自动化仪表与dcs第一章_概述_sk

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1、中国石油大学胡长松2012-2自动化仪表与DCS内容第一章概述第二章控制单元第三章可编程控制器第四章执行单元第五章电气仪表的防爆知识第六章DCS控制系统第一章概述1.1自动控制系统与自动化仪表1.2自动化仪表的分类1.3仪表信号制和传输方式1.1自动控制系统与自动化仪表自动化：用相应的仪表代替人的感官和操作眼脑手变送器控制器执行器执行器测量变送器－把工艺参数转换成标准统一信号的装置。控制器－对偏差信号按照预先设定好的控制规律进行运算，输出控制信号控制执行器动作。执行器－根据控制器的输出完成对被控对象的控制。1.1自动控制系统与自动化仪表1.1自动控制系统与自动化仪表操纵

2、值（MV）——控制器送给执行器的信号。给定值（SV）——工艺上希望保持的被控变量数值。测量值（PV）——被控变量的实际测量数值，即仪表示值。偏差（DV）——测量值与给定值之差。1.1自动控制系统与自动化仪表被控对象——被控制的工艺生产设备。操纵变量——实现控制作用的参数，一般是执行器控制的物理量。被控变量——要求实施控制的参数，一般是工艺操作的物理量。干扰——引起被控变量发生变化的各种因素。箭头方向表示信号的流向，而不是物料或能量的流向。1.1自动控制系统与自动化仪表过程测量仪表（压力、温度、液位、流量、成分）传感器、变送器过程控制仪表可编程调节器、可编程控制器、DCS

3、、安全栅、操作单元、显示单元、调节阀、电磁阀、变频器……1.1自动控制系统与自动化仪表第一章概述1.1自动控制系统与自动化仪表1.2自动化仪表的分类1.3仪表信号制和传输方式1.2自动化仪表的分类按能源分按信号类型分按结构分按安装地点分气动、电动、液动……模拟的、数字的……基地式、单元组合、集散控制……控制室安装、现场安装……1.2自动化仪表的分类按所用能源形式分气动、电动和液动仪表。工业上主要使用电动和气动控制仪表。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

4、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1.2自动化仪表的分类按所用能源形式分电动仪表能源获取方便，信号传输和处理容易，便于实现集中显示和操作电动仪表的发展过程DDZ-S（80年代初）CPU，集成电路24VDC4～20mA（1-5V）类型DDZ-ⅠDDZ-ⅡDDZ-Ⅲ放大元件电子管晶体管集成电路电源与信号220VAC0～10mA1.2自动化仪表的分类按所用能源形式分气动仪表结构简单、性能稳定、可靠性高、易于维护、安全防爆等特点。特别适用于石油、化工等有爆炸危险的场所。气动仪表的发展过程类型QDZ-ⅠQDZ-ⅡQDZ-Ⅲ主要元

5、件膜片、杠杆、弹簧波纹管、杠杆集成气路气源与信号气源为0.14MPa的洁净压缩空气，标准信号为20kPa－100kPa1.2自动化仪表的分类按能源分按信号类型分按结构分按安装地点分气动、电动、液动……模拟的、数字的……基地式、单元组合、集散控制……控制室安装、现场安装……1.2自动化仪表的分类按信号类型分模拟式和数字式仪表。传输信号为离散的数字量，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、PLC、DCS、FCS等。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

6、仪表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等。数字仪表1.2自动化仪表的分类按能源分按信号类型分按结构分按安装地点分气动、电动、液动……模拟的、数字的……基地式、单元组合、集散控制……控制室安装、现场安装……1.2自动化仪表的分类按结构形式分单元组合式、基地式、集散控制系统、现场总线控制系统单元组合式仪表根据控制系统各组成环节的不同功能和使用要求，将仪表做成能实现一定功能的独立仪表（单元），各个仪表之间使用统一的标准信号进行联系，各单元不同组合可构成各种复杂度的控制系统和检测系统。变送单元执行单元控制单元转换单元运算单元显示单元给定单元辅助单元1.2自动化仪表的分类按结构形式分单元组合式、基地式

7、、集散控制系统、现场总线控制系统单元组合式仪表变送单元：将各种被测参数，如温度、压力、流量、液位等物理量变换成相应的标准统一信号（4~20mA，0~10mA或20~100kPa）传送到接收仪表或装置，以供指示、记录或控制。温度变送器压力变送器差压变送器流量变送器液位变送器1.2自动化仪表的分类按结构形式分单元组合式、基地式、集散控制系统、现场总线控制系统单元组合式仪表转换单元：将电压、频率等电信号转换成标准统一信号，或者进行标准统一信号之间的转换，以使不同信号可以在同一控制系统中使用直流毫伏转换器频率转换器电/气转换器气/电转换器1.2自