化工装置仪表自动控制理论知识.docx

其次部分第六章化工仪表自动化6.1 雌在化工等连续性生产设备上，配备一些自动扮装置，代苗操作人员的部分干脆劳动，使生产在不同程度上自动地进行，称为化工自动化.实现化工自动化的目的是：加快生产速度，降低生产成本，提高产品数量和质地;降低劳动强度，改善劳动成本;确保生产平安。6.2 自动调整系统基本概念6.2.1 化工自动化的主要内容：自动检测：自动受护及报警：自动操纵及启停：自动调整。6.2.2 自动调整系统的蛆成四部分：测量仪表、显示记录仪表、调整器、执行机构。6.2.3 自动调整系统的表示方法限制流程图符号意义序号安装位置图形符号备注序号安装位图形符号备注1就地安装仪表O4集中仪表盘后安装仪表OC嵌在管道中2仪而仪中盘装集表安表.5就地仪表盘后安装仪表O3仪面仪地楸装就表安表O限制流程图字母意义字母第一位字母后继字母字母第一位字母后继字母被测变量修饰词功能被测变显修饰词功能A分析报警P压力C电导率限制Q数量积分累积D密度差R放射性记录E电压S速度平安开关F流量比T温度传送I电流指示V粘度阀K时间W力1.物位YM水分Z位置执行机构6.2.4自动调整系统的分类I）按被调参数分类：流量调整、湿度调整、压力调整,物位调整等。2）按调整规律分类：比例调整、比例微分调整、比例积分调整、比例微分积分调整。3）按被调参数的变更规律分类：（1）定值调整系统：给定值为常数：（2）随动调整系统：给定值为变数，要求跟随变更；（3）程序限制调整系统：按值定时间依次限制参数。4）按信号种类分类：气动调整系统，电动调整系统。6.2.5 自动调整的过度过程和系统品质指标I）限制系统的过渡过程：在扰动或给定值变更的状况3被控量偏离给定值和在限制调整作用F.接近给定值或跟随给定值变更的过程。2）限制系统的动态特性被控参数向绐定值变更过程的特性。3）限制系统的冷态特性经过调整作用后，被控参数处于稳定范囤时的特性。4）飞升曲线：在单位阶跃输入（因扰动或设定值变更，使被控参数和设定值之间出现阶跃性变更）下，过度参数的变更曲线.Otut时间飞升曲线的四种形式5）限制系统的品质指标最大偏差A：y衰减比（A-C）/（B-C）：4:1-10:1余差C：过渡时间I：B振荡周期T,r6.3 调整对象的特性6.3.1 化工对象的特点及其描述方法调整效果取决了调整对以（内因）和调整系统（外因）两个方面。外因只有通过内因起作用，内因是最终效果的确定因素。设计调整系统的前提是：正确驾驭工艺系统调核作用（输入）及调整结果（输出）之间的关系对象的特性。63.1.1 对象特性的分类及探讨方法所谓探讨对缴的特性，就是用数学的方法来描述出时象输入量及输出俄之间的关系。对象的数学模型可以分为踊态数学模型和动态数学模型。静态数学模型描述的是对象在稔定时（静态）的输入及输出关系；动态数学模型描述的是在输入量变更以后输出量跟随变更的规律：动态数学模型是更精确的模型，静态数学模型是动态数学模型在对象达到平衡时的特例。63.1.2 系统的动态特性对象受到干扰作用或调整作用后，被调参数跟随变更规律。探讨系统动态特性的核心是：找寻系统输入及输出之间的（函数）规律。系统输入量：干扰作用、同整作用。系统输出量：系统的主要被调参数、副作用。数学模型的表示方法：非参量模型：用曲线、图表表示的系统输入及输出量之间的关系。参员模型：用数学方程式表示的系统输入及输H1.员之间的关系。63.1.3 象动态特性的探讨方法I）理论分析:依据系统工艺实际过程的数质均关系，分析冲算输入量及输出量之间的关系。2）试脸探讨:仃些系统的输入及输出之间的关系是比较难以通过计算来获得的.须要在实际系统或试验系统中，通过一组输入来考察输出的跟随变更规律反映输入及输出关系的阅历曲线和阅历函数关系。6.3.2对象理论数学模型的建立阶对象：系统输入、输出关系（动态特性）可以用阶微分方程来表示的限制对象.