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第 3 章
过程控制仪表
主要内容
总体概述
检测变送环节
执行器
控制器的PID控制算法
总体概述
过程控制仪表的分类——按能源形式
可分为电动、气动、液动和机械式等几种。工业上普遍使用电动控制仪表和气动控制仪表。
导管、管路板
导线、印刷电路板
接线
气动元件
电子元器件
构成
气压信号
电信号(电流、电压或数字)
传输信号
气源(140kPa)
电源(220VAC,24VDC)
能源
气动仪表
电动仪表
模拟式
数字式
由模拟元件构成
传输信号通常为连续变化的模拟量,如电流信号,电压信号,气压信号等
线路较简单,操作方便,使用灵活,价格较低
以微处理器、单片机等大规模集成电路芯片为核心
传输信号通常为数字量,如脉冲信号
可以进行各种数字运算和逻辑判断,其功能完善,性能优越,能解决模拟式仪表难以解决的问题
过程控制仪表的分类——按信号类型
基地式仪表
单元组合式仪表
集散型计算机控制系统
现场总线控制系统
过程控制仪表的分类——按结构形式
相当于把单元组合仪表的几个单元组合在一起,构成一个仪表。
通常以指示、记录仪表为主体,附加控制、测量、给定等部件而构成;
其控制信号输出一般为开关量,也可以是标准统一信号;
一个基地式仪表具有多种功能,与执行器联用或与变送器联用,便可构成一个简单的控制系统;
性能价格比高,适用于单参数的控制系统。
过程控制仪表的分类——基地式仪表
将各种单元进行不同组合,可以构成多种多样、适用于各种不同场合需要的自动检测或控制系统。
有电动单元组合仪表(DDZ)和气动单元组合仪表(QDZ)两大类。都经历了I型、II型(010mA) 、III型(420mA, 15v)的三个发展阶段。
根据控制系统各组成环节的不同功能和使用要求,将仪表做成能实现一定功能的独立仪表(称为单元),各个仪表之间用统一的标准信号进行联系。
过程控制仪表的分类——单元组合式仪表
变送单元
温度变送器
压力变送器
差压变送器
流量变送器
液位变送器
将各种被测参数变换成相应的标准统一信号传送到接收仪表或装置,以供显示、记录或控制
转换单元
直流毫伏转换器
频率转换器
电-气转换器
气-电转换器
将电压、频率等电信号转换成标准统一信号,或者进行标准统一信号之间的转换,以使不同信号在同一控制系统中使用
过程控制仪表的分类——单元组合式仪表
控制单元
运算单元
比例积分微分控制器
比例积分控制器
比例微分控制器
具有特种功能的控制器
将变送单元的测量信号与给定信号比较,按偏差给出控制信号,控制执行器
加减器
乘除器
开方器
显示单元
指示仪
指示记录仪
报警器
过程控制仪表的分类——单元组合式仪表