儀表自動(dòng)化培訓(xùn)1

0化工儀表及自動(dòng)化

1一、基礎(chǔ)知識(shí)二、壓力檢測儀表三、流量檢測儀表四、溫度檢測儀表五、物位檢測儀表六、氣動(dòng)執(zhí)行器七、控制系統(tǒng)八、集散型控制系統(tǒng)（DCS）目錄2在生產(chǎn)過程中，利用自動(dòng)化儀表裝置來檢測、顯示、控制生產(chǎn)過程中的重要工藝參數(shù)，自動(dòng)的維持生產(chǎn)過程的正常運(yùn)行，當(dāng)工藝參數(shù)受到外界干擾的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí)，能自動(dòng)的調(diào)回到規(guī)定的參數(shù)范圍內(nèi)?；ぷ詣?dòng)化定義一、基礎(chǔ)知識(shí)3人工控制與自動(dòng)控制一、基礎(chǔ)知識(shí)4．測量誤差測量誤差是指測得值與被測量真值之間的差值.儀表精確度精確度可稱精度，又稱準(zhǔn)確度。精確度和誤差可以說是孿生兄弟，因?yàn)橛姓`差的存在，才有精確度這個(gè)概念.靈敏度是指儀表對(duì)被測參數(shù)變化的靈敏程度，或者說是對(duì)被測的量變化的反應(yīng)能力反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間就是用來衡量儀表能不能盡快反應(yīng)出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)。反應(yīng)時(shí)間長，那就不宜用來測量變化頻繁的參數(shù)。滯后:

一個(gè)現(xiàn)象與另一密切相關(guān)的現(xiàn)象相對(duì)而言的落后遲延;尤指物理上的果沒有及時(shí)跟著因而出現(xiàn),或指示器對(duì)所記錄的改變了的情況反應(yīng)遲緩。5=人工控制向自動(dòng)控制人腦眼睛四肢控制器檢測儀表執(zhí)行器人工控制與自動(dòng)控制一、基礎(chǔ)知識(shí)6安全防爆的儀表系統(tǒng)現(xiàn)場（危險(xiǎn)場所）控制室（非危險(xiǎn)場所）1~5V4~20

mAV出I入24VDC4~20mA穩(wěn)壓源I入I出24VDC24VDC信號(hào)電源信號(hào)電源電源變送器執(zhí)行器安全柵安全柵控制器7現(xiàn)代的DCS控制系統(tǒng)一、基礎(chǔ)知識(shí)8

化工自動(dòng)化目的提高工作效益降低生成成本保證生產(chǎn)安全減輕勞動(dòng)強(qiáng)度化工自動(dòng)化目的一、基礎(chǔ)知識(shí)9化工自動(dòng)化的基本組成顯示控制儀表檢測儀表執(zhí)行器一、基礎(chǔ)知識(shí)10

儀表類型及信號(hào)儀表類型電動(dòng)儀表氣動(dòng)儀表4~20mADC（1~5VDC）AI——模擬量輸入，4~20mA，如壓力、液位等；

AO——模擬量輸出，4~20mA,如調(diào)節(jié)閥

DO——開關(guān)量輸出,如閥開關(guān)

DI——開關(guān)量輸入，如閥位狀態(tài)、泵狀態(tài)等

另外還有脈沖信號(hào)，以及RTD（熱電阻）、TC(熱電偶）信號(hào)一、基礎(chǔ)知識(shí)11儀表位號(hào)儀表工位號(hào)：參數(shù)符號(hào)+功能符號(hào)+數(shù)字，如：TIC2310。參數(shù)符號(hào)：A:分析；C：電導(dǎo)率；D：密度；E：電壓；I：電流；J：功率；K：時(shí)間；Q:數(shù)量；S：速度、頻率F:流量；L：液位；P：壓力；T：溫度；手操；V：振動(dòng)；W:重量功能符號(hào)A：報(bào)警；R：記錄；C：調(diào)節(jié)；I：指示；Q：累積；T：變送；CV：自力式G：現(xiàn)場監(jiān)視V:閥門；S:連鎖數(shù)字12...9一、基礎(chǔ)知識(shí)2、壓力的測量與變送