积分对象:系统动态特性可以用一阶积分方程来表示的限制对象。二阶对象：系统动态特性可以用二阶微分方程来表示的限制对象。示例一：一阶对象由体积守恒可得：（Q-Qndt=Adh其中：Q2hR*Rs局部阻力项由此可得：RsQ=h+ARs（dh/dt）或：示例二：积分对象KQ1=h+T（dhdt）由体积守恒可得：(QI-Q2)dt=Adh其中：Q2=CC常数由此可得:Q1.=Q2+A(dhdt)或：h=(1.A)(QI-C)dt示例三：二阶对象1。，由体积守恒可得：I.：1(QQ')dt=Adh(Q2-Q2)dt=A2dh2J由此可得：I二二二二二二二二4R>Q1=h2+(A1Ri+AaRiXdhWt)+AiI-1_R:AIR2(d2h2dt2)-IQ11或：彳KQ=h2+(T+T2)(dh2d1.)h¼HQ，+TT2(d2dt2)633描述对象特性的参数1)放大倍数K在系统稔定条件下，输入量及输出量之间的对应关系系统的睁态特性如：h=KQ+C或Ah=KAQK值超大，系统灵敏度越高。在实际工艺系统中，通常采纳比较K值的方法来选择主要限制参数。当然，由于工艺条件和生产成本的制约，事实上并不肯定都选择K值最大的因素作为主控参数。2)时间常数T在肯定的输入作用下,被调参数完成其变更所需时间的参数.当对象受到阶跃输入作用后，被调参数假如保持初始速度变更，达到新的稳定值所须的时间。由于调盛量越大，被调参数的变更越大。随着谢整作用的进行，相对调整量变小，被调参数的变更减小。所以，在阶跃输入后,被调参数的实际变更速度是越来越小的.因此，被调参数变更到新的稔定值(及新输入量相对应的输出量)所需的时间事实上应当是无限长。3)滞后时间T在输入参数变更后，仃的输出参数不能马上发生变更,而须要等待段时间才起先产生明显变更，这个时间间隔称为滞后时间。滞后时间按其产生缘由可以分为：传递滞后：滞后期内无变更新参数的作用结果还没有传递到输出点；容积滞后：滞后期内逐步产生微弱变更-新参数的作用结果受到容积显的缓冲.示例四：一阶对象的放大倍数和时间常数（Qi-QiMi=Adh其中QjfthR对于1.意Q1输入，最终总能形成肯定的h.使得：Qi=QKh出一个QI对应一个确定的h。参数氐事实上确定了稳定液位高度及给料量之间的对应关系比例系数或放大倍数.当某一瞬间Q1.从a增加制减到b时，h须要经过一段时间才能从对应的hi增加/削减到h2,时间常数T即用于描述此过程的快慢。示例五：二阶对象传递滞后及容积滞后当QI发生变更后,须要经过时间5其新潦用才能进入被控系统传递滞后。Q1变更后的流量进入被控系统后，首先使%逐步发生变更；经过时间12后，有了较大变更,才引起Qw发生明显变更,并进而导致。起先发生显著变更容积滞后。6.3.4 对象特性的试验探讨"科学''和“技术''具有不同的范西.很多困雄的过程不能通过理论分析得出显性表达式：理论推导通常忽视些影响因素，而这些因素对实际结果具有相当的影响:通过试验获得阅历方程有时比理论推算更便利。对象特性探讨的目的在于获得以卜参数：输入及输出的对应关系对彖的静态特性：调整作用的时间常数及滞后时间对象的动态特性。6.3.5 对象特性的试验探讨方法1）多点拟合法：在调推量的全部变更范围内，按肯定规律依次取值试验，分别记录被调参数变更规律，并进而分析各种静态特性和动态特性参数。优点:结果比较精确.缺点：时间长，代价大。2）阶跃反应曲线法：通过调整取的一个阶跃变更我寻对象的动态特性。优点：简洁易行。缺点：精度低。3）周期脉冲法：通过谢整量的周期变更（矩形波或正弦变更），获得对象的动、冷态特性优点：能反应条件波动时的结果“缺点：不能用T大滞后系统.6.3.6对象特性试验留意事项试验应在其它条件相对相对稳定时进行：条件变更及结果记录应同时进行,以便分析滞后时间：试脸结果的记录应持续到输出量达到稳定态为止：尽可能增加试险点数，必要时可进行重狂试险，以提而精度：对试验数据中的奇异点，耍仔细分析，尽量解除。