過程控制第2章2課件

第2章檢測(cè)儀表要控制一個(gè)生產(chǎn)過程，首先必須實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)過程中的有關(guān)參數(shù)。例如溫度、壓力、流量、液位等。用來檢測(cè)這些參數(shù)的工具稱為檢測(cè)儀表，其中包括測(cè)量指示儀表及將被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出的測(cè)量變送器。給定值被控變量干擾f

控制器變送器執(zhí)行器被控對(duì)象+e實(shí)測(cè)值－國(guó)產(chǎn)電動(dòng)單元組合儀表三代產(chǎn)品：

20~60年代DDZ—I型,電子管磁放大器

70年代DDZ—II型,晶體管分立元件

80年代DDZ—III型,線性集成防爆DDZ—III型組合儀表一次儀表——用于被測(cè)量的信號(hào)檢測(cè)—檢測(cè)單元（傳感器）自動(dòng)化控制儀表的信號(hào)通信早期DDZ—I，DDZ—II采用0~10mA目前DDZ—III,采用4~20mA（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）注解：73年4月IEC通過模擬信號(hào)傳輸用4-20mA,DC電流成1~5V,DC電壓DDZ—III型組合儀表采用4~20mA傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)（為何不用電壓信號(hào)傳輸?）――傳輸回路等效電阻小，不易受外界感應(yīng)干擾影響。――便于兩線制傳輸，簡(jiǎn)化傳輸線路，采用活零點(diǎn)（４mA），易于判斷傳輸故障，提高安全防爆性能等。DDZ—III型組合儀表溫度變送器檢測(cè)信號(hào)要進(jìn)入控制系統(tǒng)，必須符合控制系統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。變送器的任務(wù)就是將不標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)信號(hào)，如熱電偶、熱電阻的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。數(shù)字控制系統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)有：FF協(xié)議、HART協(xié)議等模擬控制系統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)是：

Ⅱ

型：0~10mA、0～10VIII型：4～20mA、1～5V以DDZ-III型熱電偶溫度變送器為例:Et反饋反饋放大電路

電源輸入電路輸出電路下面具體分析各環(huán)節(jié)的工作原理。1．輸入電路熱電偶溫度變送器的輸入電路主要是在熱電偶回路中串接一個(gè)電橋電路。電橋的功能是實(shí)現(xiàn)熱電偶的冷端補(bǔ)償和測(cè)量零點(diǎn)的調(diào)整。Ei=Et+VRcu－

VR4冷端補(bǔ)償設(shè)計(jì)：?VRcut0=E(t0,0)Ei零點(diǎn)調(diào)整溫度補(bǔ)償Ei零點(diǎn)調(diào)整溫度補(bǔ)償Ei=Et+VRcu－VR4=Et+

?VRcut0

+VRcu0－VR4調(diào)R4實(shí)現(xiàn)量程調(diào)整。冷端補(bǔ)償：?VRcut0=E(t0,0)?VRcut0－t0度時(shí)Rcu上壓降增量VRcu0－0度時(shí)Rcu上壓降，標(biāo)準(zhǔn)熱電勢(shì)零點(diǎn)調(diào)整180050018000變送器輸出Io/mA溫度T/℃50010000變送器輸出Io/mA溫度T/℃50010000變送器輸出Io/mA溫度T/℃204442020

a.未遷移

b.零點(diǎn)正向遷移

c.零點(diǎn)正向遷移且縮小量程圖2.26溫度變送器的零點(diǎn)遷移和量程調(diào)整RP1為零點(diǎn)遷移電位器，RP2為量程遷移電位器，改變RP2，可改變反饋電壓Vf的分壓比，即改變反饋強(qiáng)度，因而改變整個(gè)變送器的量程。差動(dòng)輸入：實(shí)際輸入電路Et+VRCU→

IC2+

VRP’1

+VRP’2→

IC2-Et調(diào)RP1、RP2互相影響。2、放大電路

由于熱電偶輸出的熱電勢(shì)為毫伏級(jí)信號(hào)，放大電路必須是高增益低漂移的運(yùn)放，同時(shí)還要采取抗干擾措施。因?yàn)闇y(cè)量元件和連接導(dǎo)線在現(xiàn)場(chǎng)很容易引入干擾。例如用熱電偶測(cè)量電爐溫度時(shí)：eAB耐火磚的漏電阻、漏電容如果不接地，則eAB=03、反饋電路在反饋電路中需要完成量程調(diào)整和非線性校正兩個(gè)功能。量程調(diào)整實(shí)質(zhì)上是調(diào)整放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)，通過調(diào)節(jié)反饋電阻的大小就可實(shí)現(xiàn)。而非線性校正則需要一個(gè)校正網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。IoEt-+Et熱電偶被測(cè)溫度T輸入電路放大電路非線性反饋輸出電流IoTIoVfT實(shí)際反饋電路IC1及非線性反饋構(gòu)成的線性化修正電路，將V’f轉(zhuǎn)換為電壓Vf后，反饋到IC2的反相輸入端。經(jīng)Tf隔離，經(jīng)整流、濾波，在Rf、Cf

上得到與IO成正比的直流反饋電壓V’f

安全防爆措施VDi1、VDi2限壓、Ri1、Ri2限流。變壓器隔離限壓限流4、DDZ-III型熱電偶溫度變送器的實(shí)際線路（簡(jiǎn)圖）Et反饋反饋放大電路

電源輸入電路輸出電路2.2.6.2智能溫度變送器智能變送器是采用微處理器技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)型儀表。可輸出模擬、數(shù)字混合信號(hào)或全數(shù)字信號(hào)，而且可以通過現(xiàn)場(chǎng)總線通信網(wǎng)絡(luò)與上位計(jì)算機(jī)連接，構(gòu)成集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。智能數(shù)字式變送器的硬件構(gòu)成采用頻移鍵控(FSK)方法，在4～20mA基礎(chǔ)上疊加幅度為±0.5mA的正弦調(diào)制波作為數(shù)字信號(hào)

艾默生羅斯蒙特公司Rosemount世界上第一臺(tái)2-線制溫度變送器是羅斯蒙特公司于1967年推出的，世界上第一臺(tái)智能型溫度變送器和第一臺(tái)多參數(shù)智能型溫度變送器均是由羅斯蒙特公司設(shè)計(jì)和制造的。FF現(xiàn)場(chǎng)總線3244MV溫度變送器是首批經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)注冊(cè)的溫度變送器。SMARTT302現(xiàn)場(chǎng)總線（FF）溫度變送器

?-4-20mA-TT301系列

?輸入回路具備自動(dòng)調(diào)零功能，長(zhǎng)期穩(wěn)定性更出色；

?兩線制，4-20mA輸出疊加直接數(shù)字通信；

?獨(dú)特的傳感器16點(diǎn)特性化曲線；

?輸出電流分辨率為1.5A/bit，更新時(shí)間為0.5秒;

?專用的數(shù)學(xué)協(xié)處理器