儀表培訓-大家可先行參考課件

1、儀表自動化理論制作人: 楊 陽目 錄一、概述二、儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和常見儀表故障、分析、判斷、處理三、儀表工位號、字母含義 四、儀表控制系統(tǒng)-單回控制五、復雜控制系統(tǒng)-串級控制六、DCS-集散控制系統(tǒng)返回目錄第一章 概 述自動化儀表作為一類專門的儀表，最早出現(xiàn)于本世紀40年代初，當時由于石油、化工、電力等工業(yè)對自動化的需要，出現(xiàn)了將測量、記錄、調(diào)節(jié)儀表。自動化儀表根據(jù)能源的種類，還可以分為電動、氣動等儀表。其中氣動儀表的出現(xiàn)比電動儀表早，而且價格便宜，結(jié)構(gòu)簡單，特別對石油化工等易燃易爆的生產(chǎn)現(xiàn)場，具有本質(zhì)性的安全防爆性能，因而在相當長的一段時間里，一直處于優(yōu)勢地位。但從60年代起，由于電動

2、儀表的晶體管化和集成電路化，控制功能日益完備，在使用低電壓、小電流時，可在電路上及結(jié)構(gòu)上采取嚴密措施，限制進入易燃易爆場所的能量，從而保證在生產(chǎn)現(xiàn)場不會發(fā)生足以引起燃燒或爆炸的“危險火花”。這樣，限制電動儀表使用的一個主要障礙被掃除，電信號比氣壓信號在傳送和處理上的優(yōu)越性就能得到充分的發(fā)揮。大家知道，氣壓信號傳遞速度慢，傳輸距離短，管線安裝不便。相比之下，電信號傳輸、放大、變換、測量都比氣壓信號方便得多，特別是電動儀表容易和電子巡回檢測裝置和工業(yè)控制計算機配合使用，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全盤自動化。因此，近年來電動儀表取得了顯著的優(yōu)勢。目前我國電動儀表中并存著兩種標準信號制度，在DDZ-和DDZ-型儀

3、表中采用010毫安直流電流作為標準信號，而在DDZ-型儀表中，采用目前國際上統(tǒng)一的420毫安直流電流作為標準信號。從安全防爆、減少損耗、節(jié)省能量考慮，信號電流的滿度值都希望選小一些。但太小也有困難，起點電流太小將會給兩線制儀表帶來困難，因為它將要求降低整個儀表在零信號時消耗的總電流。而在目前的元器件水平下，起點電流比4mA再小有時將發(fā)生困難。因此，目前國際上采用420mA作為標準信號。有利于識別儀表斷電、斷線等故障，且為現(xiàn)場變送器實現(xiàn)兩線制提供了可能。返回目錄第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理1、檢測與過程控制儀表（通常稱自動化儀表）分類方法很多很多：根據(jù)能源分：氣

4、動、電動、液動、核能等根據(jù)組合：基地式、單元式、綜合控制根據(jù)安裝：現(xiàn)場、盤裝、架裝根據(jù)是否可引入計算機：智能、非智能根據(jù)儀表信號形式：模擬儀表、數(shù)字儀表最通用的分類是按儀表在測量與控制系統(tǒng)中的作用進行劃分：檢測儀表、顯示儀表、調(diào)節(jié)儀表、執(zhí)行器 見表返回目錄按功能按被測變量按工作原理或結(jié)構(gòu)形式按能源其它檢測儀表壓力液柱式、彈性式、電氣式電、氣溫度電偶、電阻、輻射、流量節(jié)流、轉(zhuǎn)子、靶式、渦電、氣物位浮力、靜壓、聲波、光學、輻射電、氣成分PH值、色譜、氧分析、紅外電、核顯示模擬和數(shù)字電、氣指示和記錄調(diào)節(jié)儀表自力式電、氣組裝式可編程式電執(zhí)行器執(zhí)行機構(gòu)薄膜工、活塞、長行程、其它電、氣、液閥直通、套筒、蝶