在壓力測量中，通常有絕對(duì)壓力，表壓力、負(fù)壓、或真空度等名詞。絕對(duì)壓力是指介質(zhì)所受的實(shí)際壓力。表壓是指高于大氣壓的絕對(duì)壓力與大氣壓之差，即：

P表=P絕-P大負(fù)壓與真空度是指大氣壓力與低于大氣壓力的絕對(duì)壓力之差122、壓力的測量與變送

壓力測量儀表的品種，規(guī)格甚多。常用的壓力測量方法和儀表有：通過液體產(chǎn)生或傳遞壓力來平衡被測壓力的平衡法。屬于應(yīng)于這類方法的儀表有液柱式壓力計(jì)和活塞式壓力計(jì)；將被測壓力通過一些隔離元件（如彈性元件）轉(zhuǎn)換成一個(gè)集中力，并在測量過程中用一個(gè)外界力（如電磁力或氣動(dòng)力）來平衡這個(gè)未知的集中力，然后通過對(duì)外界力的測量而得知被測壓力的機(jī)械力平衡法。力平衡式壓力變送器就是屬于應(yīng)用此法的例子；根據(jù)彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性變型的大小來測量彈性力平衡法。屬于這類應(yīng)用方法的儀表很多，若根據(jù)所用彈性元件來分，可分為薄膜式，波紋管式，彈簧管式壓力表；能過機(jī)械和電子元件將被測壓力轉(zhuǎn)換在成各種電量（如電壓、電流、頻率等）來測量的電測法。例如電容式、電阻式、電感式、應(yīng)變片式和霍爾片式等變送器應(yīng)于此法的壓力測量儀表。132、壓力的測量與變送

目前，石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用中廣泛的一種壓力測量儀表是彈性元件。根據(jù)測壓范圍不同，常用的測壓元件有單圈彈簧管、多圈彈簧管、膜片、膜盒、波紋管等。在被測介質(zhì)壓力的作用下，彈性元件發(fā)生彈性變型，而產(chǎn)生相應(yīng)的位移，能過轉(zhuǎn)換位置，可將位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)或氣信號(hào)，以遠(yuǎn)傳顯示，報(bào)警或調(diào)節(jié)用。1415彈簧管壓力表

1—彈簧管；2—拉桿；3—扇形齒輪；4—中心齒輪；5—指針；6—面板；7—游絲；8—調(diào)整螺絲；9—接頭彈簧壓力表二、壓力檢測儀表16二、壓力檢測儀表彈性式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)是利用各種形式的彈性元件,在被測介質(zhì)壓力的作用下,使彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性變形的原理而制成的測壓儀表。如圖2—9所示，彈性元件分別為彈簧管（a）(b)，膜片(c)，膜盒(d)，波紋管（e）。17普通壓力表耐震壓力表膜片式壓力表電接點(diǎn)壓力表彈簧管壓力表

二、壓力檢測儀表壓力表的選型按照使用環(huán)境和測量介質(zhì)的性質(zhì)選擇精確度等級(jí)的選擇外型尺寸的選擇測量范圍的選擇安裝附件的選擇18壓力表的安裝測壓點(diǎn)的選擇，所選擇的測壓點(diǎn)能反映被測壓力的真實(shí)情況。導(dǎo)壓管鋪設(shè)壓力表的安裝壓力表的連接處應(yīng)加裝密封墊片1920將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸及顯示的儀表。圖2-5電氣式壓力計(jì)組成方框圖壓力變送器二、壓力檢測儀表2、壓力的測量與變送

