【正文】 控制器的基本控制規(guī)律位式控制（其中以雙位控制比較常用）、比例控制（P）、積分控制（I）、微分控制（D）。 （97）圖99 比例度與輸入輸出的關(guān)系將式（97）改寫后得即（98）對于一只具體的比例控制器，儀表的量程和控制器的輸出范圍都是固定的,令 （99）對一只控制器來說， K是一個(gè)固定常數(shù)。 一、控制儀表的能源形式按照儀表所用的能源控制儀表直接作用式控制器間接作用式控制器二、控制儀表的結(jié)構(gòu)形式按控制儀表與自動控制系統(tǒng)中的檢測、變送、顯示等各部分的組合方式不同,主要可以分為基地式控制儀表與單元組合式控制儀表等。④ 儀表大都采用力平衡或力矩平衡原理,工作位移小、無機(jī)械摩擦、精度高、使用壽命長、性能較好。 給定單元(G)216。 PID運(yùn)算功能252。216。 由于集成運(yùn)算放大器有高增益，因而開環(huán)放大倍數(shù)很高，這使儀表的精度得到提高。 （4）內(nèi)部帶有附加裝置的控制器能和計(jì)算機(jī)聯(lián)用,在與直接數(shù)字計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用時(shí),在計(jì)算機(jī)停機(jī)時(shí),可作后備控制器使用。 長行程 行程長、轉(zhuǎn)矩大，適于輸出轉(zhuǎn)角（60176。 缺點(diǎn) 在壓差大的時(shí)候，流體對閥芯上下作用的推力不平衡，這種不平衡力會影響閥芯的移動。 （5）三通控制閥 共有三個(gè)出入口與工藝管道連接。④ 串、并聯(lián)管道會使控制閥的放大系數(shù)減小，串聯(lián)管道時(shí)控制閥大開度時(shí)影響嚴(yán)重，并聯(lián)管道時(shí)控制閥小開度時(shí)影響嚴(yán)重。 二、角行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)DKJ型角行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以交流220V為動力,接受控制器的直流電流輸出信號,并轉(zhuǎn)變?yōu)?176。 它們對產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及安全具有決定性的作用，而人工操作又難以滿足要求的；216。 ③ 盡量采用直接指標(biāo)作為被控變量。② 操縱變量一般應(yīng)比其他干擾對被控變量的影響更加靈敏。在閉環(huán)的控制系統(tǒng)中，先將控制器變?yōu)榧儽壤饔?，并將比例度預(yù)置在較大的數(shù)值上。 整定的步驟（1）先用純比例作用進(jìn)行湊試，待過渡過程已基本穩(wěn)定并符合要求后，再加積分作用消除余差，最后加入微分作用是為了提高控制質(zhì)量。副變量串級控制系統(tǒng)中為了穩(wěn)定主變量或因某種需要而引入的輔助變量。 在串級控制系統(tǒng)中,主變量是反映產(chǎn)品質(zhì)量或生產(chǎn)過程運(yùn)行情況的主要工藝參數(shù)。(1)干擾作用于副回路F2引起θ2變化，控制器T2C及時(shí)進(jìn)行控制，使其很快穩(wěn)定下來；如果干擾量小，經(jīng)過副回路控制后，F(xiàn)2一般影響不到溫度θ1；如果干擾量大，其大部分影響為副回路所克服，波及到被控變量溫度θ1再由主回路進(jìn)一步控制，徹底消除干擾的影響，使被控變量回復(fù)到給定值。 由于增加了副回路,使串級控制系統(tǒng)具有一定的自適應(yīng)能力,可用于負(fù)荷和操作條件有較大變化的場合。副回路具有先調(diào)、粗調(diào)、快調(diào)的特點(diǎn)；主回路具有后調(diào)、細(xì)調(diào)、慢調(diào)的特點(diǎn)，并對于副回路沒有完全克服掉的干擾影響能徹底加以克服。 在上例中，選擇的副變量就是操縱變量（加熱蒸汽量）本身。圖134　串級控制系統(tǒng)典型方塊圖二、串級控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用串級控制系統(tǒng)有兩個(gè)閉合回路。從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)看，這兩個(gè)控制器是串接工作的。一般以被控變量來回波動兩次達(dá)到穩(wěn)定，就可以近似地認(rèn)為達(dá)到4∶1衰減過程了。 幾種常用的工程整定法先通過試驗(yàn)得到臨界比例度δk和臨界周期Tk，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的關(guān)系求出控制器各參數(shù)值。 