5、閥、偏心旋轉(zhuǎn)、三通直線、對數(shù)、拋物線、快開表1儀表分類表 返回目錄第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理返回目錄 1、原理 熱電偶溫度計是基于熱電效應這一原理測量溫度的； 它的測溫范圍很廣，可測量-200160O范圍內(nèi)在在特殊情況下，可測至2800 的高溫。第二節(jié)熱電偶 將兩種不同的導體或半導體連接成如圖所示的閉合回路，如果兩個接點的溫度不同（TT0),則在回路內(nèi)會產(chǎn)生熱電動勢，這種現(xiàn)象稱為賽貝克熱電效應。圖中閉合回路稱之為熱電偶。導體A和B稱之為熱電偶的熱電絲或熱偶絲。熱電偶兩個接點中，置于溫度為t的被測對象中的接點稱為測量端，又稱工作端，溫度為參考溫度t0的另一端稱

6、之為參考端，又稱自由端或冷端。2、特點 測量精度高，測量范圍廣，構(gòu)造簡單，使用方便，不受大小和形狀的限制，外有保護套管，用起來方便。第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理返回目錄3、熱電偶的類形8種標準化熱電偶： S ：鉑銠10-鉑 201300 B ：鉑銠90-鉑銠6 3001600 K ：鎳鉻-鎳硅 -501000 J ：鐵-康銅 -40750 R ：鉑銠13-鉑 -01600 E ：鎳鉻-康銅 -40 1000 T ：銅-康銅 -40 350 4、各種熱電偶的分度表均是在參考端即溫度t0為0 的條件下得到的熱電勢與溫度之間的關(guān)系，因此，熱電偶測溫時，冷端溫度必須為

7、0 ，否則將產(chǎn)生測量誤差。而在工業(yè)上使用時，要使冷端溫度保持在0 是比較困難的，所以，必須根據(jù)不同的使用條件和要求的測量精度，對熱電偶冷端溫度采用一些不同的處理辦法，常用的方法有如下幾種： 補償導線延伸法 冰點法 計算修正法 儀表零點校正法 補償電橋法第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理7、常見故障原因及處理返回目錄故障現(xiàn)象可能原因處理方法溫度示值偏低或不穩(wěn)電極短路找出短路原因，如潮濕或絕緣損壞接線柱處積灰清掃補償導線與熱偶極性接反糾正接線補償導線與熱偶極不配套更換相配套的補償導線冷端補償不符要求調(diào)整冷端補

8、償達到要求熱偶安裝位置不當按規(guī)定重新安裝溫度示值偏高補償導線與熱偶極不配套更換相配套的補償導線有直流干擾信號進入排除直流干擾顯示不穩(wěn)定接線柱處接觸不良將接線柱擰緊測量線路絕緣破損，引起斷續(xù)短路或接地找出故障點，修復絕緣熱偶安裝不牢或有震動緊固電偶，消除震動熱電偶電極將斷未斷更換熱偶外界干擾查出干擾源，采取屏蔽措施顯示誤差大熱電偶電極變質(zhì)更換熱偶熱電偶安裝位置不當改變安裝位置保護管表面積灰清除積灰顯示無窮大接線斷路找到斷點，重新接好熱電極斷開或損壞更換熱電偶返回目錄第二節(jié) 熱電阻1、測溫原理： 熱電阻溫度計是基于金屬導體或半導體電阻值與溫度成一定函數(shù)關(guān)系的原理實現(xiàn)溫度測量的。2、熱電阻材料 目前

9、，使用的金屬熱電阻材料有銅、鉑、鎳、鐵等，其中因鐵、鎳提純比較困難，其電阻與溫度的關(guān)系線性較差，純鉑絲的各種性能最好，純銅絲在低溫下性能也好，所以實際應用最廣的是銅、鉑兩種材料，并已列入了標準化生產(chǎn)。鉑電阻（PT100） -200850銅電阻（Cu50、Cu100） -50150鎳電阻（Ni100） -60180 熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑電阻的測量精度是最高的，可作為基準儀器。第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理返回目錄第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理3、常見故障原因及處理故障現(xiàn)象