留意试验中的异样变更，必要时做好预防措施，以策平安。6.4流量元件及交换器6.4.1 概述6.4.1.1 参数的测量I）参数检测：将被测参数经过一次或多次能量的交换，获得一种便于显示和传递的信号的过程。被测变Ift依据信号的不同，参数检测仪表可以分为气动检测仪表和电动检测仪表两类。2）非电量的电测法：将非电量工艺参数，如压力、温度、流量、物位等，转换为电流、电压等电路参数（信号）的检测方法。6.4.2检窝仪表的性能I）精确度及误差（I）精确度：测量值及被测量其值的接近程度；（2）肯定误差：测量值及被测量真值之差；（3）相对误差：肯定误差及被测量真值之比：（4）实际相对误差：肯定误差及被测量真值之比；（5）示值相对误差：肯定误差及仪表指示值之比；（6）引用相对误差：肯定误差及仪表满刻度值之比。（7）允许误差：最大引用相对误差。2）指示变差及精密度（I）指示变差：同一仪表对相同的被测参数进行正、反行程测量时，其显示值的差异。（2）精密度（简称精度：仪表检测微小参数变更的实力。（3）仪表精度等级：用允许误差的肯定值表示：常用仪表等级有：0.005,0.02,0.05.0.1,0.2,040.5,1,0,1,5,2.5,4.0»5.0等。（4）精确度：仪表精密而精确的程度.3）灵敏度、灵敏限及辨别率（I）灵极度：仪表的指示位移变更量及被测参数变更量之比.（2）灵敏限：能引起仪表指针发生位移变更的被测参数的最小变更量。C3）辨别率：测试仪表数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数变更量。4）线性度及反应时间（1）线性度：测量仪表在全量程范围内实际校准值及理论而应值的吻合程度。（2）反应时间：显示值变更相对下实际值变更的滞后时间。6.4.1.3检测系统的构成显示被测参数敏感元件信号传输信g测&记录限制P1.C6.4.2 压力的测量及交送6.4.2.1 压力的表示及单位肯定压力：单位面积所受到的力相对压力（表压）：肯定压力及大气压之差J空度：大气压及肯定压力之差压力（用强）的单位：压强（俗称压力）：单位面积所受到的垂宜作用力。工程上的“压力'吸力学中的“压力”不表示同一个概念。帕PaNm2亳米汞柱mm兆帕MPaIO6Nm2水柱m工程大气压IOmH20巴dyncm2物理大气压20°C海平面psi1.bin26.4.2.2压力计的分类及工作原理工业压力计通常按敏感元件的类型进行分类：液柱式压力计、活塞式用力计、弹性式压力计、电气式压力计I）液柱式压力计测量原理：P=h所以h=P单管压力计U型管压力计2）活塞式压力计测量原理：P=GZS所以G=PS精确度高，常用作标准仪表，检验其它压力计。3）弹性式压力计及常用压力表工作原理：采纳弹性元件将压强大小转换为位移量，再通过机械传动和放大,推动指针偏移。依据敏感元件形式的不同可以分为以下3类：弹彼管式压力计：薄膜式压力计：水纹管式压力计4）电气式压力计及信号转换电气式压力计，事实上是将弹性元件、液柱式压力计所产生的微小位移或活塞式压力计所产生的力转换为电信号输出的一类压力计。电气式压力计通常两部分组成：（1） 一次仪表（压力探头）：将压力转换为微弱电参数：（2）二次仪表：将微弱电参数转换为标准电信号。（3）电气式压力计一次探头常用电参数有：电阻、电感、电容、电压等。常见压力变换器（压力探头）有：应变式压力变换器：压电电阻式压力变换器：电感式压力变换密：电容式用力变换器：霍尔片式用力变换器。电阻应变式压力计一次探头。电线的电阻为：R=p1.S,当电线受到拉（应）力作用时，1.变大，S变小,R变大&当i½组用联平行细导线（电网应变片）的金网（弹性元件）因压力变更而发生微小变形（应变）时，细导线的电阻随之发生变更。从而，将压力参数转化为电阻参数。电感式压力计一次探头：磁路的窿阳及铁芯的间隙相关。