最常見的操縱變量是介質(zhì)的流量。 ② 被控變量在工藝操作過程中經(jīng)常要受到一些干擾影響而變化。 第二節(jié) 被控變量的選擇生產(chǎn)過程中希望借助自動控制保持恒定值（或按一定規(guī)律變化）的變量稱為被控變量。 兩大部分電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)216。② 串、并聯(lián)管道都會使控制閥的可調(diào)范圍降低，并聯(lián)管道尤為嚴(yán)重。 角形閥（4）高壓控制閥高壓控制閥的結(jié)構(gòu)形式大多為角形,閥芯頭部摻鉻或鑲以硬質(zhì)合金,以適應(yīng)高壓差下的沖刷和汽蝕。（1）直通單座控制閥閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯與閥座。 按能源形式分類： 氣動執(zhí)行器 電動執(zhí)行器 液動執(zhí)行器氣電轉(zhuǎn)換器電氣轉(zhuǎn)換器電氣閥門定位器氣動執(zhí)行器電動執(zhí)行器氣動控制儀表電動控制儀表圖111 轉(zhuǎn)換單元的使用簡圖第一節(jié) 氣動執(zhí)行器一、氣動執(zhí)行器的組成與分類結(jié)構(gòu)氣動執(zhí)行結(jié)構(gòu)控制閥常用輔助設(shè)備 閥門定位器 手輪機(jī)構(gòu)　圖112 氣動薄膜控制閥外形圖薄模式 結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、維修方便，應(yīng)用廣泛。216。 由于集成運(yùn)算放大器均為差分放大器，且輸入對稱性好，漂移小，儀表的穩(wěn)定性得到提高。 優(yōu)點(diǎn)216。電動單元組合式儀表的發(fā)展階段： DDZⅠ型——電子管器件為主要器件 DDZⅡ型——晶體管等分立元件為主要器件 DDZⅢ型——線性集成電路作為核心器件三、控制儀表的信號形式控制儀表模擬式控制儀表數(shù)字是控制儀表第二節(jié) 模擬式控制儀表一、概述模擬式控制儀表所傳送的信號形式為連續(xù)的模擬信號。 變送單元(B)216。② 可以通過轉(zhuǎn)換單元,把氣動表、電動表,甚至液動表聯(lián)系起來,混合使用。積分控制作用在最后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，偏差等于零。圖95 三位控制器特性圖第二節(jié) 比例控制在雙位控制系統(tǒng)中，被控變量不可避免地會產(chǎn)生持續(xù)的等幅振蕩過程，為了避免這種情況，應(yīng)該使控制閥的開度與被控變量的偏差成比例，根據(jù)偏差的大小，控制閥可以處于不同的位置，這樣就有可能獲得與對象負(fù)荷相適應(yīng)的操縱變量，從而使被控變量趨于穩(wěn)定，達(dá)到平衡狀態(tài)。不同自動化系統(tǒng)要具體分析。 ② 偏差絕對值與時(shí)間乘積對時(shí)間的積分,簡記為ITAE 它對后期的偏差值加大權(quán)值,因此對消除偏差所需的時(shí)間比較敏感。 （4） 過渡時(shí)間 從干擾作用發(fā)生的時(shí)刻起，直到系統(tǒng)重新建立新的平衡時(shí)止，過渡過程所經(jīng)歷的時(shí)間叫過渡時(shí)間。在衰減振蕩過程中，最大偏差就是第一個(gè)波的峰值。 這種形式的干擾比較突然、危險(xiǎn)，且對被控變量的影響也最大。因?yàn)樵谏a(chǎn)過程中，干擾是客觀存在的，是不可避免的，就需要通過自動化裝置不斷地施加控制作用去對抗或抵消干擾作用的影響，從而使被控變量保持在工藝生產(chǎn)所要求控制的技術(shù)指標(biāo)上。（順序控制系統(tǒng)）給定值變化，但它是一個(gè)已知的時(shí)間函數(shù)，即生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)需按一定的時(shí)間程序變化。溫度控制器的輸出送至控制閥，以改變加熱蒸汽量來維持出口物料的溫度不變。 第二節(jié) 自動控制系統(tǒng)的方塊圖一、信號和變量載有變量信息的物理變量是信號。圖61 電子電位差計(jì)原理圖熱電偶測量橋路放大器可逆電機(jī)指示機(jī)構(gòu)記錄機(jī)構(gòu)同步電機(jī)穩(wěn)壓電源圖62 電子電位差計(jì)原理方框圖結(jié)論電子電位差計(jì)既保持了手動電位差計(jì)測量精度高的優(yōu)點(diǎn)，而且無須用手去調(diào)節(jié)就能自動指示和記錄被測溫度值。輻射源；2161。（49）特點(diǎn)216。 兩圓筒間的電容量C圖48 電容器的組成1161。 圖45 法蘭式差壓變送器測量液位示意圖1161。170。170。