21基礎(chǔ)振子引伸張力硅膜片過程壓力變送器工作原理圖22電容式壓力變送器

圖2-8電容式測量膜盒1—中心感應(yīng)膜片(可動(dòng)電極)；2—固定電極；3—測量側(cè)；4—隔離膜片壓力變化電容量的變化轉(zhuǎn)變4~20mA輸出二、壓力檢測儀表23智能差壓變送器

3051C型智能差壓變送器（4～20mA）方框圖二、壓力檢測儀表24壓力（差壓）變送器

差壓變送器壓力變送器二、壓力檢測儀表壓力變送器的選型變送器要測量什么樣的壓力什么樣的壓力介質(zhì)變送器需要多大的精度變送器的溫度范圍以及變送器的封裝2526差壓式（也稱節(jié)流式）流量計(jì)利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測量的流量與壓力差ΔP的平方根成正比，即Q=K。1，2切斷閥；3平衡閥差壓計(jì)閥組安裝示意圖

孔板差壓式流量計(jì)三、流量檢測儀表27渦街流量計(jì)三、流量檢測儀表28漩渦流量計(jì)以卡門渦街理論為基礎(chǔ)，采用壓電晶體檢測流體通過管道內(nèi)三角柱時(shí)所產(chǎn)生的旋渦頻率，從而測量出流體的流量。

圖3-12卡門渦列

漩渦流量計(jì)三、流量檢測儀表(a)圓柱渦列；(b)三角柱渦列29質(zhì)量流量計(jì)三、流量檢測儀表30質(zhì)量流量計(jì)三、流量檢測儀表31電磁流量計(jì)測量原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,用來測量導(dǎo)電液體。三、流量檢測儀表32轉(zhuǎn)子/金屬浮子流量計(jì)三、流量檢測儀表金屬管浮子流量計(jì)采用可變面積式測量原理，適用于測量液體、氣體。

全金屬結(jié)構(gòu)，有指示型、電遠(yuǎn)傳型。

玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)金屬浮子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要測量元件為一根垂直安裝的下小上大錐形玻璃管和在內(nèi)可上下移動(dòng)的浮子。適應(yīng)溫度檢測儀表溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)（零點(diǎn)）和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)。

33溫度檢測儀表

華氏溫標(biāo)（oF）規(guī)定：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為32度，水的沸點(diǎn)為212度，中間劃分180等分，每第分為報(bào)氏1度，符號(hào)為oF。

攝氏溫度（℃）規(guī)定：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為0度，水的沸點(diǎn)為100度，中間劃分100等分，每第分為報(bào)氏1度，符號(hào)為℃。T=5/9（t0-32）℃34溫度測量儀表溫度測量儀表按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。

通常來說接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交互，需要一定的時(shí)間才能達(dá)到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象，同時(shí)受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測量。

非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸，測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會(huì)破壞被測物體的溫度場，反應(yīng)速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。3536雙金屬溫度計(jì)圖5-1雙金屬片利用液體或固體受熱時(shí)產(chǎn)生熱膨脹的原理,可以制成膨脹式溫度計(jì)。四、溫度檢測儀表雙金屬溫度計(jì)是利用兩種不同金屬在溫度改變時(shí)膨脹程度不同的原理工作的。工業(yè)用雙金屬溫度計(jì)主要的元件是一個(gè)用兩種或多種金屬片疊壓在一起組成的多層金屬片。為提高測溫靈敏度，通常將金屬片制成螺旋卷形狀。當(dāng)多層金屬片的溫度改變時(shí)，各層金屬膨脹或收縮量不等，使得螺旋卷卷起或松開。由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的指針相連，因此，當(dāng)雙金屬片感受到溫度變化時(shí)，指針即可在一圓形分度標(biāo)尺上指示出溫度來。這種儀表的測溫范圍是200~650℃，允許誤差均為標(biāo)尺兩程的1%左右。這種溫度計(jì)和棒狀的玻璃液體溫度計(jì)的用途相似，但可使用在機(jī)械強(qiáng)度要求更高的條件下。37雙金屬溫度計(jì)WSSXN系列耐震雙金屬溫度計(jì)是一種測量中低溫度的現(xiàn)場檢測儀表?？梢灾苯訙y量各種生產(chǎn)過程中的-80℃～+500℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)及環(huán)境場所惡劣且有振動(dòng)的溫度。該耐震電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)從儀表內(nèi)部充耐震油,可有效克服機(jī)械振動(dòng)帶來的指針抖動(dòng).在設(shè)計(jì)原理及結(jié)構(gòu)上具有防水、防腐蝕、耐震動(dòng)、直觀、易讀數(shù)、無汞害、堅(jiān)固耐用等特點(diǎn)，耐震電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、化工、機(jī)械、船舶、發(fā)電、紡織、印染等工業(yè)和科研部門。3839熱電阻利用金屬的電阻隨溫度變化而變化的特性來進(jìn)行溫度測量的。工業(yè)上使用的鉑電阻主要有分度號(hào)為Pt100,它的R0=100Ω。Cu50,它的R0=50Ω四、溫度檢測儀表熱電阻內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖電阻體的幾種基本結(jié)構(gòu)

