控制儀表與控制系統(tǒng)

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1、第一講控制儀表與控制系統(tǒng)主要內(nèi)容一、自動(dòng)控制系統(tǒng)與過(guò)程控制儀表二、控制儀表與裝置的分類三、聯(lián)絡(luò)信號(hào)和電信號(hào)傳輸方式加熱爐溫度控制系統(tǒng)一、自動(dòng)控制系統(tǒng)與過(guò)程控制儀表變送器給定值被控變量控制器被控對(duì)象執(zhí)行器變送器－把工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)的裝置控制器－將來(lái)自變送器的測(cè)量值與給定信號(hào)相比較后產(chǎn)生的偏差信號(hào),按照預(yù)先設(shè)定好的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算后，輸出一個(gè)控制信號(hào)去執(zhí)行器執(zhí)行器－把控制器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移，以控制閥門的開(kāi)度此外，根據(jù)需要還可設(shè)置轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算器、操作器、顯示裝置和各類儀表系統(tǒng)，以

2、完成復(fù)雜的控制任務(wù)。簡(jiǎn)言之，在簡(jiǎn)單自動(dòng)控制系統(tǒng)中除了將被控參數(shù)變換成易于傳遞的物理量的檢測(cè)元件（如熱電偶、熱電阻、孔板等）外，完成其他任務(wù)的儀表都屬于控制儀表。導(dǎo)管，管路板導(dǎo)線，印刷電路板接線氣動(dòng)元件（氣阻、氣容、氣動(dòng)放大器等）電子元器件（電阻、電容、電子放大器、集成電路等）元、器件氣壓信號(hào)電信號(hào)（電壓、電流、數(shù)字）傳輸信號(hào)氣源（140kPa）電源（220VAC/24VDC）能源氣動(dòng)控制儀表電動(dòng)控制儀表電動(dòng)控制儀表和氣動(dòng)控制儀表的比較?按所用能源形式：氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)。工業(yè)上主要使用電動(dòng)和氣動(dòng)控制儀

3、表。二、控制儀表與裝置的分類氣動(dòng)儀表特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于檢修性能穩(wěn)定，可靠性高在本質(zhì)上是安全防爆的，特別適用于石油、化工等有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所需要使用不含油分﹑水分和塵埃的凈化氣源電動(dòng)儀表特點(diǎn)：運(yùn)算精度高﹑動(dòng)作反應(yīng)迅速便于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律,遠(yuǎn)距離集中顯示和操作采取了安全防爆措施，同樣能用于易燃易爆的危險(xiǎn)場(chǎng)所能源方便(220VAC或24VDC）本課程主要介紹電動(dòng)控制儀表（除執(zhí)行器外）模擬儀表——傳輸信號(hào)為連續(xù)變化的模擬量線路較簡(jiǎn)單、操作方便、價(jià)格較低。如氣動(dòng)儀表，電動(dòng)單元組合儀表I、Ⅱ、III型等。數(shù)字

4、儀表——傳輸信號(hào)為斷續(xù)變化的數(shù)字量以微型計(jì)算機(jī)為核心，功能完善、性能優(yōu)越，能解決模擬儀表難以解決的問(wèn)題。如可編程調(diào)節(jié)器、可編程控制器、DCS、FCS等。?按信號(hào)類型：模擬式和數(shù)字式?按結(jié)構(gòu)形式基地式控制儀表單元組合式控制儀表集散控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)基地式控制儀表基地式控制儀表通常以指示、記錄儀表為主體，附加控制、測(cè)量、給定等部件。儀表的所有部件之間以不可分離的機(jī)械結(jié)構(gòu)相連接，裝在一個(gè)箱殼之內(nèi)。只需配上控制閥便可構(gòu)成一個(gè)控制系統(tǒng)。單元組合式控制儀表單元組合式控制儀表根據(jù)控制系統(tǒng)中各個(gè)組成環(huán)節(jié)的不同

5、功能和使用要求，將整套儀表劃分成能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)某種功能的若干單元，而各個(gè)單元之間用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)來(lái)聯(lián)系。將各種獨(dú)立儀表進(jìn)行不同的組合，可以構(gòu)成適用于各種不同場(chǎng)合的自動(dòng)檢測(cè)或控制系統(tǒng)。這類儀表有電動(dòng)單元組合儀表（DDZ）和氣動(dòng)單元組合儀表（QDZ）兩大類。它們都經(jīng)歷了I型，II型和III型三個(gè)階段。電動(dòng)單元組合儀表中還有模擬和數(shù)字技術(shù)相結(jié)合的DDZ-S型系列儀表。單元組合式控制儀表單元組合儀表可分為變送單元、執(zhí)行單元、控制單元、轉(zhuǎn)換單元、運(yùn)算單元、顯示單元、給定單元和輔助單元等八類。被控對(duì)象執(zhí)行單元其它系

6、列儀表變送單元轉(zhuǎn)換單元運(yùn)算單元顯示單元給定單元控制單元輔助單元單元組合式控制儀表控制單元:將測(cè)量信號(hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較，按偏差控制執(zhí)行器的動(dòng)作?？刂茊卧钠贩N有：PID控制器、PI控制器以及具有特種功能的控制器等。執(zhí)行單元:按照控制器輸出的控制信號(hào)或手動(dòng)操作信號(hào)，操作執(zhí)行元件，改變控制變量的大小。品種有角行程電動(dòng)執(zhí)行器、直行程電動(dòng)執(zhí)行器和氣動(dòng)薄膜控制閥等。變送單元：能將各種被測(cè)參數(shù)，如溫度、壓力、流量、液位等變換成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)（4-20mA，0-10mA或20-100kPa）傳送到接收儀表，以

7、供指示、記錄或控制。變送單元的品種有溫度、壓力、差壓、流量、液位變送器等。單元組合式控制儀表顯示單元：對(duì)各種被測(cè)參數(shù)進(jìn)行指示、記錄、報(bào)警和積算，供操作人員監(jiān)視控制系統(tǒng)工況之用。顯示單元的品種有：指示儀、指示記錄儀、報(bào)警器、比例積算器和開(kāi)方積算器等。轉(zhuǎn)換單元:將電壓、頻率等電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)，或者進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換單元的品種有直流毫伏轉(zhuǎn)換器、頻率轉(zhuǎn)換器、電-氣轉(zhuǎn)換器、氣-電轉(zhuǎn)換器等。運(yùn)算單元：將幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)進(jìn)行加、減、乘、除、開(kāi)方、平方等運(yùn)算，適用于多種參數(shù)綜合控制、配比控制、

8、流量信號(hào)的溫度壓力補(bǔ)償計(jì)算等。運(yùn)算單元的品種有：加減器、乘除器和開(kāi)方器等。單元組合式控制儀表輔助單元：是為了滿足自動(dòng)控制系統(tǒng)某些要求而增設(shè)的儀表，如操作器、阻尼器、限幅器、安全柵等。給定單元：輸出標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)，作為被控變量的給定值送到控制單元，實(shí)現(xiàn)定值控制。其輸出信號(hào)可以供給其它儀表作為參考基準(zhǔn)值。如恒流給定器、定值器、比值給定器和時(shí)間程序給定器等。集散控制系統(tǒng)(DCS)DCS系統(tǒng)是一種以微型計(jì)算機(jī)為核心的計(jì)算機(jī)控制裝置。其基本特點(diǎn)是分散控制、集中管理。CRT操作站管