0控制仪表及装置概论.ppt

被控对象 － 需要调节其工艺参数的生产设备。 变送器 － 把工艺参数转换成标准统一信号的装置。 控制器 － 将来自变送器的测量值与给定信号相比较后产生的偏差信号, 按照预先设定好的控制规律进行运算后，输出一个控制信号去执行器。 执行器 － 把控制器的输出信号转换成直线位移或角位移，以控制阀门的开度。 此外，根据需要还可设有显示、转换、计算、辅助、给定装置。 * * 上海电力学院信控系 2010.09 测控仪器仪表 张国伟 本章内容 概论 第一节 控制仪表与控制系统 第二节 控制仪表及装置的分类 第三节 联络信号和传输方式 第四节 安全防爆的基本知识和防爆措施 概论 第一节 控制仪表与控制系统 控制仪表与控制系统 自动控制系统一般由被控对象、变送器、控制器和执行器构成，其方框图如下所示： 给定值 被控参数 被控介质 简单控制系统方框图 变送器 执行器 控制器 被控对象 自动控制系统 蒸汽 汽包 省煤器 给水 锅炉汽包示意图 手动控制的步骤： (1)观察液位数值； (2)把观察到的实际数值与设定值加以比较，根据偏差的大小及变化情况做出判断，并发布命令。 (3)根据命令操作给水阀，使液位回到设定值。 概论 第二节 控制仪表及装置分类 控制仪表及装置的分类 导管 导线 接线 不受电磁干扰影响 本质上安全防爆 受电磁干扰影响 须采取抗干扰、防爆措施 电磁干扰与防爆 气动元件 电子元器件 元、器件 气压信号 电信号（电压、电流、数字） 传输信号 气源（140kPa） 电源（220V AC/24V DC） 能源 气动控制仪表 电动控制仪表 电动控制仪表和气动控制仪表的比较 ? 按所用能源形式：气动、电动、液动。工业上主要使用电动和气动控制仪表。 模拟仪表 传输信号为连续变化的模拟量,，这类仪表线路较简单, 操作方便，价格较低。 如气动仪表，电动单元组合仪表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等。 数字仪表 传输信号为断续变化的数字量，这类仪表与装置以微型计算机为核心，功能完善，性能优越，能解决模拟仪表难以解决的问题。如可编程调节器、控制器、 DCS、 FCS 等。 ? 按信号类型：模拟式和数字式。 基地式仪表：包含多种功能部件（传感、指示、记录、控制、执行等部分），设计成一个整体，结构较简单。如带控制机构的指示记录仪。 单元组合式仪表：系列仪表划分成能独立实现某种功能的若干单元，单元间用标准信号联系。如电动、气动单元组合仪表。 集散控制系统（DCS）：以微型计算机为核心, 集4C技术为一体的计算机控制装置, 实现分散控制和集中管理。如TPS、PCS 7、ECS、Hollias等。 现场总线控制系统（FCS）: 现场总线将具有数字通信能力的现场仪表相连接, 并同上层监控管理级一起构成分布式控制网络。如基于FF、Profibus总线的FCS。 ? 按结构形式 概论 第三节 联络信号和传输方式 联络信号和传输方式 联络信号是指在成套仪表系列中，仪表之间采用的传输信号的类型和数值。 联络信号类型 气动仪表：20~100KPa 电动仪表：模拟信号 0~10mA、 4~20mA 及 1~5V 数字、频率信号 信号下限从零开始有利于模拟量运算。信号下限从某值开始（活零点）便于检验仪表是否断电，并可实现两线制。 信号上限高，产生的电磁平衡力大；信号上限低有利于减少功率损耗和仪表防爆。 直流电流传输 接收仪表 R0 I0 Ii Ri Ri Rcm 发送仪表 电流信号传输时仪表之间的连接 为保证传输误差ε在允许范围之内，应要求R0 》Rcm + nRi ，故有 为减小传输误差，要求： R0足够大，而Rcm 及Ri 应比较小 电流传输的特点 优点 发送仪表输出电阻大，故电流信号适于远距传输。 电流回路中串入一电阻，取压方便。 缺点 回路中增减接收仪表时，将影响其它仪表的工作。 各台仪表没有公共接地点，若要和计算机联用,则应在仪表输入输出端采取直流隔离措施。 直流电压传输 电压信号传输时仪表之间的连接 接收仪表 Ri Rcm／２ 发送仪表 R0 U0 Rcm／２ Ii Ri Ri 为减小传输误差，要求： R0和Rcm 尽量小，Ri 大些。 为减小传输误差,应满足Ri/n 》R0 + Rcm ，故有 电压传输的特点 优点 增加或取消某个接收仪表不影响其他仪表的工作。 各接收仪表可设置公共接地点，可和计算机联用。 缺点 要在引线电阻上产生电压降, 信号受一定损失, 且因接收仪表输入阻抗很高，易于引入干扰，所以电压信号不适于远距离传输。 ? 现场与控制室仪表之间采用直