鉑熱電阻有兩線制，三線制，四線制幾種，兩線制在測量中誤差較大，已不使用，現(xiàn)在工業(yè)用一般是三線制的，實(shí)驗(yàn)室用一般為四線制。

40注意三線制鉑熱電阻是在電阻的a端并聯(lián)一個(gè)c端，從而實(shí)現(xiàn)電阻引出a，b，c三個(gè)接線端子，這樣，由b導(dǎo)線引入的測量導(dǎo)線本身的電阻，可以由c導(dǎo)線來補(bǔ)償，使引線電阻不隨溫度變化而引入的引線電阻誤差的影響減小很多。在二次儀表中，均有可變阻值的電橋，根據(jù)所配合的鉑熱電阻的量程不同，可以對(duì)二次儀表的電橋中的鉑熱電阻進(jìn)行微調(diào)，能進(jìn)行更精確的測量。

熱電阻的接線方法

41熱電偶兩種不同成份的導(dǎo)體兩端焊接在一起，當(dāng)工作端和參比端存在溫差時(shí)，就在回路中產(chǎn)生熱電勢，通過熱電勢的測量就知道對(duì)應(yīng)溫度值。工業(yè)上使用的熱電偶有K型（鎳鉻-鎳硅）、S型（鉑銠-鉑）等。四、溫度檢測儀表“熱電效應(yīng)”。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償

42溫度變送器溫度變送器為24V供電、二線制的一體化變送器。將熱電阻或熱電偶的信號(hào)放大，并轉(zhuǎn)換成4-20mA的輸出電流。四、溫度檢測儀表43物位檢測儀表分類液體顆粒液體液體液位計(jì)料位計(jì)介面計(jì)物位儀表五、物位檢測儀表44玻璃板液位計(jì)容器連接構(gòu)聯(lián)通器，透過玻璃板直接指示容器的液位。

五、物位檢測儀表45磁翻板液位計(jì)根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用原理工作的

。當(dāng)被測容器中的液位升降時(shí)，液位計(jì)本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅(qū)動(dòng)紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180°，當(dāng)液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，當(dāng)液位下降時(shí)翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。

五、物位檢測儀表46差壓液位變送器五、物位檢測儀表47差壓式液位計(jì)差壓式液位計(jì)原理圖將差壓變送器的一端接液相，另一端接氣相五、物位檢測儀表48雷達(dá)液位計(jì)雷達(dá)式液位計(jì)示意圖五、物位檢測儀表49浮球液位計(jì)浮力和靜磁場原理浮球式液位變送器浮球式液位變送器由磁性浮球、測量導(dǎo)管、信號(hào)單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿測量導(dǎo)管上下移動(dòng)。導(dǎo)管內(nèi)裝有測量元件，它可以在外磁作用下將被測液位信號(hào)轉(zhuǎn)換成正比于液位變化的電阻信號(hào)，并將電子單元轉(zhuǎn)換成4～20mA或其它標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。該變送器為模塊電路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，電路內(nèi)部含有恒流反饋電路和內(nèi)保護(hù)電路，可使輸出最大電流不超過28mA，因而能夠可靠地保護(hù)電源并使二次儀表不被損壞。50其他液位計(jì)電容式液位計(jì)超聲波液位計(jì)