10、可能原因處理方法溫度示值偏低或不穩(wěn)保護管內(nèi)有金屬屑、積灰，接線柱處臟污或短路除去金屬屑，清掃灰塵、水滴等，找到短路點，加強絕緣溫度示值無窮大熱電阻或引線斷路更換熱電阻，找到斷點重新接好溫度顯示負值熱電阻接線有錯或有短路現(xiàn)象改正接線，找出短路處，加強絕緣溫度顯示誤差大熱電阻絲材料受腐蝕變質(zhì)更換熱電阻返回目錄2、壓力測量原理按測量原理分為兩種：根據(jù)壓力的定義直接測量單位面積上受力的大小。 例：液柱式、彈性式應用壓力作用于物體后所產(chǎn)生的各種物理效應來實現(xiàn)壓力。 例：電阻式：它是由金屬導體或半導體制成的電阻體，其阻值隨壓力的變化而變化。 壓電效應：當晶體受壓力作用發(fā)生機械變形時，在其相對的兩個側(cè)面上產(chǎn)

11、生異性電荷的現(xiàn)象。3、壓力測量儀表的分類 壓力測量原理可分為液柱式、彈性式、電阻式、電容式、電感式和振頻式等。 彈性式壓力計將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移。類型：彈簧管壓力計、波紋管壓力計及膜式壓力計等。特點：結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、讀數(shù)清晰、價格低廉，在工業(yè)上廣泛應用。第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理返回目錄 電氣式壓力計 通過機械和電氣元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成電量（如電壓、電流、頻率等）。結(jié)構(gòu)分類：各種壓力傳感器和壓力變送器。 例：電容式壓力變送器 它是由檢測和變送兩個環(huán)節(jié)組成。檢測環(huán)節(jié)感受被測壓力的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化 。變送環(huán)節(jié)則將電容變化量轉(zhuǎn)換成標準電流信

12、號420mA DC輸出。測壓點的選擇 被測介質(zhì)直管段測量流動介質(zhì)：取壓點與流動方向垂直。測液體壓力：取壓點在管道下部測氣體壓力：取壓點在管道上部第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理返回目錄第四節(jié) 流量儀表1、基本概念 流量是單位時間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量。流量可用體積流量和質(zhì)量流量來表示。 體積流量：流體量以體積表示時稱為體積流量。 qv=uA 質(zhì)量流量：流體量以質(zhì)量表示時稱為質(zhì)量流量。 qm=qv=uA2、分類 工業(yè)上常用的流量儀表可分為兩大類 （1）速度式流量計：以測量流體在管道中的流速作為測量依據(jù)來計算的儀表。 （2）容積式流量計：它以單位時間內(nèi)所排出的流體固

13、定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)。流量測量儀表還可以有以下的分類節(jié)流式流量計轉(zhuǎn)子流量計電磁流量計容積式流量計流體振動式流量計超聲波流量計質(zhì)量流量計 第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理返回目錄差壓式流量計 節(jié)流裝置與差壓變送器配套測量流體的流量，是目前使用最廣的一種流量測量儀表。在管道中流動的流體具有動能和位能，在一定條件下這兩種能量可以相互轉(zhuǎn)換，但參加轉(zhuǎn)換的能量總和是不變的。節(jié)流元件測量流量就是利用這個原理來實現(xiàn)的。在節(jié)流裝置中，應用最多的是孔板、噴嘴、文丘利管等。 根據(jù)能量守恒定律及流體連續(xù)原理，節(jié)流裝置的流量公式可以寫成： Q=kP第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀

14、表故障、分析、判斷、處理返回目錄轉(zhuǎn)子流量計 轉(zhuǎn)子流量計又稱面積式流量計或恒壓降式流量計，也是以液體流動時的節(jié)流原理為基礎(chǔ)的一種流量測量儀表。其特點是可以測量多種介質(zhì)的流量，壓力損失小而且穩(wěn)定，反應靈敏，量程較寬，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，使用維護方便。但轉(zhuǎn)子流量計的精度受測量介質(zhì)的溫度、密度和粘度的影響，而且儀表必須垂直安裝。 原理：轉(zhuǎn)子流量計是由一段向上擴大的圓錐形管子和密度大于被測介質(zhì)密度，且能隨被測介質(zhì)流量大小上下浮動的轉(zhuǎn)子組成的。當液體自下而上流過時，轉(zhuǎn)子因受到液體沖擊而向上運動。隨著轉(zhuǎn)子的上移，轉(zhuǎn)子與錐形管之間的環(huán)形流通面積增大，液體流速減低，沖擊作用減弱，直到液體作用在轉(zhuǎn)子上向上的推力與

