第四章过程控制装置选读.ppt

附录二 4.3.1 气动执行器 4.3.2 电动执行器 附录一 本章的重点和难点 一、本章的重点 1、第一节的“4.1.1 差压变送器”中的“（1）气动差压变送器”； 2、第一节中的“4.1.2 防爆安全栅”; 3、第二节中的“（2）气动调节器”； 4、第三节中的“4.3.1 气动执行器”。 二、本章的难点 1、气动差压变送器的结构及其工作原理； 2、气动差压变送器中的功率放大器的结构及其工作原理； 3、调节阀的流量特性。 4.1.2 防爆安全栅 图 4－27 齐纳安全栅的原理图 正常的工作电流值。在现场发生 4.1.3 温 度 变 送 器 热电偶温度变送器的工作原理介绍如下。 4.1.4 变送器与电源的连接方式 4.2.1 调节器的调节规律的实现方法 4.2.2 PID 调节器的硬件结构 （1）PID 调节器的组成及原理 过程装备控制技术及应用 过控教研室 第四章 过 程 控 制 装 置 过程控制装置与被控对象构成了过程控制系统的基本要素。过程式控制装置必须由测量变送单元、调节器和执行器（如调节阀）三个环节组成 。由于工业过程式的复杂性，在进行过程控制系统设计时，必须根据过程特性和工艺要求，通过合理选用过程检测控制装置组成自动控制系统，并通过调节器 PID 参数的整定，使系统运行在最佳状态，从而实现对生产过程的最优控制。 4.1 变送器 4.2 调节器 4.3 执行器 附录一：本章的重点和难点 附录二：思考题与习题 4.1 变 送 器 变送器是单元组合仪表中不可缺少的基本单元之一。在测量元件将压力、温度、流量、液位等参数检测出来后，需要由变送器将测量元件的信号转换为一定的标准信号（如4～20mA直流电流），送往显示仪表或调节仪表进行显示、记录或调节。变送器的类型很多，主要有：压力变送器、差压变送器、温度变送器、流量变送器、液位变送器等。本章主要分析差压变送器和温度变送器。 4.1.1差压变送器 差压变送器用来把差压、流量、液位等被测参数转换成为统一标准信号，并将此统一信号输送给指示、记录仪表或调节器等，以实现对上述参数的显示、记录或调节。根据敏感元件的类型不同，可分为膜盒式差压变送器、电容式差压变送器等型式。 按照变送器的驱动能源来分有气动变送器和电动变送器，以压缩空气为驱动能源的是气动变送器；以电力为能源的便是电动变送器。变送器的理想输入输出特性成线性关系。如图4－1所示。 （1）气动差压变送器 气动差压变送器主要利用了力平衡原理，其敏感元件为膜片或膜盒。主要用于测量液体、气体或蒸汽的压力、差压、流量、液位等物理量。气动差压变送器可以将压力信号 p 成比例地转换成20～100kPa的统一标准气压信号，送往气动单元组合仪表的调节器或显示仪表进行调节、指示和记录。在分析气动差压变送器之前，先讨论一下气动仪表中常遇到的气动元件与组件。 ①气动元件及组件 气动元件和组件按照一定的规律和原则构成了气动仪表。常见的元件有气阻、气容。常见的组件有组容耦合组件、喷嘴-挡板机构、功率放大器等。 气阻 气体流过节流元件时，会受到一定的阻力，这种节流元件叫做气阻。气阻的作用和电阻相似，它在气动仪表中阻碍气体的流动，起着降压（产生压力降）和限流（调节气体流量）的作用。气阻按其结构可分为恒气阻与变气阻两类。 恒气阻是指流通截面积不能调整的节流元件，其气阻值不可改变。恒气阻的结构一般有三种形式，如图4－2所示。 变气阻是指流通截面积可以调整的节流元件，其气阻值可以随意改变。变气阻的结构形式很多，常见的结构形式如图4－3所示。 如果在气阻的两端加上一个压力差，就有一定流量的气体流过气阻。流过气阻的气体流量与其两端压力差之间的关系，称为气阻的流量特性。 流过气阻的气体流量与其两端压力差成线性关系的气阻称为线性气阻，如图4－2（a）、（b）所示的恒气阻和图4－3（a）所示的变气阻，这时通过气阻的气流为层流状态。而流过气阻的气体流 量与其两端压力差不成线性关系的气阻称为非线性气阻，如图4－2（c）所示的恒气阻和图4－3（b）所示的变气