磁致伸縮液位計(jì)(電容量的變化)五、物位檢測儀表51物位開關(guān)

音叉液位開關(guān)浮球液位開關(guān)阻旋式液位開關(guān)五、物位檢測儀表52六、氣動(dòng)執(zhí)行器執(zhí)行器的分類氣動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器液動(dòng)執(zhí)行器氣動(dòng)執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥切斷閥53執(zhí)行器的組成調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輔助機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥的組成六、氣動(dòng)執(zhí)行器54執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)薄膜氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分類六、氣動(dòng)執(zhí)行器55圖11-3正作用式氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)

1—上膜蓋；2—波紋膜片；3—下膜蓋；4—支架；5—推桿；6—彈簧；7—彈簧座；8—調(diào)節(jié)件；9—連接閥桿螺母；10—行程標(biāo)尺圖11-4反作用式氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)

1—上膜蓋；2—波紋膜片；3—下膜蓋；4—密封膜片；5—密封環(huán)；6—填塊；7—支架；8—推桿；9—彈簧；10—彈簧座；11—襯套；12—調(diào)節(jié)件；13—行程標(biāo)尺執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用方式六、氣動(dòng)執(zhí)行器56調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（閥）直通單座閥直通雙座閥角形閥蝶閥球閥調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的分類六、氣動(dòng)執(zhí)行器57調(diào)節(jié)閥的作用方式氣開式（FC）氣關(guān)式（FO）調(diào)節(jié)閥的作用形式六、氣動(dòng)執(zhí)行器58

主要從工藝生產(chǎn)上安全要求出發(fā)。信號(hào)壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全。如果閥處于打開位置時(shí)危害性小，則應(yīng)選用氣關(guān)式，以使氣源系統(tǒng)發(fā)生故障，氣源中斷時(shí)，閥門能自動(dòng)打開，保證安全。反之閥處于關(guān)閉時(shí)危害性小，則應(yīng)選用氣開閥。選擇要求壓力信號(hào)增加時(shí)，閥關(guān)小、壓力信號(hào)減小時(shí)閥開大的為氣關(guān)式。反之，為氣開式。

氣開式與氣關(guān)式的選擇六、氣動(dòng)執(zhí)行器59調(diào)節(jié)閥的流量特性直線等百分百快開流量特性的分類六、氣動(dòng)執(zhí)行器60電氣閥門定位器電磁閥輔助機(jī)構(gòu)六、氣動(dòng)執(zhí)行器61控制與控制系統(tǒng)控制是指為達(dá)到預(yù)先給定的目的，作用于系統(tǒng)的有目的的動(dòng)作?？刂葡到y(tǒng)是指由被控對(duì)象和控制裝置所構(gòu)成的，能夠?qū)Ρ豢貙?duì)象的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)、使之具有一定的狀態(tài)和性能的系統(tǒng)。例如：