15、轉(zhuǎn)子在流體中的重力相平衡。此時，轉(zhuǎn)子停留在錐管中某一高度上。如果液體流量再增大，則平衡時轉(zhuǎn)子所處的位置更高；反之則相反。因此，根據(jù)轉(zhuǎn)子懸浮的高低就可測知液體流量的大小。 第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理返回目錄第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理3、常見故障原因及處理故障現(xiàn)象可能原因處理方法顯示偏低正壓則切斷閥未打開或正導壓管堵打開切斷閥，透通導壓管平衡閥關(guān)不嚴關(guān)嚴平衡閥或更換三閥組顯示偏高負壓則切斷閥未打開或負導壓管堵打開切斷閥，透通導壓管導壓管內(nèi)隔離液被介質(zhì)置換重新加注隔離液，使兩導壓管內(nèi)充滿隔離液顯示跳動被測介質(zhì)壓力波動大關(guān)小閥門開

16、度安裝位置震動大可安裝減震器或移到震動小的地方顯示不變化導壓管堵透通導壓管導壓管切斷閥未打開打開切斷閥顯示誤差大變送器與儀表量程設置不一致重新設置量程檢測元件損壞更換壓力計零點量程調(diào)跑了重新調(diào)校壓力計沒有開方運算設置開方運算返回目錄第五節(jié) 物位儀表 1、概念 生產(chǎn)過程中罐、塔、槽等容器中存放的液體表面位置稱為液位。把料斗、堆場倉庫等儲存的固體塊、顆粒、粉料等的堆積高度和表面位置稱為料位；兩種互一相溶的物質(zhì)的界面位置稱為界位。液位、料位以及界位總稱為物位。用來測量物位的儀表稱為物位儀表。2、分類 物位測量儀表的種類很多，按液位、料位和界位來可分： （1）液位儀表：浮力式（浮筒、浮球、浮標、沉筒）

17、、靜壓式（壓力式、差壓式）、電容式、電感式、電阻式、超聲波式、微波式等。 （2）界位儀表：浮力式、差壓式、電極式、超聲波式等。 （3）料位儀表：重錘探測式、音叉式、超聲波式、激光式、放射性式等。3、浮力式液位計 浮力式液位計有兩種。一種是維持浮力不變的液位計，稱為恒浮力式液位計，如浮球、浮標式液位計等。另一種是在檢測過程中浮力是發(fā)生變化的，稱為變浮力式液位計，如沉筒式液位計等。 （1）恒浮力式液位計 恒浮力式液位計是利用浮子本身的重量和所受的浮力均為定值，并使浮子始終漂浮在液面上，并隨液面的變化而變化的原理來測量液位的。第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理返回目錄 （

18、2）變浮力式液位計 變浮力式液位計的檢測元件是沉浸在液體事的浮筒。它隨液位變化而產(chǎn)生浮力的變化，去推動氣動或電動元件，發(fā)出信號給顯示儀表，以指示被測液面的值。 圖示為位移平衡浮筒式液位變送原理圖。當液位發(fā)生變化時，浮筒1（又稱沉筒）本身的重力與所受的浮力的不平衡力，經(jīng)杠桿2傳至扭力管3，而扭力管產(chǎn)生轉(zhuǎn)角彈性變形，由心軸4傳出，經(jīng)推板5傳到霍爾片6，轉(zhuǎn)換成霍爾電勢，經(jīng)功率放大后轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標準電信號輸出，以遠傳給顯示儀表指示。第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理返回目錄 (4)翻板液位計 翻板液位計的翻板是由導磁的薄鐵皮制成。垂直排列，并各自能繞框架上的小軸翻轉(zhuǎn)（如圖）