所以，当衔铁或铁芯的位置发生变更时,电容式压力计一次探头：电容器的电容量：C=Sd,当S或d发生变更时，电容C发生变更。霍尔式压力计次探头：霍尔半导体在垂直电流和磁场的作用下，会产生侧向电压：UH=RHBI<4）电气压力计前置放大器：传感元件的参量变更通常是特别微弱的，不能进行远距离传送，须要进行初步放大。电阻和电容传感器一般采纳电桥放大，以电压方式输出：电感式传感器一般采纳振荡电路放大，以频率方式输出；电压传感器一般采纳直流放大器，以电压或电流方式输出。输出频率（5）电气压力计二次仪表作用：将传感涔信号转换为标准通讯信号。DDZ川型仪表标准通讯信号为：420mA.智能型压力传感器在二次仪表中另外附加一些功能，如：模/数转换及数据通讯，工程单位转换，信号（变更）阻尼，故障诊断等。6.423压力计的选型选型内容：I）类型选择（1）功能：显示、报警'记录、传送（数字、模拟）；（2）介质条件：温度、腐蚀性、粘度、脏污程度等：如：氨气表防腐,氧气表禁油。（3）环境条件：温度、振动、电磁场等。2）域程及就面大小；工作压力不小于1/3量程，不大于2/3（1/2）量程。盘面大小应便利安装和视察。3）精度等级：依据工艺须要确定。4）常见压力传感器外形6.4.2.4压力计的安装1）取用位置：由工艺条件确定：尽量避开泯流影响：避开流速影响：避开导压管产生压差。2）隔离温度隔离：采纳铜管散热；腐蚀性隔离：采纳隔离箱（凝液管）：脏污隔离：采纳空气包。6.4.3 流量的流量及交送6.43.1 按货量逢位分类：速度式流量计：通过测量:过流速度，用过流面积换算成流量。容积式流址计：采纳固定溶剂空间逐次衡量过流容积.质量流量计：计量可压缩流体的研量通过量。6.43.2 2速度式流计依据测速方法可以分为以下几类：压差流量计：转子流星计：电琛流量计:超声波流量计：涡轮番用计：堰式流量计：I）压差流量计由流体力学学问可知，流体通过孔板节流装置后，会产生肯定的压降。依据流速和压降的关系可以推导出下列方程：通过测量孔板前后压差即可计算出流速和流量。2）转了流量计垂直流道中而金属转子在压差力和重力的共同作用下平衡。压差及流速有关：流速取决于转子的位置。由转子高度可干脆读取通过的流量：测量转子位置可进一步获得相应的电气信号。3）电磁流量计当流道两侧有磁场作用时导电流体在流淌过程中切割磁力线，产生感应电动势：Ex=BDvxIO-'2所以有：Q=KExO电磁流量计由两部分组成：（1）电窿流量变换器：由带激磁线圈的绝缘测量管产生电势信号。（2）二次仪表：供应激感电源，将变换器输出的微弱电势信号进行放大，并输出相应的电流信号。包括前巴放大、主放大、相敏枪波、功率放大、布尔反馈（克服电源波动）、电源等。4）超声波流量计多普勒效应：当一束波射向移动的物质并产生散射时，其散射波的嫌率公产生变更（频移），且频率变更量及物质的运动速度成正比。6=IC入I=卦。S如sinyjvw超声波流址计的特点：非接触式测Sh流体中须要有散射粒子（微泡或颗粒）。6.43.3 3容积式流，计容积式流量计主要包括两类：I）齿轮式流量计：一对紧密啮合的齿轮及壳体之间形成固定的间隙空间，齿轮每旋转一周，有固定流体通过间隙输送通过。流体通过量及齿轮转数成正比。2）活塞式流量计：利用活塞的每一次往史运动输送定员的流体。3）计量泵：用外力推动容积式流量计即可定址输送流体容积式流量计的最大特点是对被测流体的粘度不敏感，常用于测量成油等粘稠流体。6.43.4 质量流量计I）间接式脑量流量计：分别测量体积潦量和密度再用乘法计算出质量潦量.2）干脆式质量流量计：利用科氏力的作用使弯曲的弹性管道两侧产生振动相位差。6.43.5 位的浦量及变送6.43.5.1 位相关概念：I）液位：容器中液体表面的凹凸：2）料位:容器中固体的积累高度:3）界面：两相物质的交界而。6.43.5.2 位计的分类直读式物位计：浮力式物位计：压差式物位计：电磁式物位计：核辐射式物位计；超声波物位计：光电式物位计。