62控制與控制系統(tǒng)組成：(1)傳感器:將貯槽液位信息轉(zhuǎn)為特定信號(hào)(如U、I等)，并傳送到控制器，相當(dāng)于人工控制時(shí)眼睛的作用。(2)控制器:接受變送器送來的信號(hào)，與由生產(chǎn)工藝要求確定的給定液位信號(hào)比較得出偏差，按某種運(yùn)算規(guī)則算出結(jié)果，并將此結(jié)果轉(zhuǎn)換為特定信號(hào)發(fā)送到執(zhí)行器，相當(dāng)于人工控制時(shí)大腦的作用。(3)執(zhí)行器:即此處的控制閥2，它根據(jù)控制器送來的信號(hào)大小自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門的開啟度，相當(dāng)于人工控制時(shí)手和閥的組合63圖12-3簡單控制系統(tǒng)的方塊圖利用系統(tǒng)框圖可清楚、方便地表示自動(dòng)控制系統(tǒng)中各個(gè)組成部分之間的相互關(guān)系，在研究自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，通常用方框圖表示控制系統(tǒng)的組成。七、控制系統(tǒng)64基本控制規(guī)律比例控制（P）積分控制（I）微分控制（D）七、控制系統(tǒng)65常用的控制規(guī)律比例控制（P）比例積分控制（PI）比例微分控制（PD）比例積分微分控制（PID）七、控制系統(tǒng)66

PID參數(shù)說明任何閉環(huán)控制系統(tǒng)的首要任務(wù)是要穩(wěn)(穩(wěn)定)、快(快速)、準(zhǔn)(準(zhǔn)確)的響應(yīng)命令。PID調(diào)整的主要工作就是如何實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)。P：比例（度）帶加快系統(tǒng)的響應(yīng)，它的作用于輸出值較快，但不能很好穩(wěn)定在一個(gè)理想的數(shù)值，不良的結(jié)果是雖較能有效的克服擾動(dòng)的影響，但有余差出現(xiàn)，比例度越小，會(huì)使系統(tǒng)有比較大的超調(diào)，并產(chǎn)生振蕩，使穩(wěn)定性變壞。比例度越大，比例效果越弱，反之越強(qiáng)。I：積分能在比例的基礎(chǔ)上消除余差，它能對(duì)穩(wěn)定后有累積誤差的系統(tǒng)進(jìn)行誤差修整，減小穩(wěn)態(tài)誤差。積分時(shí)間越長，積分效果越弱，反之越強(qiáng)。D：微分具有超前作用，對(duì)于具有容量滯后的控制通道，引入微分參與控制，在微分項(xiàng)設(shè)置得當(dāng)?shù)那闆r下，對(duì)于提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，有著顯著效果，它可以使系統(tǒng)超調(diào)量減小，穩(wěn)定性增加，動(dòng)態(tài)誤差減小。微分時(shí)間越長，微分效果越強(qiáng)，反之越弱。綜上所述，P---比例控制系統(tǒng)的響應(yīng)快速性，快速作用于輸出，好比“現(xiàn)在”(現(xiàn)在就起作用，快);I---積分控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，消除過去的累積誤差，好比“過去”(清除過去，回到準(zhǔn)確軌道);D---微分控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有超前控制作用，好比“未來”(放眼未來，未雨綢繆，穩(wěn)定才能發(fā)展)。調(diào)整的時(shí)候，所要做的任務(wù)就是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)允許的情況下，在這三個(gè)參數(shù)之間權(quán)衡調(diào)整，達(dá)到最佳控制效果，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)快準(zhǔn)的控制特點(diǎn)。67PID整定口決PID整定口決參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查先是比例后積分，最后再把微分加曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳曲線偏離回復(fù)慢，積分時(shí)間往下降曲線波動(dòng)周期長，積分時(shí)間再加長曲線振蕩頻率快，先把微分降下來動(dòng)差大來波動(dòng)慢。微分時(shí)間應(yīng)加長理想曲線兩個(gè)波，前高后低4比1一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會(huì)低68PID參數(shù)整定方法

