總復(fù)習(xí)測量儀表與自動化

1、儀表測量儀表壓力物位變送器控制器控制系統(tǒng)控制儀表流量溫度執(zhí)行器簡單控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng) 顯示儀表第一篇第一篇 過程測量儀表過程測量儀表 壓力(差壓）物位流量溫度 顯示儀表第一章 概述一、誤差的概念1、什么是測量誤差？2、測量方法分類？二、誤差的表示方法1、絕對誤差？2、相對誤差？3、引用誤差（最大引用誤差）？最大引用誤差是儀表的基本誤差，儀表的精度取決于最大引用誤差的大小。三、誤差的分類1、系統(tǒng)誤差：在相同條件下，對同一被測量進行多次測量，誤差的絕對值和符號或者保持不變，或按一定的規(guī)律變化，這類誤差稱為系統(tǒng)誤差。處理方法：加修正值2、

2、隨機誤差：測量結(jié)果與在重復(fù)性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結(jié)果的平均值之差。處理方法：增加測量次數(shù)取平均值3、粗大誤差：處理方法：剔除四、誤差產(chǎn)生的原因1、裝置誤差2、人員誤差3、方法誤差4、環(huán)境誤差n一臺精度等級為1.6級的測壓儀表，量程為040MPa,在正常情況下進行校驗，其最大絕對誤差為0.7MPa，求該儀表的最大引用誤差、允許誤差、儀表的精度是否合格。第二章 壓力（差壓）測量及變送1 壓力的定義、單位2 表示方法真空度表壓絕壓關(guān)系第二章 壓力（差壓）測量及變送3 分類就地指示：彈簧管壓力表工作原理選擇類型測量范圍（3種情況）精度校驗標(biāo)準(zhǔn)表的選擇?合格數(shù)據(jù) 確定精度或 報警：電

3、接點壓力表遠傳：壓力（差壓）變送器輸入輸出關(guān)系，要求會計算電容式差壓變送器工作原理結(jié)構(gòu)第三章 物位測量及變送 分類直讀式物位儀表浮力式變浮力：浮筒恒浮力：磁翻板、自動跟蹤、浮球、鋼帶靜壓式物位儀表：差壓變送器的測量范圍、遷移、遷移量其它物位計電容（射頻導(dǎo)納）超聲波雷達核輻射第四章 流量測量及變送1 流量的定義、單位瞬時流量累計流量體積流量質(zhì)量流量2 分類速度式流量計容積式流量計 質(zhì)量式流量計第四章 流量測量及變送速度式差壓式三閥組和差壓計：三閥組的作用及操作順序節(jié)流裝置引壓管路非標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件（3種）取壓方式（3種）組成工作原理：公式，會計算浮子式（轉(zhuǎn)子）：原理，計算公式，刻度修正（原因）會

4、計算靶式：原理，計算公式電磁渦輪式漩渦：渦街、旋進漩渦超聲波：傳播速度差法、多普勒法速度式流量計多有安裝直線管段的要求，其長短取決于管徑第四章 流量測量及變送容積式橢圓齒輪：影響誤差的因素是什么？腰輪刮板質(zhì)量式流量計直接式：直接式：科里奧利，原理 間接式：間接式：溫度壓力補償式質(zhì)量流量計對比：工作原理、流量方程、測量精度、量程比、壓力損失、適用介質(zhì)第五章 溫度測量及變送1 溫度的定義攝氏溫標(biāo)2 溫標(biāo)的定義及相互關(guān)系華氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)宏觀微觀第五章 溫度測量及變送分類玻璃管式就地指示：膨脹式熱電偶雙金屬式壓力式遠傳熱電勢溫差電勢接觸電勢原理：熱電效應(yīng)熱電偶的基本定律補償導(dǎo)線作用及使用要求冷端補償

5、作用及方法分類，分度號，分度表會計算熱電阻金屬導(dǎo)體半導(dǎo)體Pt：Pt100含義Cu第六章 顯示儀表顯示儀表一、顯示儀表的分類n按照能源分，有電動顯示儀表與氣動顯示儀表；n按照顯示的方式分，有模擬式、數(shù)字式和圖像顯示三種。自動平衡式顯示儀表:電子電位差計和電子自動平衡電橋。特點:測量精度高,工作可靠?？蓽y量顯示溫度、壓力、流量、物位等參數(shù)。二、模擬式顯示儀表二、模擬式顯示儀表n5n（二）、電子自動平衡電橋n12n利用平衡電橋來測量熱電阻變化。n 當(dāng)被測溫度為下限時，Rt有最小值Rt0，滑動觸點應(yīng)在RP的左端，此時電橋的平衡條件是4230RRRRRPtn（6-3）兩個系統(tǒng)比較兩個系統(tǒng)比較項目熱電偶系

