仪表自动化基础知识(二)ppt课件

1、仪表自动化根底知识编写：黄文新2005年6月仪表自动化根底知识1.仪表自动化根底知识 目录4 显示仪表4.1 模拟显示仪表4.2 数字显示仪表4.3 无纸记录仪5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表5.2 数字单回路调理器2.仪表自动化根底知识4 显示仪表 显示仪表直接接纳检测组件、传感器、变送器送来的信号，经过丈量线路和显示安装，对被测变量予以指示或记录，或用字、字符、数、图像显示。 显示仪表接显示方式分为模拟显示、数字显示和屏幕显示三大类。3.仪表自动化根底知识4 显示仪表4.1 模拟显示仪表 模拟式显示仪表是以指针或记录笔的偏转角或位移量显示被测变量延续变化的仪表。 根据丈量线路，模

2、拟式显示仪表分为直接变换式和平衡式两种。常用的有：动圈式指示仪表、电子电位差计和电子平衡4.仪表自动化根底知识4 显示仪表4.1 模拟显示仪表 4.1 .1 自动平衡式显示仪表 自动平衡式显示仪表是一种用途广泛的自动显示记录仪表，它配用热电偶、热电阻或其他能转换成直流电压、电流或电阻的传感器、变送器，就可以延续指示和记录工业过程中的温度、压力、流量、物位及成分等各种参数。 平衡电桥原理：ER2R3R4RtRpr2r15.仪表自动化根底知识4 显示仪表4.1 模拟显示仪表 4.1 .1 自动平衡式显示仪表 仪表以自动平衡的原理任务，被测信号输入比较电路，其差值信号经晶体管放大后，驱动可逆电机，以

3、到达自动平衡的目的。该平衡机构与指示机构相连，故同时在标尺和记录纸上指示或记录被测参数的数值。6.仪表自动化根底知识4 显示仪表4.2 数字显示仪表 数字式显示仪表直接以数字方式显示被测变量，其丈量速度快，抗干扰性能好，精度高，读数直观，任务可靠，且有自动报警、自动打印和自动检测等功能，更适用于控制室集中监视和控制。现普遍运用于各行业。 常用的有：数字式电压表、温度表、流量表、压力表和转速表等。检测单元变送器被测变量前置放大器A/D非线性补偿标度变换数字显示报警系统数码输出记录打印7.仪表自动化根底知识4 显示仪表4.3 无纸记录仪 屏幕显示是直接把工艺参数用文字、符号、数字和图像配合的方式在

4、荧光屏上直接显示出来，它具有模拟式和数字显示仪表两种功能，并且具有计算机大存储量的记忆才干与快速功能，也是现代计算机不可短少的终端设备，常与计算机联用，作为现代计算机综合集中控制必不可少的显示安装，近年来发展较快。 目前图像显示主要分两类，即计算机控制系统中的CRT彩色图像显示和无纸记录的液晶LCD显示。8.仪表自动化根底知识4 显示仪表4.3 无纸记录仪 无纸记录仪是简易的图像显示仪表，属于智能仪表范畴。它以CPU为中心，内有大容量存储器RAM，可以存储多个过程变量的大量历史数据。它可以直接在屏幕上同时显示出多个过程变量的百分值、工程单位当前值、变量历史变化趋势曲线、过程变量报警形状、流量积

5、算值等。便于进展消费过程运行过程的监视和缺点缘由分析等。 无纸记录仪无纸、无笔，防止了纸和笔的耗费和维护，内部无机械传动部件，大大减轻了仪表人员的任务量。 9.仪表自动化根底知识4 显示仪表4.3 无纸记录仪EKR系列彩色无纸记录仪 EKR2000 5.7“ STN 彩色液晶屏 6通道万能信号输入，画面信息丰富，设置菜单全中文显示;片保证了最高采样速度0.2秒，处置才干强，实时性好，功能齐备PID调节，累积，温压补偿，数据存储介质为8/16M高速FLASH电子盘和CF卡，防止了采用规范软盘记录数据的不稳定性; 可组态报警输出;仪表具有配电输出功能，可以支持以太网和485通讯，可衔接微型打印机;

