控制器和感应器

《控制器和感应器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第6章控制硬件：电动/气动自动驱动装置控制器和感应器章节6.76.7控制器和感应器蒸汽和冷凝水系统手册6.7.1545第6章控制硬件：电动/气动自动驱动装置控制器和感应器章节6.7控制器开始本章内容之前，很重要的一点是要声明不是所有的控制应用都需要一个功能很全的控制器。例如，对一个开／关型的阀门和执行器，可以直接由温控开关操作。另一个例子是高限安全控制，它的作用是突然关闭阀门或切断燃料的供应。但是，当需要比较复杂的控制时，就需要一个控制器来满足这些需求。控制器接收一个信号，决定需要什么样的动作，然后输出一个信号给执行器使其动作。在微芯片、集成电路

2、和计算机时代，控制器能实现的功能实际上可以相当复杂。在前面的章节中我们已经将人脑同控制器/计算机做了类比，现在可以解释以下著名的IBM的座右铭：计算机-快速、精确、愚蠢人脑-缓慢、懒散、聪明总的来说，控制器不能解决所有的问题。必须要对控制器进行正确的选择和调试，这些内容在后面会详细讲述。尽管大多数的控制器是基于电子、数字／微处理器的，还有一系列比较经济的气动控制器。这些气动控制器可用于危险的区域，由于存在爆炸的危险性，不能使用电子设备。当然也可以使用一些本安型或者隔爆型、阻燃的电子设备，但是本质上存在一个成本的问题。正如前面所提到的，控制器可以实

3、现很复杂的功能，但是如果要详细列出或解释这些功能已经超出了本书的范围需要考虑的主要因素有：单回路控制器接受一个感应器，控制一个阀门／执行器。多回路控制器可以接受多个感应器的信号，控制多个阀门／执行器。单输入／输出只能接收来自一个感应器的信号，并且只能输出一个信号给执行器。多输入／输出（多通道）可以接受多个信号，输出多个信号。实际时间可能包含一个时钟，以便在预定或预设的时间切换。运行时间可以在预设的时间、工厂其他设备开或关机前或后的一定的预设时间长度开关。斜坡和保持控制以温度控制为例，在特定的时间内将控制介质的温度升高，然后保持在这一预设定的值。这

4、些控制器通常具有一系列斜坡和保持功能。图6.7.1中，所示的是一个典型的单回路电子温度控制器。具有P+I+D功能（在5.2节和5.4节中已经讨论过），适用于110-230V的电源。图6.7.2所示的是一个具有比例功能的单回路气动温度控制器。控制温度或者压力时可以选择不同的控制模式。6.7.2蒸汽和冷凝水系统手册546第6章控制硬件：电动/气动自动驱动装置控制器和感应器章节6.7图6.7.1单回路的电子温度控制器图6.7.2单回路气动温度控制器一个能实现斜坡和保持功能的单回路控制器的典型控制过程如图6.7.3所示。图中表示了在某一时间段内的一系列的

5、斜坡过程（温度改变）和保持过程（温度保持）功能。保持150°C坡+上升斜下降斜坡保持温度50°C+–上升斜坡20°C1h1h30min30min2h11min1h时间图6.7.3典型的多斜坡和保持过程在控制文献中经常用的一个术语是“可编程逻辑控制器（PLC）”。在批处理过程中，控制器必须触发一系列的动作，例如，控制阀门或水泵的开/关。在有些情况下，某个过程是定时的，但通常不同的的动作必须在达到特定的条件下触发，例如是否达到一定的温度或者容器是否填满。这些顺序可以通过一个基于微机设备的PLC来控制，控制制程的感应器和执行器使用标准接口。另一种复杂的

6、控制器是工厂设备间内的控制器，这些控制器用来控制锅炉、水泵、加热控制阀、HWS阀并提供其他的一些功能。蒸汽和冷凝水系统手册6.7.3547第6章控制硬件：电动/气动自动驱动装置控制器和感应器章节6.7感应器在这部分中，我们会更多地涉及到温度测量。测量压力、液位、湿度和其他物理属性的感应器和变送器种类有很多。感应器是控制系统的一部分，它能感应到控制变量的改变。当温度变化时，不同的感应器的输出信号可能是电压的变化，也有可能是电阻的变化。来自感应器的信号可能很微弱，有必要对信号进行处理和放大，以便能有效读取。例如，对温度的变化，感应器只有很小的电阻值变

7、化，这样有可能需要转化成电压或电流信号来传送给控制器。变送器本身有可能是一个误差源。线路会有电阻抗（测量值单位为欧姆），还有电干扰（噪声）。对于气动系统，传送管线可能还存在微小的空气泄漏。术语“温控器”通常是指带有开／关切换的温度感应器。“传感器”是另一个经常用的术语，是指将某个物理量转换成另一个物理量的设备，例如，将温度转换成电压（毫伏）。变送器的实例之一是将温度的变化转变成电阻的变化。对气动设备，经常会用到“变送器”。这是仅仅变送器或感应器的另一个名字，但通常会带有一些附加的信号条件。但是，实际的测量设备通常称为感应器，在下面的部分我们会介绍

8、一些常用的感应器种类。填充系统感应器气动控制器是使用填充系统感应器。图6.7.4所示的是这种系统的基本原理。指针波尔登管弹簧动作截面A-