控制仪表及装置概论

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1、华东理工大学自动化系2007.01控制仪表及装置吴勤勤凌志浩刘笛赵菡《控制仪表及装置》是高等院校自动化专业及测控技术与仪器专业的一门教材。本书详细介绍模拟式控制仪表及装置（模拟式控制器、变送器、转换器、运算器和执行器等）以及数字式控制仪表及装置（可编程调节器、可编程控制器、智能变送器与阀门定位器、集散控制系统和现场总线控制系统等）的功能特点、结构原理和使用方法。内容简介本教材是第二次修订后再版，在内容上已引入最新仪表技术，反映了当代自动化仪表的先进水平。本书除作大专院校及工矿企业职业教育的专业教材外，也可供相关专业技术人员阅读。章节安排概论第一节

2、控制仪表与控制系统第二节控制仪表及装置的分类第三节联络信号和传输方式第四节安全防爆的基本知识和防爆措施第一章模拟式控制器第一节控制器的运算规律和组成方式第二节基型控制器第三节特种控制器和附加单元第二章变送器和转换器第一节变送器的构成第二节差压变送器第三节温度变送器第四节电/气转换器第四章可编程调节器第一节概述第二节KMM可编程调节器第三章运算器和执行器第一节运算器第二节执行器第三节模拟式控制仪表的应用第六章智能变送器和阀门定位器第一节智能变送器第二节智能阀门定位器第五章可编程控制器第一节概述第二节FX系列可编程控制器第三节S7系列可编程控制器第七

3、章集散控制系统第一节概述第二节集散控制系统通信网络第三节TPS集散控制系统第四节PCS7集散控制系统第五节集散控制系统可靠性第八章现场总线控制系统第一节概述第二节几种流行的现场总线第三节实时工业以太网第四节现场总线控制系统概论第一节控制仪表与控制系统>控制仪表与控制系统自动控制系统一般由被控对象、变送器、控制器和执行器构成，其方框图如下所示：给定值被控参数被控介质简单控制系统方框图变送器执行器控制器被控对象被控对象－需要调节其工艺参数的生产设备。变送器－把工艺参数转换成标准统一信号的装置。控制器－将来自变送器的测量值与给定信号相比较后产生的偏差信

4、号,按照预先设定好的控制规律进行运算后，输出一个控制信号去执行器。执行器－把控制器的输出信号转换成直线位移或角位移，以控制阀门的开度。此外，根据需要还可设有显示、转换、计算、辅助、给定装置。概论第二节控制仪表及装置分类>控制仪表及装置的分类电动控制仪表气动控制仪表能源电源（220VAC/24VDC）气源（140kPa）传输信号电信号（电压、电流、数字）气压信号元、器件电子元器件气动元件接线导线导管电磁干扰与防爆受电磁干扰影响须采取抗干扰、防爆措施不受电磁干扰影响本质上安全防爆电动控制仪表和气动控制仪表的比较按所用能源形式：气动、电动、液动。工业

5、上主要使用电动和气动控制仪表。模拟仪表传输信号为连续变化的模拟量,，这类仪表线路较简单,操作方便，价格较低。如气动仪表，电动单元组合仪表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等。数字仪表传输信号为断续变化的数字量，这类仪表与装置以微型计算机为核心，功能完善，性能优越，能解决模拟仪表难以解决的问题。如可编程调节器、控制器、DCS、FCS等。按信号类型：模拟式和数字式。基地式仪表：包含多种功能部件（传感、指示、记录、控制、执行等部分），设计成一个整体，结构较简单。如带控制机构的指示记录仪。单元组合式仪表：系列仪表划分成能独立实现某种功能的若干单元，单元间用标准信号联系。如电

6、动、气动单元组合仪表。集散控制系统（DCS）：以微型计算机为核心,集4C技术为一体的计算机控制装置,实现分散控制和集中管理。如TPS、PCS7、ECS、Hollias等。现场总线控制系统（FCS）:现场总线将具有数字通信能力的现场仪表相连接,并同上层监控管理级一起构成分布式控制网络。如基于FF、Profibus总线的FCS。按结构形式概论第三节联络信号和传输方式>联络信号和传输方式联络信号是指在成套仪表系列中，仪表之间采用的传输信号的类型和数值。联络信号类型气动仪表：20~100KPa电动仪表：模拟信号0~10mA、4~20mA及1~5V数字、

7、频率信号信号下限从零开始有利于模拟量运算。信号下限从某值开始（活零点）便于检验仪表是否断电，并可实现两线制。信号上限高，产生的电磁平衡力大；信号上限低有利于减少功率损耗和仪表防爆。直流电流传输接收仪表R0I0IiRiRiRcm发送仪表电流信号传输时仪表之间的连接为保证传输误差ε在允许范围之内，应要求R0》Rcm+nRi，故有为减小传输误差，要求：R0足够大，而Rcm及Ri应比较小电流传输的特点优点发送仪表输出电阻大，故电流信号适于远距传输。电流回路中串入一电阻，取压方便。缺点回路中增减接收仪表时，将影响其它仪表的工作。各台仪表没有公共接地点，若要

8、和计算机联用,则应在仪表输入输出端采取直流隔离措施。直流电压传输电压信号传输时仪表之间的连接接收仪表RiRcm／２发送仪表R0U0Rcm