6.4.43宣读式物位计用带有刻度的透亮物质（如玻璃、有机玻璃）作为容器壁的一部分或连通管，可以干脆显示容器内液位的凹凸。6.4.4.4浮力式物位计利用浮子高度随液面或液体界面变更而变更的原理工作。6.4.4.5压差式物位计利用物料内静压力及物料深度或枳累高度成正比的关系进行测量。液体密闭容器液体敞开容器固体称重仓6.4.4.6电容式物位计圆柱形电容器的电容量的表达式为:电极间充入高度为H的介质前后电容盘的变更值为：2位H2叫(1.-D)2叫1.2rt(-t)c-D+一D-1.Dh-k*hInInIn-In-(1.ddd由此可见，电容量的变更量及充料高度成正比。测量电容量变更即可知料位的变更。电容式液位计：主要用于测量不导电流体,电容式液位计电容（绳）式料位计6.4.4.7电极式物位计利用物料的导电性能测量凹凸液位。也可以用于导电性较弱的液体和潮湿6.4.4.S核福射式物位计放射线通过介质时，孜强度衰减及物质的汲取系数和介质层厚度有关:=M目前，工业工运用的放射线物位计有连续式和间断式两种。6.4.4.9超声波物位计利用声波在空气中传播速度不变的原理，通过检测声波放射和反射全过程的时间间隔可以计算出物料界面到探头的距高，从而得到物位的凹凸。留意事项：幽保反射波能回到探头：防止物料对声波的汲取(如表面泡沫漂移)。6.4.5温度的汨量及变送6.4.5.1 相关介绍温度是化工过程中最普遍而重嬖的操作参数：全部的过程都是在肯定的温度条件下进行的：温度确定一些反应能否进行和反应方向：温度确定些反应的进程程度：湿度显示反应的能量变更。温度不能干脆测量。温度的测量都是通过温度传递到敏感元件后，其物理性质随温度变更而进行的。6.4.5.2 常用温度计的种类及适用温度;我瑰液体：-50600OC'双金":T0600;»<«:-3O-6O(rC压力时气体.2-6<rc接歌大温度计ZizO-25O>Cftfifg-tfkO-160jC热电M堤络-t«碇:-50-KMXFCI网络-考摘:-50-60GC热电阻：品:-2006W5CM-5O-I5(C热觎射：40020CXPC将射式光轴射：7OO32O(yC*接触式I比色：9ooT7oar红外线!光电式63wac1期电式:200-2OO(FC1.1.1.1 K式温度计玻璃液体温度ih利用液体受热膨胀并沿坡璃毛细管延长而干脆显示温度.双金属温度计：不同金属受热膨胀不同，双金属片在受热状况卜发生弯曲而显示温度。6.4.5.4 压力式温度计利用液体的蒸发或气体的膨胀而引起的压力变更进行测S1.温包：传热、容纳膨胀介质；毛细管：传递压力；弹簧管：显示压力（温度）。6.4.5.5 Ii射式温度计通过特定波长光波的强度或热辐射强度来确定光源温度。辐射式温度计：测定热辐射强度：光学温度计：采纳光学分频法，测定不同掾率光波的强度比值:比色法：干脆通过可见光颜色的对比，确定光源温度。辐射式温度计，通常用于测量高温条件，特殊是光学温度计和比色温度计须要利用物体在高温下放射的可见光进行检测。6.456热电偶度计I）热电偶工作原理不同金属具有不同的电子密度：两种金属接触面因为电子的扩散作用而产生电场热电现象：电广在扩散作用和电场力作用下最终达到平衡：电了的扩散及温度相关，通度越裔,扩散作用越强。扩散作用金属A电场作用2）热电偶的材质及选择热电偶的材质要求：单位温度变更的热电势大，且尽量接近线性关系：热电性质稳定；化学稔定性好：喜温下抗毓化，抗腐蚀：具有较好的延展性，易于加工：发现性好，便于批量牛产和Ii换。不同材质的热电偶有不同的特性，应依据实际须要选择测量范闹、放大系数（以分度值表示）、测量精度、抗腐蚀实力、价格等。3）热电偶的结构、热电极（z-工作部分绝缘子、防止电极及电极、隹管短路二：丁J爱护套管慧盒二二4）热电偶回路I不同金属连接在一起都构成热电偶作用：热电偶回路电动势为各接点热电势的总和：对有外接导线的热电偶回路，其总电动势为热端及冷端热电动势之差。