19、。翻板一面涂紅漆，另一面涂銀灰色漆。工作時，液位計的連通管經(jīng)法蘭與容器相連通，構(gòu)成一連通器。連通器中間有浮標，它隨液位的變化而變化。浮標中間有一磁鋼，其位置正好與液面一致。當液位上升時，磁鋼將吸引翻板，并將它們逐個翻轉(zhuǎn)，使紅的一面在外邊；下降時，又將它們翻過來，使銀灰的一面在外邊。即以顏色表示液位高低，十分醒目。返回目錄第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理返回目錄第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理4、常見故障原因及處理故障現(xiàn)象可能原因處理方法顯示偏低或不變化沉筒脫落或漏；浮球脫落修復沉筒、浮球或更換沉筒沉筒扭力管被污物卡住清理異物顯示偏高筒

20、底部有污物排污顯示誤差大變送器與儀表量程設置不一致重新設置量程檢測元件損壞更換壓力計零點量程調(diào)跑了重新調(diào)校壓力計返回目錄第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理3、執(zhí)行機構(gòu) 氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)是應用最廣泛的執(zhí)行機構(gòu)，它接受0.020.1MPa氣動信號。它正作用和反作用兩種形式，當信號壓力增加時推桿向下移動的叫正作用執(zhí)行機構(gòu)。信號壓力增加時推桿向上移動的叫反作用執(zhí)行機構(gòu)。 氣動薄膜（有彈簧）的薄膜的有效面積越大，執(zhí)行機構(gòu)的推力和位移也越大。 氣動活塞式（無彈簧）執(zhí)行機構(gòu)隨氣缸兩側(cè)壓差而移動。因為沒有反力彈簧抵消推力，所以有很大的輸出推力，適用于高靜壓、高差壓的工藝場合。返回目

21、錄第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理4、調(diào)節(jié)機構(gòu) 調(diào)節(jié)機構(gòu)又稱閥。種類很多，根據(jù)結(jié)構(gòu)、用途來分，其基本形式是直通單座閥、直通雙座閥、蝶閥、三通閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、套筒閥、角形閥等。 （1）直通單座閥：閥體內(nèi)只有一個閥蕊和閥座，閥桿帶動閥蕊上下移動來改變閥蕊與閥座之間的相對位置，從而改變流體流量。其主要優(yōu)點是泄漏量小。（2）直通雙座閥：閥體內(nèi)只有兩個閥蕊和閥座，閥桿帶動閥蕊上下移動來改變閥蕊與閥座之間的相對位置，從而改變流體流量。其主要優(yōu)點是適用壓差比同口徑單座閥大。返回目錄第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理（3）蝶閥：又稱翻板閥，由于閥板在閥

22、體內(nèi)旋轉(zhuǎn)的角度不同，使閥的流通面積不同，從而調(diào)節(jié)流體流量。其主要優(yōu)點是適用于大口徑、大流量和濃稠漿液及懸浮粒的場合。（4）偏心旋轉(zhuǎn)閥：又稱凸輪撓曲閥，簡稱偏心閥。球面閥蕊6連在柔臂7上與輪轂8相接，輪轂與轉(zhuǎn)軸4用鍵滑配，轉(zhuǎn)軸帶動球面閥蕊旋轉(zhuǎn)改變流體流量。工作時轉(zhuǎn)軸的運動是由氣動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動的，推桿的運動通過曲柄傳給轉(zhuǎn)軸。其主要優(yōu)點是流路阻力小，可調(diào)比大，適用大壓差、嚴密封的場合和粘度大及有顆粒介質(zhì)的場合。很多場合可以取代直單、雙座閥。返回目錄第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判斷、處理（5）套筒閥：也叫籠式閥，它的閥體與一般直通單座閥相似，閥內(nèi)有一個圓柱形套筒，也叫籠子。閥蕊