6、供电电源宽：85 265 V AC10.仪表自动化根底知识4 显示仪表4.3 无纸记录仪LF57C彩色液晶显示记录仪LF57C彩色液晶显示记录仪是国内率先推出的全智能、数字化最新一代彩色液晶显示无笔无纸记录仪。5.7英寸 彩色液晶屏 ，8通道万能信号输入，画面信息丰富，设置菜单全中文显示； 电路设计先进，防止死机；实时性好，功能齐备可进行开方运算，累积，温压补偿，数据存储介质为4M高速FLASH，无须电池维护；可组态报警输出;仪表具有配电输出功能，可以支持以太网和485通讯，可衔接微型打印机;供电电源宽：85 265 V AC或24VDC。11.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动

7、单元组合仪表5.2 数字单回路调理器12.仪表自动化根底知识5 调理器型气动记录调理仪 QXJ型气动记录仪和记录调理仪以下简称记录仪，它与变送单元配套运用，可以用来丈量指示、记录各种工业过程的热工参数，如压力、温度、流量、液位等；假设需求，可与带背包式调理单元配套，对这些参数进展自动调理 。在仪表正面可进展比例、积分、微分参数整定；采用粘结式管路板，可进展手动、自动无扰动切换。 13.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表14.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表 DDZ型电动单元组合仪表简称电型仪表广泛应用于石油、化工、电站、轻工、纺织、冶金、机

8、械、动力等工业的控制系统中，它是实现消费过程自动化，提高产质量量，添加效益和节约能源等的不可短少的主要消费工具。 电型仪表由变送、调理、给定、显示、转换、计算、执行、辅助等八类仪表单元组成。用户根据消费过程的情况、条件和要求，用这些单元进展系统设计，构成从简单到复杂的各种检测和自动控制系统。15.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表变送单元：压力、差压、流量、液位、温度变送器；给定单元：比例设定器、报警设定器；调理单元：各类调理器；显示单元：指示仪、记录仪、智能流量累积仪；转换单元：电气、气电转换器，电气阀门定位器；计算单元：加减器、乘除器、开方器、积算器；辅助单元：平

9、安坚持器、分电盘、电源箱、操作器、隔离器、 升压反相器、信号选择器、信号限制器。 16.仪表自动化根底知识5 调理器电型系统仪表的主要特点： 采用国际规范信号 电型，按照国际电工委员会IEC的规定，远传信号采用420mA DC，控制室内联络信号采用15V DC和420mA DC作为辅助信号，便于构成大型复杂控制系统又可与进口仪表兼容。是扩展性非常广泛的设备。 本质平安防爆构造 电型，配备有齐纳式平安栅和隔离式平安栅Safety-barrier)。作为仪表系统的本质平安防爆构造，任何情况下都能防止起爆能量泄露到危险场所。因此现场仪表除有普通型，隔爆型外还有本质平安防爆型。其防爆等级是iaCT6。

10、17.仪表自动化根底知识5 调理器电型系统仪表的主要特点： 自动手动双向自平衡无扰动切换 电型主要种类指示调理仪，将PID运算、丈量、给定值指示、手操控制和手动/自动切换等功能结合同一表内，操作简单、平安可靠并有自动/手动双向自平衡无扰动切换。指示直观醒目。指示刻度长为100mm双色指针直观醒目。更有光柱指示种类，提高了显示精度和抗震性能。 电子线路以线性集成电路运算放大器构成，与分立元件相比，可靠性上了新台阶。采用24V DC 集中供电，并有备用电源自动切换，构成无停电系统。18.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表 电型系统仪表的主要特点： 采用二线制信号传送 为提