6、統(tǒng)熱電阻系統(tǒng)輸入信號電動勢電阻電橋輸出E（不平衡）0 （平衡）冷端溫度補償有無接線方式雙補償線，橋中三線，橋臂電源直流直流或交流1、起始點為0的自動電位差計，當(dāng)輸入端短路時，儀表指針應(yīng)指示在何處？為什么？答：對于下限為零的儀表，指針應(yīng)指室溫。為什么要指室溫呢?這是因為短接后輸入信號為零，而表內(nèi)測量橋路中具有熱電偶冷端溫度補償電阻，在室溫下產(chǎn)生一個補償電壓，該電壓經(jīng)放大器放大，將使可逆電機轉(zhuǎn)動，使儀表達到新的平衡，于是指針指出與補償電壓相應(yīng)的溫度，即室溫。2、熱電阻短路或斷路時，電子自動平衡電橋指針分別指在何處？n解熱電阻短路，相當(dāng)于Rt =0，指針會直指向始端，直到受到限位為止，相當(dāng)于溫度非常

7、低。n熱電阻斷路，相當(dāng)于Rt，指針會直指向終端，直到受限位為止，相當(dāng)于溫度非常高。 第二篇 控制儀表 變送器控制器執(zhí)行器 第八章 控制器 一 控制規(guī)律PPIPDPIDtDVfMV,控制作用、DIBPTTPK過渡過程品質(zhì)指標(biāo)、DIBPTTPK公式、特點、適用場合PI:已知DV變化曲線，計算MV變化曲線DvdtTDvKMvIP1P167 2 第八章 控制器 二 控制器（功能）1 控制運算（控制規(guī)律的實現(xiàn)）)1(dtdDVTDVdtTDvKMVDIP 第八章 控制器 2 正反作用正作用： )1(dtdDvTDvdtTDvKMvDIP反作用： )1(dtdDvTDvdtTDvKMvDIP3 手/自切換

8、與手動操作 4 內(nèi)外給定的選擇 第十章 執(zhí)行器 一 執(zhí)行器的作用二 按能源分類 氣動執(zhí)行器 電動執(zhí)行器 液動執(zhí)行器 第十章 執(zhí)行器 二 氣動執(zhí)行器執(zhí)行機構(gòu)薄膜執(zhí)行機構(gòu)活塞式執(zhí)行機構(gòu)長行程執(zhí)行機構(gòu)原理：輸入輸出關(guān)系作用正反作用不平衡力，閥門定位器調(diào)節(jié)機構(gòu)分類直行程：直通單座閥、直通單雙座閥特點直通單座閥、直通單雙座閥特點角行程：蝶閥的特點性能指標(biāo)節(jié)流原理流量系數(shù):決定閥的口徑Dg、dg可調(diào)比:理想、實際流量特性:理想（四種），實際正裝、反裝n三、控制閥的性能指標(biāo)n1、流量系數(shù)n2、可調(diào)比n3、流量特性n（1）定義n（2）幾種流量特性 第十章 執(zhí)行器 四、 執(zhí)行器選擇（一） 結(jié)構(gòu)形式的選擇選執(zhí)行機

9、構(gòu)：從能源，工藝介質(zhì)要求、安全、調(diào)節(jié)精度，經(jīng)濟效 益及現(xiàn)場情況等多種因素，綜合考慮選用氣、電、 液哪一種執(zhí)行機構(gòu)。選調(diào)節(jié)機構(gòu)工藝條件：應(yīng)考慮溫度、壓差、流量、泄漏量的要求介質(zhì)物性：應(yīng)考慮粘度、密度、結(jié)晶、結(jié)焦的情況 第十章 執(zhí)行器 三 執(zhí)行器選擇（二） 氣開氣關(guān)的選擇（風(fēng)開風(fēng)關(guān)）執(zhí)行機構(gòu)：正反作用調(diào)節(jié)機構(gòu)：正裝反裝1 氣開氣關(guān)的定義2 氣開氣關(guān)的組合方法執(zhí)行器氣開氣關(guān)（四種）3 選擇原則：故障狀態(tài)下工藝安全性 第十章 執(zhí)行器 （三） 流量特性的選擇：直接影響自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量和穩(wěn)定性。1 選擇原則：對象特性 2 工藝配管影響閥的工作流量特性（四）計算額定流量系數(shù)及口徑的選擇（Dg,dg)n