必热电偶测量的关键是如何保证冷端的温度。E=eABt+eBC(tif)+eCA(tu)O=e,1.f1.&)+ec(<0)+Cca"«)c(u)5）热电偶的补偿（I）热电偶的导线补偿：用廉价材料将冷端延长到温度相对稳定的限制室内：（2）冷端温度补偿：将冷端浸泡在恒温的冰水中：采纳电路差减法消退冷端热电势，补偿导线热电偶测量电路补偿导线应及热电偶的电极材料协作运用:补偿导线的材质不同,接线时应特殊印意不能接出6.4.5.7第电阻温度计1）测量原理利用金属电阻随温度变更的规律进行测量：测量金属在不同温度下电阻值的变更。2）工业热电阻温度计主要有两种材质:始电阻：0Y50oC,Pt1.O,Pt1.OO铜电版：-5O15OT,Cu50,Cu1.OO3）结构：一般型，铠装型,6.4.5.8电动温度计的二次仪表1）功能：对信号进行放大和特换：信号的线性化.2）组成部分：输入电桥；放大器：反馈电路：电源电路。薄膜型被测温度热电偶或热电阻愉入电桥电嫄电路反馈电路放大电路6.4.5.9浏源元件的安装留意事项确保测温元件及被测材料有充分的接触：保持接线盒清洁干燥：防止热量散失：运用规定的补偿导线，并确保正确接线：次仪表及二次仪表间的信号线尽舟不要有接头：信号线尽髭单独穿管敷设.6.5显示仪表6.5.1 概述用于参数的指示、记录、累积的仪表。显示仪表的分类：数字量显示：数字显示仪气动显示仪表动圈式显示仪表显示仪表模拟量显示电动显示自动电子电位计DDZ记录仪机械显示图象显示652动回式显示仪表652.1 概述动圈式显示仪表的实侦就是指针式电流/电压表。其核心部件是个磁电式亮安计。动圈式显示仪表通过肯定的内置.电路可以干脆用来作为热电偶、热电阻，以及电流或电压的显示。部分显示表还附带有模拟员输出，以实现简洁的限制功能。652.2 动显示基本原理磁场中，一个用弗性张丝悬挂的线圈，当线圈有电流通过时，线圈在电磁力的作用下发生偏转：在电磁力矩及张纹的弹性力矩平衡时.线圈达到最大偏转角并稳定下来.指针及线圈相连，指示电流大小,部分动图仪表采纳螺旋弹簧（游丝）代替张丝作为弹性体。动圈的内部结构温补及调整湿度补偿：采纳热敏电阻抵消线图“热效应。调零：调整张丝或游丝的固定点。校准：调整内部电阻。明尼：采纳并联电网短路感应电动势。652.3 动式显示计热电偶源度显示、电压电压及电流显示校准后的动圈就是一个包含内阻!的电流表（本安计）。富安计串联一个可调小电阻，使回路总电阻肯定时，即可用于测量小电压-热电偶的输出。富安计申联一个大电阻，使回路其它电阻忽视不计时，即可用于测垃大电压一般电压表。=U(.+Hv+r)UR1.,亳安计并联一个小电阻，使亳安计内阻r忽视不计时，即可用于测量大电流一般电流表。I=EKRff+R补+R,t+Ru+r)=E/R21.=1.1.iR(R+r)6.5.2.4 电桥及电阻冽定露电阻温度计的显示电桥的输出电虚可以表示为：u=依+ARjR+AK)(%+C(+1.+/?,+/?,X/?,+,+/?4+,)0对于等将电桥，并忽视高阶小项后可以表示为:U=M1.-A/?一双+温(,4°电桥具有“邻减对加”的特性。对于热电阻温度变换冷，考虑到导线电阻随温度的变更，其输出电压可以表示为：R1.=Rr+rfR2=AR11R,=OAR,=0(f,+,r)-(tr)-0+0V-',=%v?,4R'4R6.5.2.5 动*式显示仪表测留意事项型号意义:XCZ：显示、磁电、指示XCT：显示、磁电、限制留意配套运用：适当调整外接电阻：运输时，短路爱护.6.5.3自动电子电位差计当电路中有两个电位相反的电源时，总电势为两个电源电势之差。假如两个电源的电动势相等，则回路电流为零。电桥输出为零的条件为：E=U嘴U1.争1.从电流表并联出信号并放大驱动可逆电机即可实现自动平衡。按限制目标分类：1）限位限制：在输出超出设定的上卜.