自動化儀表基礎(chǔ)知識

1、自動化儀表基礎(chǔ)知識,（我廠常用儀表的種類及原理）,2024/3/17,2,儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據(jù)《韓非子·有度》記載，中國在戰(zhàn)國時期已有了利用天然磁鐵制成的指南儀器，稱為司南。古代的儀器在很長的歷史時期中多屬用以定向、計時或供度量衡用的簡單儀器。 　　　　17～18世紀(jì)，歐洲的一些物理學(xué)家開始利用電流與磁場作用力的原理制成簡單的檢流計；利用光學(xué)透鏡制成的望遠(yuǎn)鏡，奠定了電學(xué)和光學(xué)儀器的基礎(chǔ)。其它一些用于測量和觀察的各種儀器

2、也遂逐漸得到了發(fā)展。 　　　　19世紀(jì)到20世紀(jì)，工業(yè)革命和現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)促進(jìn)了新學(xué)科和新技術(shù)的發(fā)展，后來又出現(xiàn)了電子計算機(jī)和空間技術(shù)等，儀器儀表因而也得到迅速的發(fā)展。現(xiàn)代儀器儀表已成為測量、控制和實現(xiàn)自動化必不可少的技術(shù)工具。,,儀表的發(fā)展歷史：,2024/3/17,3,工業(yè)自動化儀表重點發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表,管控一體化現(xiàn)場，綜合自動化是當(dāng)今生產(chǎn)過程控制的發(fā)展方向。

3、 總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，引起過程控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)上的重大變革?，F(xiàn)場儀表的數(shù)字化和智能化、網(wǎng)絡(luò)化，從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，形成了真正意義上的全數(shù)字過程控制系統(tǒng),實現(xiàn)人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。,儀表發(fā)展的趨勢,常規(guī)儀表的分類,一、壓力儀表二、溫度儀表三、流量儀表四、液位儀表五、特殊儀表（振動、位移等）六、分析儀表,2024/3/17,4,一次儀表和二次儀表,一次儀表在自動檢測、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，首先接觸被測參數(shù)(

4、如壓力、差壓、液位、流最、溫度等)，并將被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成可側(cè)信號或標(biāo)準(zhǔn)信號，然后根據(jù)檢測、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求送入有關(guān)單元進(jìn)行顯示或調(diào)節(jié)。一次儀表的類型很多，有壓力變送器、液位變送器、溫度變送器以及靶式流量變送器、遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計、橢圓齒輪流最計等。近年來，各種特殊的一次儀表也相繼出現(xiàn)，如霍爾壓力變送器、卡門渦列流量變送器等。 二次表是顯示、報警、調(diào)節(jié)的儀表。為了區(qū)分一套系統(tǒng)中的儀表，把現(xiàn)場就地安裝的儀表簡稱一次儀表，將盤裝的顯示儀表簡

5、稱二次儀表。,常用儀表信號,4—20mADC信號1—5VDC信號脈沖信號RTD（熱電阻）PT100信號mV信號(熱電偶),常用儀表信號,常見的調(diào)節(jié)閥氣源信號：20-100KPa40-200KPa80-240KPa氣缸閥氣源壓力一般不低于450KPa,2024/3/17,7,外供電源,外供電源是指由儀表提供給傳感器、變送器的電源，一般用于給變送器或接近開關(guān)等傳感器供電，輸出值與標(biāo)稱值的誤差小于±5%，負(fù)載能力大于

6、50m A，可提供24V DC，12V DC，5V DC等規(guī)格。,幾個基礎(chǔ)概念,儀表的量程：就是測量刻度上限減去刻度的下限，可不是測量能力范圍的上下限。例如一塊溫度儀表的測量刻度范圍為-20~100度，那么它的量程為120度。 精度：檢測儀表的精度反映測量值接近真實值的準(zhǔn)確程度，一般用一系列誤差來衡量。 精度等級：按儀表工業(yè)規(guī)定，去掉最大引用誤差的“±”號和“%”號，稱為儀表的精度等級，目前已系列化。只能從下列數(shù)系中