在自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，E=SP-PV。其中，E為偏差、SP為給定值、PV為測量值。當(dāng)SP大于PV時(shí)為正偏差，反之為負(fù)偏差。比例調(diào)節(jié)作用的動(dòng)作與偏差的大小成正比；當(dāng)比例度為100時(shí)，比例作用的輸出與偏差按各自量程范圍的1：1動(dòng)作。當(dāng)比例度為10時(shí)，按10：1動(dòng)作。即比例度越小，比例作用越強(qiáng)。比例作用太強(qiáng)會(huì)引起振蕩。太弱會(huì)造成比例欠調(diào)，造成系統(tǒng)收斂過程的波動(dòng)周期太多，衰減比太小。其作用是穩(wěn)定被調(diào)參數(shù)。積分調(diào)節(jié)作用的動(dòng)作與偏差對(duì)時(shí)間的積分成正比。即偏差存在積分作用就會(huì)有輸出。它起著消除余差的作用。積分作用太強(qiáng)也會(huì)引起振蕩，太弱會(huì)使系統(tǒng)存在余差。微分調(diào)節(jié)作用的動(dòng)作與偏差的變化速度成正比。其效果是阻止被調(diào)參數(shù)的一切變化，有超前調(diào)節(jié)的作用。對(duì)滯后大的對(duì)象有很好的效果。但不能克服純滯后。適用于溫度調(diào)節(jié)。使用微分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)收斂周期的時(shí)間縮短。微分時(shí)間太長也會(huì)引起振蕩。69液位控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)七、控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)70鍋爐水位系統(tǒng)的三沖量控制

串級(jí)控制系統(tǒng)適用于時(shí)間常數(shù)及純滯后較大的對(duì)象.串級(jí)系統(tǒng)與單回路系統(tǒng)的區(qū)別在于前者可獲得可測中間變量,并利用它構(gòu)成副反饋回路,對(duì)影響中間變量的干擾進(jìn)行預(yù)先調(diào)節(jié),從而改善整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì),

。七、控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)71影響汽包水位的主要參數(shù)是蒸汽流量和給水流量，即稱三沖量在正常的操作運(yùn)行中，一般外界對(duì)液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的干擾有兩個(gè)。一是蒸汽負(fù)荷變化對(duì)液位的影響。當(dāng)系統(tǒng)管網(wǎng)蒸汽用量突然增大時(shí)，系統(tǒng)管網(wǎng)蒸汽壓力下降，蒸汽流量增加引起汽包內(nèi)壓力減小，汽化強(qiáng)度增大，蒸發(fā)面以下產(chǎn)生的汽泡增多，氣泡擠占蒸發(fā)面下水的空間，造成水位不僅不下降反而上升的“虛假水位”。為了克服“虛假水位”的影響，水位控制器輸出回路中引入了蒸汽流量前饋信號(hào)，使水位控制回路產(chǎn)生一個(gè)令給水量與蒸汽量同方向變化的信號(hào)，減少或抵消了“虛假水位”可能引起的給水量調(diào)節(jié)誤動(dòng)作。二是給水流量變化對(duì)液位的影響。由于給水溫度較低，當(dāng)給水量增加后，使汽包內(nèi)汽泡量減少，即使給水量突然增加，汽包的水位一開始也不會(huì)增加，而要經(jīng)過一段時(shí)間后，液位才能上升。水位控制與給水流量控制采用串級(jí)控制，給水流量控制作為水位串級(jí)控制回路中的付回路，可以超前于水位快速和有效地克服來自給水流量本身所產(chǎn)生的波動(dòng)，減少了調(diào)節(jié)滯后時(shí)間，提高了調(diào)節(jié)品質(zhì)，保證汽包水位在正常范圍內(nèi)操作。這種控制方案是傳統(tǒng)的汽包三沖量復(fù)雜控制，屬于前饋加串級(jí)的控制系統(tǒng)

七、控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)72串級(jí)控制系統(tǒng)典型方塊圖七、控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)73