11、高系统抗干扰才干减少安装维修费，现场仪表普通均采用二线制传输。但为了照顾传统运用习惯，简化系统配置还提供含防爆栅功能并有输入、输出隔离的四线制温度变送器。 指示仪记录仪工程量指示刻度可现场改换电型指示，记录仪表可按要求装配相应范围的温度、压力、流量、液位工程量刻度并在现场可方便地互换。 19.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表 DDZ型仪表信号传输表示图24VRL(250)420mA15V420mA调理阀变送器调理器记录仪输出平安栅输入平安栅现场控制室20.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表5.1.1调理单元 接纳变送器或转换器的测量信号作为

12、输入信号并以全刻度值进展显示，将输入信号与给定信号进展比较，对其偏向进展比例、积分、微分运算之后输出420mADC信号至操作端，经过执行机构控制压力、温度流量、液位等工业参数，使其满足工艺的要求。21.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表5.1.1调理单元22.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表5.1.1调理单元23.仪表自动化根底知识5 调理器5.1.1调理单元 组成：电型调理器控制单元和指示单元两部分组成。控制单元由输入电路、比例微分电路、比例积分电路、输出电路VI转换电路、软手动和硬手动电路。指示单元包括输入指示电路和给定信号指示电路。

13、过程：电型调理器的输入信号为15VDC的丈量信号。给定信号有内给定和外给定两种，内给定信号为15VDC，外给定信号为4 20mADC，经过250精细电阻转换成15VDC。 丈量信号与给定信号经过输入电路进展减法运算，输出偏差值到比例微分电路进展比例微分运算，再经过比例积分电路进展比例积分运算后，由输出电路转换成4 20mADC输出。24.仪表自动化根底知识5 调理器5.1.1调理单元 调理器的任务有四种任务形状：自动、坚持、软手动、硬手动。 自动和手动形状由切换开关选择，坚持、软手动和硬手动由扳键选择。 自动或软手动硬手动的切换，必需预先平衡对中才能到达无扰动切换，其他的切换都能实现无扰动切换

14、。 调理器设有正、反作用开关，以满足自动调理系统的要求。25.仪表自动化根底知识5 调理器5.1.1调理单元 输入电路：采用了偏向差动电平挪动电路，将以0V为基准的15VDC输入信号Vi与给定信号Vs进展比较得到成偏向，并将偏向放大2倍，输出以10V电平为基准的电压信号V01。IC1ViVsVB10VVCM1VCM2V01R1R2R3R4R5R6R7R826.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表5.1.1调理单元 调理器的正、反作用 当被控变量即变送器送来的信号添加后，调理器的输出也添加，称为“正作用方向；假设输出随着被控变量的增加而减小，那么称为“反作用方向。 同一调

15、理器，其被控变量与给定值的变化，其输出的作用方向是相反的。27.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表5.1.1调理单元比例度：表示比例调理作用的强弱程度，用表示。 输入变化量输出变化量 100积分时间：在阶跃输入偏向作用下，取积分作用输出等于比例作用的输出的一段时间。用Ti表示。微分时间：在阶跃输入偏向作用下，取微分作用输出等于比例作用的输出的一段时间。用Td表示。28.仪表自动化根底知识5 5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表5.1.2变送单元 DDZ-型差压变送器由四个部分组成,即:丈量部分,杠杆系统,位移检测放大器,电磁反响安装,其构成方框图如下:符号阐明：

16、 Pi被测差压;Fi输入力;Io输出电流;Ff电磁反响力29.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表5.1.2变送单元 电容式差压、压力变送器是工业自动化控制系统的差压、压力、流量和液位检测变送单元，将其转换为420mADC信号输出。用于丈量差压、压力、流量(配用节流安装)、液位、密度、粘度等工业参数，与其他仪表组成自动记录、调理和执行等工业自动化控制系统。30.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表5.1.2变送单元31.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表5.1.2变送单元 图中:1-减压阀, 2-压力表, 3-气动定值器

