[工学]过程控制4.ppt

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）三个环节构成。 第一节 变速器 分类： 1、按参数分： 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 第一节 变速器 2、按照变送器的驱动能源分： 气动变送器：以压缩空气为驱动能源。 电动变送器：以电力为能源。 第一节 变速器 第一节 变速器 4.1.1 差压变速器 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。 第一节 变速器 根据敏感元件的类型不同，可分为膜盒式差压变送器、电容式差压变速器等类型。 第一节 变速器 第一节 变速器 第一节 变速器 电动变送器与电源的连接方式： 两种：四线制和两线制。 第一节 变速器 第一节 变速器 两线制变送器的优点： 采用两线制变送器，可以节省电缆。变送器大部分都装在现场，而调节器或显示仪表装在控制室。当两者的距离较远时，这一优点更为明显。 第一节 变速器 在安装四线制变送器时，要把电源线与信号线用不同的管道铺设，以防干扰。而两线制变送器，只需要用一根穿线管道。 第一节 变速器 两线制变送器如装于易燃易娱的环境中，需另配用一只安全栅，以限制输入现场的最大能量。对于四线制变送器，如在上述同样的条件下使用，所需的安全栅就要增加。 第一节 变速器 4.1.3 温度变速器 温度变送器与各种热电偶或热电阻配合使用，将被测温度线性地转换为0~10 mA或4~20 mA直流电流信号，以便与显示、记录和调节单元配合工作。 以DDZ-III型温度变速器为例。 第一节 变速器 按照采用的测温传感器的不同类型，温度变送器分为三种类型： 直流毫伏变送器 电阻体温度变送器 热电偶温度变送器 第一节 变速器 这三种变送器在线路结构上都分为量程单元和放大单元两部分，其中放大单元是通用的，量程单元则随变送器的类型及量程范围不同而异。 图中双线箭头与单线箭头分别表示供电回路和信号回路。 第一节 变速器 第一节 变速器 第一节 变速器 第一节 变速器 温度变送器的反馈部分两种形式： 线性电阻网络：即线性反馈，结果保证输入电压Ui与输出电流I0之间成线性关系，一般在直流毫伏变送器中采用。 第一节 变速器 反馈回路具有与测温元件相类似的特性，即非线性反馈，结果使被测温度t与I0之间成线性关系，在热电偶和热电阻变送器的反馈电路里就采用这种形式。 第一节 变速器 采用DDZ-III型温度变送器在性能方面有一些主要优点： 采用了低漂移、高增益的线性集成电路，提高了仪表的可靠性、稳定性及各项技术性能。 第一节 变速器 在热电偶与热电阻的温度交送器中采用了线性化电路，信号与被测温度信号保持了线性关系。 线路中采取了安全火花防爆措施，兼有安全栅的功能，可用于危险场所中的温度或直流毫伏信号测量。 第一节 变速器 热电偶温度变速器的工作原理： 热电偶温度变送器要求变送器的输出电压信号与相应的变送器输入的温度信号成线性关系。但一般热电偶输出的毫伏值与所代表的温度之间是非线性的，各种热电偶的非线性也不一 第一节 变速器 不一样，而且同一种热电偶在不同的测量范围其非线性程度也不相同。例如铂铑热电偶的特性曲线是凹向上的，而镍铬－镍铝热电偶特性曲线开始是凹向上的，温度升高时又变为凹向下呈S形。 第一节 变速器 热电偶是非线性的，而温度变送器放大回路是线性的，若将热电偶的热电势直接接到变送器的放大回路，则温度t℃与变送器的输出电压USC之间的关系是非线性的。因此为了使温度变送器的输入温度t℃与输出电压USC保持 第一节 变速器 线性关系，则变送器的放大回路特性不能是线性的。假设热电偶的特性是凹向上的，若要使t℃与USC的关系呈线性变化，则变送器放大回路的特性曲线必须是凹向下的。 第一节 变速器 热电偶温度变送器是由热电偶输入回路和放大回路两部分组成。为了得到线性关系，必须使放大回路具有非线件，这一般是采用反馈电路非线性来实现的。图4-31为热电偶温度变送器方框图。 第一节 变速器 第一节 变速器 温度变送器的传递函数： W(S) = W1(S)×W2(S) W(S)——温度变送器的传递函数 W