出生，主要科研成果：

1.2009年主持完成了“自动化仪表使用与维护”精品课程建设，并荣获2013年省级精品资源共享课称号；

2.2010年主持了山西省教育厅“自动化仪表使用与维护课程开发的研究与实践”高等职业教育教学研究与实践项目，2013年1月获山西省高等学校很好教学成果二等奖。

已出版著作：

1．集散控制系统应用. 化学工业出版社， 2009.8  ，副主编，此教材被立项为“十二五”职业教育国家规划教材；

2．可编程自动化控制器技术与应用.机械工业出版社,2010.12  ,副主编。

3.电气控制与PLC综合应用技术，中国电力出版社，2014.3，参编

目    录



学习情境1  自动化仪表认知

【学习目标】

1.1  自动化仪表基本知识

1.1.1 自动化仪表发展概况………………………………………………………………………..1

1.1.1 自动化仪表的分类………………………………………………………………………..1

1.1.2自动化仪表信号标准及使用………………………………………………….…………..3

1.1.3控制仪表的防爆知识………………………………………………………….………….... 4

1.1.4自动化仪表的型号命名…………………………………………………….……………… 5



1.2  自动化仪表的性能指标

1.2.1 精确度………………………………………………………………………..6

1.2.2 线性度………………………………………………………………………..7

1.2.3灵敏度及分辨率………………………………………………….…………..8

1.2.4变差………………………………………………………….………….... 10

1.2.5可靠性…………………………………………………….……………… 12

1.2.6动态特性…………………………………………………….……………… 14

【学习评价】………………………………………………………………………………….…………16

1.3  实训任务

1.3.1 认识自动化仪表………………………………………………………………………..17

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………17

【任务实施】…………………………………………………………………….…………………….18

1.3.2 信号发生校验仪的认识与使用………………………………………………………………..19

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………19

【任务实施】…………………………………………………………………….…………………….20



学习情境2  压力仪表的使用与维护

【学习目标】

2.1  压力检测仪表

2.1.1 概述…………………………………………………………………………….………………...21

2.1.2 弹性式压力计………………………………………………………….………………………….23

2.2.1 其它压力仪表…………………………………………………….………………..…………..27

2.2  压力变送器

2.2.1 概述…………………………………………………….………………..…………..30

2.2.2 电容式差压变送器……………………………………………….……………..…………….32

2.2.2 电动力平衡式差压变送器……………………………………………….…………….…….36

2.2.3 智能型压力（差压）变送器……………………………………………….…………………38

2.2.4 压力表的选择、校验和安装………………………………………….……………………42

【学习评价】…………………………………………………………….……………………………….51

2.3  实训任务

2.3.1 弹簧管压力表的校验………………………………………………………………………..52

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………52

【任务实施】…………………………………………………………………….…………………….53

2.3.2 电容式差压变送器的调校………………………………………………………………..57

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………57

【任务实施】…………………………………………………………………….…………………….58



学习情境3  温度仪表的使用与维护

【学习目标】

3.1  温度检测仪表

3.1.1 概述……………………………………………………………………………….………………60

3.1.2 热电偶………………………………………………………………………….…………………62

3.1.3 热电阻………………………………………………………………………….…………………67

3.1.4其它温度计…………………………………………………………………….…………………70

3.1.5 温度检测仪表的选用和安装………………………………………………….……………….78

3.2  温度变送器

3.2.1 概述………………………………………………………………………….……………….82

3.2.2 热电偶温度变送器………………………………………………….……………….84

3.2.3 热电阻温度变送器………………………………………………….……………….87

3.2.4 直流毫伏转换器………………………………………………….……………….89

3.2.5 一体化温度变送器………………………………………………….……………….90

【学习评价】…………………………………………………………….……………………………….92

3.3  实训任务

3.3.1 热电偶的校验………………………………………………………………………..93

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………93

【任务实施】…………………………………………………………………….…………………….94

3.3.2热电阻的校验……………………………………………………………….96

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………96

【任务实施】…………………………………………………………………….…………………….97

3.3.温度变送器的校验………………………………………………………………..98

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………98

【任务实施】…………………………………………………………………….…………………….98

3.4.红外线测温仪的使用………………………………………………………………..99

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………99

【任务实施】…………………………………………………………………….……………………100

学习情境4  流量物位仪表的使用与维护

【学习目标】

4.1  流量检测仪表

4.1.1 概述…………………………………………………………………….………………………….101