17、, 4-规范压力表,5-低压阀, 6-高压阀, 7-平衡阀,8-差压变送器,9-0.2级直流毫安表, 10-电阻箱(350), 11-24vDC电源箱。DDZ-型差压变送器的校验线路及设备图32.仪表自动化根底知识5 调理器5.1 DDZ型电动单元组合仪表5.1.3 平安栅 平安火花：是指该火花的能量缺乏以引燃周围可燃性质。 平安火花型防爆仪表：是指在正常形状和事故形状下产生的火花均为平安火花的仪表。 平安火花型防爆系统：包括两方面的含义：一是在危险场所运用平安火花型仪表；二是在控制室仪表和危险场所仪表之间设置了平安栅。 33.仪表自动化根底知识5 调理器5.1.3 平安栅 在自动检测与自动控

18、制系统中，平安栅处于现场仪表与控制室仪表之间，与变送器配合运用的叫输入式平安栅，它的作用是为变送器供电并把来自变送器的420mA转换成与之隔离的420mA电流输出；与执行器配合运用的叫输出式平安栅，它的作用是未来自调理器的420mA信号转换成与之隔离的420mA电流输出。 34.仪表自动化根底知识5 调理器5.1.3 平安栅 平安栅分为隔离式平安栅和齐纳式平安栅两大类。 隔离式平安栅运用了隔绝衔接危险场所的电气线路与电源侧电路、仪表侧线路用变压器进展电气隔离。和限能运用双重电压、电流限制电路。措施，使其具有平安火花型防爆性能。保证即使在变压器副边由于电磁感应而出现市压，或者输出端短路时，进入危

19、险场所的电压、电流也被限制在额定值30VDC、30mADC以下，从而保证了危险场所的平安。 为现场变送器提供隔离的配电电源并将回路中的420mA(DC)电流信号转换成与之呈线性关系的直流规范信号，实现配电/输出/电源三者之间的隔离；同时限制危险能量从控制室串入现场。35.仪表自动化根底知识5 调理器5.1.3 平安栅 热电偶隔离式平安栅：将现场热电偶、亳伏信号转换成420mA(DC)电流信号隔离传送到平安区。该产品需求独立电源，电源、输入、输出三隔离。36.仪表自动化根底知识5.1.3 平安栅 齐纳平安栓的根本电路如图1所示，由快速熔断器F、限压电路齐纳二机管或电子组件和限流电路电阻器或电子组

20、件三部份组成。正常任务时限压电路的伐值电压高于任务电压，故限压电路不起作用，其漏电流很小不影响检测和控制仪表的功能；同时由于限流电路处于低阻对信号传送影响很小，因此系统的任务在平安栓串入且阻抗匹配的情况下不会遭到影响。缺点形状时例如本安端出现短路任务电流超越额定值，限流电路表现为高阻使最大短路电流仍远低于最小点燃电流值；本安端缺点被排除后，限流电路又能自动恢复其正常低阻形状。当非本安出现异常电压混触时，限压电路将快速熔断器协同作用，首先由限压电路起过压维护作用，机之是快速熔断器动作迅速切断通向危险场所的电路，而且限压和限流组件均采用双重化结构可确保一次仪表的本质平安。37.仪表自动化根底知识5 调理器5.1.3 平安栅 隔离平安栅与齐纳平安栅的选用： 普通来讲，齐纳平安栅选型容易，不易损坏，对原系统构造要求改动的地方比较少，优点比较明显。齐纳平安栅的防爆原理是用齐纳二级管控制输出电压，用电阻限制输出电流，电路相对简单。在正常任务时,齐纳平安栅相当于两个电阻串入电路，因此对系统构造无须作改动。另外，齐纳平安栅由于无信号的转变，对原信号精度也没有影响。 隔离式平安栅是以高频作为基波，将信号进展调制解调，信号有了变动，精度