限时限制器变更输出状态：2）连续限制：依据测量值及设定值的差异（差值）连续调整输出（限制参数）。6.6.2.1 限位限IM1）限制规律：AB断开，低位，开启阀门：AC导通，高位,关闭阀门。限制结果：将液位限制在BC之间2）限位限制的过渡曲线3）限位限制器电路举例6.6.2.2 连续限制PtR依据输入量及设定值差异的大小连续调整输出量的大小。分类：P限制比例限制P【限制比例积分限制PD限制比例微分限制PID限制比例微分积分限制1） P调整输出量及被控量的差值成正比。P=KPc放大倍数KP：输出境及被控量:的差值的比例系数，比例度6：限制器输入变更相对值及相应的输出变更相对值之比的百分数。放大倍数KP及比例度5成反比KP（）值的影响:KP值过大（值过小）：系统反应过于灵敏，简洁造成过度酒整,产生大幅振荡,KP值过小（6值过大）：系统反应过于迟钝，调整时间长，余差大。KP值（值）适中：经过少数几个减幅振荡后，渐渐电于稳定，有肯定的余差。2） P1.调整加入积分调整的目的：缩短大偏差的调整时间，消退余差。枳分调整方法：输出量及输入偏差对时间的积分成正比。对于较大的偏差，简洁导致调整时间过长，调整量过大而出现超调。因而通常及比例调整共同运用.积分时间Ti的影响：Ti值过小：系统反应过于灵敏，简洁造成过度调整，产生大幅振荡.Ti值过大：积分作用不明显，调整时间长，余差大。Ti值适中：经过少数几个减幅振荡后，渐渐趋于稳定，无余差。3） PD调整执行机构执行器的推动装置，薄膜执行机构：气压推动薄膜并带动连杆运动。活塞执行机构：气压推动活塞并带动连杆运动.限制机构：干脆作用于对象，并使对象的运动发生变更的装置。匚卜吓F6.7.2.1气动执行机构输入信号：空气压力：0.02）.1.MPa输出按连杆最大位移行程确定规格：10,16,25,40,60,100mm气动帅簧执行机构：在薄膜或活塞上增加弗簧，使其行程及气压成正比一常用于连续变更盘的调整。无薄膜气动执行机构，常用于开关方式调整。6.722限制机构I）作用及分类作用：干脆作用于对象，并使对象的运动（如流量）发生变更。由于被控对象千差万别，限制机构的形式也各不相同，如调整阀、调用变压器、变速器、振动给利机等等.化工系统中最常用的限制机构为各种形式的限制阀.2）各种形式的限制阀：插板阀、浆液同：单座、双座限制阀：隔膜限制阀:蝶阀：球阀：旋转阀：套简阀。3）限制阀的理论流量特性被控介质流过阀门的相对流量及阀门相对开度（相对位移）间的关系，QQnax=f（I/1.）（1）直线特性：QQmax=K<11.）+C（2）对数特性：QZQmax=R（1/1.-11（3）抛物线特性：*=d"孤叱（4）快开特性：4）限制阀的实际流量特性限制阀在调整过程中，同时将引起管道工况点的变更，进而使阀门两端压差发生变更。阀门两端压差的变更又反过来影响通过阀门流体的流量。因此，除非是简洁的两端恒压（如水池放水阀），阀门的实际流量:特性通常是特别困难的.例：水泵出口阀门的调整特性电动执行器的选择电动执行器及气动执行潜的差异主要执行机构，其限制机构基本相同。电动执行器的选择：依据限制机构选择执行机构：依据扭矩选择角行程执行器；依据轴位移选择直线行程执行器；依据阀门型号选择多转式执行器,6.7.4电一液执行器电液执行器的结构原理：以直流电信号为限制信号,以液压为动力的执行器,主要用途：及大功率、大位移限制机构配套，用于大型设备的限制。如：大型高压阀门的限制。通常，防爆性能较差，不能用于易燃、易爆及高温场所。输入信号反馈信号液压系统位置发送器6.8倚洁限制系统6.8.1 何洁限制系统的定义及坦成定义：由个测量仪表（测盘元件、变送器）、个限制落和个执行机构所组成的限制一个对象参数的（单闭环）限制系统.简洁限制系统又称单环限制系统。简洁限制系统是构成困难限制系统的基本总元。