4.1.2 差压式流量计………………………………………………………….………………………….102

4.1.3 转子流量计…………………………………………………………….…………………………105

4.1.4 椭圆齿轮流量计……………………………………………………….………………………….107

4.1.5 微动质量流量计……………………………………………………….………………………….109

4.1.6 流量检测仪表的选用…………………………………………………….………………………111

4.2  物位检测仪表

4.2.1 概述……………………………………….……………………………………………………….111

4.2.2 直读式液位计…………………………….……………………………………………………….113

4.2.3 差压式液位计…………………………….………………………………………………………115

4.2.4 大型油罐计量仪………………………….………………………………………………………117

4.2.5 电容式物位计…………………………….………………………………………………………119

4.2.6 超声波式液位计………………………….………………………………………………………121

4.2.7 沉筒式液位计…………………………….………………………………………………………122

4.2.8 大型油罐计量仪………………………….………………………………………………………124

4.2.9 雷达物位计…………………………….………………………………………………………….126

4.2.10 物位仪表的选用……………………….…………………………………………………………128

【学习评价】……………………………………….……………………………………………………….129

4.3  实训任务

4.3.1 孔板流量计的安装与使用………………………………………………………………………..130

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………130

【任务实施】…………………………………………………………………….…………………….130

4.3.2超声波液位计的操作与使用………………………………………………………………..134

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………134

【任务实施】…………………………………………………………………….…………………….134



学习情境5  控制执行器的操作与使用

【学习目标】

5.1  模拟式控制器

5.1.1 概述……………………………………….……………………………………………………….136

5.1.2 控制器的控制规律……………………….……………………………………………………...138

5.1.3 DDZ-Ⅲ型控制器………………………….……………………………………………………...140

5.1.4 基型控制器的操作……………………….……………………………………………………….142

5.2  数字式控制器

5.2.1 概述……………………………………….……………………………………………………….144

5.2.2 可编程调节器……………………….……………………………………………………...146

5.3  执行器

5.2.1 概述……………………………………………….…………………………………………….149

5.2.2 执行机构………………………………………….…………………………………………….151

5.2.3 调节机构………………………………………….…………………………………………….156

5.2.4 阀门定位器……………………………………….…………………………………………….165

5.2.5 执行器的选择………………………………….……………………………………………….168

5.2.6 气动薄膜控制阀性能测试……………………………….………………………………………175

5.2.7 执行器的安装与维护…………………………………….…………………………………….178

【学习评价】………………………………………….…………………………………………………..180

5.3  实训任务

5.3.1 AI智能调节器的操作与使用……………………………………………………………….181

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………181

【任务实施】…………………………………………………………………….…………………….181

5.3.2电动执行机构的操作与校验………………………………………………………………..183

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………183

【任务实施】…………………………………………………………………….…………………….183

学习情境6  辅助仪表的使用与维护

【学习目标】

6.1  安全栅

6.1.1 齐纳式安全栅………………………………………………………….…………………….192

6.1.2 变压器隔离式安全栅………………………………….…………………………………….195

6.2  信号分配器、电源箱及电源分配器

6.2.1 信号分配器………………………………………………………….…………………….197

6.2.2 电源箱………………………………………………………….…………………….198

6.2.3 电源分配器………………………………….…………………………………….200

【学习评价】……………………………………………………….…………………………….……….201

6.3  实训任务

安全栅的调校………………………………………………………………………..202

【任务描述】……………………………………………………………………….……………………202

【任务实施】…………………………………………………………………….…………………….202

参考教材…………………………………………………………….……………….……………………206

作为生产过程控制系统的基础装备，过程自动化仪表广泛地应用于冶金、石油、化工、电力、供热、燃气输配及轻工、制药、食品等行业的生产过程中，随着我国工业化步伐的加快，对生产过程的自动化程度要求越来越高，而生产过程的自动化程度越高对自动化仪表的依赖也就越强，特别是计算机技术、通信技术、微电子技术在自动化领域的应用，提高了自动化仪表的性能，仪表自动化方面的知识和技能对于控制和管理工业生产过程是十分必要的。
本书主要由山西工程职业技术学院“自动化仪表使用与维护课程开发的研究与实践”重点课题组教师编写，其中吕增芳编写学习情境1、学习情境2的2.3、学习情境3的3.3、学习情境4的4.3，赵江稳编写学习情境2的2.1和2.2、学习情境3的3.1和3.2，薛凯娟编写学习情境4的4.1和4.2，吕增芳、曹秀敏编写学习情境5，杨虎编写学习情境6，全书由吕增芳统稿。
本书在编写过程中得到了许多企业技术人员的支持与帮助，同时参考和应用了许多专家和学者的著作，编者在此一并表示诚挚的谢意！
由于编者水平有限，书中存在错漏之处，敬请广大读者批评指正。
编者
2015年10月