10、阻塞流：)(12VFLPFPFP臨PQC10)(12VFLPFPFP臨第十三章 自動控制系統(tǒng)的基本概念一 自動控制系統(tǒng)的組成自動控制系統(tǒng)被控對象 ：自動化儀表 控制器: 執(zhí)行器: 變送器: 第十三章 自動控制系統(tǒng)的基本概念簡單控制系統(tǒng)一個被控對象 一個控制器一個執(zhí)行器 一個變送器 復(fù)雜控制系統(tǒng)其中一種控制儀表多于一個第十三章 自動控制系統(tǒng)的基本概念二 自動控制系統(tǒng)的分類定值控制系統(tǒng)隨動控制系統(tǒng)（一）從給定值角度程序控制系統(tǒng)（二）信號傳送角度看 閉環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)反饋： 把系統(tǒng)(或環(huán)節(jié))的輸出信號直接或經(jīng)過一些環(huán)節(jié)重新引回到輸人端的做法叫做反饋。第十三章 自動控制系統(tǒng)的基本概念三 自動控制

11、系統(tǒng)的過渡過程及品質(zhì)指標(biāo) 1. 過渡過程的形式(對比），哪些過渡過程能基本滿足控制要求？2.控制系統(tǒng)的優(yōu)劣評價標(biāo)準(zhǔn)：穩(wěn)、快、準(zhǔn)3.控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)指標(biāo),各指標(biāo)的含義4.控制器PID參數(shù)如何影響控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)指標(biāo)y(t)trtpBTs0t)(yryBAy(t)tpB0BAtsT)(y(a) 給定值階躍變化下的過渡過程(b) 干擾階躍變化下的過渡過程 過渡過程品質(zhì)指標(biāo)示意圖CCn某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為(80010)。為確保生產(chǎn)安全，控制中溫度最高不得超過850?，F(xiàn)運行的溫度控制系統(tǒng)，在最大階躍擾動下的過渡過程曲線如圖所示。n(1)分別求出最大偏差、余差、衰減比、過渡時間(溫度進入

12、按2新穩(wěn)態(tài)值即視為系統(tǒng)已穩(wěn)定來確定)和振蕩周期。n(2)說明此溫度控制系統(tǒng)是否滿足工藝要求。n解：最大偏差：A=45。n余差：C=5。n衰減比：n=4:1。n過渡時間：Ts=25min。n振蕩周期：T=13min。n該系統(tǒng)滿足正藝要求。第十四章第十四章 簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)一 簡單控制系統(tǒng)的組成二 工藝控制流程圖三 方框圖四 熟悉一些基本概念測量值控制器調(diào)節(jié)閥被控對象偏差給定值操縱值操縱變量干擾D測量變送器-SvPvDvMvq被控變量y+e第十四章第十四章 簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)五 操縱變量四 被控變量六 執(zhí)行器選擇：類型、氣開氣關(guān)、口徑、流量特性七 控制器設(shè)計（一) 控制規(guī)律選擇（二)

13、 控制器正反作用選擇（三) 控制器參數(shù)整定（控制器參數(shù)對過渡過程的影響）八 投運步驟n下圖為液位控制系統(tǒng)原理圖。生產(chǎn)工藝要求汽包水位一定必須穩(wěn)定。畫出控制系n統(tǒng)框圖，指出被控對象、被控變量和操縱變量。確定調(diào)節(jié)閥的流量特性、氣開、氣關(guān)形式和n調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律及其正反作用方式。n解：控制系統(tǒng)框圖如下圖所示。n被控對象為汽包；被控變量是汽包的液位；操縱變量為給水的流量。n汽包的過程特性為一階帶時延特性，即過程為非線性特性。因此，調(diào)節(jié)閥流量特性選擇對數(shù)特性調(diào)節(jié)閥。n根據(jù)生產(chǎn)安全原則，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時應(yīng)該停止輸送燃料，調(diào)節(jié)閥應(yīng)選用氣關(guān)式。即無氣時調(diào)節(jié)閥打開。保證在控制出現(xiàn)故障時，汽包不會干燒。調(diào)節(jié)閥：選擇氣關(guān)式調(diào)