自动化控制培训精

1、换热器温度控制系统自动化控制原理（一）系统组成原理（1）简单控制系统是由 一个控制器、一个变送 器（测量仪农）、个执行 器（控制阀）和一个被控对 象所组成的控制系统。 也称为单冋路控制系统 （2）控制器：实际的控制器包拆方块图屮的 比较部分和控制器方块两个部分，即用虚 线框起来的部分。控制器方块实现各种控 制规律，控制规律是控制器输入信号与输 出信号之间的数学关系(3) 被控对象：该控制系统有-个被控变量， 即换热器中被加热介质的出口温度T,有时 也称为被调变量或受控变量；"个被控对 彖，即换热器；一个操纵变量，即热载体 蒸汽的流量，有时也称为控制变量。(4) 测量变送单元：构成该单

2、元的仪表比较复 杂多样，但从控制系统功能分析角度看， 这-部分就是把被控变量测量出來并转换 为控制器可以接受的信号。(4)执行器：过程控制中，执行器以气动执行 器居多。气动执行器接受控制器发出的控 制信号，使阀门处于一个相应的开度，操 纵变量也就有一个相应的流量作用被控 对象上，执行器还可以根据控制系统的耍 求改变特性和作用方向。（二）温度检测仪表 1、主耍温度检测方法 a、接触式 膨胀式：玻橢滋体、双个属 压力式：nj札 蔓汽、液保 热电类：負电偶 热电阻：儲电倒、側电檢.想飒电袒 其彳也电'#： *版认龙代戴娶.石翼#悴*丈针 b、非接触式 光纟千类：克仟汉左信嚴器.克轩福射认朮针

3、 辐射式：福射式、老夕式、比色式温度是表征物体冷热用度的物理昴，是匸业牛产 和科学实验中最普遍、最重要的热匸参数之一。 物体的许多物理现象和化学性质都与温度仃关， 许多生产过程均是在一定的温度范围内进行的。 因此，温度的测竝是保证乞产正常进行、确保产 品质量和安全生产的关键环节。温度不能直接加以测址，只能借助尸冷热不同的 物体之间的热交换，以及物体的某吐物理件质随 冷热程度不同而变化的特性，來进行间接测量。 利用热平衡原理，我们可以选择某物体同被测 物体相接触来测量它的温度，当两者达到热平衡 状态时，选择物体与被测杨体的温度相同，通过 对选择物体的物理竝（如液体的体枳，导体的电 阻）的测量，便

4、可得出被测物体的温度数值。也 可利用热辐射原理和光学原理等来进行罪接触测 量。 2,热电偶介绍热电偶热电效应(1-5)(16)Eab(® 0o)=Eab(0) -Eab (0o)EAB(e, 0o)=f(0)-c =o(e) (b)热电偶测温冋路工业常用热电偶外形结构普通型热电偶铠装热电偶多点式热电偶隔爆型热电偶表面型热电偶 补偿导线补偿导线连接图热电偶参比組度补偿方法计尊法:根据补偿原理计算修正:冰浴法：般仅用尸实验空：机械调孚込股仪农在未I作时折针指在零位（机械冬点）：补偿电桥法：利用参比端温度补偿器产 的不平衡电势去补偿热电偶因温度变化而 引起的热电势变化值。热电偶温度计是以热

5、电效应为基础，将温 度变化转换为热电势变化进行温度测量的 仪表，是II前应用最为广泛的温度传感器。 它测温的精度高，灵敏度好，稳定性及复 现性较好，响应时间少，结构简单，使用 方便，测温范围广，可以用来测量一200 1600 °C ,在特殊情况F,可测至2800 °C 的高温或4K的低温。测温原理热电偶的测温原理某JL1821年塞贝克 (Seebeck)发现的热电现象。将两种不同的 导体或半导体连接成，如果两个接点的温 度不同(T > T0 ),则在冋路内会产生热 电动势，这种现象称为塞贝克热电效应。 图屮闭合回路称Z为热电偶。导体A和B称 Z为热电偶的热电丝或热偶丝

