工業(yè)儀表與自動化交叉應(yīng)用技術(shù)(已修改)
2025-07-12 20:46 本頁面
【正文】 工業(yè)儀表與自動化交叉應(yīng)用技術(shù) 自動化儀表在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，自動化儀表廣泛地應(yīng)用在生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。 儀表類別單元組合儀表可分為現(xiàn)場安裝儀表和控制室安裝儀表兩大部分。一次儀表 一次儀表就是現(xiàn)場安裝儀表，主要為測量變送單元和執(zhí)行單元兩類。一次儀表傳輸信號為4～20mA直流電流，一般供24V直流電。圖21為電動單元組合儀表的簡單控制系統(tǒng)。圖21 電動單元組合儀表的簡單控制系統(tǒng)框圖（1）變送單元變送單元能將各種被測參數(shù)如溫度、壓力流量、液位等物理量轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的4～20mA直流電流，傳送到顯示、調(diào)節(jié)等單元供顯示記錄或控制。變送單元的主要器件有溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、差壓變送器等。（2）執(zhí)行單元指的是操作閥門之類的執(zhí)行元件，可以按照控制器輸出（如PLC或MCU的D/A）的控制信號改變操縱變量的大小，實(shí)現(xiàn)控制目的。主要器件有角行程電動執(zhí)行器和直行程電動執(zhí)行器等。角行程電動執(zhí)行器：它以電源為動力，接受420mADC或010mADC信號將此轉(zhuǎn)換成與輸入信號相對應(yīng)的轉(zhuǎn)角位移，自動地操縱風(fēng)門擋板、蝶閥、球閥等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，完成自動調(diào)節(jié)任務(wù)，或者配用電動操作器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方手動控制。直行程電動執(zhí)行器：它以電源為動力，接受統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)420mADC或010mADC信號將此轉(zhuǎn)變成與輸入信號相對應(yīng)的出軸直線位移，自動地操縱調(diào)節(jié)閥或其它終端機(jī)構(gòu)等完成自動調(diào)節(jié)任務(wù)，或者配用電動操作器實(shí)行手動搖控。廣泛地用于發(fā)電廠、鋼鐵、石油、化工、輕工等工業(yè)部門的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。二次儀表 二次儀表主要是控制室內(nèi)安裝的儀表，主要為轉(zhuǎn)換單元、調(diào)節(jié)單元、運(yùn)算單元、顯示單元、給定單元和輔助單元。二次儀表之間傳輸?shù)男盘枮?～5V直流電壓，一一般須供24VDC電 。（1）轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換單元為電動單元組合儀表與其他類型儀表之間聯(lián)系的橋梁，將電壓、頻率等電信號或20～200KPa的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的4～20mA直流電流信號，從而與儀表的控制系統(tǒng)連接起來。轉(zhuǎn)換單元主要器件有直流毫伏轉(zhuǎn)換器、頻率轉(zhuǎn)換器、氣點(diǎn)轉(zhuǎn)換器。（2）調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)單元主要是將來自變送單元的測量信號（PV值）與給定信號（SP值）進(jìn)行比較，按照偏差情況給出控制信號，去控制執(zhí)行器的動作，使測量值（PV）與給定值（SP）相等。調(diào)節(jié)單元主要器件有比例調(diào)節(jié)器（P）、比例積分調(diào)節(jié)器（PI）、比例微調(diào)節(jié)分器（PD）、比例積分微分調(diào)節(jié)器（PID）以及具有特殊功能的調(diào)節(jié)器。（3）運(yùn)算單元運(yùn)算單元將幾個直流電流信號或電壓信號進(jìn)行加、減、乘、除、乘方、開方等數(shù)學(xué)運(yùn)算，適用于多參數(shù)綜合控制、配比控制、流量信號的溫度壓力矯正運(yùn)算等。現(xiàn)集成于PLC或MCU的CPU運(yùn)算單元。（4）顯示單元顯示單元對各種參數(shù)進(jìn)行指示、記錄、報(bào)警和積算，供操作人員監(jiān)視控制系統(tǒng)的工況使用，目前較多為監(jiān)控主態(tài)畫面。（5）給定單元給定單元輸出4～20mA直流電流，作為被控變量的給定值（SP）送到調(diào)節(jié)單元，實(shí)現(xiàn)定制控制。給定單元輸出也可以供給其他儀表作為參考基準(zhǔn)值。給定單元的主要器件有恒流給定器、比值給定器和時間程序給定器。（6）輔助單元輔助單元有操作器、阻尼器、限幅器、安全柵等。操作器：用于手動操作； 阻尼器：用于壓力流量等信號的平滑、阻尼緩沖； 限幅器：用于限制電流電壓信號的上、下極限； 安全柵：用于將危險(xiǎn)場所與非危險(xiǎn)場所隔開，起安全防爆作用。 配電器：主要功能是通過直流轉(zhuǎn)換器為現(xiàn)場安裝的兩線制變送器提供一個隔離的電源,同時又將兩線制變送器輸送來的(4～20)mA DC信號轉(zhuǎn)換成與之隔離的(1～5)V DC直流電壓信號,供給指示表,記錄儀,調(diào)節(jié)器,廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)過程檢測與控制系統(tǒng)。圖22 電動單元組合儀表的組合方式 儀表的位號表示在檢測、控制系統(tǒng)中，構(gòu)成一個回路的每個儀表都應(yīng)有自己的儀表位號。根據(jù)HG20505—92行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，儀表的位號由字母代號組合與阿拉伯?dāng)?shù)字構(gòu)成回路號兩部分組成。儀表的位號中，第一位字母表示被控變量，后繼字母表示儀表的功能。數(shù)字回路號由工序號和順序號組成，一半用3～5位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。圖23 儀表位號結(jié)構(gòu)圖 如圖24 儀表位號的標(biāo)注方法（1）在管道儀表流程圖（也稱Pamp。D圖）和系統(tǒng)圖中，儀表位號的標(biāo)注方法是：字母代號填寫在儀表圓圈的上半圓中，回路編號填寫在下半圓圈中，如圖24 儀表位號的標(biāo)注方法（2）如果同一儀表回路中有兩個以上相同的儀表，可用儀表位號附加尾綴（大寫英文字母）的方法加以區(qū)別。例如：FT101A、FT101B表示同一回路內(nèi)的兩臺流量變送器。FV101A、FV101B表示同一回路內(nèi)的兩臺控制閥。（3）當(dāng)屬于不同工序的多個檢測元件共用一臺顯示儀表時（比如上位機(jī)監(jiān)控組態(tài)畫面），顯示儀表位號在回路中不表示工序號，只編制順序號。在顯示儀表回路編號后加阿拉伯?dāng)?shù)字順序號尾綴方法表示檢測元件的儀表位號。例如：多點(diǎn)溫度儀表位號為TI
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