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工业控制及自动化仪表基础知识 英达康 华志斌 主要内容 常用控制电器 继电器－接触器控制系统的设计原则 继电器－接触器控制线路设计中应注意的问题 PLC简介（构成、特点、应用领域） PLC与其他工业控制系统的比较 电动单元组合仪表简介 检测仪表 调节器 执行器和防爆栅 DCS简述 常用控制电器 接触器 继电器 主令电器 保护电器和组合电器 接触器 适于频繁地接通和分断主电路或大容量控制电，主要用于控制电动机，也可用于控制其它电力负荷。 按工作原理分为电磁式、气动式和液压式，这里主要介绍电磁式接触器。 电磁式接触器的主要组成部分：触头系统、电磁系统、灭弧装置、支架和外壳。 按主回路接通和分断的负载电流的性质，分为直流接触器和交流接触器。 接触器主要技术参数 额定工作电压（主触头的额定电压） 额定工作电流（主触头的额定电流） 电磁铁线圈的额定电压 额定操作频率 触头数目（主触头和辅助触头） 接通和分断能力 控制电源一端接地时应防止发生意外 控制线路力求简单、经济 尽量减少触点数目 尽量缩短连接导线的数量和长度 控制线路在工作时，除必要的电气元件需通电外，其余电器尽量不长期通电，以延长电气元件的寿命和节约电能及减少发热 采用标准件，尽可能选用相同型号的元件 尽量使用标准的、常用的或经过实际考验过的线路和环节 PLC简介（构成、特点、应用领域） 国际电工协会（IEC）定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。 68年GM公司提出10条技术指标在社会上公开招标，69年DEC根据要求研制出第一台PLC并中标。 构成 PLC与其他工业控制系统的比较 与继电器控制的比较 与个人计算机控制的比较 与单板机控制的比较 与DCS控制的比较 电动单元组合仪表简介 自动化仪表作为一种专门的仪表，最早出现在上世纪40年代，由于石油、化工、电力等工业对自动化的需要，出现了将测量、记录、调节仪表组合在一起的多功能自动化仪表。后来，人们发现多功能仪表的结构不够灵活，不如将仪表按功能划分，制成若干种能独立完成一定功能的标准单元，各单元间以标准联络信号相互联系，这样通过选择一定的单元，积木式地把仪表组合起来，构成各种复杂程度不同的控制系统。这种积木式的仪表就称为单元组合仪表。这种做法不论对仪表厂的大量生产还是用户的选用和维护都是有利的。这些年随着计算机技术的进步，仪表的功能结构又重新向多功能转变。 国产仪表 60年代，电子管和磁放大器，DDZ-I,0-10mA 70年代，晶体管，DDZ-II，0－10mA 80年代，线性集成电路,火花防爆，DDZ-III,4-20mA 检测仪表 温度检测仪表 压力检测仪表 流量检测仪表 液位检测仪表 成分分析仪表 温度检测仪表 热电偶 热电阻 半导体热敏电阻 （热电阻使用方便，便宜，热容大，反映慢，测温范围不如热电偶大） 半导体热电阻体积小，适用于设备内测温，测温范围也小，精度不高。 压力检测仪表 力平衡式压力（差压）变送器 位移式差压（压力）变送器 固态测压仪表（压电效应、压阻效应、压磁效应）（主流）。 流量检测仪表 节流型流量计（孔板、靶式、动子） 容积式（椭圆齿轮） 涡轮流量计（精度介于上者之间） 电磁流量计（可测含纤维及污物的液体，适用于腐蚀性液体，但导电率不能太小，不能用于油和纯水，不能有气泡） 漩涡流量计(旋进型和涡街型，涡街为主流） 本安仪表 本安系统 防爆栅：是对送往现场的电压和电流进行严格限值的单元，可保证在各种状态下进入现场的电功率都在安全范围之内。 防爆栅只限值瞬时功率，现场设备的L，C都可能造成危险，所以构成安全火花防爆系统的充要条件是：现场仪表与非危险场所之间的电路连接必须经过防爆栅；在危险现场的仪表必须是本安型的。 防爆电缆：国际标准没有这一说，只限值L，C，习惯上要求颜色区分。 DCS简述 发展过程 分散控制方式：仪表间相距过远、仪表盘尺寸过大、无法全面了解信息及操作； 集中控制方式：危险过于集中，计算机出现故障时整个生产装置瘫痪； 集散控制方式：控制功能分散、操作管理集中---DCS。 集散控制中危险分散的方法：将控制功能分散到多台计算机上，采取双重化冗余措施。 液位检测仪表 浮力式（浮子式、翻板式） 静压式 电容式 超