【2017年整理】化工仪表自动化复习资料.docVIP

化工自动化的主要内容包括自动检测系统，自动信号和联锁保护系统，自动操纵及自动开停车系统和自动控制系统。 自动控制系统的基本组成包括自动化装置和被控对象，其中自动化装置包括测量元件与变送器，自动控制器和执行器。其中，测量元件与变送器的功能是测量液位并将液位的高低转化为一种特定的、统一的输出信号；自动控制器的功能是接受变送器传来的信号，与工艺需要保持的液位高度相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号发送出去；执行器的功能是能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度。 方块图中，x指设定值；z指输出信号；e指偏差信号；p指发出信号；q指出料流量信号；y指被控变量；f指扰动作用。当x取正值，z取负值，e= x- z，负反馈；x取正值，z取正值， e=x+z，正反馈。 自动控制系统分类：定值控制系统，随动控制系统，程序控制系统。 方框图中每个环节表示组成系统的一个部分，称为“环节”。两个方块之间用一条带有箭头的线条表示其信号的相互关系，箭头指向方块表示为这个环节的输入，箭头离开方块表示为这个环节的输出。线旁的字母表示相互间的作用信号。如上图。 自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。与自动检测、自动操纵等开环系统比较，最本质的区别，就在于自动控制系统有负反馈，开环系统中，被控（工艺）变量是不反馈到输入端的。 静态——被控变量不随时间而变化的平衡状态（变化率为0，不是静止）。当一个自动控制系统的输入（给定和干扰）和输出均恒定不变时，整个系统就处于一种相对稳定的平衡状态，系统的各个组成环节如变送器、控制器、控制阀都不改变其原先的状态，它们的输出信号也都处于相对静止状态，这种状态就是静态。 动态——被控变量随时间变化的不平衡状态 。从干扰作用破坏静态平衡，经过控制，直到系统重新建立平衡，在这一段时间中，整个系统的各个环节和信号都处于变动状态之中，这种状态叫做动态；控制系统的过渡过程是指系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。 常用的干扰形式是阶跃干扰，那是因为这种形式的干扰比较突然、危险，且对被控变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效地克服这种类型的干扰，那么一定能很好地克服比较缓和的干扰。这种干扰的形式简单，容易实现，便于分析、实验和计算。 自动控制系统在阶跃干扰作用下过渡过程的四种形式，即非周期衰减过程，衰减震荡过程，等幅震荡过程 ，发散震荡过程。 控制系统的品质指标：最大偏差或超调量，衰减比，余差，过渡时间，振荡周期或频率。最大偏差是指在过渡过程中，被控变量偏离给定值的最大数值；衰减比是衰减程度的指标，它是前后相邻两个峰值的比。习惯表示为 n:1，一般 n 取为4～10之间为宜；当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差叫做余差。 字母代号PIC-207，其中第一位字母P表示被测变量为压力，第二位字母I表示具有指示功能，第三位字母C表示具有控制功能，因此，PIC的组合就表示一台具有指示功能的压力控制器；TRC-210表示一台具有记录功能的温度控制器；LICA-202代表一台具有指示、报警功能的液位控制器。其中，F表示流量，L表液位，T表温度，P表压力。PIC-206表示工段号为2，仪表序号为06。 测量过程在实质上都是将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。 测量误差指由仪表读得的被测值与被测量真值之间的差距。通常有两种表示方法，即绝对误差和相对误差。 允许误差 仪表的δ允越大，表示它的精确度越低；反之仪表的精确度越高。将仪表的允许相对百分误差去掉“±”号及“％”号，便可以用来确定仪表的精确度等级。目前常用的精确度等级有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。 分辨力是指数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数变化量，有单位。 工业仪表按仪表使用的能源分为气动仪表、电动仪表、液动仪表；按信息的获得、传递、反映和处理的过程分为检测仪表，显示仪表，集中控制装置，控制仪表及执行器；按仪表的组成形式分为基地式仪表及单元组合仪表。DDZ表电动单元组合。 压力是指均匀垂直地作用在单位面积上的力，其单位是帕。在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。 表压是绝对压力与大气压之差，负压是大气压与绝对压力之差。 弹性式压力计原理：它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。其中，弹性元件包括（1）弹簧管式弹性元件【可测高达1000MPa的压力】其截面是扁圆形或椭圆形（2）薄膜式弹性元件（3）波纹管式弹性元件 电气式压力计原理：它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量来进行测量的仪表，可以远距离传送信号。 一般由压力传感器、测量电路和信号处理装置所组成。方框图有四部分（传感器，测量线路，指示器记录仪控制器，辅助电