串級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)串級(jí)控制系統(tǒng)有兩個(gè)閉合回路。主回路是個(gè)定值控制系統(tǒng),副回路是個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)。在串級(jí)控制系統(tǒng)中,主變量是反映產(chǎn)品質(zhì)量或生產(chǎn)過程運(yùn)行情況的主要工藝參數(shù)。副變量的引入往往是為了提高主變量的控制質(zhì)量,它是基于主,副變量之間具有一定的內(nèi)在關(guān)系而工作的。七、控制系統(tǒng)74在串級(jí)控制系統(tǒng)中，由于引入一個(gè)閉合的副回路，不僅能迅速克服作用于副回路的干擾，而且對(duì)作用于主對(duì)象上的干擾也能加速克服過程。副回路具有先調(diào)、粗調(diào)、快調(diào)的特點(diǎn)；主回路具有后調(diào)、細(xì)調(diào)、慢調(diào)的特點(diǎn)，并對(duì)于副回路沒有完全克服掉的干擾影響能徹底加以克服。因此，在串級(jí)控制系統(tǒng)中，由于主、副回路相互配合、相互補(bǔ)充，充分發(fā)揮了控制作用，大大提高了控制質(zhì)量。小結(jié)七、控制系統(tǒng)75比值控制系統(tǒng)工業(yè)上為了保持兩種或兩種以上物料的比值為一定的控制叫比值控制。幾個(gè)概念主物料、主動(dòng)信號(hào)從物料、從動(dòng)信號(hào)七、控制系統(tǒng)76開環(huán)比值控制從物料量Q2與主物料量Q1的比值關(guān)系為開環(huán)比值控制七、控制系統(tǒng)77

結(jié)構(gòu)簡單，只需一臺(tái)純比例控制器，其比例度可以根據(jù)比值要求來設(shè)定。主、副流量均開環(huán)；這種比值控制方案對(duì)從物料量Q2本身無抗干擾能力。所以這種系統(tǒng)只能適用于副流量較平穩(wěn)且比值要求不高的場合。

特點(diǎn)七、控制系統(tǒng)78單閉環(huán)比值控制

單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)是為了克服開環(huán)比值控制方案的不足，在開環(huán)比值控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過增加一個(gè)副流量的閉環(huán)控制系統(tǒng)而組成的。

單閉環(huán)比值控制這種方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,能確保兩流量比值不變,是應(yīng)用最多的方案。七、控制系統(tǒng)79

分程控制就是由一只調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)控制兩只或更多只控制閥,每只控制閥在控制器輸出信號(hào)的某段范圍內(nèi)工作。分程控制示意框圖七、控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)從控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來看,分程控制屬于單回路的定值控制系統(tǒng),其控制過程與簡單控制系統(tǒng)一樣。80

1.生產(chǎn)中需用多種物料作調(diào)節(jié)介質(zhì)的過程圖13-20熱交換器溫度分程控制采用熱水與蒸汽兩種不同物料作為調(diào)節(jié)介質(zhì),在一般控制系統(tǒng)中難于實(shí)現(xiàn),但在分程控制系統(tǒng)中,不僅充分利用了熱水,而且節(jié)省了蒸汽。七、控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)應(yīng)用場合81有時(shí)生產(chǎn)過程負(fù)荷變化很大,要求有較大范圍的流量變化。若用一個(gè)控制閥,由于控制閥的可調(diào)范圍R是有限的,當(dāng)最大流量和最小流量相差太懸殊時(shí),就會(huì)降低控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量,這時(shí)可采用分程控制系統(tǒng)。閥門動(dòng)作示意圖分程控制七、控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)應(yīng)用場合2.用來保證在不同負(fù)荷下的正?？刂?2復(fù)雜控制系統(tǒng)串級(jí)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)

前饋控制系統(tǒng)

選擇控制系統(tǒng)

三沖量控制系統(tǒng)

七、控制系統(tǒng)83控制系統(tǒng)投用工藝人員儀表人員1、現(xiàn)場儀表、閥門校驗(yàn)2、控制器正反作用檢查3、控制閥氣開、氣關(guān)檢查4、。。1、閥門動(dòng)作方向2、參數(shù)設(shè)定…3、控制器手/自動(dòng)切換4、..七、控制系統(tǒng)84八、集散