7、選取最接近的合適數(shù)值作為精度等級，即0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。,幾個基礎(chǔ)概念,誤差-------測量值和真實值之間的差值 誤差產(chǎn)生的原因：選用的儀表精確度有限，實驗手段不夠完善、環(huán)境中存在各種干擾因素，以及檢測技術(shù)水平的限制等原因所形成的。 絕對誤差 絕對誤差指儀表指示值與被測參數(shù)真值之間的差值，即 。 △X=X —X t,過程控制的

8、主要內(nèi)容,自動檢測系統(tǒng) 利用各種檢測儀表對工藝參數(shù)進(jìn)行測量、指示或記錄 如：加熱爐溫度、壓力檢測；自動信號和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng) 自動信號系統(tǒng)：當(dāng)工藝參數(shù)超出要求范圍，自動發(fā) 出聲光信號聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)：達(dá)到危險狀態(tài)，打開安全閥或切斷某些通路，必要時緊急停車。 如：反應(yīng)器溫度、壓力進(jìn)入危險限時，加大事故蒸汽量、關(guān)閉進(jìn) 料閥等操作；自動控制系統(tǒng)： 利用自動控制裝置對生產(chǎn)中某些關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)

9、行自動控制，使他們在受到外界擾動的影響而偏離正常狀態(tài)時，能自動的回到規(guī)定范圍。,過程控制系統(tǒng)的組成（以控制鍋爐水位為例）,眼 檢測元件（變送器） 要想實現(xiàn)對汽包水位的控制，首先應(yīng)隨時掌握水位的變化情況腦 控制器 控制器將接收到的測量信號與預(yù)先規(guī)定的水位高度進(jìn)行比較。如果兩個信號不相等，表明實際水位與規(guī)定水位有偏差，此時控制器將根據(jù)偏差的大小向執(zhí)行器輸出一

10、個控制信號手 執(zhí)行器 執(zhí)行器即可根據(jù)控制信號來改變閥門的開度，從而使進(jìn)入鍋爐的水量發(fā)生變化，達(dá)到控制鍋爐汽包水位的目的,幾個常用術(shù)語,被控過程（對象） 工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過程設(shè)備或機(jī)器等。如鍋爐汽包，冷卻器。被控變量 被控對象中要求保持設(shè)定值的工藝參數(shù)。如汽包水位、冷卻溫度。 操縱變量 受控制器操縱，用以克服擾動的影響使被控變量保持設(shè)定值的物料

11、量或能量。如鍋爐給水量和冷卻器冷卻水量。擾動量 除操縱變量外，作用于被控對象并引起被控變量變化的因素。如蒸汽負(fù)荷的變化、冷卻水溫度的變化等。,,設(shè)定值 被控變量的預(yù)定值。偏 差(e) 被控變量的設(shè)定值與實際值之差。在實際控制系統(tǒng)中，能夠直接獲取的信息是被控變量的測量值而不是實際值，因此，通常把設(shè)定值與測量值之差作為偏差。,過程控制系統(tǒng)的主要類型,按系統(tǒng)功能---溫度控制

12、系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、位置控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)等；按系統(tǒng)性能--線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)、連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)、定常系統(tǒng)和時變系統(tǒng)；按被控變量的數(shù)量---單變量控制系統(tǒng)和多變量控制系統(tǒng)；按采用的控制裝置----常規(guī)儀表控制系統(tǒng)、計算機(jī)控制系統(tǒng)；按控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)形式-----閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)。,常見的儀表字母含義,F—代表流量P—代表壓力T—代表溫度L—代表液位,壓力儀表,現(xiàn)場壓力表電接點壓力表壓力變送器

