南宫NG28工业自动化仪表与系统课件ppt

　　南宫NG28工业自动化仪表与系统课件ppt工业自动化仪表与系统;一、工业自动化仪表的分类;1、能源分类;2、信号类型分类;3、结构分类;集散控制系统 计算机控制装置。特点“集中管理、分散控制。 现场总线控制系统 全分布式的新型控制网络，特点”结构网络化和全分散性，系统的开放性，现场仪表的互可操作性和功能自治性，以及对环境的适应性。;二、常用工业自动化仪表的工作原理;1、变送器;（1）模拟变送器的构成;（2）数字变送器组成;2、调节器;; DDZ-Ⅲ型电动单元调节器 是模拟式中较为常见的一种，它以来自变送器或转换器的1～5V直流测量信号作为输入信号，与1～5V直流设定信号相比较得到偏差信号，然后对此信号进行PID运算后，输出1～5V或4～20mA直流控制信号，以实现对工艺变量的控制。 整套仪表可以构成安全火花型防爆系统，而且增加了安全栅，实现控制室与危险场所之间的能量限制和隔离。 有软、硬两种手动操作方式，软手动与自动之间相互切换具有双向无平衡无扰动特性，提高了的操作性能。这是因为在自动与软手动之间有保持状态，此时输出可长期保持不变，所以即使有偏差存在，也能实现无扰动切换。 采用国际标准信号制，现场传输信号为4～20mA直流电流，控制室联络信号为1～5V直流电压，信号电流和电压的转换电阻为250Ω。由于电气零点不是从零开始，因此容易识别断电、断线等故障。信号传输采用电流传送-电压接受的并联方式，即进出控制室的传输信号为直流电流信号（4～20mA），将此电流信号转换成直流电压信号后，以并联形式传输给控制室各仪表。;; DDZ-Ⅲ型电动单元调节器调节规律 １.比例调节 比例控制的输出与输入的关系为：y＝Kpe KP是比例增益，它决定了比例控制作用的强弱。KP越大，比例控制作用越强。 KP越小，比例控制作用越弱。 特点：及时、迅速（的输出与输入成正比，只要有偏差存在，输出就会马上与偏差成比例地变化） ２．比例积分调节 比例积分作用的数学表达式为： 只要存在偏差，积分的输出就会不断地随时间积分而增大，只有当偏差为零时，才会停止积分，保持在一定的输出值不变。 积分作用的一个重要优点是能够消除余差， TI：积分时间，积分时间是指在阶跃信号作用下，积分作用的输出等于比例作用的输出所经历的时间。 积分时间TI是一个常数，它可以用来表示积分速度的大小和积分作用的强弱。 ３．比例微分调节 比例微分的输出与输入信号的关系为： 通常称微分控制为“超前控制”。比例微分输出的大小与偏差变化速度及微分时间ＴＤ成正比。微分作用的强弱用微分时间来衡量。微分时间越长，微分作用越强。;（2）数字调节器;单回路数字简介;结构原理:;3、执行器;（1）电动执行器;电动执行器结构：;（2）气动执行器;; 气动薄膜执行机构组成：由弹性薄膜平衡弹簧和推杆组成。 气动执行机构按推杆位移的方向有： 正作用形式：如果当输入气压信号增加时，推杆向下移动 反作用形式：当输入气压信号增加时，推杆向上移动 调节机构直接与介质接触，通过改变阀芯的行程而改变控制阀的阻力系数，以达到控制流量的目的。 控制阀有直通双座控制阀、直通单座控制阀、蝶阀、三通阀、高压阀、角形阀、隔膜阀等多种结构形式。; （1）直通单座阀 阀体内有一个阀芯、一个阀座，如图（a）所示。特点：结构简单，泄漏量小，易于关闭，可将流体完全切断。缺点：流体流动时产生的单方向的不平衡力大，尤其在高压差、大口径时，不平衡力更大。适用场合：它只适用于低压差的场合。 （2）直通双座阀 阀体内有两个阀芯和阀座，如图（b）所示。流体从左侧进入，通过上、下阀芯后，再汇合在一起，由右侧流出。特点：流体流过的时，作用在上、下两个阀芯上的推力方向相反，大小近于相等，可以相互抵消，不平衡力小。缺点：受加工的限制，上下两个阀芯阀座不易保证同时关严南宫NG·28娱乐(中国)官方网站，泄漏量较大。流通能力较大大。适用场合：适用于低粘度、不含纤维、悬浮颗粒的洁净介质及高压差、高静压且允许有泄漏的场合。 （3）角形阀 （c）为角形阀。它的阀体为直角形，其他结构与直通单座阀相似。其阀芯为单导向结构，只能正装。特点：角形阀的流路简单，阻力小，适用场合：适用于高压差、高粘度、含悬浮物和颗粒状物质流体的控制，可避免堵塞和结焦，便于自净和清洗。 （4）三通阀 有三个出入口与管道相连，按作用方式分为分流式和合流式,如图（d）和（e）所示。分流阀是一进两出，合流阀是两进一出。阀芯移动时，流体一路增加，另一路减小。但总量不变。; （3）液动执行器;电液伺服控制系统 ; （4）控制阀的流量特性 ;（1） 直线流量特性 直线流量特性是指控制阀的相对开度与相对流量间成直线关系，直线流量特性的控制阀在小开度时，其相对流量变化大，控制作用太强，易引起超调，产生振荡；而在大开度工作时，其相对流量的变化小，控制作用太弱，会造成控制作用不够及时南宫NG·28娱乐(中国)官方网站。因此，在使用直线流量特性的控制阀时，应尽量避免控制阀工作在此区域内。 （2） 等百分比（对数）流量特性 等百分比流量特性是指单位相对位移变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比。等百分比流量特性控制阀相对流量和相对行程的关系是非线性的，相对开度较小时，流量变化较小；在相对开度较大时，流量变化较大。因此它在全行程范围内相对流量的百分比变化率相同。所以控制过程平稳，适用范围较广，更适用于负荷变化大的工艺对象。 （3） 快开流量特性 这种流量特性在小开度时流量就比较大南宫NG·28娱乐(中国)官方网站，随着开度的增大，流量很快达到最大，故称为快开流量特性。;（5）控制阀气开、气关形式 ; 阀的气源信号发生故障或控制系统某环节失灵时，阀处于全开的位置安全，还是处于全关的位置安全，要由具体的生产工艺来决定。选择原则： （1） 首先要从生产安全出发，即当气源供气中断，或出故障而无输出，或控制阀膜片破裂而漏气等而使控制阀无法正常工作以致阀芯回复到无能源的初始状态（气开阀回复到全关，气关阀回复到全开），应能确保生产工艺设备的安全，不致于发生事故。（2）从保证产品质量出发，当发生控制阀处于无能源状态而回复到初始位置时，不应降低产品的质量。（3）从降低原料、成品、动力消耗来考虑。（4）从介质的特点考虑。;三、典型工业过程测控系统的构建;1、简单控制系统;2、复杂控制系统;加热炉温度控制系统方框图; 串级控制系统方框图;2、比值控制系统;;3、均匀控制系统;简单的均匀控制和串级均匀控制;4、分程控制系统;;;四 控制系统的质量指标 ;谢谢！

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