6、。热电偶两 个接点中，置温度为t的被测对彖中的接 点称为测量端，又称工作端或或热端，温 应为参考温应t。的另一端称Z为参咅端， 又称自由端或冷端。热电阻、热电阻的工作原理（ptlOO钳热电阻） 热电阻是利用物质在温度变化时本身电阻 也随着发生变化的特性来测量温度的。热 电阻的受热部分（感温元件）是用细金属 丝均匀地双绕花绝缘材料制成的骨架上， 为被测介质中有温度梯度存在时，所测得 的温度是感温元件所右范围内介质层中的 平均温度。二、热电阻的基本结构热电阻分为装配式热电阻和铠装式钳电阻。装配 式热电阻（温度变送器）与显示仪表配套，测凰- 200-600°C范11>|内的液体、气体

7、介质以及固体表 而等的温度，装配式热电阻通常由感温元件、安 装固定装置和接线盒等主要部件组成。铠装馆电阻是一种秸确、灵敏、稳定的温度传感 器，它比装配式钳电阻直径小，易弯曲，适宜装 配式钳电阻无法安装的场合，H.貝冇耐磨、耐震、 耐高温等特点。铠装钳电阻外保护管采用不锈钢, 内充高密度氧化物作绝缘体具有很强的抗污染和 优良的机械强度，适合安装在环境恶劣的场合。 铠装钳电阻可用于测量一 200650°C范国内液体、 气体（蒸汽）介质以及固体的温度。丄业热电阻有普通基型结构和铠装结构两 种，如图9-3J和图932所示。它们都由感 温元件、引出线、保护套管、接线盒、绝 缘材料组成。工业上常

8、用的热电阻工业上常用的热电阻有两种：钠热电阻、 铜热电阻。它们的分度号：根据IEC规定，钳热电阻有Pt50与PtlOO两种分度号其测量范围和0°C的标称电阻值R0 铜热电阻按WZC标准，分度号有Cu50和 CulOO两种故障判断及处理当二次仪衣显示温度无或不准时，先至现 场杳看钳电阻接线是否松动,如无再测量 一下钳电阻阻值是否正常（杳对应ptlOO钳 电阻分度表）。如果正常再去二次仪表输 入端测量输入电阻是否正常，若正常说明 二次显示仪表损坏。如果不匸常说明为接 线端r*接头松动竝中间接纓箱接头出问题。 在钳电阻阻值不正常时,四线制钳电阻可 根拯原理图检查是否为接线头脱落，可使 用备

9、用接线头。若为钳电阻损坏则需更换 整个热电阻。生箔机加热原理附品示丽* 123.m.3/hm3/r(mnn/dd/yv西联铜箔-生箔控制系统机台号溶液抬标掠定123.4； c-（三）物位检测概述物位是指存放在容器或丄业设备中物质的 高度或位置。如液体介质液面的高低称为 液位；液体一液体或液体一固体的分界而 称为界位；固体粉末或颗粒状物质的堆积 高度称为料位。液位、界位及料位的测量 统称为物位测量。磁翻转式液位计磁翻转式液位计可替代玻璃或玻璃管液位计，用 来测量有压容器或敞口容器内的液位,不仅可以 就地指示，亦可以附加液位越限报誓及信号远传 功能，实现远距离的液位报警和监控。它的结构 原理如图9

10、-5-3所示，图9-5-3(a)为磁翻板液位计, 图9-5-3(b)为磁翻球液位计。在与容器连通的非 导磁(一般为不锈钢)管内，带的磁铁的浮子随 管内液位的升降，利丿U磁性的吸引，使得带冇磁 铁的红白两面分明的翻板或翻球产生翻转。有液 体的位置红色朝外，无液体的位置I色朝外，根 据红色指示的高度可以读得液位的具体数值，色 彩分明，效果较好，如图9-5-3 (c) o每个翻板 或翻球的翻转直径为10 mm o(b)超声波物位计工作原理声音在气体液体固体燃料传播超声波=20KHZ吸收声波气液固声波在介质的分界面反射原理:声波从发射到反射回波的时间间隔与 物位的高度成比例关系垂直入射时从气到 液或从