平衡閥第二節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)一、工作原理轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量方法。排放閥差壓計(jì)或差壓變送器安裝或使用不正確也會引起測量誤差。節(jié)流裝置；2161。引壓導(dǎo)管；4161。 （3）測量蒸汽的流量時(shí)，要實(shí)現(xiàn)上述的基本原則，必須解決蒸汽冷凝液的等液位問題，以消除冷凝液液位的高低對測量精度的影響。①取壓點(diǎn)應(yīng)該位于節(jié)流裝置的下半部，與水平線夾角α為0176。170。對于不同的被測介質(zhì)，導(dǎo)壓管的安裝亦有不同的要求，下面分類討論。而（38） （39） 分別為F2及電磁力 離副杠桿十字支撐簧片的距離。 11—副杠桿 。 3—支點(diǎn) 。 所謂單元組合式儀表,這是將對參數(shù)的檢測及其變送、顯示、控制等各部分,分別做成只完成某一種功能而又能各自獨(dú)立工作的單元儀表 (簡稱單元,例如變送單元、顯示單元、控制單元等)。② 在節(jié)流裝置前后長度為兩倍于管徑(2D)的一段管道內(nèi)壁上,不應(yīng)有凸出物和明顯的粗糙或不平現(xiàn)象。造價(jià)高低也與此相對應(yīng)。因而所測得的壓差與流量之間的關(guān)系，與測壓點(diǎn)及測壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。 以測量流體流過的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計(jì)。 該例說明了選一臺量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值是不適宜的。 解　由于往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力脈動較大，所以選擇儀表的上限值為 根據(jù)就地觀察及能進(jìn)行高低限報(bào)警的要求，由本章附錄，可查得選用YX150型電接點(diǎn)壓力表，測量范圍為0～60MPa。170。③測量蒸汽壓力時(shí)，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接與測壓元件接觸[圖317（a）］；對于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測量，應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐，右圖（b）表示了被測介質(zhì)密度ρ2大于和小于隔離液密度ρ1的兩種情況。 ① 導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為6～10mm，長度應(yīng)盡可能短，最長不得超過50m，以減少壓力指示的遲緩?！D29 3051C型智能差壓變送器（4～20mA）方框圖3051C型智能差壓變送器所用的手持通信器為275型，帶有鍵盤及液晶顯示器。%。中心感應(yīng)膜片 (可動電極)； 2161。當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮（拉伸）應(yīng)變時(shí)，其阻值減?。ㄔ黾樱?，再通過橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級電勢輸出，并用毫伏計(jì)或其他記錄儀表顯示出被測壓力，從而組成應(yīng)變片式壓力計(jì)。綠燈；5 161。這時(shí)就應(yīng)采用帶有報(bào)警或控制觸點(diǎn)的壓力表。圓弧的橢圓截面的空心金屬管子。 優(yōu)點(diǎn)：具有結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、讀數(shù)清晰、牢固可靠、價(jià)格低廉、測量范圍寬以及有足夠的精度等優(yōu)點(diǎn)。 它根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測量。 第二章 壓力檢測概述：在化工生產(chǎn)中, 壓力是指由氣體或液體均勻垂直地作用于單位面積上的力。 (4)計(jì)算變差 ,故不影響表的準(zhǔn)確度等級。對這臺溫度變送器進(jìn)行校驗(yàn),得到下列數(shù)據(jù): 輸入信號標(biāo)準(zhǔn)溫度/℃050100150200輸出信號/mA正行程讀數(shù)x正正行程讀數(shù)x反4820試根據(jù)以上校驗(yàn)數(shù)據(jù)確定該儀表的變差、準(zhǔn)確度等級與線性度。3. 