1.1.1 被控变量的选择工艺过程的重要参数：在工艺系统中易受干扰变更，须要常常调整的参数：尽可能选用干脆指标作为被控参数，必要时可用及干脆指标有单值对应关系的间接指标作为被控变量。被控变量应便利检测，并有足够的灵敏度：适当考虑系统测控代价：被控变量应是独立可控的。1.1.3 操纵变量的选择操纵变量：在自动限制系统中，用于调整被控变知的参数，称为操纵变量.操纵变量的选择原则：操纵变量必需是工艺上允许调整的变批；操纵变量应具有较高的调整灵敢度：较大的放大倍数K“；较短的滞后时间T。符合工艺的合理性和生产的经济性。1.1.4 系统的滞后检测系统特性的影响主要表现为时间滞后的作用。造成系统滞后的主要缘由仃：被测对象滞后：测盘点不能刚好反映参数的变更。存在容积滞后和，或传递滞后。检测元件滞后：因热容、热阻等惯性因素的影响，导致检测仪表的输出不能刚好反映参数的变更。信号传递滞后：主要是气动信号传递较慢导致系统反映滞后。1.1.5 限制方案及限制规律限制系统按信号来源（系统结构）分类：反馈限制；前馈限制；更合限制。限制规律及环节的正反作用：常用限制般都采纳P1.D限制，通过适当调整比例常数、积分时间和微分时间常数可以实现多种限制规律“实际限制系统的每个环节都有正反作用规律：测量环节：间接指标可.能及干脆指标反向对应：限制环节：可以用被测参数减去设定值.也可以用设定值诚去被测参数：执行环节：限制信号的加大可以导致执行结果的加大（如气开阀）或削减（如气关阀）。1.1.6 限制器叁效的工程整定限制器参数的工程就是选择相宜的比例度Kp（放大倍数6）、积分时间Ti和微分时间TD.限制器的整定可以采纳两种方法：理论计算法：通过理论计算，找寻限制关系：工程整定法：通过实际试验或阅历规律选择限制参数。I）临界比例度法详细方法：在纯比例限制（Ti=O,TD=oo）条件卜通过试验获得临界比例度K；再依据阅历公式计算实际参数值5、Ti、TD。运用条件：临界比例法广泛应用下放大倍数较小，即限制器输出范围较小的系统；运用临界比例法必需是工艺系统允许短时间震荡的情形。2）衰减曲线法详细方法：在纯比例限制（Ti=O,TD=oc）条件下通过试验选择相宜的比例度也使系统呈现4：I的衰减比：再依据所得的比例度和衰减周期通过阅历公式计算实际参数值6、Ti、TD。运用条件：干扰作用不太频繁：干扰作用的规律性较强。3）阅历凑试法详细方法：依据一般阅历选择相宜的限制参数6、Ti、TD：在实际运行过程中对参数进行适当的调整，运用条件：干扰作用频繁：干扰作用的规律性较差。6.9 复合限制系统复合限制系统是由两个及两个以上简洁限制系统组合起来的限制一个或同时限制多个参数的限制系统。6.9.1 串级限制系统1）出级限制系统是指：在对象滞后较大、干扰作用剧烈而且常见的主限制系统中，对局部参数（副参数）进行硕先限制以提高系统总体限制水平的更合限制系统。2）审级限制系统通常包括：主限制系统：系统目标参数限制系统：副限制系统：为实现目标参数限制而设置的协助参数限制系统。3）串级限制的特点：两个回路：主回路、副回路两个变量：主变量：、副变量改善了对象的特性，有效地克服了滞后具有肯定的自适应实力。可应用于负荷和操作条件变更较大的场合。自适应：自动调整设定值，以保证系统整体具有较好的限制J贞曼。4）审级限制系统中副回路的确定主、副回路应有肯定的内在联系副回路应尽可能多地包含干扰因素主要干扰应包含在副回路中：在可能条件下，使副回路包含较多的次要干扰.留意主、副回路的时间匹配，防止“共振”尽量使副回路包含较少的滞后时间。5）限制规律及正反作用限制规律主回路：无余差P1.P1.D限制副回路：快速反应纯P限制。正反作用主I可路：依据主、副变量的关系确定正反作用：副回路：依据系统平安性确定正反作用。如考虑运行中切除副回路，则副限制黯应选用反作用。设定值加大相当于输入信号减小。6.9.2 勾称限制系统当系统中具有两个相互关联的参数，其中随意一个参数的稳定必定导致另一个参数的大幅度变更，而工艺上须要两者兼顾