23、可在套筒中上下移動，利用套筒導向。閥蕊在套筒中移動，改變了套筒的節(jié)流孔面積，形成了各種特性并實現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。由于套筒閥采用了平衡閥蕊結(jié)構(gòu)，閥蕊上、下受壓相同，不平衡力小，并且閥蕊利用套筒側(cè)面導向，所以它的穩(wěn)定性好，不易振蕩，閥蕊也不易人損壞。它的優(yōu)點前后壓差大和液體出現(xiàn)閃蒸或空化的場合，穩(wěn)定性好，噪聲低，可取代大部分直通單、雙座閥，但它不適用于含顆粒介質(zhì)的場合。5、調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)氣動執(zhí)行器的氣開式與氣關(guān)式兩種形式。氣開式：有壓力信號時閥開、無壓力信號時閥關(guān)；氣關(guān)式反之。氣開、氣關(guān)選擇依據(jù)：工藝生產(chǎn)安全、節(jié)約能源以及從介質(zhì)特性等。返回目錄第二章儀表分類、結(jié)構(gòu)、原理 和 常見儀表故障、分析、判

24、斷、處理5、閥門定位器 閥門定位器是調(diào)節(jié)閥的主要附件，可分為氣動閥門定位器和電-氣閥門定位器。動閥門定位器接受氣動信號0.020.1MPa，輸出0.020.1MPa。電-氣閥門定位器將420mA DC的電信號，轉(zhuǎn)換成0.020.1MPa的氣壓，并按氣動閥門定位器的功能進行工作。 閥門定位器接受調(diào)節(jié)器輸出的控制信號，去驅(qū)動調(diào)節(jié)閥動作，并利用閥桿的位移進行反饋，將位移信號直接與閥位比較，改善閥桿行程的線性度，克服閥桿的各種附加摩擦力，消除被調(diào)介質(zhì)在閥上產(chǎn)生的不平衡力的影響，從而使閥位對應于調(diào)節(jié)器的控制信號，實現(xiàn)正確定位。返回目錄第三章儀表工位號、字母含義 返回目錄第四章儀表控制系統(tǒng)-單回控制 1、

25、控制系統(tǒng)中常用的名詞術(shù)語 被控對象：自動控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過程、設備或機器等。 被控變量：被控對象內(nèi)要求保持設定數(shù)值的工藝參數(shù)。如鍋爐水位。 操縱變量：受控制器操縱的，用以克服干擾的影響， 使被控變量保持設定值的 物料量或能量。如鍋爐給水。 擾動量：除操縱變量外，作用于被控對象并引起被控變量變化的因素。 設定值：被控變量的預定值。 偏差：被控變量的設定值與實際值之差。 2、分類 控制系統(tǒng)具有各種各樣的形式，但總的來可分為兩大類，即開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。 開環(huán)系統(tǒng)的輸出信號不反饋到系統(tǒng)的輸入端，因而也不對控制作用產(chǎn)生影響的系統(tǒng)，稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 閉環(huán)系統(tǒng)的輸出通過測量變送環(huán)節(jié)，又

26、反回系統(tǒng)的輸入端，與給定信號比較，以偏差的形式進入調(diào)節(jié)器，對系統(tǒng)起控制作用，整個系統(tǒng)構(gòu)成一個封閉的反饋回路，這種控制系統(tǒng)被稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。返回目錄3、簡單控制系統(tǒng) 簡單控制系統(tǒng)又稱單回路控制系統(tǒng)，是指由一個被控對象、一個測量變送器、一個調(diào)節(jié)器一個調(diào)節(jié)閥所組成的單回路閉合控制系統(tǒng)。4、調(diào)節(jié)器 調(diào)節(jié)器是將變送器來的測量信號與給定值進行比較后，對偏差信號按一定的調(diào)節(jié)規(guī)律進行運算，并將運算的結(jié)果以統(tǒng)一的信號輸出，去控制執(zhí)行器動作。調(diào)節(jié)器最基本的調(diào)節(jié)規(guī)律有： 比例調(diào)節(jié)規(guī)律 、積分調(diào)節(jié)規(guī)律、微分調(diào)節(jié)規(guī)律、比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律、比例微分調(diào)節(jié)規(guī)律、比例積分微分調(diào)節(jié)規(guī)律。第四章儀表控制系統(tǒng)-單回控制返回目錄（1）