開關(guān)信號用兩種狀態(tài)或用兩個(gè)數(shù)值范圍表示的不連續(xù)信號。 ％（95％）所用的時(shí)間，可用來表示反應(yīng)時(shí)間。 儀表的靈敏限是指能引起儀表指針發(fā)生動作的被測參數(shù)的最小變化量。準(zhǔn)確度等級數(shù)值越小，就表征該儀表的準(zhǔn)確度等級越高，儀表的準(zhǔn)確度越高?！碧柤啊埃ァ碧枺憧梢杂脕泶_定儀表的精確度等級。第一章 檢測儀表基本知識內(nèi)容提要：測量過程與測量誤差 測量儀表的品質(zhì)指標(biāo)測量系統(tǒng)中的常見信號類型 檢測系統(tǒng)中信號的傳遞形式檢測儀表與測量方法的分類化工檢測的發(fā)展趨勢一、測量過程與測量誤差測量是用實(shí)驗(yàn)的方法,求出某個(gè)量的大小。 對生產(chǎn)中某些關(guān)鍵性參數(shù)進(jìn)行自動控制,使它們在受到外界干擾的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí),能自動地調(diào)回到規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)。 人們對化工生產(chǎn)各種單元操作進(jìn)行了大量的開發(fā)工作，使得化工生產(chǎn)過程朝著大規(guī)模、高效率、連續(xù)生產(chǎn)、綜合利用方向迅速發(fā)展?；x表及自動化緒論內(nèi)容提要n 化工自動化的意義及目的n 化工自動化的發(fā)展概況n 化工儀表及自動化系統(tǒng)的分類化工自動化的意義及目的 n 加快生產(chǎn)速度、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。n 20世紀(jì)50年代到60年代216。 自動開停車系統(tǒng)可以按照預(yù)先規(guī)定好的步驟,將生產(chǎn)過程自動地投入運(yùn)行或自動停車。能了解檢測技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展趨勢和最新發(fā)展動態(tài)。將儀表的允許相對百分誤差去掉“177。工業(yè)現(xiàn)場用的測量儀表。通常儀表靈敏限的數(shù)值應(yīng)不大于儀表允許絕對誤差的一半。線性度是表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的實(shí)際校準(zhǔn)曲線與理論直線的吻合程度。五、檢測儀表與測量方法的分類①依據(jù)所測參數(shù)的不同,可分成壓力 (包括差壓、負(fù)壓)檢測儀表、流量檢測儀表、物位 (液位)檢測儀表、溫度檢測儀表、物質(zhì)成分分析儀表及物性檢測儀表等。解:該題的解題步驟如下。注意若變差數(shù)值Δ變max超過了絕對誤差Δmax ,則應(yīng)以Δ變max來確定儀表的準(zhǔn)確度等級。 在工業(yè)生產(chǎn)過程中,壓力往往是重要的操作參數(shù)之一。 按其結(jié)構(gòu)形式的不同有U形管壓力計(jì)、單管壓力計(jì)等 優(yōu)點(diǎn)這類壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便 缺點(diǎn)其精度受工作液的毛細(xì)管作用、密度及視差等因素的影響，測量范圍較窄，一般用來測量較低壓力、真空度或壓力差。 可用來測量幾百帕到數(shù)千兆帕范圍內(nèi)的壓力。管子的自由端B封閉，另一端固定在接頭９上。將普通彈簧管壓力表稍加變化，便可成為電接點(diǎn)信號壓力表，它能在壓力偏離給定范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出信號，以提醒操作人員注意或通過中間繼電器實(shí)現(xiàn)壓力的自動控制。170。 圖26 應(yīng)變片壓力傳感器示意圖1—應(yīng)變筒；2—外殼；3—密封膜片二、壓阻式壓力傳感器 工作原理:壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。170。②量程范圍可達(dá)100∶1 ,時(shí)間常數(shù)可在0～36s內(nèi)調(diào)整,有較寬的零點(diǎn)遷移范圍?？梢越釉诂F(xiàn)場變送器的信號端子上，就地設(shè)定或檢測，也可以在遠(yuǎn)離現(xiàn)場的控制室中，接在某個(gè)變送器的信號線上進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定及檢測。如超過50m，應(yīng)選用能遠(yuǎn)距離傳送的壓力計(jì)。圖211 壓力計(jì)安裝示意圖１161。取壓容器④壓力計(jì)的連