13、/差壓變送器壓力開關(guān),現(xiàn)場壓力表,現(xiàn)場壓力表，從表盤直徑看最常見的有60mm,100mm,150mm 三種規(guī)格。從接口看最常見的有M20X1.5, 1/2NPT, 法蘭連接（有法蘭尺寸和耐壓等級要求）,電接點壓力表,,電接點壓力表一般有雙節(jié)點作為報警、或啟泵的條件。,壓力變送器,壓力變送器 最常見的分為電容式壓力變送器和單晶硅壓力變送器。其它還有擴(kuò)撒硅壓力變送器。目前主流壓力變送器主流幾乎都采用了智能協(xié)議。電容式壓力

14、變送器：采用結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用且極穩(wěn)定的可變電容形式，可變電容由壓力腔上的膜片和固定在其上的絕緣電極所組成，當(dāng)感受到壓力變化時，膜片要產(chǎn)生微微的翹曲變形，從而改變了兩極的間距，采用獨特的檢測電路測電容的微小變化，并進(jìn)行線性處理和溫度補(bǔ)償。傳感器輸出與被測壓力成正比的直流電壓或電流信號。精巧的結(jié)構(gòu)、高性能的材料及先進(jìn)的檢測電路的完美結(jié)合，賦予了電容式 壓力變送器以很高的性能。,壓力變送器,差壓變送器,一般使用來測量阻力、液位或者與流

15、 量節(jié)流元件配套使用測量流量儀表。該類型儀表往往與三閥組或者五閥組配 套使用。目前國內(nèi)應(yīng)用三閥組較為普遍。對于三 閥組類型的儀表有一個開關(guān)投用程序。投用三閥組：開正壓閥，再關(guān)平衡閥，再開負(fù)壓閥；關(guān)閉三閥組：關(guān)負(fù)壓閥，打開平衡閥，關(guān)正壓閥。,溫度儀表,玻璃管溫度計 雙金屬溫度計壓力式溫度計熱電阻熱電偶溫度變送器非接觸式溫度計,玻璃管溫度計,這種溫度表非常簡單、普通。目前高精度的往往使用在儀表

16、校驗間實驗室內(nèi)。由于價格便宜，目前工廠內(nèi)還有應(yīng)用。,雙金屬溫度計,由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片在溫度改變時，兩面的熱脹冷縮程度不同，因此在不同的溫度下，其彎曲程度發(fā)生改變。利用這一原理，制成溫度計叫雙金屬溫度計。,熱電阻,熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電阻測溫原理： 熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體

17、的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅。 我廠采用了大量的PT100型號的鉑熱電阻體。PT100類型電阻體對應(yīng) 0℃時阻值為100Ω。,熱電阻,熱電偶,熱電偶是中高溫區(qū)最常用的一種溫度檢測元件。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電偶的工作原理 兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體

18、A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。熱電偶按材料分最常用的為K型（4.096mV）K 鎳鉻--鎳硅 -200-+1000℃ ,E型(6.319mV),鎳鉻 銅鎳 -200-+700 ℃。,熱電偶,如圖所示，兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。置于被測溫度為 t 的介質(zhì) 中，稱為工作段，另一端為自由端，放

19、在溫度為t0的恒定溫度下，當(dāng)工作段的被測介質(zhì)溫度發(fā)生變化時，熱電勢也隨溫度發(fā)生一定規(guī)律的變化。,熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢，其大小只與電極材料與兩端的溫差有關(guān)，而與熱電極的長度和直徑的粗細(xì)無關(guān)。采用熱電偶為測量元件的變送器稱之為熱電偶溫度變送器。從外觀上看，熱電阻和熱電偶溫度變送器沒有太大的區(qū)別。,溫度變送器,溫度變送器的作用:是將檢測的熱電偶或則熱電阻等溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的儀表信號如4-20mADC,或者1-5VDC。,非接觸式溫度計,

