自动化仪表课件.pptx

自动化仪表自动化专业教学电气信息工程学院自动化教研室

控制仪表与装置是实现生产过程自动化必不可少的工具，其重要性可通过下图1-1所示例子来说明。1.1.控制仪表与装置总体概述1.1.1.自动控制系统和控制仪表返回目录

图1-1为一加热温度控制系统。原料通过加热炉内炉管加热，要求其出口温度保持一定，以满足生产需要；加热炉以燃料油作为燃料。图中温度变送器、控制器和执行器构成了一个单回路控制系统。炉出口温度经测温元件和温度变送器转换成相应的标准统一信号送到控制器，与给定值SP相比较，控制器按照比较后得到的偏差，以一定的控制规律发出控制信号，控制执行器的动作，改变燃料油的流量，从而使出口温度T保持在于给定值基本相等的数值上。为了提高控制系统的功能，还可以增加一些仪表，如显示器、手操器等。而为了改善控制质量，还可以采用串级控制等其他更复杂的控制方案，显然，这将需要用到更多的仪表。实际所采用的仪表，可以是电动仪表，气动仪表等各种系列的仪表，也可以是各种控制装置，所有这些仪表或装置都属于控制仪表装置范畴。显而易见，如果没有这些仪表或装置，就不可能实现自动控制。返回目录

1.1.2.控制仪表与装置的分类及特点通常，控制仪表与装置可按能源形式、信号类型、和结构形式来分类。1.1.2.1.按能源形式分类可分为电动、气动、液动和机械式等几类。工业上普遍使用电动控制仪表和气动控制仪表，两者之间的比较如表1-1所示。返回目录

电动控制仪表具有能源获取方便，信号传输和处理容易，便于实现集中显示和操作等特点。目前在工业上电动控制仪表得到了最为广泛的应用。鉴于此，本课程将重点介绍这一类仪表。气动控制仪表具有结构简单、性能稳定、可靠性高、易于维护、安全防爆等特点。特别适用于石油、化工等具有爆炸危险的场合。表1－1电动控制仪表和气动控制仪表的比较电动控制仪表气动控制仪表能源传输信号构成接线电源（220VAC）（24VDC）电信号（电流、电压或数字）电子元器件（电阻、电容、电子放大器、集成电路、微处理器等）导线，印刷电路板气源（140kPa）气压信号气动元件（气阻、气容、气动放大器等）导管，管路板返回目录

1.1.2.2.按信号类型分类可分为模拟式和数字式两大类。模拟式控制仪表由模拟元器件组成，其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。数字式控制仪表以微处理器，单片机等大规模集成电路芯片为核心。其传输信号通常为段续变化的数字量，如脉冲信号。1.1.2.3.按结构形式分类可分为单元组合式控制仪表、基地式控制仪表、集散型计算机控制系统以及现场总线控制系统。（1）单元组合式控制仪表是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表标准信号进行联系。这类仪表有电动单元组合仪表（DDZ）和气动单元组合仪表（QDZ）两大类。单元组合仪表可分为变送单元、执行单元、控制单元、转换单元、运算单元、显示单元、给定单元和辅助单元等八类。返回目录

①变送单元它能将各种被测参数，如温度、压力、流量、液位等物理量变换成相应的标准统一信号（4—20mA，0—10mA或20—100kPa）传送到接受仪表或装置，以供指示、记录或控制。变送单元的品种有：温度变送器、压力变送器、差压变送器、流量变送器、液位变送器等。②转换单元转换单元将电压、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，以使不同信号可以在同一控制系统中使用。转换单元的品种有：直流毫伏转换器、频率转换器、电-气转换器、气-电转换器等。③控制单元它将来自变送单元的测量信号与给定信号进行比较，按照偏差给出控制信号，去控制执行器的动作。控制单元的品种有：比例积分微分控制器、比例积分控制器、微分控制器以及具有特种功能的控制器等。④运算单元它将几个标准统一信号进行加、减、乘、除、开方、平方等运算，适用于多种参数综合控制、比值控制、流量信号的温度压力补偿计算等。运算单元的品种有：加减器、乘除器和开方器等。返回目录

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的品种有：指示仪、指示记录仪、报警器、比例积算器和开方积算器等。⑥给定单元它将输出标准统一信号，作为被控变量的给定值送到控制单元，实现定值控制。给定单元的品种有：恒流给定器、定值器、比值给定器和时间程序给定器等。⑦执行单元它将按照控制器⑤显示单元它