11、液到固（反Z样）声波堆木全部反射. 回声测距法H=VT/2关键:根据公式测量准确性关键在FV 声波的传播速度与介质的密度有关 密度温度压力有关.分类内气介式式测量范围0.830M 0.55M误差 5MM声波频率3KHZ使用温度-40-液介式 固介0.210M3MM 0.2MM 1MHZ 1MHZ 50度特点： 1无可动部件结构简单寿命长 2湿度难关粘度 电导率 热导率 介电常数无 关 3测量范围广只要界面声阻抗不同. 4非接触测凰适合强腐蚀商粘度有毒底温. 5探头不能承受髙温版头条声速受温度,压力影 响很人有的介质吸收声波强 6不适用有强烈震动波动 倾斜 的液面 空气 中有蒸'（沸腾液

12、位探头上不可有颗粒和烟雾.仪表维护保养注意事项该仪表山于测量介质中存在蒸汽，很容易 在探头上凝结水滴和杂物，影响测量的准 确性，须定期擦拭清洁静压式液位计测量原理该仪表主要有传感器、变送器、导压管组 成，当储罐液位存心液位时，测量点存 在一个压力，该压力通过导压管将压力传 递给传感器，再由变送器将信号变送为午 20mA发送到PLC,进行显示。仪表液位零点标定如果液位从导爪管末端算起并且储罐是敞 口罐，将导压管从储罐屮取出，弹干净导 压管中的杂质，使传感器测到的压力只是 大气压强，将电流表串接在输出回路中测 量电流信号，用-字螺丝丿J旋转仪表壳内 冷边的电位器，直到电流农显示4mA,标 定完毕如

13、果液位从储罐的某一位置开始算起并且 储罐是一个带压密封储罐，首先通知操作 丄将储罐液位调节至设定零点液位，将导 压管从储罐中取出，弹干净导压管中的杂 质，重新放入储罐中，将电流农串接在输 出冋路中测量电流信号，用一字螺丝刀旋 转仪农壳内左边的电位器，直到电流表显 示4mA,标定完毕仪表液位量程标定通知操作丄将储罐液位调节至满量程的位 置，将屯流农串接输出冋路中测屋电流 信号，用一字螺丝刀旋转仪表壳内右边的 电位器，直到电流表显示20mA,标定完毕如果有压力信号发生器（如活塞式压力校 验台）可以直接给左压力进行标疋零点和 量程维护保养注意事项由丁该仪表导压管中经常存在杂质，须定 期清除山于测量介

14、质是硫酸铜并IL有蒸汽，须将 表头用塑料等防腐物包裹，避免表头腐蚀流量检测电磁流量计（简称EMF）是利用法拉弟电磁感应宦律 制成的-种测量导电液体体积流量的仪表 工作原理:电磁流虽变送器是由传感器和转换器两 部分组成;导电液体在垂苴磁场的非磁性测量管 内流动,1 j流动方向垂直的方向I 产牛J流体成比 例的感应电势，电动势的方向按川来明右定则. 被测流体的流縈经传感器变换成感应电势，然后再 11转换器将感应电势转换成统一的直流标准信号 作为输岀.流量计菜单解释 首先输入密码 进入仪表量程设置，仪表量程 就是指该仪表所能 测得的最大流量，它所对应的电流输出为 20mA测量阻尼时 间：主要是针对输出而言的，当仪表 测量出现很大波动时，可以加大阻尼时间， 使输出变得平稳流量方向流量零点修正：当仪表零点发生漂移时，需要修 正，在 进行零点标定时，首先要使测量管道内充 满静态介质，将万用表串接入仪表输出 信号回路中测量回路电流，操作按钮调整设定数据，直到 输出为4mA小信号切除点：小信号切除主要为了防止因为仪 表信号受到 磁场干扰、管道振动等因素而设定的电流输出类型：0-20mA、4-20mA空管报警阈值：当管道内没有介质时就会发生报 警，报警后仪表输出和显示都会为零，阈