20、非接觸式溫度計是靠紅外輻射,亮度,色差等方法感應(yīng)、比較，得出被測物件溫度。好處是可遙測，量程大，可測極高溫物件。如紅外測溫計、亮度測溫計等。缺點是一般精度不高。 但是作為工廠輔助測溫元件是不可缺少的。,流量儀表,腰輪流量計孔板流量計（含一體化孔板流量計）質(zhì)量流量計轉(zhuǎn)子流量計渦街流量計超聲波流量計電磁流量計計楔形流量計靶式流量計,腰輪流量計,腰輪流量計又叫羅茨流量計，其結(jié)構(gòu)特征為:在流量計的殼體內(nèi)有一個計量室，計量室內(nèi)有一

21、對或兩對可以相切旋轉(zhuǎn)的腰輪。在流量計殼體外面與兩個搜輪同軸安裝了一對傳動齒輪，它們相互嚙合使兩個腰輪可以相互聯(lián)動。,腰輪流量計工作原理,孔板流量計,孔板流量計：充滿管道的流體，當(dāng)它們流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時，流束將在節(jié)流裝置的節(jié)流件處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓力降，即壓差，介質(zhì)流動的流量越大，在節(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大，所以孔板流量計可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。這種測量方法是以能量守衡定

22、律和流動連續(xù)性定律為基準(zhǔn)的。,孔板流量計,質(zhì)量流量計,流體在旋轉(zhuǎn)的管內(nèi)流動時會對管壁產(chǎn)生一個力，它是科里奧利在1832年研究水輪機(jī)時發(fā)現(xiàn)的，簡稱科氏力。質(zhì)量流量計以科氏力為基礎(chǔ)，在傳感器內(nèi)部有兩根平行的T型振管，中部裝有驅(qū)動線圈，兩端裝有拾振線圈，變送器提供的激勵電壓加到驅(qū)動線圈上時，振動管作往復(fù)周在振管周期振動，工業(yè)過程的流體介質(zhì)流經(jīng)傳感器的振動管，就會上產(chǎn)生科氏力效應(yīng)，使兩根振管扭轉(zhuǎn)振動，安裝在振管兩端的拾振線圈將產(chǎn)生相位不同的兩組

23、信號，這兩個信號差與流經(jīng)傳感器的流體質(zhì)量流量成比例關(guān)系。計算機(jī)解算出流經(jīng)振管的質(zhì)量流量。不同的介質(zhì)流經(jīng)傳感器時，振管的主振頻率不同，據(jù)此解算出介質(zhì)密度。安裝在傳感器器振管上的鉑電阻可間接測量介質(zhì)的溫度。,質(zhì)量流量計,質(zhì)量流量計,,轉(zhuǎn)子流量計,浮子流量計,又稱轉(zhuǎn)子流量計,是變面積式流量計的一種 , 在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中 , 圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的 , 浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下運(yùn)動

24、，與浮子重量平衡后，通過磁耦合傳到與刻度盤指示流量。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計。金屬轉(zhuǎn)子流量計是工業(yè)上最常用的，對于小管徑腐蝕性介質(zhì)通常用玻璃材質(zhì)，由于玻璃材質(zhì)的本身易碎性，關(guān)鍵的控制點也有用全鈦材等貴重金屬為材質(zhì)的轉(zhuǎn)子流量計,2024/3/17,41,渦街流量計,渦街流量計,在流體中安放一個非流線型旋渦發(fā)生體，使流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離，釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的旋渦，且在一定范圍內(nèi)旋渦分離頻率與流量成正比的流量計。,2024/3

25、/17,42,超聲波流量計,超聲波流量計依據(jù)測量原理常見的有兩類： 時間差計量（傳播速度差法） 多普勒原理計量 右圖為丹尼爾超聲波流量計在中國非常具有代表性。,2024/3/17,43,電磁波流量計,,電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第實驗中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓

26、。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。,靶式流量計,當(dāng)介質(zhì)在測量管中流動時，因其自身的動能與靶板產(chǎn)生壓差，而產(chǎn)生對靶板的作用力，使靶板產(chǎn)生微量的位移，其作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比，靶板所受的作用力經(jīng)靶桿傳遞，使傳感器的彈性體產(chǎn)生微量變化，從而打破貼片電容組成的電橋平衡。產(chǎn)生與流量在靶板上作用力對應(yīng)的電壓信號：由流體流量特征的影響，流量與電橋產(chǎn)生的電壓的平方成正比。,靶式流量計,液位儀表,差壓