27、比例調(diào)節(jié)規(guī)律 其輸出信號p與輸入偏差信號e之間成比例關(guān)系，即p=kPe 比例度與放大倍數(shù)kP成反比, kP 越大，比例作用越強。 優(yōu)點：控制及時。 缺點：存在余差，所謂余差就是指過渡時間終了時，被控變量所達到的新的穩(wěn)態(tài)值與設定值之間的差值。余差的值隨著調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)Kp的增大而減小，但是余差不能靠放大倍數(shù)的增大而完全消除。為了消除余差，必須引進積分作用。 （2）積分調(diào)節(jié)規(guī)律 其輸出信號p與輸入偏差信號e的積分成正比。 積分時間Ti=1/ K I 越短，積分作用越強，消除余差越快， Ti太小，系統(tǒng)振蕩加劇。 優(yōu)點：消除余差。 缺點：控制不及時,常與比例組合起來用。（3）微分調(diào)節(jié)規(guī)律 控制器的輸

28、出信號與偏差信號的變化速度成正比， 微分時間TD越大，微分作用越強。 優(yōu)點：超前控制。 缺點：其輸出不能反映偏差的大小，不能單獨用在比例作用的基礎(chǔ)上增加微分作用就提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。加入適當?shù)奈⒎肿饔檬怯泻锰幍?，但微分作用不能加得過分，否則反應速度過快，反而會引起過分的振蕩，這是不利的。由于這時的Kp值較純比例作用時的Kp為大，所以余差比純比例作用時為小。這就是說，微分作用只能使余差減小，而不能消除余差。 第四章儀表控制系統(tǒng)-單回控制返回目錄5、調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的選擇目前工業(yè)上用的控制器主要有三種控制規(guī)律： 比例控制控制規(guī)律（P） 比例積分控制規(guī)律（PI） 比例積分微分控制規(guī)律（PID）選擇控制

29、規(guī)律主要根據(jù)控制器的特性和工藝要求來決定。比例比例積分比例微分比例積分微分第四章儀表控制系統(tǒng)-單回控制返回目錄6、控制器正、反作用 正作用：當給定值不變，被控變量測量值增加時，控制器的輸出也增加；或者當測量值不變，給定值減小時，控制器的輸出增加的稱正作用。 反作用：反之，如果測量值增加（或給定值減?。r，控制器的輸出減小。 控制器的作用方向確定：先確定閥的氣開、氣關(guān)，再用物理分析法。第四章儀表控制系統(tǒng)-單回控制返回目錄7、控制器參數(shù)的工程整定 所謂控制器參數(shù)的整定，就是按照已定的控制方案，求取使控制質(zhì)量最好時的控制器參數(shù)值。具體來說，就是確定最合適的控制器比例度、積分時間Ti和微分時間Td。參

30、數(shù)整定方法臨界比例度法衰減曲線法經(jīng)驗湊試法控制器參數(shù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)表控制對象對象特性比例 積分 微分流量參數(shù)波動40100 0.31 溫度 滯后大 2060 310 0.53壓力3070 0.43液位于2080第四章儀表控制系統(tǒng)-單回控制8、控制系統(tǒng)的投運返回目錄準備工作儀表檢查檢查控制器的正、反作用及控制 閥的氣開、氣關(guān)型式控制閥的投運控制器的手動和自動的切換控制器參數(shù)的整定第四章儀表控制系統(tǒng)-單回控制第五章復雜控制系統(tǒng)返回目錄1、 基本概念 通常復雜控制系統(tǒng)是多變量的，具有兩個以上變送器、控制器或執(zhí)行器所組成的多個回路的控制系統(tǒng)，所以又稱為多回路控制系統(tǒng)。2、分類串級控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng) 開環(huán)比值控制 單閉環(huán)比值控制 雙閉環(huán)比值控制 變比值控制帶邏輯提量的比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)自動選擇性調(diào)節(jié)系統(tǒng)第五章復雜控制系統(tǒng)返回目錄3、串級控制系統(tǒng) 串級