27、液位變送器雙（法蘭液位計）浮球式液位計磁翻板液位計玻璃板液位計鋼帶式液位計雷達(dá)液位計超聲波液位計,2024/3/17,47,差壓液位變送器雙（法蘭液位計）,利用對測量介質(zhì)的兩點之間由于存在液位高度所產(chǎn)生的壓差進(jìn)行測量的變送器儀表。和測量阻力表幾乎一樣，只不過壓差范圍要小。雙法蘭屬于一種特殊的差壓變送器。,2024/3/17,48,磁翻板液位計,磁翻板式液位變送器是以浮子內(nèi)磁鋼驅(qū)動雙色薄片的翻轉(zhuǎn)來指示液位的一種新型儀表。

28、主體內(nèi)磁浮子隨液位的升降而上下運(yùn)動，同時驅(qū)使主體外指示器內(nèi)的雙色薄片翻轉(zhuǎn)，有液位時轉(zhuǎn)示紅色、無液位時轉(zhuǎn)示白色。,2024/3/17,49,玻璃板液位計,根據(jù)連通器原理，將容器內(nèi)介質(zhì)液體引至外部玻璃板液位計內(nèi)，通過透明玻璃直接顯示容器內(nèi)液位實際高度。,2024/3/17,50,鋼帶式液位計,鋼帶浮子式液位計罐內(nèi)有浮子，有導(dǎo)向繩外壁常見的有兩種液位指示一種為帶磁性的擺錘。帶磁翻板指示。還一種是能夠直接顯示高度的帶數(shù)字

29、的鋼帶。,浮球液位計,浮球液位變送器的測量部分由浮球與平衡桿和平衡錘組成力矩平衡機(jī)構(gòu)，因此浮球可以自由地隨液位的變化而升降。當(dāng)液位改變時，浮球的位置發(fā)生相應(yīng)的變化，通過球桿帶動主軸轉(zhuǎn)動，控制器內(nèi)的角位移傳感器與主軸通過齒輪嚙合，將液位的變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，再由控制器內(nèi)部的電子電路將此信號轉(zhuǎn)換為與液面變化成正比的標(biāo)準(zhǔn)電流信號。,浮球液位計,,2024/3/17,53,可燃?xì)怏w檢測器，是可燃?xì)怏w檢測儀是對單一或多種可燃?xì)怏w濃度響應(yīng)的探測

30、器?？扇?xì)怏w檢測儀有催化型、紅外光學(xué)型兩種類型。催化型可燃?xì)怏w檢測器是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來測定可燃?xì)怏w濃度。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入探測器時，在鉑絲表面引起氧化反應(yīng)（無焰燃燒），其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化。,2024/3/17,54,根據(jù)國際電工委員會（IEC）對調(diào)節(jié)閥的定義（control valve，又名控制閥）。調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體部件兩部分組成。其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動裝置，它按信號

31、壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力。是推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移。 閥體是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，它直接與介質(zhì)接觸，由于調(diào)節(jié)閥的閥芯作用，改變調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積，達(dá)到調(diào)節(jié)目的。,調(diào)節(jié)閥,2024/3/17,55,調(diào)節(jié)閥,按執(zhí)行機(jī)構(gòu)劃分 ：氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu) 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)液動執(zhí)行機(jī)構(gòu). 氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu) 氣動活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu),2024/3/17,56,常用的閥體種類有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉(zhuǎn)、蝶形、套筒式、球

32、形等,2024/3/17,57,調(diào)節(jié)閥的作用方式選擇 　　調(diào)節(jié)閥的作用方式只是在選用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)時才有，其作用方式通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)正反作用和閥門的正反作用組合形成。組合形式有4種即正正(氣關(guān)型)、正反(氣開型)、反正(氣開型)、反反(氣關(guān)型)，通過這四種組合形成的調(diào)節(jié)閥作用方式有氣開和氣關(guān)兩種。對于調(diào)節(jié)閥作用方式的選擇，主要從三方面考慮: 　　a)工藝生產(chǎn)安全; 　　b)介質(zhì)的特性; 　　c)保證產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)損失最小,2024/3

33、/17,58,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用是指：當(dāng)氣信號增加時閥桿向下移動，則為正作用。反之為反作用。上進(jìn)氣為正作用下進(jìn)氣為反作用,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用,2024/3/17,59,調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線,調(diào)節(jié)閥的閥芯不一樣，其流量特性曲線，依據(jù)閥芯大致分為四種情況：快開直線等百分比拋物線,2024/3/17,60,氣開和氣關(guān)是針對整個執(zhí)行器所說的，就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)＋調(diào)節(jié)閥的這個系統(tǒng)。氣動信號增加，執(zhí)行器流通量口

34、徑增加為氣開。反之，為氣關(guān)。,調(diào)節(jié)閥氣開與氣關(guān),氣關(guān) 氣開 氣開 氣關(guān),2024/3/17,61,流開、流閉是對介質(zhì)流動方向而言，其定義為： 在節(jié)流口，介質(zhì)的流動方向向著閥打開方向流動（即與閥開方向相同）時，叫流開； 反之，向著閥關(guān)閉方向流動（即與閥關(guān)方向相同）時，叫流閉。 如簡圖為流開閥，流向反則為流閉閥。,流開、

35、流閉,2024/3/17,62,故障開故障關(guān)FO/FC,知道了調(diào)節(jié)閥的氣開與氣關(guān)，那么故障開與故障關(guān)就迎刃而解。當(dāng)調(diào)節(jié)閥失氣后閥位處在開位置就為氣開閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥失氣后閥位處在關(guān)位就為氣關(guān)閥,2024/3/17,63,在調(diào)節(jié)閥的本體上經(jīng)?？吹较旅嬉恍┓朌N 公稱通徑 單位 mmdN 閥座直徑 單位 mmPN 工稱壓力 單位MPa,2024/3/17,64,這是一個氣動雙作用汽缸閥從結(jié)

36、構(gòu)上看兩個進(jìn)氣排氣孔。一個閥位指示。其附件最重要有：電磁閥（這種類型一般配兩位五通電磁閥）反饋開關(guān)（狀態(tài)開關(guān)）過濾減壓器,2024/3/17,65,V形球閥,2024/3/17,66,常用控制基礎(chǔ)知識,2024/3/17,67,簡單控制什么是簡單控制呢？,2024/3/17,68,2024/3/17,69,閉環(huán)回路：閉環(huán)回路是指既有輸出控制，又有反饋信號的回路。 系統(tǒng)被控對象的輸出(被控制量)會反送回來影

37、響控制器的輸出，形成一個或 多個閉環(huán)。開環(huán)回路：開環(huán)回路是指只有輸出控制，沒有反饋信號的回路。,2024/3/17,70,DCS,DCS簡介,2024/3/17,71,DCS具有以下特點：,(1)高可靠性 由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機(jī)上實現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計，因此某一臺計算機(jī)出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺計算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定

38、結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺計算機(jī)的可靠性也得到提高。 　　(2)開放性 DCS采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計，系統(tǒng)中各臺計算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時，可將新增計算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機(jī)的工作。 　　(3)靈活性 通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及

39、從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。 　　(4)易于維護(hù) 功能單一的小型或微型專用計算機(jī)，具有維護(hù)簡單、方便的特點，當(dāng)某一局部或某個計算機(jī)出現(xiàn)故障時，可以在不影響整個系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線更換，迅速排除故障。 　　(5)協(xié)調(diào)性 各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。 　　(6)控制功能齊全 控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和

40、批處理控制于一體，可實現(xiàn)串級、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測控制等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS的構(gòu)成方式十分靈活，可由專用的管理計算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。 處于底層的過程控制級一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級計算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級對來自過程控制級的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作管理